logo    SHA     

» Odborné články
VYUŽITÍ ANALÝZY VIDEOZÁZNAMU PRO POTŘEBY HIPOTERAPIE

Autori: M. Janura, T. Dvořáková, Z. Svoboda


Pracoviště: Katedra biomechaniky a technické kybernetiky, Fakulta tělesné kultury, Univerzita Palackého, Olomouc, ČR


Souhrn
Za stěžejní přínos koně pro rehabilitaci je označován jeho charakteristický lokomoční vzor a z něho vyplývající přenos
pohybových impulsů. Ten vytváří z hřbetu koně pro terapii jedinečnou balanční plochu pohybující se v daném rytmu a v prostoru.
Pro získání objektivních informací o pohybu koně a o způsobu přenosu impulsů na tělo jezdce jsme použili 3D videografickou
vyšetřovací metodu. Z výsledků vyplývá, že pohyb koní se vyznačuje různou mírou asymetrie, kterou ovlivňuje také způsob
vedení koně a působení rušivých vlivů z okolního prostředí. Při prodloužení kroku, které je reakcí na nárůst rychlosti pohybu,
jsme zaznamenali zvětšení vertikálních výchylek vybraných bodů na hřbetě koně. S různou rychlostí pohybu koně se mění rozsah pohybu v oblasti ramen a pánve jezdce.


Klíčová slova: videozáznam – hippoterapie – rehabilitace


Úvod
Každý rozvoj vybraného odvětví lidské činnosti by měl být podpořen odpovídajícím teoretickým základem a ověřován s využitím
výzkumných metod. Nejinak je tomu i v hipoterapii, která zaznamenala v posledním období velký rozmach. I přes nesporné
odborné kvality pracovníků, kteří se v oblasti hipoterapie pohybují, nelze některé zákonitosti kvantifikovat bez použití adekvátní techniky. To platí dvojnásob při analýze pohybu lidského těla, který se zpravidla vyznačuje velkou složitostí. Ta se zvyšuje se zapojením dalších segmentů do pohybové činnosti, případně s interakcí těla s vnějším prostředím. Při hipoterapii do tohto procesu vstupuje jako další významný prvek kůň. Navíc nejsme schopni postihnout změny, ke kterým dochází uvnitř těla. Na tyto změny zprostředkovaně usuzujeme podle diferencí, které jsou zaznamenány na povrchu těla. Jestliže tedy chceme určit vliv působení prostorových (trojrozměrných) pohybových stimulů, vyvolaných pohybem hřbetu koně na tělo jezdce, musíme analyzovat pohyb dvou živých systémů - člověk, kůň - a jejich vzájemnou interakci.


Problém
Pro možnost analýzy pohybu člověka a koně v hipoterapii lze využít také několik základních biomechanických metod. Chceme-li získat objektivní informace o sledovaném pohybu, musíme použít postupy, které minimálně ovlivňují analyzovaný subjekt.
Provedení pohybu musí být přirozené, bez náhlých změn, způsobených rušivými vlivy okolí. Tyto podmínky splňuje použití
videokamer pro záznam pohybu s následnou analýzou videozáznamu - videografická vyšetřovací metoda. Postupy používané při aplikaci této metody (Holmström (2002); Peham et al. (2001); Robert et al. (2001)) však nelze zaměňovat s běžným natáčením při různých příležitostech. Dílčí kroky musí splňovat přesně stanovená pravidla, aby výsledná data pravdivě zobrazovala sledovanou skutečnost.
Při využití videografické vyšetřovací metody jsou na záznamu pohybové činnosti, který je znázorněn na monitoru počítače,
označeny důležité body na sledovaném subjektu. Tímto způsobem získáme rovinné souřadnice bodů. Znalost souřadnic dvou
bodů nám umožní určit velikost úsečky (délku segmentu); ze souřadnic tří bodů můžeme vyjádřit velikost úhlu, jehož ramena jsou definována těmito body. V praxi to znamená, že označením bodů na těle koně nebo člověka můžeme stanovit velikost změn, ke kterým dochází v průběhu pohybu. Jestliže obdobný postup provedeme ve stejné fázi pohybu i na záznamu z další kamery, získáme další rovinné souřadnice vybraných bodů. Jejich transformací s původním souborem souřadnic obdržíme prostorové souřadnice daných bodů. Jinými slovy, pomocí vyhodnocení záznamů ze dvou a více kamer můžeme popsat pohyb bodů (pohyb těla) v prostoru (obr. 1).
Pro možnost převedení vyhodnocených parametrů na skutečné (reálné) hodnoty je nedílnou součástí analýzy označení bodů na
útvaru, jehož rozměry jsou známé. Tento útvar (v našem případě krychle nebo kvádr) umístíme opakovaně do roviny pohybu tak, aby jeho krajní polohy zahrnovaly sledovaný úsek pohybu.
Abychom mohli touto metodou získat informace o pohybu koně a člověka při hipoterapii, musíme použít specializovaný software pro zpracování nasnímaných materiálů. Důležitá je také časová náročnost při vyhodnocení záznamu pohybové činnosti. Proto nelze předpokládat, že se videografická vyšetřovací metoda stane běžně používaným postupem v hipoterapii. Na druhé straně se dá očekávat, že se získanými údaji se budou zájemci o tuto oblast setkávat stále častěji. Pro lepší pochopení dané problematiky, kvalitnější orientaci v předkládaných materiálech a v neposlední řadě také pro možnost vyjádřit se k těmto snahám o objektivizaci postupů v hipoterapii, jsou v dalším textu uvedeny některé základní technické parametry a typy získaných (grafických) výstupů.


Vybrané problémové okruhy při záznamu pohybové činnosti


a) označení bodů
Pro stanovení způsobu označení bodů na těle člověka existuje množství publikací, které se zabývají analýzou pohybu pomocí
vyhodnocení videozáznamu. Navíc je tento postup často podobný jako při označení projekce kostěných struktur na povrch těla
koně. Proto se v článku zaměřujeme pouze na označení koně. Černý (1995) uvádí, že tento postup je, i přes řadu úskalí, u koně snazší než u ostatních domácích zvířat. Na tuto skutečnost má vliv zejména menší tloušťka měkkých tkání, které se nachází mezi kostmi a kůží. Pro označení zpravidla používáme polokulovité značky žluté barvy o průměru 4 cm, které jsou připevněny na srst koně pomocí oboustranné lepící pásky. Pro možnost zvýšení kontrastu je možné pod tyto značky použít podložky, které se výrazně odlišují od barvy srsti. Nejčastěji používané body jsou uvedeny v tabulce 1.


b) způsob vedení koně
Tento faktor, který je v hipoterapii často diskutován, má významný vliv také na způsob pořízení záznamu a na chování koně v
kroku. Z čistě technického hlediska má různý způsob vedení koně vliv na viditelnost některých analyzovaných bodů. Při vedení
tzv. krátce u huby dochází k překrytí vybraných bodů na straně vodiče, zejména pro kameru umístěnou šikmo zepředu proti
pohybu koně. Na druhou stranu však lze říci, že tento způsob zaručuje, s přihlédnutím k množství rušivých vlivů, které na koně
působí prostřednictvím techniky a její obsluhy, lepší přizpůsobení koně podmínkám měření.


c) realizační tým
Jeho velikost a zaměření jednotlivých členů je důležité vzhledem ke snaze co nejméně zatížit nejen osoby, které působí v roli
jezdce, ale zejména samotné koně. Jejich vytíženost by se měla blížit podmínkám, které odpovídají běžnému provozu. Proto
v našem případě volíme raději větší počet technického personálu, který zajišťuje označení koní (2 osoby) a obsluhu kamer (3
osoby).


Vedení koní (probíhá i u zvířat, která nejsou právě snímána) provádí profesionální zaměstnanci střediska, kteří nejlépe znají
jednotlivé koně a jsou s nimi v každodenním kontaktu. Ti jsou předem seznámeni s úkoly měření a jejich přítomnost je jedním
z faktorů, který významně přispívá k realizaci pohybu v přirozených podmínkách. Celkový počet lidí, kteří se podílejí na
technické přípravě a realizaci měření, se tak blíží 8-10. Tento počet je možné zmenšit, ale při práci s větším počtem koní vede
redukce realizačního týmu ke zbytečnému zrychlení činnosti, které se zpravidla negativně přenáší na samotná zvířata.
Ukázka výstupů, získaných prostřednictvím videografické vyšetřovací metody


a) kinogram pohybu hřbetu a končetin koně v transverzální rovině
Pro určení možnosti přenosu impulsů z hřbetu koně na tělo jezdce je vhodné znát symetrii pohybu koně. Ten se, podobně jako člověk, vyznačuje asymetrií pohybu, kterou je možné posoudit např. sledováním spojnice bodů angulus cranialis scapulae a trochanter major femoris v rovině transverzální (obr. 2). Vzniklé odchylky mohou být způsobeny různými faktory, mezi které patří vedle tělesné stavby koně také způsob jeho vedení a působení rušivých vlivů z okolního prostředí.
V našem případě kůň č. 1 vybočuje v oblasti plecí doleva (k vodiči), v opačném směru nedochází k vybočení plecí
v požadovaném rozsahu. V oblasti pánve je rozsah pohybu podobný, s převahou vybočení doprava. U koně č. 2 jsme zaznamenali výrazné vybočení v oblasti plecí ve směru od vodiče. Kompenzace této asymetrie v oblasti pánve je menší.


b) vliv rychlosti chůze na velikost výchylky vybraných bodů na těle koně
Jedním z nejdůležitějších parametrů pohybu koně v hipoterapii je rychlost pohybu. Její změny lze dosáhnout pomocí dvou
základních mechanizmů - prodloužení kroku, zvýšení frekvence. Dušek et al. (1999) uvádí, že poměr změn délky kroku a krokové frekvence na zvyšování rychlosti kroku je konstantní a liší se mezi jednotlivými plemeny. Přestože pro zkušené pracovníky v této oblasti není obtížné udržení relativně stálé rychlosti koně, může nastat situace, kdy není možné stabilní provedení pohybu.
Změna délky kroku, ke které v tomto případě může dojít, se projeví ve velikosti vertikální výchylky bodů na hřbetě koně (obr. 3).
Tato diference je nejvýraznější pro bod P4, který představuje projekci kraniálního konce crista sacralis mediana na povrch těla.
Směrem k zádi koně se tedy velikost rozdílu, způsobeného změnou délky kroku, zvyšuje.


c) vliv rychlosti chůze na odezvu vybraných bodů na těle jezdce
Rozhodujícím faktorem po možnost hodnocení vlivu hipoterapie prováděné v různých podmínkách, je určení velikosti odezvy,
která se projeví na těle jezdce při přenosu pohybových impulsů z hřbetu koně. Uvedené hodnoty, které jsme naměřili pomocí bodů umístěných na těle koně, jsou ovlivněny interakcí mezi dvěma živými systémy. Sledování a hodnocení této interakce je tedy stejně důležité jako vlastní určení změn na těle koně.
Na obr. 4 je uveden rozsah pohybu spojnice bodů acromion sin et dx v rovině transverzální. Se zpomalením rychlosti pohybu
koně došlo ke snížení velikosti úhlu v porovnání s přirozenou rychlostí kroku, běžně používanou při hipoterapii.


Závěry
1. Při dodržení základních pravidel pro záznam pohybu a jeho vyhodnocení poskytuje prostorová (3D) analýza videozáznamu
kvalitní informace o interakci koně a jezdce.
2. Pohyb koně se vyznačuje asymetrií způsobenou různými vnitřními i vnějšími vlivy. Tato asymetrie má vliv na vznik a způsob
přenosu impulsů z hřbetu koně.
3. Prodloužení délky kroku při nárůstu rychlosti pohybu se projeví ve zvětšení vertikální výchylky vybraných bodů na hřbetě
koně.
4. Změny v pohybu vybraných bodů na hřbetě koně je nutné dále posoudit s přihlédnutím ke způsobu interakce koně a jezdce. Se změnou rychlosti kroku koně se mění velikost rozsahu pohybu v oblasti ramen a pánve jezdce.


Literatura
1. BACK, W. - CLAYTON, H.: Equine Locomotion (3rd ed.). London: Elsevier Science Limited 2002
2. ČERNÝ, H.: Anatomie povrchu těla živého koně. Veterinářství,1995, 12/95, 357 - 538
3. DUŠEK, J. - MISAŘ, D. - MÜLLER, Z. - NAVRÁTIL, J. - RAJMAN, J. - TLUČHOŘ, V. - ŽLUMOV, P.: Chov koní. Praha:
Nakladatelství Brázda 1999
4. FABER, M.: Kinematics of the equine back during locomotion. Dissertation, University of Utrecht The Netherlands,
Department of Veterinary Medicine, Utrecht 2001
5. HANULAY, J.: Mechanika pohybu koně. Jezdectví,2002, 2, 20 - 23
6. HOLMSTRÖM, M.: Horse evaluation system. Retrived 17.3.2002 from the World Wide Web: http://home.swipnet.se/?
w_53447/other/Old/ConfAnalysis.htm#Top
7. HORNÁČEK, K. - PÁLENÍKOVÁ, A.: Hipoterapia v rehabilitácii. Rehabilitácia,1994, 27, 156 - 159.
8. NAJBRT, R. - ČERVENÝ, Č. - KAMAN, J. - MIKYSKA, E. - ŠTARHA, O. - ŠTĚRBA, O.: Veterinární anatomie 1. Praha: Státní
zemědělské nakladatelství 1980
9. PEHAM C. - SCHOBESBERGER, H. - LICKA T. F. - SCHEIDL, M.: A linear time invariant black box model for the motion of
two markers on the equine back. In R. Muller, H. Gerber & A. Stacoff (Eds.), XVIIIth Congress of the International Society of
Biomechanics (pp. 277 - 278). Zurich: ETH 2001
10. ROBERT, C. - VALETTE, J. P. - AUDIGI, F. - POURCELOT, P. - DENOIX, J. M.: Biomechanical response to the increase in
trotting speed in the saddlehorse. EquineVet, 154 - 159. Retrived 17.5.2001 from the World Wide
Web: http://www.nebi.nlm.nih.gov/entrez/quary.fcgi?cmd Retrieve&db=PubMed&list_uids=11721558&dopt=Abstract
11. VAN WEEREN, P. R.: Skin displacement in equine kinematic gait analysis. Dissertation, University of Utrecht The
Netherlands, Department of Veterinary Medicine, Utrecht 1989

NzIzZ