O presente estudo teve como objetivo verificar o efeito de restrições no comprimento do passo sobre o desempenho da marcha em adultos e idosos, supondo que: (a) quando submetidos a condições de marcha semelhantes, adultos e idosos apresentam desempenhos similares em alguns parâmetros da marcha; (b) as restrições no comprimento do passo interferem sobre a velocidade de deslocamento e sobre a relação de fase entre braço e perna da mesma forma para adultos e idosos; (c) as restrições no comprimento de passo causam maior impacto sobre a variabilidade das relações de fase entre membro superior nos idosos. Para verificar estas hipóteses, nove adultos jovens e oito idosos foram filmados em três tarefas: marcha regular, aumento de passo e diminuição do passo. As comparações foram feitas em função das seguintes variáveis: velocidade de marcha, cadência, razão entre o comprimento do passo e o comprimento do membro, amplitude de variação angular do tornozelo, amplitude de variação angular do membro superior, relação de fase e variabilidade da relação de fase entre os membros superior e inferior direitos. Os resultados encontrados revelaram que o padrão de marcha dos idosos apresentou-se semelhante ao de adultos em muitos aspectos. As restrições no comprimento de passo levaram a modificações significativas da velocidade de deslocamento para adultos e idosos, sugerindo que parte das modificações relacionadas ao padrão de marcha do idoso estão relacionados à diminuição no comprimento do passo. A coordenação de movimentos, analisada através da relação de fase entre membros superior e inferior direito, mostrou ser influenciada pela tarefa, enquanto a estabilidade da coordenação entre braços e pernas não foi afetada pela restrição do passo. Estes achados comprovam a hipótese formulada inicialmente, de similaridade das características adaptativas entre os dois grupos etários. A interpretação destes resultados permite concluir que: (a) em marcha regular, adultos e idosos apresentaram desempenhos semelhantes; (b) a restrição de comprimento de passo exerceu efeito significativo sobre a velocidade de deslocamento, sobre a amplitude de movimentação do membro superior e sobre a relação de fase entre membro superior e inferior igualmente para adultos e idosos e (c) a amplitude de movimentação do tornozelo e a variabilidade da relação de fase não foram alterados em função da restrição na amplitude do passo. / The main purpose of this study was verifying the effect of step length restrictions on gait performance of young and old aged, assuming that: (a) when submitted to similar gait conditions, young and old aged presents analogous performance in some gait parameters; (b) the step length restrictions intervene on gait velocity an phase relation between arm and leg in the same way for young and old aged; (c) the step length restrictions cause a larger impact on phase relations variability between superior and inferior limbs for old aged. In order to verify these hypothesis, nine young adults and eight old-aged was filmed on three tasks: regular gait, increase on step length and decrease on step length. The comparisons was made to the following variables: gait velocity, cadency, step length and leg length rate, amplitude of ankle angular variation, amplitude of arm angular variation, phase relation and phase relation variability between right superior and right inferior limbs. The results revealed that the old-aged gait pattern was similar to the adult pattern in considerably aspects. Step length restrictions carried to significative changes on gait velocity for young and old aged, suggesting that part of modifications on old people gait pattern are related to decrease on step length. The movement coordination, analyzed by phase relation between right superior and right inferior limbs was influenced by task condition but not the stability of coordination between arm and legs. These findings corroborates the initial hypothesis, about the similarity of the adaptative characteristics between both groups. The interpretation of these results allows concluding that: (a) on regular gait, young and old aged had similar performance; (b) the step length alterations exerted significative effect over gait velocity, amplitude of arm angular variation and phase relations between superior and inferior limbs on the same way for young and old aged; (c) the task condition had no influence over the amplitude of ankle movement neither over variability of phase relations.

Sudden Cardiac Death (SCD) is the largest cause of natural deaths in the USA, accounting for over 300,000 deaths annually. The major reason for SCD is Ventricular Arrhythmia (VA). Therefore, there is need for exploration of approaches to predict increased risk for VA. Alternans of the T wave in the ECG (TWA) is widely investigated as a potential predictor of VA, however, clinical trials show that TWA has high negative predictive value but poor positive predictive value. A possible reason that TWA has a large number of false positives is that a pattern of alternans known as concordant alternans, may not be as arrhythmogenic as another pattern which is discordant alternans. Currently, it is not possible to discern the pattern of alternans using clinical ECGs. Prior studies from our group have showed that alternans of the maximum rate of depolarization of an action potential also can occur when Action Potential Duration (APD) alternans occurs and the relationship between these two has the potential to create spatial discord. These results suggest that exploration of the co-occurrence of depolarization and repolarization alternans has the potential to stratify the outcome of TWA tests. In order to investigate the link between depolarization alternans and changes in ECGs, we used a mathematical model created previously in our research group which simulated ECGs from the cellular level changes observed in our experimental studies. These results suggest that the changes in ECGs should appear as alternating pattern of the amplitude of the R wave. Because there are a variety of factors which may also cause the R wave amplitude to change, we used signal analysis and statistical modeling to determine the link between the observed changes in R wave amplitude and depolarization alternans. Results from ECGs recorded from patients show that amplitude of the R wave can change as predicted by our experimental results and mathematical model. Using TWA as the marker of repolarization alternans and R Wave Amplitude Alternans (RWAA) as the marker of depolarization alternans, we investigated the phase relation between depolarization and repolarization alternans in clinical grade ECG and observed that this relationship does change spontaneously, consistent with our prior results from animal studies. Results of the present study support further investigation of the use of RWAA as a complementary method to TWA to improve its positive predictive value.

O presente estudo teve como objetivo verificar o efeito de restrições no comprimento do passo sobre o desempenho da marcha em adultos e idosos, supondo que: (a) quando submetidos a condições de marcha semelhantes, adultos e idosos apresentam desempenhos similares em alguns parâmetros da marcha; (b) as restrições no comprimento do passo interferem sobre a velocidade de deslocamento e sobre a relação de fase entre braço e perna da mesma forma para adultos e idosos; (c) as restrições no comprimento de passo causam maior impacto sobre a variabilidade das relações de fase entre membro superior nos idosos. Para verificar estas hipóteses, nove adultos jovens e oito idosos foram filmados em três tarefas: marcha regular, aumento de passo e diminuição do passo. As comparações foram feitas em função das seguintes variáveis: velocidade de marcha, cadência, razão entre o comprimento do passo e o comprimento do membro, amplitude de variação angular do tornozelo, amplitude de variação angular do membro superior, relação de fase e variabilidade da relação de fase entre os membros superior e inferior direitos. Os resultados encontrados revelaram que o padrão de marcha dos idosos apresentou-se semelhante ao de adultos em muitos aspectos. As restrições no comprimento de passo levaram a modificações significativas da velocidade de deslocamento para adultos e idosos, sugerindo que parte das modificações relacionadas ao padrão de marcha do idoso estão relacionados à diminuição no comprimento do passo. A coordenação de movimentos, analisada através da relação de fase entre membros superior e inferior direito, mostrou ser influenciada pela tarefa, enquanto a estabilidade da coordenação entre braços e pernas não foi afetada pela restrição do passo. Estes achados comprovam a hipótese formulada inicialmente, de similaridade das características adaptativas entre os dois grupos etários. A interpretação destes resultados permite concluir que: (a) em marcha regular, adultos e idosos apresentaram desempenhos semelhantes; (b) a restrição de comprimento de passo exerceu efeito significativo sobre a velocidade de deslocamento, sobre a amplitude de movimentação do membro superior e sobre a relação de fase entre membro superior e inferior igualmente para adultos e idosos e (c) a amplitude de movimentação do tornozelo e a variabilidade da relação de fase não foram alterados em função da restrição na amplitude do passo. / The main purpose of this study was verifying the effect of step length restrictions on gait performance of young and old aged, assuming that: (a) when submitted to similar gait conditions, young and old aged presents analogous performance in some gait parameters; (b) the step length restrictions intervene on gait velocity an phase relation between arm and leg in the same way for young and old aged; (c) the step length restrictions cause a larger impact on phase relations variability between superior and inferior limbs for old aged. In order to verify these hypothesis, nine young adults and eight old-aged was filmed on three tasks: regular gait, increase on step length and decrease on step length. The comparisons was made to the following variables: gait velocity, cadency, step length and leg length rate, amplitude of ankle angular variation, amplitude of arm angular variation, phase relation and phase relation variability between right superior and right inferior limbs. The results revealed that the old-aged gait pattern was similar to the adult pattern in considerably aspects. Step length restrictions carried to significative changes on gait velocity for young and old aged, suggesting that part of modifications on old people gait pattern are related to decrease on step length. The movement coordination, analyzed by phase relation between right superior and right inferior limbs was influenced by task condition but not the stability of coordination between arm and legs. These findings corroborates the initial hypothesis, about the similarity of the adaptative characteristics between both groups. The interpretation of these results allows concluding that: (a) on regular gait, young and old aged had similar performance; (b) the step length alterations exerted significative effect over gait velocity, amplitude of arm angular variation and phase relations between superior and inferior limbs on the same way for young and old aged; (c) the task condition had no influence over the amplitude of ankle movement neither over variability of phase relations.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(理学) / 甲第18087号 / 理博第3965号 / 新制||理||1572(附属図書館) / 30945 / 京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻 / (主査)准教授 三宅 亮, 教授 土`山 明, 准教授 河上 哲生 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Science / Kyoto University / DGAM