This paper presents discontinuous zigzag gait analysis for a newly modeled quadruped walking robot with an articulated spine which connects the front and rear parts of the body. An articulated spine walking robot can move easily from side to side, which is an important feature to guarantee a larger gait stability margin than that of a conventional single rigid-body walking robot. First, we suggest a kinematic modeling of an articulated spine robot which has new parameters such as a waist-joint angle, a rotate angle of a front and rear body and describe characteristics of gait using an articulated spine. Next, we compared the difference of walking motion of newly modeled robot with that of a single rigid-body robot and analyzed the gait of an articulated spine robot using new parameters. On the basis of above result, we proposed a best walking motion with maximum stability margin. To show the effectiveness of proposed gait planning by simulation, firstly the fastest walking motion is identified based on the maximum stride, because the longer the stride, the faster the walking speed. Next, the gait stability margin variation of an articulated spine robot is compared according to the allowable waist-joint angle.
Objective: The purpose of this study was to investigate differences in gait parameters and symmetry between walking speed by using the Froude number and preferred walking speed. Method: Fifty adults (age: $21.0{\pm}1.7years$, body weight: $71.0{\pm}9.2kg$, height: $1.75{\pm}0.07m$, leg length: $0.89{\pm}0.05m$) participated in this study. Leg length-applied walking speed was calculated by using the Froude number, defined as Fr = ${\upsilon}^2$/gL, where v is the velocity, g is the gravitational acceleration, and L is the leg length. Video data were collected by using eight infrared cameras (Oqus 300, Qualysis, Sweden) and the Qualisys Track Manager software (Qualisys, Sweden), with a 200-Hz sampling frequency during two-speed walking (preferred walking speed [PS] and leg length-applied walking speed [LS]) on a treadmill (Instrumented Treadmill, Bertec, USA). The step length, stride length, support percentage, cadence, lower joint angle, range of motion (ROM), and symmetry index were then calculated by using the Matlab R2009a software. Results: Step and stride lengths were greater in LS than in PS (p < 0.05). The right single-support percentage was greater in LS than in PS (p < 0.05). The hip joint angle at heel contact and toe-off were greater in LS than in PS (p < 0.05). The hip and knee joint ROM were greater in LS than in PS (p < 0.05). Conclusion: Based on our findings, we suggest that increased walking speed had a significant effect on step length, stride length, support percentage, and lower joint ROM.
There is an increasing interest in health and research on methods for measuring human body information. The importance of continuously observing information such as the step change and the walking speed is increasing. At a person's gait, information about the disease and the currently weakened area can be known. In this paper, gait is measured using wearable walking module built in shoes. We want to make continuous measurement possible by simplifying gait measurement method. This module is designed to receive information of gyro sensor and acceleration sensor. The designed module is capable of WiFi communication and the collected walking information is stored in the server. The information stored in the server is corrected by integrating the acceleration sensor and the gyro sensor value. A band-pass filter was used to reduce the error. This data is categorized by the Gait Finder into walking and waiting states. When walking, each step is divided and stored separately for analysis.
Background and Purpose: Dual walking task such as crossing over an obstacle may serve as an excellent tool for predicting early cognitive decline. Thus, this study aimed to investigate correlation between walking while crossing over an obstacle and executive functions under different gait phases to validate the use of walking with an obstacle for predicting early cognitive decline. Methods: A cross-sectional study was conducted on 48 elderly individuals from 2 day-care centers and 3 welfare-centers in Seoul and Gyeonggi, Korea. Executive function tests (Trail Making Test, Stroop test) and dual walking tests (gait speed, cadence, stance time, gait cycle time) were performed and compared using partial correlation analysis. Results: There were significant correlations between executive function and most of the gait variables (stance time, cadence, and gait cycle time) (p<0.05) when crossing over an obstacle while walking. Especially, stance time exhibited significant correlations with most executive functions (p<0.05). Conclusions: When evaluating executive function during walking with an obstacle, post-obstacle-crossing phase and stance time need to be observed.
In this study the feasibility of a dynamic gait for a given quadruped walking robot is investigated through a computer simulation of the walking with certain drivings of the actuators. Two planar inverted pendulums are used to represent the dynamic model of the leg of the walking robot. It's gait motion is assumed to be periodic and symmetric between left and right sides only with half cycle delay. The dynamics of the walking robot is simplified by introducing two virtual legs to produce two planar inverted pendulums in two orthogonal planes and on the basis that certain legs in pair act as one. The feasibility of the dynamic gait motion is established from the following two necessary conditions:(1) The position and velocity of a foot must satisfy the stroke and velocity requirements.(2) The gait motion should be periodic without falling down. The gait feasibility test was applied to a walking robot design showing the specific acceptable speed range of the robot in trot. Also it showed that the higher body height may produce the faster trot gait.
The range of motion (ROM) of ankle dorsiflexion in older women was associated with gait abnormalities and the risk of falls. The purpose of this study was to investigate the effect of self-stretching exercise on the flexibility of the plantar flexors of the ankle and the characteristics of gait in healthy elderly women. Fifteen participants were assigned randomly into an exercise (n=8) or control (n=7) group. The exercise group attended a self-stretching program approximately 30 minutes for 3 days per week for 4 weeks. The active ankle dorsiflexion ROM and gait measurements were taken prior to beginning the stretching program and 1 day after the last stretching day. Results showed that the active ankle dorsiflexion ROM was significantly increased in the exercise group than in the control group after the stretching program (p<.05). However, gait parameters, including gait speed, cadence, and stride length were not significantly different between the two groups (p>.05). The results suggest that a 4-week self-stretching program is capable of provoking a significant increase in ankle dorsiflexion ROM in elderly, community-dwelling women. Additional research is needed to investigate the effect of gait-specific exercise combined with stretching exercise on gait ability.
Objective: Robot assisted gait training is implemented as part of therapy for the recovery of gait patterns in recent clinical fields, and the scope of implications are continuously increasing. However clear therapy protocols of robot assisted gait training are insufficent. The purpose of this study was to investigate the effects of robot-assisted gait training applied with guidance force on balance and gait performance in persons with hemiparetic stroke. Design: Two group pre-test post-test design. Methods: Nineteen persons were diagnosed with hemiparesis following stroke participated in this study. The participants were randomly assigned to the unilateral guidance group or bilateral guidance group to conduct robot-assisted gait training. All participants underwent robot-assisted gait training for twelve sessions (30 min/d, 3 d/wk for 4 weeks). They were assessed with gait parameters (gait velocity, cadence, step length, stance phase, and swing phase) using Optogait. This study also measured the dynamic gait index (DGI), the Berg balance scale (BBS) score, and timed up and go (TUG). Results: After training, BBS scores were was significantly increased in the bilateral training group than in the unilateral guidance group (p<0.05). Spatiotemporal parameters were significantly changed in the bilateral training group (gait speed, swing phase ratio, and stance phase ratio) compared to the unilateral training group (p<0.05). Conclusions: The results of this study suggest that robot-assisted gait training show feasibility in facilitating improvements in balance and gait performance for subacute hemiparetic stroke patients.
본 연구는 리듬청각자극을 이용한 후방 보행 훈련이 뇌졸중 환자의 보행과 균형에 미치는 영향을 알아보기 위한 것으로 21명의 뇌졸중 환자를 무작위로 세 집단으로 나누었고, 실험군I은 전방 보행 훈련 군, 실험군II은 후방 보행 훈련군, 실험군III은 리듬청각자극을 이용한 후방 보행 훈련 군으로 집단마다 7명씩 실험하였다. 실험은 3주간 주 5회 30분씩 실시하였으며 실험 전과 3주간의 실험 후에 각 실험군의 10m 보행 검사, 일어나 걸어가기 검사, 기능적 팔 뻗기 검사를 하였고, biodex gait trainer 2를 사용하여 활보장과 보장비대칭 비를 측정하였다. 연구의 결과 각 군내의 실험 전 후 비교에서 보행속도, 보행대칭성, 균형에 유의한 차이를 보였고(p<.05), 변화량을 비교했을 때 모두 유의한 차이를 보였으며(p<.05), 보행속도, 보행대칭성과 균형에서는 실험군III, 실험군II, 실험군I 순으로 효과적이였고, 활보장에서는 실험군II와 실험군III이 실험군I보다 효과적이였다. 이 결과를 통하여 뇌졸중 환자를 대상으로 보행 운동을 실시할 때 리듬청각자극을 이용한 후방 보행 훈련이 보행속도, 보행대칭성과 균형의 향상에 있어서 효과적인 방법임을 알 수 있다.
The purpose of this study was to describe and compare kinematic gait variables during 3 different(0.5, 1, 2m/s) treadmill belt speed. Twenty health subjects participated. The results were following. 1. There are no significant difficult in step phase according to treadmill belt speed. 2. There are significant difficult in stride length, cadence and foot rotation according to treadmill belt speed. 3. There are significant difficult in hip flex/ext, knee flexion and ankle dorsiflexion according to treadmill belt speed.
Ha, Hyun Geun;Ko, Young Jun;Lee, Hwang Jae;Lee, Wan Hee
Physical Therapy Rehabilitation Science
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제3권1호
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pp.7-12
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2014
Objective: The purpose of this study was to investigate the effects of a three dimensional balance trainer in combination with a video-game system and visual feedback on balance recovery and gait function in subacute stroke patients. Design: Randomized controlled trial. Methods: Twenty-three subacute stroke patients were assigned to either an experimental (n=12) or a control group (n=11) using a random permuted block design and sealed envelopes. The experimental group received additional 3-dimensional balance training combined with visual feedback and a game program for 30 min/day, 5 days/week for 4 weeks. Both groups received 30-min of conservative physical therapy sessions based on neurodevelopmental therapy. Before and after the 20 sessions, walking abilities were evaluated by the the GaitRite system and balances were evaluated using the Berg Balance Scale (BBS). The Trunk Impairment Scale (TIS) was used to assess trunk muscle performances. Results: After the 4-week intervention, BBS and TIS scores were significantly increased in both groups (p<0.05), and increases in these scores were significantly greater in the experimental group (p<0.05). After the 4-week intervention, gait speed and cadence were significantly increased in both groups (p<0.05), and as was observed for BBS and TIS scores, changes of gait speed and cadence were significantly greater in the experimental group (p<0.05). Conclusions: The study shows that the 3-dimensional balance trainer combined with visual biofeedback and a video-game system provides a therapeutic means for improving balance and gait ability in subacute stroke patients.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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