Two different methods for kinematic analysis of head movements relating to eye-head coordination in infants

BACKGROUND: Kinematic analysis is a method for quantitative assessment applied in different fields of study. In the field of motor development, this analysis may promote better understanding of the acquisition and development of motor skills. OBJECTIVE: To develop and compare two experimental set-ups for kinematic analysis of head movements relating to eye-head coordination (EHC) in infants. METHODS: Two experimental set-ups (A and B) were tested. They differed from each other regarding the numbers and locations of the cameras, and regarding the volume of the calibration system. RESULTS: The accuracy of the two experimental set-ups was 2.47mm, thus indicating that both can provide realistic reconstructions of the movement. The three cameras used in set-up B made it possible to view the full range of motion with at least one of the cameras. This led to improvement of the qualitative analysis and reduction of the time taken to process quantitative data, which was 33% shorter than seen with set-up A. In addition, set-up B presented a better cost-benefit relationship. CONCLUSIONS: Although both set-ups were adequate for kinematic analysis of head movements relating to EHC in infants, set-up B is more advantageous. The methodology for set-up B can be used in studies investigating head movements in either typical or atypical infants. The results from such studies could be used to complement assessments on at-risk infants and consequently could assist in implementing early interventions.CONTEXTUALIZAÇÃO: A análise cinemática é um método de avaliação quantitativa empregada em diferentes áreas de estudo. Na área do desenvolvimento motor, essa análise pode proporcionar uma melhor compreensão da aquisição e do desenvolvimento das habilidades motoras. OBJETIVOS: Desenvolver e comparar dois arranjos experimentais para análise cinemática dos movimentos de cabeça durante a coordenação viso-cefálica (CVC) em lactentes. MATERIAIS E MÉTODOS: Foram testados dois arranjos experimentais (A e B) que diferiam quanto ao número e posicionamento das câmeras, bem como quanto ao volume do sistema de calibração. RESULTADOS: A acurácia dos dois arranjos experimentais foi de 2,47mm, indicando que ambos podem fornecer uma reconstrução verossímil do movimento. As três câmeras usadas no arranjo B favoreceram a visualização de toda a amplitude do movimento por pelo menos uma das câmeras. Isso levou à melhora da análise qualitativa e à redução do tempo de processamento dos dados quantitativos, reduzindo-o em 33% quando comparado ao arranjo A. Além disso, o arranjo B apresentou melhor relação custo-benefício. CONCLUSÕES: Ambos os arranjos são adequados para a análise cinemática dos movimentos de cabeça durante a CVC de lactentes, entretanto, o arranjo B é mais vantajoso. A metodologia do arranjo B pode ser empregada em estudos que investigam o movimento de cabeça de lactentes, sejam eles típicos ou atípicos. Os resultados de tais estudos poderão ser empregados para complementar a avaliação de lactentes de risco e, conseqüentemente, auxiliar na intervenção precoce destes.42543

Development

Many studies have demonstrated that the seated position is more effective in promoting reaching movements when compared with supine. The aim of this longitudinal study was to verify the effect of seated and supine positions on spatio-temporal parameters of reaching in 4-6-month-old infants. Four infants were observed during reaching trials in both positions. A total of 235 reaches were analyzed by using the 3D movement reconstruction. Our results showed that frequency of reaching and straightness index increased over age. Significant differences between the positions were observed at 4 months, when the frequency increased and the duration and deceleration time decreased in the seated position. There were no significant differences at 5 and 6 months. These findings suggest that young infants are able to change kinematical parameters of reaching to adapt themselves to intrinsic and extrinsic constraints (i.e. age and position). © 2006 Elsevier Inc. All rights reserved

Two Different Methods For Kinematic Analysis Of Head Movements Relating To Eye-head Coordination In Infants

Background: Kinematic analysis is a method for quantitative assessment applied in different fields of study. In the field of motor development, this analysis may promote better understanding of the acquisition and development of motor skills. Objective: To develop and compare two experimental set-ups for kinematic analysis of head movements relating to eye-head coordination (EHC) in infants. Methods: Two experimental set-ups (A and B) were tested. They differed from each other regarding the numbers and locations of the cameras, and regarding the volume of the calibration system. Results: The accuracy of the two experimental set-ups was 2.47mm, thus indicating that both can provide realistic reconstructions of the movement. The three cameras used in set-up B made it possible to view the full range of motion with at least one of the cameras. This led to improvement of the qualitative analysis and reduction of the time taken to process quantitative data, which was 33% shorter than seen with set-up A. In addition, set-up B presented a better cost-benefit relationship. Conclusions: Although both set-ups were adequate for kinematic analysis of head movements relating to EHC in infants, set-up B is more advantageous. The methodology for set-up B can be used in studies investigating head movements in either typical or atypical infants. The results from such studies could be used to complement assessments on at-risk infants and consequently could assist in implementing early interventions.125425431Besier, T.F., Lloyd, D.G., Ackland, T.R., Cochrane, J.L., Antecipatory effects on knee joint loading during running and cutting maneuvers (2001) Med Sci Sports Exerc, 33 (7), pp. 1176-1181Lindquist, A.R.R., Silva, I.A.B., Barros, R.M.L., Mattioli, R., Salvini, T.F., A influência da estimulação elétrica funcional associada ao treinamento em esteira com suporte parcial de peso na marcha de hemiparéticos. (2005) Rev Bras Fisioter, 9 (1), pp. 109-112Lindquist, A.R.R., Prado, C.L., Barros, R.M.L., Mattioli, R., Costa, P.H.L., Salvini, T.F., Gait training combining partial body weight support, a treadmill, and functional electrical stimulation: Effects on poststroke gait (2007) Phys Ther, 87 (9), pp. 1144-1154Pieruccini-Faria, F., Menuchi, M.R.T.P., Vitorio, R., Gobbi, L.T.B., Stella, F., Gobbi, S., Parâmetros cinemáticos da marcha com obstáculos em idosos com doença de Parkinson, com e sem efeito da levodopa: Um estudo piloto. (2006) Rev Bras Fisioter, 10 (2), pp. 233-239Silva, J.B.F., Barros, R.M.L., Análise quantitativa e qualitativa dos sintomas de antecipação nas ações motoras de crianças. (2000) Rev Bras Cien Mov, 8 (2), pp. 19-24Barela, J.A., Godoi, D., Freitas, P.B., Polastri, P.F., Visual information and body sway coupling in infants during sitting acquisition (2000) Infant Behav Dev, 23 (3-4), pp. 285-297Barela, J.A., Jeka, J.J., Clark, J.E., Postural control in children: Coupling to dynamic somatosensory information (2003) Exp Brain Res, 150 (4), pp. 434-442Toledo, D.R., Rinaldi, N.M., Barela, J.A., Controle postural em crianças: Efeito da manipulação da informação visual discreta. (2006) Revista Brasileira de Comportamento Motor, 1 (1), pp. 82-88Godoi, D., Barela, J.A., Body sway and sensory motor coupling adaptation in children: Effects of distance manipulation (2008) Dev Psychobiol, 50 (1), pp. 77-87Thelen, E., Spencer, J.P., Postural control during reaching in young infants: A dynamic system approach (1998) Neurosci Biobehav Rev, 22 (4), pp. 507-514Fallang, B., Saugstad, O.D., Hadders-Algra, M., Goal directed reaching and postural control in supine position in healthy infants (2000) Behav Brain Res, 115 (1), pp. 9-18Rocha, N.A., Silva, F.P., Tudella, E., The impact of object size and rigidity on infant reaching (2006) Infant Behav Dev, 29 (2), pp. 251-261Rocha, N.A., Silva, F.P., Tudella, E., Influência do tamanho e da rigidez dos objetos nos ajustes proximais e distais do alcance de lactentes. (2006) Rev Bras Fisioter, 10 (3), pp. 263-269Carvalho, R.P., Tudella, E., Savelsbergh, G.J., Spatio-temporal parameters in infant's reaching movements are in. uenced by body orientation (2007) Infant Behav Dev, 30 (1), pp. 26-35Carvalho, R.P., Tudella, E., Caljouw, S.R., Savelsbergh, G.J., Early control of reaching: Effects of experience and body orientation (2008) Infant Behav Dev, 31 (1), pp. 23-33Bly, L., (1994) Motor skills acquisition in the first year, , San Antonio, Texas: Therapy Skills Builders;Erhardt, R.P., Developmental visual dysfunction (1993) Model for assessment and management. Maplewood, , MN: Therapy Skill Builders;von Hofsten, C., Rosander, K., The development of gaze control and predictive tracking in young infants (1996) Vision Res, 36 (1), pp. 81-96von Hofsten, C., Rosander, K., Development of smooth pursuit tracking in young infants (1997) Vison Res, 37 (13), pp. 1799-1810Bertenthal, B., von Hofsten, C., Eye, head and trunk control: The foundation for manual development (1998) Neurosci Biobehav Rev, 22 (4), pp. 515-520Barros, R.M.L., Brenzikofer, R., Leite, N.J., Figueiroa, P.J., Desenvolvimento e avaliação de um sistema para análise cinemática tridimensional de movimentos humanos. (1999) Rev Bras Eng Biomed, 15 (1-2), pp. 79-86Landgraf JF. Efeitos do acréscimo de peso nos chutes espontâneos de lactentes nos primeiros 2 meses de vida [dissertação de mestrado]. São Carlos: Universidade Federal de São Carlos, Centro de Ciências Biológicas e da Saúde2006Carvalho RP. A influência da postura corporal no movimento de alcance manual em lactentes de 4 meses de vida [dissertação de mestrado]. São Carlos: Universidade Federal de São Carlos, Centro de Ciências Biológicas e da Saúde2004Carvalho, R.P., Tudella, E., Barros, R.M.L., Utilização do sistema Dvideow na análise cinemática do alcance manual de lactentes. (2005) Rev Bras Fisioter, 9 (1), pp. 41-47Andrade LA. Análise da marcha: protocolo experimental a partir de variáveis cinemáticas e antropométricas [dissertação de mestrado]. Campinas: Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Educação Física2002Andrade, L.M., Araújo, A.G.N., Barros, R.M.L., Análise de marcha: Protocolo experimental para posicionamento e orientação dos segmentos do corpo humano baseado em sistemas de marcas técnicas. (2004) Revista Brasileira de Biomecânica, 5 (8), pp. 33-40Keller, F.J., Gettys, W.E., Skove, M.J., (1997) Física, , São Paulo, SP: Makron Books;Fantz, R.L., Patterns vision in newborn infants (1963) Science, 140 (3564), pp. 296-297Figueiroa, P.J., Leite, N.J., Barros, R.M., A flexible software for tracking of markers used in human motion analysis (2003) Comput Methods Programs Biomed, 72 (2), pp. 155-165Barros, R.M., Russomanno, T.G., Brenzikofer, R., Figueroa, P.J., A method to synchronise video cameras using the audio band (2006) J Biomech, 39 (4), pp. 776-78

Efeito de um programa de fisioterapia funcional em crianças com paralisia cerebral associado a orientações aos cuidadores: estudo preliminar

The purpose was to verify the effect of a functional physical therapy program on children with cerebral palsy, associated to guidance to parents and/or caregivers; and to search for correlations between the child's functional abilities and caregivers' assistance, by means of the Pediatric Evaluation Disability Inventory (PEDI). Four hemiplegic, spastic children between 24 and 43 months old, classified at the Gross Motor Function Classification System level I, were submitted to four evaluations, the first prior to program onset, and the others 30, 60, and 90 days after the first one. PEDI parts I (Functional abilities) and II (Caregivers' assistance) were used. Caregivers were provided with written instructions on how to best deliver care at home. The physical therapy program consisted of three weekly 1-hour sessions for three months; two sessions were of physical therapy based on Bobath concept, and one, of daily activities training. The analysis of results showed children obtained a significantly higher score at the last assessment as compared to the first. A high, significant correlation was found between PEDI parts I and II (r=1.0; p=0.083). The functional physical therapy program associated to instructions to caregivers proved thus effective to improve the functional performance of level-I children with spastic hemiplegia.O objetivo foi verificar o efeito de um programa de fisioterapia funcional para crianças com paralisia cerebral, associado a orientações aos pais e/ou cuidadores; e verificar a correlação entre as habilidades funcionais e a assistência do cuidador, utilizando o Inventário de Avaliação Pediátrica de Incapacidade (PEDI). Participaram quatro crianças entre 24 e 43 meses de idade, hemiplégicas, espásticas e nível I no sistema de classificação da função motora ampla (GMFCS). Foram realizadas quatro avaliações - uma antes do início do programa, as demais aos 30, 60 e 90 dias após a primeira -, empregando-se as partes I (Habilidades funcionais) e II (Assistência do cuidador) do PEDI. As crianças foram submetidas a sessões de uma hora de fisioterapia funcional três vezes por semana, durante três meses: duas vezes a sessão era de fisioterapia com base no conceito neuroevolutivo Bobath e uma vez, treino de atividades da vida diária. Também foram dadas orientações por escrito aos pais e/ou cuidadores quanto à assistência à criança, incentivando-os a praticá-la em casa. A análise dos resultados mostrou que, na última avaliação, as crianças obtiveram escores significativamente maiores que na primeira. Foi verificada correlação altamente significativa (r=1,0; p=0,083) entre as partes I e II. O programa de fisioterapia funcional associado às orientações aos pais e/ou cuidadores foi efetivo em melhorar o desempenho funcional de crianças nível I com hemiplegia espástica

Integrated sensory motor system in prematurely born children

Objetivo: Investigar a existência de sistema sensório motor integrado em recém-nascidos (RNs) prematuros submetidos à estimulação gustativa. Métodos: Estudo experimental analítico e duplo-cego. Participaram 90 RNs prematuros, divididos em dois grupos (água e sacarose para análise (PA) 12%), filmados durante 15 minutos (primeiro e último momentos, sem estimulação; e segundo momento com estimulação gustativa). Três juízes independentes analisaram os comportamentos mão na boca direita e esquerda e sucção da mão direita e esquerda durante os diversos estados comportamentais, inseridos no banco de dados do Statistical Package for Social Science, sendo considerados em concordância os eventos observados por pelo menos dois deles. Empregou-se teste de correlação de Spearman com nível de significância valor de p<0,05. Resultados: Tanto ao serem considerados os grupos separadamente quanto juntos, mão na boca direita e esquerda tiveram inicialmente correlação moderada, sendo que mão na boca direita manteve-se forte no final e mão na boca esquerda finalizou com correlação moderada e forte, de acordo com cada estado comportamental. Sucção de mão direita na totalidade e em sacarose apresentou-se inicialmente com correlação forte no estado sonolento, passando para moderada ao final. No estado alerta houve inicialmente correlação fraca em ambos os estímulos, finalizando com correlação moderada em sacarose e forte em água. Sucção de mão esquerda apresentou-se inicialmente correlação moderada em alerta, finalizando com correlação fraca no grupo sacarose, o que não ocorreu na água, que iniciou e finalizou forte. Conclusão: A estimulação oral influenciou na coordenação mão-boca, independente do estímulo, evidenciando integração sensório motora precoce, mas não inferindo sobre capacidade de discriminação gustativa nos prematuros. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT: Purpose: To investigate about an integrated sensory motor system existence in premature newborns, submitted to gustatory stimulation. Methods: Analytical and experimental study of contents, double-blind. Being participants 90 premature newborns, divided into two groups (water or sucrose analysis 12%). Recorded by 15 minutes (first and last moments, without stimulation; and second time with gustatory stimulation). Three independent judges analyzed the behaviors in the right hand and left hand in the mouth and suction in the left and right and hand during the various behavioral states, those being inserted in the database of Statistical Package for Social Science, being then considered that the events observed by at least two of them. It was made use of Spearman’s rank correlation test on a significance level by p<0.05. Results: Considering the groups both separately and together, right and left had initially moderate correlation, being right hand in the mouth remained strong at the end and left hand in the mouth finished on moderate and strong correlation, according to each behavioral state. Right hand suction in its total and sucrose showed a strong correlation initially in drowsy state, becoming moderate at the end. In alertness state there was initially a weak correlation in both stimuli ending in moderate correlation in sucrose and strong in water. Left hand suction presented initially moderate correlation on the alert state, ending in weak correlation in sucrose stimuli, which did not occur in the water that started and finished strong. Conclusion: The oral stimulation influenced the hand-mouth coordination, showing early motor sensory integration. However, there was no discrimination about the gustatory capacity on the newborns

Influência do tamanho e da rigidez dos objetos nos ajustes proximais e distais do alcance de lactentes Influence of object size and rigidity on proximal and distal adjustments to infant reaching

CONTEXTUALIZAÇÃO: Estudos têm identificado que as propriedades dos objetos induzem os ajustes no alcance; no entanto, poucos investigaram a influência específica do tamanho e rigidez dos objetos em lactentes jovens. OBJETIVO: Verificar se lactentes de 4 a 6 meses realizam ajustes proximais e distais ao alcançarem objetos de diferentes tamanhos e rigidez. MÉTODOS: Nove lactentes saudáveis foram posicionados em uma cadeira inclinada a 50º. Quatro objetos foram apresentados, um rígido grande (RG), um rígido pequeno (RP), um maleável grande (MG) e um maleável pequeno (MP), por um período de 1 minuto cada. Em um total de 384 alcances, foram analisados os ajustes proximais (alcance uni e bimanual) e distais (orientação da mão horizontal, vertical e oblíqua; mão aberta, fechada e semi-aberta) e o sucesso do alcance dos objetos. RESULTADOS: Constatou-se ajuste bimanual para o objeto RG e unimanual para os demais. A orientação da mão oblíqua foi predominante no toque dos objetos, enquanto para a preensão dos mesmos, a predominância foi a vertical, principalmente para o objeto RG. A orientação horizontal não foi observada na preensão do objeto RG. A mão semi-aberta foi mais freqüente no início do alcance para todos os objetos, enquanto no toque do objeto RG a mão aberta foi predominante. O sucesso do alcance foi maior para os objetos maleáveis (MG, MP) do que para os rígidos (RG e RP). CONCLUSÃO: Lactentes jovens estudados são capazes de planejar e ajustar seus movimentos baseados na percepção das propriedades físicas dos objetos, o que sugere interação percepção-ação.<br>BACKGROUND: Studies have identified that object properties lead to adjustments to reaching. However, few have investigated the specific influence of object size and rigidity among young infants. OBJECTIVE: To verify whether four to six-month-old infants make proximal and distal adjustments when reaching for objects of different sizes and rigidity. METHOD: Nine healthy infants were seated on a chair inclined at 50&deg;. Four objects were presented to them: one large rigid (LR), one small rigid (SR), one large malleable (LM) and one small malleable object (SM), each for a one-minute period. A total of 384 reaches were analyzed to verify proximal adjustments (single-hand and two-hand reaching) and distal adjustments (horizontal, vertical and oblique hand orientation; opened, closed and half-open hand), and the success in reaching the objects. RESULTS: The infants exhibited two-hand adjustments for the LR object and single-hand adjustments for the other objects. Oblique orientation was predominant for touching the objects, while vertical orientation was predominant for grasping them, particularly the LR object. Horizontal orientation was not observed for grasping the LR object. At the start of reaching for all objects, the hands were most frequently half-open, while the hands were predominantly open when touching the LR object. Success was greater when reaching for malleable objects (LM, SM) than for rigid objects (LR and SR). CONCLUSION: The young infants studied were capable of planning and adjusting their movements on the basis of their perceptions of the physical properties of the objects, which suggests that perception-action interaction was occurring

Influência do nível de habilidade e posição corporal no alcance de lactentes Influence of skill level and body position on infants’ reaching

CONTEXTUALIZAÇÃO: Embora o desenvolvimento do alcance em diferentes posições corporais tem sido amplamente estudado, há poucas pesquisas sobre este assunto, considerando o nível de habilidade do lactente. Objetivo: Verificar como as posições corporais afetam os ajustes proximais e distais do alcance manual de lactentes de quatro a seis meses. MATERIAIS E MÉTODOS: Dez lactentes classificados como menos (n=6) e mais habilidosos (n=4) foram avaliados no mês de aquisição do alcance (M1) e após um mês de prática espontânea (M2), nas posições supina (0º), reclinada (45º) e sentada (70º). Foram analisados os ajustes proximais (alcances uni ou bimanuais) e distais (mão aberta, semi-aberta ou fechada), posição das mãos no início do movimento (perto ou longe do corpo) e movimentos de preensão. RESULTADOS: Houve predomínio de alcances unimanuais para os lactentes mais habilidosos. Os lactentes menos habilidosos apresentaram maior freqüência de alcances unimanuais em M1 (sentado) e M2 (supino e sentado). Houve predomínio de alcances com as mãos semi-abertas, exceto para lactentes mais habilidosos em M2 na posição reclinada. Lactentes menos habilidosos apresentaram mãos próximas ao corpo em M1 (reclinado e sentado) e M2 (reclinado), enquanto os mais habilidosos iniciaram seus alcances com as mãos longe do corpo em M2 (supino). Lactentes mais habilidosos fizeram mais alcances seguidos de preensão em M2 nas posições supina e sentada. CONCLUSÕES: A posição corporal afeta os ajustes proximais e distais do alcance, de acordo com o nível de habilidade do lactente.<br>BACKGROUND: Although the development of reaching under different body position conditions has been widely studied, little research has addressed this issue considering the infant’s skill level. OBJECTIVE: To investigate how different body positions affect proximal and distal reaching adjustments among four to six-month-old infants. Methods: Ten infants classified as less (n=6) and more skilled (n=4) were evaluated both in the month when they acquired reaching abilities (M1) and after one month of spontaneous practice (M2), in the supine (0º), reclined (45º) and seated (70º) positions. Proximal (one or two-hand reaching) and distal (open, half-open or closed hand) adjustments, arm starting position (next to or away from the body) and grasping movements were analyzed. RESULTS: One-hand reaching predominated among the more skilled infants. Less skilled infants showed higher frequency of one-hand reaching in M1 (seated) and M2 (supine and seated). Reaching with the hands half-open predominated, except among the more skilled infants in M2 in the reclined position. The less skilled infants presented hands next to the body in M1 (reclined and seated) and in M2 (reclined), while the more skilled ones started their reaching with hands away from the body in M2 (supine). The more skilled infants performed more reaching followed by grasping in M2, in the supine and seated positions. CONCLUSIONS: Body position affects proximal and distal adjustments to reaching maneuvers, according to the infant’s skill level