Summary
Denne undersøgelse sammenlignede de biomekaniske egenskaber ved den nedre ekstremitet under uplanlagt gangterminering under forskellige ganghastigheder. De kinematiske og kinetiske data fra underekstremiteterne fra femten forsøgspersoner med normale og hurtige ganghastigheder blev indsamlet ved hjælp af et bevægelsesanalysesystem og plantartrykplatform.
Abstract
Gangafslutning forårsaget af uventet stimulus er en almindelig begivenhed i hverdagen. Denne undersøgelse præsenterer en protokol til at undersøge de biomekaniske ændringer i underekstremiteterne, der opstår under uplanlagt gangafslutning (UGT) under forskellige ganghastigheder. Femten mandlige deltagere blev bedt om at udføre UGT på en gangbro med normal ganghastighed (NWS) og hurtig ganghastighed (FWS), henholdsvis. Der blev anvendt et bevægelsesanalysesystem og plantartrykplatform til indsamling af kinematiske og plantartryksdata i underekstremiteterne. T-test med parrede stikprøver blev anvendt til at undersøge forskellene i kinematik i underekstremiteterne og plantartrykdata mellem to ganghastigheder. Resultaterne viste større vifte af bevægelse i hoften, knæet, og ankel leddene i sagittal flyet samt plantar pres i forfod og hæl regioner under UGT på FWS sammenlignet med NWS. Med stigningen i ganghastigheden udviste forsøgspersoner forskellige biomekaniske egenskaber i underekstremiteterne, der viser FWS forbundet med større potentielle skadesrisici.
Introduction
Menneskelig bevægelse anses for at være en yderst kompleks proces , der skal beskrives ved hjælp af tværfaglige metoder1,2. Det mest repræsentative aspekt er ganganalysen ved biomekaniske tilgange. Human gangart har til formål at opretholde progression fra indledning til opsigelse, og den dynamiske balance bør opretholdes i position bevægelse. Selv om gangart opsigelse (GT) er blevet grundigt undersøgt som en sub-opgave gangart, har det fået mindre opmærksomhed. Sparrow og Tirosh3 definerede GT i deres gennemgang som motorisk kontrolperiode, når begge fødder holder op med at bevæge sig enten frem eller tilbage baseret på forskydnings- og tidskarakteristika. Sammenlignet med steady-state gangart kræver processen med at udføre GT højere kontrol over postural stabilitet og kompleks integration og samarbejde i det neuromuskulære system4. Under GT skal kroppen hurtigt øge bremseimpulsen og reducere fremdriftsimpulsen for at danne en ny kropsbalance5,6. Uplanlagt gangafslutning (UGT) er en stressrespons på en ukendt stimulus6. Når man konfronteres med en uventet stimulus, der kræver, at man stopper pludseligt, vil den indledende dynamiske balance blive forstyrret. På grund af behovet for kontinuerlig kontrol af kroppens centrum af masse (COM) og feedback kontrol, UGT udgør en større udfordring for postural kontrol og stablity3,7.
UGT er blevet rapporteret at være en vigtig faktor, der fører til fald og skader, især hos ældre og patienter med balanceforstyrrelser3,8. Hurtigere ganghastigheder kan føre til et yderligere fald i motorstyringen under UGT9. Ridge et al.10 undersøgte peak fælles vinkel og interne fælles øjeblik data om børn under UGT ved normal ganghastighed (NWS) og hurtig ganghastighed (FWS). Resultaterne viste større knæfleksionsvinkler og forlængerøjeblikke ved hurtigere hastigheder sammenlignet med foretrukken hastighed. De anførte, at en styrkelse af de relaterede muskler omkring de nedre ekstremitetsled kunne være en nyttig intervention for forebyggelse af personskader under UGT.
Selv om effekten af ganghastighed på underekstremiteterne biomekaniske karakter under steady-state gangart er blevet grundigt undersøgt11,12,13, den biomekaniske mekanisme UGT under forskellige ganghastigheder er begrænset. Så vidt vi ved, har kun tre undersøgelser specifikt evalueret raske individers UGT-præstationer med hensyn til hastighedseffekter9,10,14. Forsøgspersonerne i disse undersøgelser var dog hovedsageligt ældre14 og børn10, den biomekaniske mekanisme hos unge voksne under UGT er stadig uklar. Kinematik i underekstremiteterne og plantartrykket kan give en præcis analyse af bevægelsesbiomekanik, og disse anses også for at være afgørende komponenter til kliniske gangdiagnoser15,16. For eksempel brugte Serrao et al.17 kinematiske data fra underekstremiteterne til at påvise de kliniske forskelle mellem patienter med cerebellar ataksi og sunde modstykker under pludselig standsning. I forhold til planlagt gangterminering (PGT) kunne der desuden observeres større spidsbelastning og kraft i det laterale metatarsal under UGT7, hvilket kan være forbundet med højere skadesrisici.
Derfor kan en undersøgelse af UGT's biomekaniske mekanismer give indsigt i forebyggelse af personskader og yderligere klinisk forskning. Denne undersøgelse præsenterer en protokol til at undersøge enhver biomekanisk ændring hos unge voksne under UGT under forskellige ganghastigheder. Det er en hypotese, at med en stigning i ganghastigheden ville deltagerne udvise forskellige biomekaniske egenskaber i underekstremiteterne under UGT.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Ningbo Universitets etiske komité godkendte dette eksperiment. Alt skriftligt informeret samtykke blev indhentet fra alle forsøgspersoner, efter at de fik at vide om målet, kravene og eksperimentelle procedurer i UGT-eksperimentet.
1. Laboratorieforberedelse til gangart
- Kinematik: Motion capture system
- Når systemet kalibreres, skal du slukke for glødelamperne og fjerne eventuelle reflekterende objekter, der kan forveksles med passive refleksmærker. Sørg for, at otte infrarøde kameraer er korrekt rettet og har et klart og rimeligt udsyn.
- den relevante USB-dongle til pc'ens parallelle port. Tænd for de infrarøde kameraer til optagelse af bevægelser og analog-til-digital-konverter.
- Åbn sporingssoftwaren på pc'en, og giv de otte infrarøde kameraer tid til at initialisere. Vælg noden "Lokalt system" i ruden "Ressourcer". Hver kameranode viser grønt lys, hvis hardwareforbindelsen er sand.
- Juster systemparametrene i ruden Kameravisning: Indstil Strobe-intensiteten til 0,95 - 1, Tærskel til 0,2 - 0,4, Gevinst til gange 1 (x1), Gråtonetilstand til Automatisk, Minimumcirularitetsforhold til 0,5 og Maks. blobhøjde til 50.
- Sæt T-rammen bestående af 5 markører i midten af bevægelsesoptagelsesområdet. Vælg alle kameraer i 2D-tilstand, og bekræft, at de kan se kalibreringsstaven (T-frame) uden interferens og/eller artefakter. Klik på elementet "Systemforberedelse" på værktøjslinjen , og vælg kalibreringsobjektet 5-mærket Wand & T-Frame på rullelisten T-Frame.
- Vælg knappen "Systemforberedelse" i ruden "Værktøj", og klik på knappen "Start" i afsnittet "Kalibrer kameraer". Så fysisk bølge T-rammen i erobringsområdet. Stop handlingen, når de blå lys på de infrarøde kameraer holder op med at blinke. Overvåg statuslinjen, indtil kalibreringsprocessen er afsluttet ved "100%", og vender tilbage til "0%".
BEMÆRK: Kontroller, at værdierne for billedfejlen er mindre end 0,3. - Sæt T-rammen på gulvet (midten af bevægelsesoptagelsesområdet), og sørg for, at T-rammens akser er i overensstemmelse med kursretningen.
- Vælg knappen "Start" under afsnittet "Angiv diskenhedsoprindelse" i værktøjsruden.
- Plantartryk: Trykplatform
- Sæt 2 m trykplatformen i midten af testområdet. Læg mærke til de otte infrarøde kameraer, der vises rundt om trykplatformen.
- Opdel trykplatformen i fire gennemsnitsområder, A, B, C og D (hvert område er 50 cm * 50 cm) på en lineær måde og skelne dem med en alfabetetiket / klistermærke (Figur 1).
- Hold pc'en og trykplatformen tilsluttet via det proprietære datakabel.
- Dobbeltklik på softwareikonet på skrivebordet.
- Klik på "Vægtkalibrering" på kalibreringsskærmen, og indtast et personales kropsmasse. Bed ham eller hende om at stå på trykplatformen og vente, indtil systemet automatisk er færdigt med kalibreringen, før han/hun kan forlade trykplatformen.
Figur 1: Eksperimentel protokol. Hvis forsøgspersonerne modtog opsigelsessignalet, da hælen rørte området (A), blev UGT henrettet, så forsøgspersonen stoppede i området (B). Kinematiske og plantartryksdata blev indsamlet synkront. Klik her for at se en større version af dette tal.
2. Forberedelse af deltagere
- Før UGT-testen skal du interviewe alle forsøgspersoner og give dem en enkel forklaring på de eksperimentelle mål og procedurer. Få skriftligt informeret samtykke fra forsøgspersoner, der opfylder de vigtigste inklusionskriterier.
- Omfatter deltagere, der er fysisk aktive mandlige voksne, har højre ben som dominerende, ikke har nogen høreforstyrrelse, ikke har underekstremiteter lidelser, og har ikke lidt skader i de sidste seks måneder.
BEMÆRK: 15 mandlige forsøgspersoner (alder: 24,1 ± 0,8 år; højde: 175,7 ± 2,8 cm; kropsvægt: 68,3 ± 3,3 kg; fodlængde: 252,7 ± 2,1 mm), der opfyldte forsøgsbetingelserne, blev inkluderet i denne test.
- Omfatter deltagere, der er fysisk aktive mandlige voksne, har højre ben som dominerende, ikke har nogen høreforstyrrelse, ikke har underekstremiteter lidelser, og har ikke lidt skader i de sidste seks måneder.
- Tillad, at alle emner udfylder en spørgeskemaundersøgelse.
BEMÆRK: Spørgsmål omfatter: Har du haft en historie med at køre eller andre fysiske aktiviteter? Hvor ofte udfører du fysiske aktiviteter på en uge? Har du nogen professionel atletisk træning? Har du lidt nogen underekstremiteter lidelser og skader i de sidste seks måneder? - Sørg for, at alle emner bærer identiske t-shirts og tætsiddende bukser.
- Mål forsøgspersonernes stående højde (mm) og kropsvægt (kg), underekstremitetslængde (mm), knæbredde (mm) og ankelbredde (mm) af både venstre og højre ben ved hjælp af Vernier caliper eller lille antropometer.
BEMÆRK: Mål underekstremitetslængden fra den overlegne iliaca rygsøjlen til ankelmedial condyle; knæbredden fra sideværts til mediale knæ condyle; ankelbredden fra sideværts til mediale ankel condyle. - Barber kropshåret af efter behov, og fjern overskydende sved ved hjælp af alkoholservietter. Forbered hudområder af anatomiske benede vartegn til markørplacering på led og segmenter.
BEMÆRK: Denne undersøgelse anvendes 16 reflekterende markører18, herunder forreste-overlegen iliaca rygsøjlen (LASI / RASI), posterior-overlegen iliaca rygsøjlen (LPSI / RPSI), lateral midten af låret (LTHI / RTHI), lateral knæ (1980 LKNE/RKNE), lateral mid-shank (LTIB/RTIB), lateral malleolus (LANK/RANK), andet metatarsalhoved (LTOE/RTOE) og calcaneus (LHEE/RHEE) (figur 2). - Identificer 16 anatomiske vartegn. På vartegnene fastgøres passive retroreflekterende markører med dobbeltsidede klæbebånd.
- Giv hvert emne 5 minutter til at tilpasse sig testmiljøet og varme op med let løb og strækning.
Figur 2: De reflekterende markører, der er fastgjort til underekstremiteterne. (A) side ,b) forside og (C) bagside . Klik her for at se en større version af dette tal.
3. Statisk kalibrering
- Kinematik: Motion capture system
- Find den " nyedatabase" på værktøjslinjen i sporingssoftwaren for at oprette en database. Klik på ruden "Datastyring" for at åbne ruden "Datastyring", og klik på knappen "Ny patientklassifikation", "Ny patient" og " Nysession". Vend tilbage til vinduet "Ressourcer", vælg knappen "Opret et nyt emne" for at oprette et emne, og angiv værdierne for højde (mm), kropsvægt (kg), benlængde (mm), knæbredde (mm) og ankelbredde (mm) i ruden "Egenskaber".
- Klik på "Gå live", og klik derefter på ruden "Opdel vandret" i ruden "Vis". Vælg derefter grafen for at få vist antallet af baner.
BEMÆRK: Kontrollerruden " 3D-perspektiv" for at sikre, at alle 16 markører er synlige. - Bed forsøgspersonerne om at stå stille i området A. Klik på "Start" i afsnittet til indfangning af emner for at fange den statiske model. Omkring 200 billeder blev taget, før du klikkede på knappen "Stop".
- Find knappen "Pipeline" i ruden "Funktioner", og klik på " Kørden rekonstruerede pipeline" for at bygge et nyt 3D-billede af alle erobrede markører. Identificer på listen over mærker, og anvend de tilsvarende etiketter manuelt på mærkerne. Gem og tryk på "ESC" for at afslutte.
- Vælg "Emneforberedelse" og "Emnekalibrering" på værktøjslinjen, og vælg indstillingen "Statisk plug-in-gangart" i rullemenuen.
- Marker ruden "Venstre fod" og "Højre fod" i ruden "Statiske indstillinger", og klik på "Start". Gem derefter den statiske model.
- Plantartryk: Trykplatform
- Klik på "Database" i softwaren for at tilføje en ny patient. Og angiv det tildelte emnenummer i ruden "Tilføj patient". Klik derefter på "Tilføj".
- Klik på "Dynamisk", og angiv kropsvægt og skostørrelse. Klik derefter på "OK".
4. Dynamiske forsøg
- Bed forsøgspersonen om at være på udgangspositionen.
- Softwarehandlinger
BEMÆRK: De to typer softwarestart (Motion capture system: klik på knappen "Hent"; Trykplatform: Klik på "Capture" button) og end (Motion capture system: klik på knappen "Stop"; Trykplatform: Klik på knappen "Gem måling"), samtidig.- Kinematik: Motion capture system
- Vælg knappen "Gå live" i ruden "Ressourcer ",og klik på "Hent" på højre værktøjslinje. Find "Prøvetype" og "Session" fra top til bund, og rediger beskrivelsen "Prøveversion".
- Bed forsøgspersonerne om at udføre UGT-testen som beskrevet i 4.3.
- Når du er færdig med UGT-testen, skal du klikke på "Stop" for at afslutte dataindsamlingsforsøget. Gentag ovenstående trin i 5 gange.
- Plantartryk: Trykplatform
- Vælg knappen "Mål" , før du starter UGT-forsøgene.
- Når du er færdig med UGT-testen, skal du klikke på knappen "Gem måling" for at gemme data. Gentag ovenstående trin i 5 gange.
- Kinematik: Motion capture system
- UGT-forsøg
- Bed forsøgspersonerne om at gå langs en gangbro ved deres NWS og instruere dem i at bruge henholdsvis det dominerende ben og det ikke-dominerende ben til at passere område A og B og endelig stoppe ved område D på trykplatformen.
- Lad forsøgspersonen vide, hvornår termineringssignalet leveres, de har brug for hurtigt at stoppe på område B.
- Giv tilfældigt termineringssignalet, når hælen rører område A, sørg for, at UGT udføres, og at forsøgspersonerne stopper hurtigt på område B (Figur 1). Personalet sender opsigelsessignalet ved tilfældigt at ringe med en rød klokke, og sandsynligheden for ringen blev kontrolleret med omkring 20%. Fang mindst fem på hinanden følgende UGT forsøg.
BEMÆRK: Der er et 2-minutters hvileinterval mellem begge forsøg. - Beregn hvert emnes ganghastighed ved hjælp af trykplatformssoftwaren. Beregn derefter FWS som 125% af NWS.
- Gentag ovenstående UGT-test for FWS. Hent mindst 5 på hinanden følgende UGT-forsøg ved hjælp af FWS-protokollen.
5. Efterbehandling
- Kinematik: Motion capture system
- Find knappen "Datastyring" på værktøjslinjen, og dobbeltklik på prøvenavnet i ruden "Datastyring". Vælg derefter "Rekonstruer" og "Etiket" for at rekonstruere den dynamiske 3D-model.
- Flyt de blå trekanter på linjen "Time" for at indstille det krævede tidsområde (for stillingsfasen under UGT).
- Klik på linjen "Tid". Klik derefter på "Zoom til interesseområde" i menuen "Kontekst".
- Klik på knappen "Etiket" for at identificere og kontrollere etiketpunkterne. Kontroller, at trinnene er de samme som den statiske identifikationsproces.
BEMÆRK: Udfyld nogle ufuldstændige identifikationsmærker, og slet de ikke-mærkede markører (hvis det er nødvendigt). - Vælg ruden "Dynamisk plug-in-gang" i ruden "Emnekalibrering". Klik derefter på knappen "Start" for at køre dataene. Eksporter dynamiske forsøg i ".csv"-format til efterfølgende dataanalyse.
- Brug et fjerde ordens lavpas Butterworth-filter med afskåret frekvens på 10 Hz, og eksportér dataene for den fælles vinkel.
- Beregn bevægelsesområdet (ROM) på tre led (hofte, knæ og ankel) i sagittalplan.
BEMÆRK: Definer forskellene mellem de maksimale vinkler og minimumsvinklerne på hoften, knæet og anklen på sagittale bevægelsesplaner som rom'erne. - Beregn middelværdi (M) og standardafvigelser (SD) for de ti forsøg (5 for NWS og 5 for FWS) fra hvert emne.
- Plantartryk: Trykplatform
- Vælg forsøgsnavnet i menuen "Målinger" for de tilsvarende emner. Klik på knappen "Dynamisk" for at åbne data.
- Klik på markeringen "Manuel". Brug knappen "Venstre mus" til at vælge interessetrinnet (stillingsfasen under GT). Klik på knappen "OK" for at gemme.
- Klik på "Zone Division" og "Manuel zonevalg" for at foretage justeringer. Klik derefter på knappen "Accepter" for at gemme.
- Åbn skærmbilledet "Tryk-kræfter", og klik på knappen "Grafsammensætning" for at åbne vinduet "Zone Graph Composition". Del 10 anatomiske regioner, herunder Big Toe (BT), Andre tæer (OT), Første Metatarsal (M1), Anden Metatarsals (M2), Tredje Metatarsal (M3), Fjerde Metatarsal (M4), Femte Metatarsal (M5), Mid-Foot (MF), Mediale Heel (MH) og Lateral Heel (LH). Klik derefter på knappen "OK" for at gemme.
- Klik på "Parametertabel" for at eksportere plantartrykdata, herunder maksimalt tryk, maksimal kraft og kontaktområde.
- Beregn midler og SD'er for 10 forsøg (5 for NWS og 5 for FWS) fra hvert emne.
6. Statistisk analyse
- Udfør Shapiro-Wilks-testene for at kontrollere normal distribution for alle variabler. Brug T-test med parprøver til at sammenligne kinematik i underekstremiteterne og plantartrykdata under UGT hos NWS og FWS. Angiv signifikansniveauet til p < 0,05.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Gennemsnits- og SD-værdier for NWS og FWS af 15 forsøgspersoner var henholdsvis 1,33 ± 0,07 m/s og 1,62 ± 0,11 m/s.
Figur 3 viser den gennemsnitlige ROM i hofte-, knæ- og ankelleddene i sagittalplanet under UGT ved NWS og FWS. Sammenlignet med NWS, rom af tre led steg betydeligt på FWS (p <0,05). I detaljer steg ROM af hofte-, knæ- og ankelled fra 22,26 ± 3,03, 29.72 ± 5.14 og 24.92 ± 4.17-25.98 ± 2.94, 31.61 ± 4.34 og 28.05 ± 5.59 (figur 3).
Figur 3: Rom'erne for tre samlinger i sagittalplanet under UGT ved forskellige hastigheder. Fejllinjerne angiver standardafvigelsen. * angiver signifikansniveauet (p<0,05). Klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4 viser plantartrykdata, herunder maksimalt tryk (figur 4A), maksimal kraft (figur 4B) og kontaktområde (figur 4C) under UGT ved NWS og FWS. Sammenlignet med NWS steg det maksimale tryk i BT, M1, M2, M3, MH og LH betydeligt under UGT hos FWS (p<0,05). Tilsvarende, for maksimal kraft, signifikant stigning blev observeret i BT, M1, M2, M3, MH og LH på FWS i forhold til NWS (p <0,05). Der opstod imidlertid ingen væsentlig forskel i nogen parametre for OT-, M4-, M5- og MF-regionerne (p>0,05). Forskelle i kontaktområde primært fokuseret på hælen regionen, dvs MH og LH, og begge steg kraftigt på FWS i forhold til NWS (p <0,05).
Figur 4: Plantartrykdata. Dette omfatter maksimalt tryk (A), maksimal kraft (B) og kontaktområde (C) under UGT ved forskellige hastigheder. Fejllinjerne angiver standardafvigelsen. * angiver signifikansniveauet (p<0,05). Klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De fleste tidligere undersøgelser, der analyserer gangart biomekanik under UGT udelade betydningen af ganghastighed i deres biomekaniske vurdering. Således undersøgte denne undersøgelse de biomekaniske ændringer i underekstremiteterne, der opstår i UGT ved NWS og FWS med det formål at afsløre de hastighedsrelaterede virkninger.
Væsentlige forskelle er fundet på ROM af hoften, knæet og ankelleddene i sagittal flyet under UGT på NWS og FWS. Vores resultater viste større rom'er af de 3 led i sagittal flyet under UGT på FWS sammenlignet med NWS. Disse resultater var næsten i overensstemmelse med tidligere undersøgelse med hensyn til effekten af hastigheder under gang19. Ridge et al.10 fandt, at større peak fleksion vinkler i knæ og hofteled under UGT på FWS end NWS. Større sagittal knæ ROM kan være en kompenserende bevægelse på grund af den øgede ganghastighed20, som følge af større knæpåvirkning under UGT. Forsøgspersoner stabiliseret med større vifte af hofte, knæ, og ankel leddene bevægelse, som kan bidrage til hurtigere afslutning gange, men kan også have brug for større fælles extensor aktivitet for stabilitet21.
Det skal også nævnes, plantar tryk data, herunder maksimalt tryk, maksimal kraft og kontaktområde steget i alle anatomiske regioner under UGT på FWS sammenlignet med NWS. For maksimalt tryk og kraft fokuserede de betydelige forskelle hovedsageligt på mediale forfod og hæl, hvilket er i overensstemmelse med den foregående undersøgelse22. I denne undersøgelse, selv om plantartrykket i lateral metatarsals også steg, var der ingen signifikant forskel mellem hastigheder. Ubalancen mellem det mediale-laterale plantartryk kan føre til et fald i mediale-laterale stabilitet under UGT7. Overdrevent spidstryk i hælen kan øge risikoen for fodskader, såsom stress frakturer23,24. Desuden blev de betydelige øgede kontaktområder udstillet i MH og LH, som kan være relateret til calcaneus, der i første omgang kommer i kontakt med jorden efter terminalsvingfasen, og det meste af kropsmassen indlæses i denne fase25.
Resultaterne regnes med flere vigtige trin i protokollen. Først identificere anatomiske vartegn og præcist vedhæfte markører til forsøgspersonernes hud. Sørg for, at markørerne er sikkert placeret på huden med allergivenligt dobbeltsidet klæbebånd for at reducere sandsynligheden for, at markøren falder eller skifter. For det andet er det vigtigt at sende det opsagte signal til forsøgspersoner i den faste fase. For at reducere fejlen blev det signal, der blev sendt i alle forsøg, udført af det samme personale. For det tredje, sikre, at den kunstige opdeling af plantar de anatomiske regioner er korrekte. Desuden er der visse begrænsninger forbundet med denne undersøgelse, som også skal bemærkes. For det første deltog intet kvindeligt emne i undersøgelsen, som oprindeligt havde til formål at kontrollere variabler. For det andet blev muskelaktiviteter i underekstremiteterne ikke indsamlet i undersøgelsen. Muskelaktivering tæller meget i at forklare biomekanisk karakter i underekstremiteterne under UGT9,14, og vi er villige til at undersøge effekten af ganghastighed på muskelaktiviteter i underekstremiteterne i den fremtidige undersøgelse for yderligere indsigt i biomekanisk mekanisme under UGT.
Resultaterne af denne undersøgelse tyder på, at efterhånden som trin i ganghastigheder forekommer, udviser forsøgspersoner forskellige biomekaniske egenskaber i underekstremiteterne under UGT. Dette resultat kan være et tegn på, at en stigning i ganghastigheder, især ved FWS, kan medføre større risiko for potentielle skader. I betragtning af tidligere udforskede relationer mellem plantartryk, kinematik af leddene i underekstremiteterne og sportsskader tyder resultaterne af denne undersøgelse på, at forsøg med afslutning af gangarter ved forskellige hastigheder kan bruges som et effektivt redskab til diagnosticering af klinisk biomekanisk ydeevne og vurdering af rehabiliteringsbehandling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne rapporterede ingen potentiel interessekonflikt.
Acknowledgments
NSFC-RSE Joint Project (81911530253), National Key R&D Program of China (2018YFF0300905) og K.C. Wong Magna Fund i Ningbo University.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 14 mm Diameter Passive Retro-reflective Marker | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | n=16 | |
| Double Adhesive Tape | Minnesota Mining and Manufacturing Corporation, Minnesota, USA | For fixing markers to skin | |
| Motion Tracking Cameras | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | n= 8 | |
| T-Frame | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - | |
| Valid Dongle | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | Vicon Nexus 1.4.116 | |
| Vicon Datastation ADC | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - | |
| Pressure platform | RSscan International, Olen, Belgium | - |
References
- Cappozzo, A.
- Gao, Z., Mei, Q., Fekete, G., Baker, J., Gu, Y. The Effect of Prolonged Running on the Symmetry of Biomechanical Variables of the Lower Limb Joints. Symmetry. 12, 720 (2020).
- Sparrow, W. A., Tirosh, O. Gait termination: a review of experimental methods and the effects of ageing and gait pathologies. Gait & Posture. 22 (4), 362-371 (2005).
- Conte, C., et al. Planned Gait Termination in Cerebellar Ataxias. The Cerebellum. 11 (4), 896-904 (2012).
- Bishop, M. D., Brunt, D., Pathare, N., Patel, B. The interaction between leading and trailing limbs during stopping in humans. Neuroscience Letters. 323 (1), 1-4 (2002).
- Jaeger, R. J., Vanitchatchavan, P. Ground reaction forces during termination of human gait. Journal of Biomechanics. 25 (10), 1233-1236 (1992).
- Cen, X., Jiang, X., Gu, Y. Do different muscle strength levels affect stability during unplanned gait termination. Acta of Bioengineering and Biomechanics. 21 (4), 27-35 (2019).
- O'Kane, F. W., McGibbon, C. A., Krebs, D. E. Kinetic analysis of planned gait termination in healthy subjects and patients with balance disorders. Gait & Posture. 17 (2), 170-179 (2003).
- Bishop, M., Brunt, D., Pathare, N., Patel, B. The effect of velocity on the strategies used during gait termination. Gait & Posture. 20 (2), 134-139 (2004).
- Ridge, S. T., Henley, J., Manal, K., Miller, F., Richards, J. G. Biomechanical analysis of gait termination in 11–17year old youth at preferred and fast walking speeds. Human Movement Science. 49, 178-185 (2016).
- Sun, D., Fekete, G., Mei, Q., Gu, Y. The effect of walking speed on the foot inter-segment kinematics, ground reaction forces and lower limb joint moments. PeerJ. 6, 5517 (2018).
- Eerdekens, M., Deschamps, K., Staes, F. The impact of walking speed on the kinetic behaviour of different foot joints. Gait & Posture. 68, 375-381 (2019).
- Wang, Z. p, Qiu, Q. e, Chen, S. h, Chen, B. c, Lv, X. t Effects of Unstable Shoes on Lower Limbs with Different Speeds. Physical Activity and Health. 3, 82-88 (2019).
- Tirosh, O., Sparrow, W. A. Age and walking speed effects on muscle recruitment in gait termination. Gait & Posture. 21 (3), 279-288 (2005).
- Xiang, L., Mei, Q., Fernandez, J., Gu, Y. A biomechanical assessment of the acute hallux abduction manipulation intervention. Gait & Posture. 76, 210-217 (2020).
- Zhou, H., Ugbolue, U. C. Is There a Relationship Between Strike Pattern and Injury During Running: A Review. Physical Activity and Health. 3 (1), 127-134 (2019).
- Serrao, M., et al. Sudden Stopping in Patients with Cerebellar Ataxia. The Cerebellum. 12 (5), 607-616 (2013).
- Zhang, Y., et al. Using Gold-standard Gait Analysis Methods to Assess Experience Effects on Lower-limb Mechanics During Moderate High-heeled Jogging and Running. Journal of Visualized Experiments. (127), e55714 (2017).
- Buddhadev, H. H., Barbee, C. E. Redistribution of joint moments and work in older women with and without hallux valgus at two walking speeds. Gait & Posture. 77, 112-117 (2020).
- Yu, P., et al. Morphology-Related Foot Function Analysis: Implications for Jumping and Running. Applied Sciences. 9 (16), 3236 (2019).
- Ridge, S. T., Henley, J., Manal, K., Miller, F., Richards, J. G. Kinematic and kinetic analysis of planned and unplanned gait termination in children. Gait & Posture. 37 (2), 178-182 (2013).
- Burnfield, J. M., Few, C. D., Mohamed, O. S., Perry, J. The influence of walking speed and footwear on plantar pressures in older adults. Clinical Biomechanics. 19 (1), 78-84 (2004).
- Cen, X., Xu, D., Baker, J. S., Gu, Y. Effect of additional body weight on arch index and dynamic plantar pressure distribution during walking and gait termination. PeerJ. 8, 8998 (2020).
- Chatzipapas, C. N., et al. Stress Fractures in Military Men and Bone Quality Related Factors. International Journal of Sports Medicine. 29 (11), 922-926 (2008).
- Cen, X., Xu, D., Baker, J. S., Gu, Y. Association of Arch Stiffness with Plantar Impulse Distribution during Walking, Running, and Gait Termination. International Journal of Environmental Research and Public Health. 17 (6), 2090 (2020).
