Current practices in clinical gait analysis in Europe:A comprehensive survey-based study from the European society for movement analysis in adults and children (ESMAC) standard initiative

BACKGROUND: Clinical gait analysis (CGA) is a systematic approach to comprehensively evaluate gait patterns, quantify impairments, plan targeted interventions, and evaluate the impact of interventions. However, international standards for CGA are currently lacking, resulting in various national initiatives. Standards are important to ensure safe and effective healthcare practices and to enable evidence-based clinical decision-making, facilitating interoperability, and reimbursement under national healthcare policies. Collaborative clinical and research work between European countries would benefit from common standards.RESEARCH OBJECTIVE: This study aimed to review the current laboratory practices for CGA in Europe.METHODS: A comprehensive survey was conducted by the European Society for Movement Analysis in Adults and Children (ESMAC), in close collaboration with the European national societies. The survey involved 97 gait laboratories across 16 countries. The survey assessed several aspects related to CGA, including equipment used, data collection, processing, and reporting methods.RESULTS: There was a consensus between laboratories concerning the data collected during CGA. The Conventional Gait Model (CGM) was the most used biomechanical model for calculating kinematics and kinetics. Respondents also reported the use of video recording, 3D motion capture systems, force plates, and surface electromyography. While there was a consensus on the reporting of CGA data, variations were reported in training, documentation, data preprocessing and equipment maintenance practices.SIGNIFICANCE: The findings of this study will serve as a foundation for the development of standardized guidelines for CGA in Europe.</p

Time-frequency analysis of postural sway in neurological patients

Notre objectif a été d'étudier l'apport d'une analyse temps-fréquence par transformée en ondelettes dans l'évaluation stabilométrique de la stabilité posturale de sujets présentant une pathologie neurologique. A partir d'un corpus de données incluant 199 patients présentant une pathologie neurologique et 41 sujets témoins, nous avons étudié la reproductibilité et la validité des paramètres stabilométriques. Nous avons déterminé les valeurs d'erreur de mesure de paramètres issus d'une analyse temps-fréquence, d'une analyse fréquentielle par méthode FFT et d'une analyse linéaire du signal, chez des patients hémiplégiques vasculaires. Pour la moyenne de 3 acquisitions de 30 secondes, nous proposons de privilégier l'utilisation de paramètres issus d'une analyse temps-fréquence qui sont les plus reproductibles. L'évaluation stabilométrique a montré un intérêt au moins équivalent aux critères cliniques dans la prédiction du risque de chute chez le patient hémiplégique vasculaire. Le modèle de prédiction reste cependant insuffisant pour être appliqué de manière isolé en pratique clinique, où une évaluation multi-modale du patient reste nécessaire. Une étude des déterminants neurologiques et biomécaniques de la distribution du contenu fréquentiel a été réalisée avec l'analyse en ondelettes. Nous avons montré qu'en l'absence de tremblement postural caractérisé, la distribution du contenu fréquentiel était essentiellement liée au degré d'instabilité posturale. Nos perspectives sont d'approfondir l'intérêt de l'analyse temps-fréquence par transformée en ondelettes, qui permet d'étudier à la fois la stabilité posturale et les mécanismes de contrôle sous-jacents.Our objective was to study the interest of time-frequency analysis by wavelet transform in stabilometric assessment of postural sway in neurological patients. From a corpus of data including 199 patients with neurological disease and 41 control subjects, we studied the reliability and validity of stabilometric parameters. We determined the error measurement from a time-frequency analysis, a FFT analysis and a linear analysis of the stabilogram, in stroke patients. For the average of 3 acquisitions of 30 seconds, we propose to use the time-frequency parameters that are most reliable. Stabilometric assessment showed an interest at least equivalent to clinical criteria in predicting the risk of falls in the stroke patient. The prediction model remains insufficient to be applied alone in clinical practice, where a multi-modal patient assessment is still required. A study of the neurological and biomechanical determinants of the distribution of frequency content was carried out with the wavelet analysis. We have shown that in the absence of postural tremor, the distribution of frequency content was mostly related to the degree of postural instability. Our outlook is to deepen the time-frequency analysis by wavelet transform, which allows to study both postural stability and the underlying control mechanisms

Application de l'analyse temps-fréquence à l'évaluation de l'instabilité posturale chez le patient neurologique

Notre objectif a été d'étudier l'apport d'une analyse temps-fréquence par transformée en ondelettes dans l'évaluation stabilométrique de la stabilité posturale de sujets présentant une pathologie neurologique. A partir d'un corpus de données incluant 199 patients présentant une pathologie neurologique et 41 sujets témoins, nous avons étudié la reproductibilité et la validité des paramètres stabilométriques. Nous avons déterminé les valeurs d'erreur de mesure de paramètres issus d'une analyse temps-fréquence, d'une analyse fréquentielle par méthode FFT et d'une analyse linéaire du signal, chez des patients hémiplégiques vasculaires. Pour la moyenne de 3 acquisitions de 30 secondes, nous proposons de privilégier l'utilisation de paramètres issus d'une analyse temps-fréquence qui sont les plus reproductibles. L'évaluation stabilométrique a montré un intérêt au moins équivalent aux critères cliniques dans la prédiction du risque de chute chez le patient hémiplégique vasculaire. Le modèle de prédiction reste cependant insuffisant pour être appliqué de manière isolé en pratique clinique, où une évaluation multi-modale du patient reste nécessaire. Une étude des déterminants neurologiques et biomécaniques de la distribution du contenu fréquentiel a été réalisée avec l'analyse en ondelettes. Nous avons montré qu'en l'absence de tremblement postural caractérisé, la distribution du contenu fréquentiel était essentiellement liée au degré d'instabilité posturale. Nos perspectives sont d'approfondir l'intérêt de l'analyse temps-fréquence par transformée en ondelettes, qui permet d'étudier à la fois la stabilité posturale et les mécanismes de contrôle sous-jacents.Our objective was to study the interest of time-frequency analysis by wavelet transform in stabilometric assessment of postural sway in neurological patients. From a corpus of data including 199 patients with neurological disease and 41 control subjects, we studied the reliability and validity of stabilometric parameters. We determined the error measurement from a time-frequency analysis, a FFT analysis and a linear analysis of the stabilogram, in stroke patients. For the average of 3 acquisitions of 30 seconds, we propose to use the time-frequency parameters that are most reliable. Stabilometric assessment showed an interest at least equivalent to clinical criteria in predicting the risk of falls in the stroke patient. The prediction model remains insufficient to be applied alone in clinical practice, where a multi-modal patient assessment is still required. A study of the neurological and biomechanical determinants of the distribution of frequency content was carried out with the wavelet analysis. We have shown that in the absence of postural tremor, the distribution of frequency content was mostly related to the degree of postural instability. Our outlook is to deepen the time-frequency analysis by wavelet transform, which allows to study both postural stability and the underlying control mechanisms

Place de la stabilométrie dans l'évaluation des performances posturales de l'hémiplégique vasculaire (étude pilote)

L'évaluation instrumentale de la stabilité sur plate-forme de force est un examen de routine permettant d'obtenir de nombreux paramètres. Notre travail a consisté à sélectionner les paramètres les plus pertinents en terme de validité et de reproductibilité, chez 20 patients hémiplégiques évalués sur une plate-forme de force. La validité a été évaluée par rapport à la capacité de maintien d'un appui monopodal du côté parétique. La condition d'analyse la plus discriminante correspond à l'évaluation statique les yeux fermés. Les paramètres retenus comme étant les plus pertinents sont les paramètres fréquentiels de puissance spectrale obtenus par une analyse en ondelettes (temps-fréquence) selon l'axe médio-latéral, la vitesse moyenne du centre de pression dans le plan, et la surface du statokinésigramme. La reproductibilité correcte de ces paramètres permet de les utiliser à partir d'un seul enregistrement. Pour déterminer l'intérêt des paramètres retenus dans le suivi des patients en cours de rééducation, il sera nécessaire d'évaluer leur sensibilité au changement.TOULOUSE3-BU Santé-Centrale (315552105) / SudocSudocFranceF

Corticomuscular and intermuscular coherence are correlated after stroke: a simplified motor control?

International audienceAbstract During movement, corticomuscular coherence is a measure of central-peripheral communication, while intermuscular coherence is a measure of the amount of common central drive to the muscles. Although these two measures are modified in stroke subjects, no author has explored a correlation between them, neither in stroke subjects nor in healthy subjects. Twenty-four chronic stroke subjects and 22 healthy control subjects were included in this cohort study, and they performed 20 active elbow extension movements. The electroencephalographic and electromyographic activity of the elbow flexors and extensors were recorded. Corticomuscular and intermuscular coherence were calculated in the time–frequency domain for each limb of stroke and control subjects. Partial rank correlations were performed to study the link between these two variables. Our results showed a positive correlation between corticomuscular and intermuscular coherence only for stroke subjects, for their paretic and non-paretic limbs (P &lt; 0.022; Rho &gt; 0.50). These results suggest, beyond the cortical and spinal hypotheses to explain them, that stroke subjects present a form of simplification of motor control. When central-peripheral communication increases, it is less modulated and more common to the muscles involved in the active movement. This motor control simplification suggests a new way of understanding the plasticity of the neuromuscular system after stroke

Phasic alteration of corticomuscular coupling in post-stroke subjects is associated with decreased motor function during active elbow extensions

International audienc

Temporal Dynamics of Corticomuscular Coherence Reflects Alteration of the Central Mechanisms of Neural Motor Control in Post-Stroke Patients

The neural control of muscular activity during a voluntary movement implies a continuous updating of a mix of afferent and efferent information. Corticomuscular coherence (CMC) is a powerful tool to explore the interactions between the motor cortex and the muscles involved in movement realization. The comparison of the temporal dynamics of CMC between healthy subjects and post-stroke patients could provide new insights into the question of how agonist and antagonist muscles are controlled related to motor performance during active voluntary movements. We recorded scalp electroencephalography activity, electromyography signals from agonist and antagonist muscles, and upper limb kinematics in eight healthy subjects and seventeen chronic post-stroke patients during twenty repeated voluntary elbow extensions and explored whether the modulation of the temporal dynamics of CMC could contribute to motor function impairment. Concomitantly with the alteration of elbow extension kinematics in post-stroke patients, dynamic CMC analysis showed a continuous CMC in both agonist and antagonist muscles during movement and highlighted that instantaneous CMC in antagonist muscles was higher for post-stroke patients compared to controls during the acceleration phase of elbow extension movement. In relation to motor control theories, our findings suggest that CMC could be involved in the online control of voluntary movement through the continuous integration of sensorimotor information. Moreover, specific alterations of CMC in antagonist muscles could reflect central command alterations of the selectivity in post-stroke patients.</jats:p