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C. Lawall:
"Entwicklung eines Programms zur Berechnung der grundlegenden Gangparameter mittels kinematischer Daten aus einer 4-Marker Ganganalyse";
Supervisor: M. Gföhler; Institut für Konstruktionswissenschaften und Technische Logistik, 2014; final examination: 2014-01-28.

In the analysis of the human gait, the calculation of the gait parameters plays an
important role. They allow to give evidence about the quality of the human´s gait.
The aim of this work was to develop a program that calculates the gait parameters
based on kinematic data, determined by a 4-marker gait analysis.
The calculation of the transition parameter should be possible for persons with heel
strike as well as for individuals with forefoot contact and/or flat contact.
The possible occurrence of a crosswise gait should also be considered.
The program identifies automatically, based on the measured values, the position of
the marker, as well as the direction of motion in which the measurement is carried
out. For the program process it is not relevant how often the measure distance is
repeated. The occurrence of a crosswise gait is taken into account in the assignment
of the markers.
For the calculation of the transition parameters, the detection of specific points of the
gait cycle (initial contact, toe-off) is necessary. This happens by using the coordinate
curves of the marker in the vertical direction. For automating the detection of the gait
events thresholds are used to limit the areas in which the gait events occur.
After an automatic detection of the gait events, the calculation of the gait parameters
is performed. Subsequently the gait parameters are stored in the format of a result
data sheet, to put it into the patient´s file.
Program tests with data of different gait patterns show that it is possible to calculate
the gait parameters with the set threshold values for persons with heel strike as well
as for individuals with forefoot contact and/or flat contact.
In specific gait frames a manual adjustment of the thresholds for the calculation of
gait parameters can be necessary. More studies regarding the choice of the
thresholds are needed to automate these adjustments.
The evaluation of the program regarding to the accuracy compared to the
conventionally used methods ,for calculating the gait parameters, is the subject of
another study and was therefore not part of this diploma thesis in more detail.

Bei der Analyse des menschlichen Gangs spielt die Berechnung der Gangparameter
eine wichtige Rolle. Sie ermöglichen es, Aussagen über die Qualität des Gangs
eines Menschen zu treffen.
Ziel dieser Arbeit war die Erstellung eines Programms, welches basierend auf
kinematischen Daten, ermittelt durch eine 4-Marker Ganganalyse, die
Gangparameter berechnet. Die Berechnung der Gangparameter soll sowohl bei
Personen mit Fersenaufsatz, wie auch bei Personen mit Vorfußaufsatz und/oder
Flachaufsatz erfolgen können. Das mögliche Auftreten eines Kreuzgangs soll
ebenfalls berücksichtigt werden.
Das Programm identifiziert automatisch, anhand der Messwerte, die Position der
Marker, sowie die Gehrichtung in der die Messung erfolgt. Es arbeitet unabhängig
davon, wie oft die zu absolvierende Messstrecke zurückgelegt wird. Das Auftreten
eines Kreuzgangs wird in der Zuordnung der Marker berücksichtigt.
Für die Berechnung der Gangparameter ist die Detektion, spezieller Punkte des
Gangzyklus (initial Kontakt, Toe-off) notwendig. Dies geschieht mittels der
Koordinatenverläufe der Marker in vertikaler Richtung. Für eine Automatisierung, der
Detektion der Gangevents, werden Schwellenwerte eingesetzt um die Bereiche in
denen die Gangevents auftreten einzugrenzen.
Nach der automatischen Detektion der Gangevents erfolgt die Berechnung der
Gangparameter. Diese werden anschließend in ein Ergebnisdatenblatt, zur Ablage in
eine Patientendatei, ausgegeben.
Programmtests mit Daten unterschiedlicher Gangbilder zeigen, dass sowohl bei
Personen mit Fersenaufsatz, wie auch bei Personen mit Vorfußaufsatz und/oder
Flachaufsatz eine Berechnung der Gangparameter mit den gesetzten
Schwellenwerten möglich ist. Bei speziellen Gangbildern kann eine händische
Anpassung der Schwellenwerte für die Berechnung der Gangparameter notwendig
werden. Um diese Anpassungen zu automatisieren sind weitere Studien hinsichtlich
der Wahl des Schwellenwerts notwendig.
Die Evaluierung des Programms hinsichtlich der Genauigkeit im Vergleich zu den
herkömmlich verwendeten Methoden, zur Berechnung der Gangparameter, ist Inhalt
einer weiteren Arbeit und wurde daher im Zuge dieser Diplomarbeit nicht genauer
behandelt.

http://publik.tuwien.ac.at/files/PubDat_235838.pdf