Journal of Mazandaran University of Medical Sciences
مجله دانشگاه علوم پزشکی مازندران
J Mazandaran Univ Med Sci
Medical Sciences
http://jmums.mazums.ac.ir
1
admin
1735-9260
1735-9279
fa
jalali
1395
7
1
gregorian
2016
10
1
26
141
online
1
fulltext
fa
ارائه روشی جدید به منظور استخراج مراحل استقرار و تاب خوردن گام مبتنی بر تغییرات شتاب در تجزیه تحلیل راه رفتن افراد نرمال و مبتلا به پارگی رباط صلیبی
A Novel Detector Algorithm for Swing and Stance Phases Based on Knee Acceleration Variation in Gait Analysis among Normal and ACL-deficient Subjects
پژوهشي-کامل
Research(Original)
<p dir="RTL">سابقه و هدف: پیچیده و گران بودن روشهای ارزیابی عملکردی مبتلایان به پارگی رباط صلیبی قدامی، گرایش استفاده از ابزارهای ساده مانند شتاب سنج و تجزیه و تحلیل گام افراد، مبتنی بر تکنیکهای پردازش سیگنال را افزایش داده است. به این منظور، حین بهکارگیری این سنسور روی درشت نی، تعیین مراحل گام، ضروری است. هدف این مطالعه، ارایه الگوریتمی نوین بر پایه توابع موجک و پیچش زمانی پویا، به منظور شناسایی گام و تفکیک مراحل گام سیگنالهای خام شتاب درشت نی میباشد.</p>
<p dir="RTL">مواد و روشها: در این پژوهش نیمه تجربی، جهت آشکارسازی استقرار و تاب خوردن گام 20 فرد سالم و 20 فرد مبتلا به پارگی رباط صلیبی، با کمک تبدیل موجک تا جزء 32 کلاه مکزیکی، سیگنال های شتاب به منطقه جستجو محدود شد و از روش ساده آشکارسازی قله، اعمال پیچش زمانی پویا و قیود زمانی، تحلیل در حوزه زمان انجام شد.</p>
<p dir="RTL">یافتهها: 376 گام از 391 گام سالم افراد نرمال و 392 گام از 415 گام سالم افراد غیرنرمال به درستی استخراج شد. در افراد نرمال از 17 گام دارای خلل، 14 گام و در افراد غیر نرمال، تمامی گامهای دارای خلل به درستی کنار گذاشته شد.</p>
<p dir="RTL">استنتاج: روش پیشنهادی توانایی تفکیک مراحل استقرار و تاب خوردن را برای دو گروه نرمال و مبتلا به پارگی رباط صلیبی، به ترتیب دقت 94 و 95 درصد دارد که بالاتر از مطالعات مشابه است و برای شناسایی گام افراد سالم و دچار پارگی رباط صلیبی بسیار مفید است.</p>
<p><strong>Background and purpose:</strong> High cost and complication of some instruments assessing functional capabilities in athletes with anterior cruciate ligament (ACL) deficiency have caused increasing attentions towards using inexpensive and user-friendly instruments as accelerometers and gait analyzing based on signal processing. Therefore, gait phases detection seems to be necessary while accelerometer is mounted on tibia. The aim of this study was to present a novel algorithm based on wavelet functions and dynamic time warping in order to gait detecting and gait breakdown from tibia acceleration raw data.</p>
<p><strong>Materials and methods:</strong> A semi-experimental study was performed in which swing and stance phases of 20 healthy individuals and 20 ACL-deficient individuals’ gait were detected using up to order 32 of Mexican hat function of wavelet transformation. The acceleration signals were divided o peak searching parts. Time domain analyses were performed using peak detectors and dynamic time warping functions.</p>
<p><strong>Results:</strong> In normal individuals and ACL-deficient subjects, 376 and 392 strides were detected from 391 and 415 strides, respectively. Also, in normal individuals from 17 distorted strides 14 and in those with ACL-deficiency all distorted strides were completely corrected.</p>
<p><strong>Conclusion:</strong> The suggested algorithm was found to be capable of detecting swing and stance phases of the gait in both normal and ACL-deficient patients by accuracy rates of 94% and 95%, respectively. These rates are higher compared with previous studies. This novel algorithm could be applied as a useful method for gait evaluation in healthy people and individuals with ACL-deficiency.</p>
<p></p>
رباط صلیبی قدامی, آنالیز گام, شتاب سنج, استقرار و تاب خوردن گام
anterior cruciate ligament, gait, analysis, swing, acceleration
95
102
http://jmums.mazums.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-5029-341&slc_lang=fa&sid=1
Saeed
Kermani
سعید
کرمانی
kermani@med.mui.ac.ir
100319475328460084952
100319475328460084952
Yes
Associate Professor, Department of Bioelectric, School of Advanced Technologies in Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
دانشیار، گروه بیوالکتربک، دانشکده فناوری های نوین علوم پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
Hesam
Fazlali
حسام
فضلعلی
100319475328460084953
100319475328460084953
No
MSc in Bioelectric, School of Advanced Technologies in Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
کارشناس ارشد بیوالکتربک، دانشکده فناوری های نوین علوم پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
Heydar
Sadeghi
حیدر
صادقی
100319475328460084954
100319475328460084954
No
Professor, Department of Physical Education, Faculty of Physical Education and Sport Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
استاد، گروه تربیت بدنی، دانشکده تربیت بدنی، دانشگاه خوارزمی تهران، تهران، ایران