Měření pohybu osob pomocí akcelerometru

Abstract

Úvod: Stárnoucí světová populace se potýká se stále rostoucím výskytem osteoporózy. Naštěstí se ukazuje, že určitý typ pohybu (takový, který způsobuje otřesy kosterní soustavy, např. chůze nebo běh), stimuluje přestavbu kostní trámčiny, a tak zabraňuje jejímu řídnutí. Síla odezvy kostí je závislá na intenzitě dopadu. Při snaze o optimalizaci individuálního cvičebního programu proto musíme být schopní popsat lidský pohyb z hlediska mechanického zatěžování. Tato studie si klade za cíl ověřit spolehlivost akcelerometrů v těchto měřeních porovnáním jejich výsledků s hodnotami získanými pomocí dynamografické Kistlerovy plošiny. Zajímá nás také schopnost akcelerometrického zařízení správně sečítat dávku kostní stimulace během dne. Metody: Každý z 20 dobrovolníků, kteří se zúčastnili této studie, absolvoval stejnou, předem navrženou, posloupnost cvičení. Různé parametry dopadu, získané v důsledku měření dvěma odlišnými metodami, byly matematicky přepočítány na společný ukazatel, vertikální zrychlení, jehož hodnoty byly následně porovnávány. Výsledky a závěr: Výsledky ukázaly, že akcelerometry ve srovnání s dynamografickou plošinou měří přesněji při vyšších hodnotách zrychlení; v případě "měkkčího" dopadu je však spolehlivější Kistlerova plošina. V oblasti kyčlí se akcelerometrický monitor jeví jako značněcitlivější. Při kumulaci denní dávky kostní stimulace se zařízení "sytí" při hodnotě okolo 80 procent.

Introduction: Osteoporosis is a significant health concern to ageing population of nowadays world. Fortunately, high-impact physical exercise has been shown to stimulate remodeling of the trabecular bone and thus prevent it from further thinning. Bone's response is threshold-driven and its level depends on intensity of the particular activity. Hence, if we want to optimize individual bone exercise prescription we need to be able to describe human movement in terms of mechanical loading. Aim of the present study is to evaluate reliability of an accelerometer-based monitor in this sense by comparing its results to those acquired from conventional force plate measurements. Furthermore, we want to investigate monitor's ability to cumulate stimulation results in time. Methods: Each one of the twenty volunteers involved in this study performed an identical set of impact exercises. Different parameters of impacts that were obtained due to use of two different measurement methods were mathematically converted to a common variable, vertical acceleration, whose values we subsequently compared. Results and conclusion: Results showed that in comparison to the force plate measurements, accelerometers appear to be more accurate at high acceleration levels; when it comes to "softer" impacts, though, force plate gives more reliable results. The accelerometer-based device proved to be more sensitive in the area of hips. The monitor's assessment of daily exercise seems to be bounded by the value of 80 percent.