Mit Goldstandard Gang Analysemethoden zur Bewertung Erfahrung Auswirkungen auf untere Extremität Mechanik während Moderate hochhackigen Joggen und laufen
14. September 2017
Diese Studie untersucht die untere Extremität Kinematik und Boden Eingreiftruppe (GRF) während mäßig hohen Absätzen Joggen und laufen. Themen wurden in Gruppen von erfahrenen Träger und unerfahrene Träger unterteilt. Eine dreidimensionale Bewegung-Analyse-System mit einer konfigurierten Kraft-Plattform erfasst gemeinsame Bewegungen der unteren Gliedmaßen und GRF.
Das übergeordnete Ziel dieses Experiments ist es, die Auswirkungen von hochhackigen Schuhen auf die Mechanik der unteren Gliedmaßen beim moderaten Joggen und Laufen mit hohen Absätzen zu beobachten. Diese Methode kann die Schlüsselfrage beantworten, dass bei High-Heel-Übungen Interferenzen, wie z. B. die Erhöhung der Ferse, möglicherweise nicht der einzige Hauptfaktor sind, der die Dämpfungsglieder der Mechanik der unteren Gliedmaßen verursacht. Das Besondere an diesem Protokoll ist, dass bei der Vielfalt der Teilnehmer es sich um erfahrene und unerfahrene Probanden handelt, was in früheren hochhackigen Studien mit ihrem Wächter und ihrer Methode ohne weiteres berücksichtigt wurde.
Beginnen Sie damit, die Stehhöhe und die Körpermasse der Person zu messen. Messen Sie den Abstand zwischen der Wirbelsäule iliaca superior und dem inneren Kondylus des Sprunggelenks, den Abstand zwischen dem medialen und lateralen Kniekondylus und den Abstand zwischen dem medialen und dem lateralen Sprunggelenkkondylus mit Messschiebern. Als nächstes tasten Sie ab, um anatomische Orientierungspunkte zu identifizieren.
Beschriften Sie jeden Orientierungspunkt mit einem Markierungsstift auf der Haut und befestigen Sie dann die 16 passiven retroreflektierenden Marker mit doppelseitigem Klebeband an den Orientierungspunkten zu beiden Seiten der unteren Gliedmaßen. Bitten Sie das Subjekt, in den experimentellen Schuh zu wechseln. Lassen Sie sie dann frei über den Laufsteg gehen, joggen und laufen, bis sie sich physiologisch und psychologisch mit den Kameras und Markierungen an ihren unteren Gliedmaßen wohl fühlen und das Gefühl haben, sich natürlich zu bewegen.
Bitten Sie als Nächstes die Person, zu üben, mit einer angenehmen niedrigen Geschwindigkeit über die Landebahn zu joggen, bis sie in der Lage ist, gleichmäßig zu joggen. Weisen Sie sie an, sich anzustrengen, mit einer progressiv ansteigenden Geschwindigkeit auf einem Laufband in einem sicheren und bequemen Bereich zu joggen, bekannt als Progressive Training. Lassen Sie sie dann üben, auf dem Boden entlang der Landebahn mit einer angenehm hohen Geschwindigkeit zu laufen, bis sie in der Lage sind, gleichmäßig mit dieser Geschwindigkeit zu laufen.
Weisen Sie den Probanden schließlich an, mehrmals zu versuchen, von verschiedenen Startlinien innerhalb des Startbereichs mit dem Joggen zu beginnen, um eine geeignete Ausgangsposition zu finden, wobei darauf zu achten ist, dass der rechte Fuß beim Vorbeigehen natürlich auftrifft und die Kraftplattform vollständig berührt. Beginnen Sie damit, das Subjekt zu bitten, sich in einer stationären, neutralen Pose in die Mitte des Aufnahmevolumens zu stellen, um die statischen Daten zu erfassen. Klicken Sie auf die Schaltfläche "Start" im Abschnitt "Motivaufnahme", um ca. 150 Bilder aufzunehmen.
Klicken Sie dann auf die Schaltfläche Stopp. Wählen Sie als Nächstes in der Pulldownliste der Pipeline im Abschnitt Kalibrierung des Betreffs die Option "Statisch" aus. Aktivieren Sie die Optionen für den linken und den rechten Fuß im Bereich für die statischen Einstellungen.
Klicken Sie auf die Schaltfläche "Start" im Abschnitt "Motivkalibrierung". Bitten Sie dann den Probanden, sich in die entsprechende Ausgangsposition zu stellen. Klicken Sie auf die Startschaltfläche im Aufnahmebereich, um mit der Aufnahme zu beginnen, und geben Sie dem Probanden sofort die mündliche Anweisung, joggen zu gehen.
Achten Sie darauf, dass der rechte Fuß beim Vorbeigehen natürlich auftrifft und die Kraftplattform vollständig berührt. Bitten Sie die Probanden bei Joggingversuchen, mit der angenehmen niedrigen Geschwindigkeit zu joggen, die sie während der Vorbereitung kannten. Bitten Sie die Probanden, bei Laufversuchen mit dem angenehm hohen Tempo zu laufen, das sie während der Vorbereitung kennengelernt haben.
Gönnen Sie sich zwischen zwei Versuchen eine zweiminütige Pause. Wenn das Motiv das Ende des Laufstegs erreicht hat, klicken Sie auf die Stopp-Schaltfläche. Diese Ergebnisse deuteten darauf hin, dass mit Ausnahme der Knie- und Hüftbewegungen in der Sagittalebene der Bewegungsumfang aller drei Gelenke der IEW im Allgemeinen größer war als der der EW. Ein signifikanter Geschwindigkeitseffekt auf den Bewegungsumfang des Gelenks gab es nur in der Hüftbeugerstreckung.
Die GRF-Zeitkurve von EW ist gekennzeichnet durch eine anfängliche Spitze, auf die während der Stoßdämpfungsphase, insbesondere beim Laufen, unmittelbar eine kleine Welle folgt. Im Gegensatz dazu ist die von IEW nach dem anfänglichen Höhepunkt relativ flüssig. Es gibt keinen signifikanten Unterschied in der Aufprallkraft zwischen EW und IEW, aber die Belastungsrate von EW war während des Betriebs signifikant höher.
Beim Versuch dieses Verfahrens ist es wichtig, daran zu denken, die Kameras neu zu kalibrieren, das Aufnahmevolumen zu lesen, und den ersten Parameter auf ein eigenes Niveau zu kalibrieren, bevor Sie jeden einzelnen Versuch starten, um die Aufnahmegenauigkeit sicherzustellen. Nach diesem Verfahren können andere Parameter, wie z. B. der Gelenkimpuls, berechnet werden, um zusätzliche Fragen zu beantworten, z. B. ob das Tragen von hochhackigen Schuhen andere Genauigkeiten und Messungen nur anderer Accuators berücksichtigt. Von diesen bedeutete der Wert, dass diese Mathematik betonen sollte, wie wichtig es ist, dass ihre Probanden Erfahrungen mit hochhackigen Schuhen tragen, um spezifischere Informationen zu liefern und die Schlussfolgerungen zu reduzieren, um die Bevölkerung anzusprechen.
Nachdem Sie sich dieses Video angesehen haben, sollten Sie verstehen, wie Sie die Mathematik verwenden oder verstehen oder das Experiment mit dem hohen Absatz durchführen und die Genauigkeit sowie die Kriterien erhalten, die auf der Grundlage der unterschiedlichen Trageerfahrung vorgeschlagen werden.
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Übersicht
Diese Studie untersucht die Auswirkungen von hohen Absätzen auf die Biomechanik der unteren Extremitäten beim moderaten Joggen und Laufen mit hohen Absätzen. Sie vergleicht erfahrene und ungeübte Trägerinnen, um die Auswirkungen der Absatzerhöhung auf die Kinematik und die Bodenreaktionskräfte zu verstehen.
Wesentliche Studienkomponenten
Bereich der Wissenschaft
- Biomechanik
- Sportwissenschaft
- Untersuchungen zur Schuhwerkbelastung
Hintergrund
- Hochhackige Schuhe werden häufig getragen, können jedoch die Biomechanik beeinflussen.
- Bisherige Studien haben die Erfahrungen der Träger nicht ausreichend berücksichtigt.
- Das Verständnis dieser Auswirkungen kann die Konzeption und Empfehlung von Schuhen verbessern.
- Bodenreaktionskräfte sind entscheidend zur Beurteilung der Mechanik der unteren Extremitäten.
Zweck der Studie
- Untersuchung der Kinematik der unteren Extremitäten beim Joggen und Laufen in hohen Absätzen.
- Vergleich der Auswirkungen bei erfahrenen und unerfahrenen Trägerinnen.
- Untersuchung, ob die Absatzerhöhung der maßgebliche Faktor für die veränderte Mechanik ist.
Verwendete Methoden
- Dreidimensionales Bewegungsanalysesystem verwendet.
- Kraftplattform zur Erfassung der Bodenreaktionskräfte konfiguriert.
- Probanden in erfahrene und ungeübte Träger unterteilt.
- Messungen anatomischer Landmarken für die Analyse durchgeführt.
Hauptergebnisse
- Kinematische Unterschiede zwischen erfahrenen und unerfahrenen Trägerinnen festgestellt.
- Die Bodenreaktionskräfte variierten signifikant beim Joggen und Laufen mit hohen Absätzen.
- Die Fersenhebung war nicht der einzige Faktor, der die Mechanik der unteren Extremitäten beeinflusste.
- Die gewonnenen Erkenntnisse können die zukünftige Konzeption von Schuhwerk und Empfehlungen für sportliche Aktivitäten beeinflussen.
Schlussfolgerungen
- Hochhackige Schuhe beeinflussen die Biomechanik der unteren Extremitäten während körperlicher Aktivität.
- Der Erfahrungsgrad spielt eine entscheidende Rolle bei biomechanischen Ergebnissen.
- Weitere Forschung ist erforderlich, um die Langzeiteffekte von hochhackiger Fußbekleidung zu untersuchen.
Häufig gestellte Fragen
Ausschlaggebende Bedeutung für die Industrie
Diese Studie unterstreicht die Bedeutung der Kontrolle der Versuchspersonenerfahrung bei biomechanischen Bewertungen, ein Prinzip, das direkt auf die Validierung präklinischer Modelle anwendbar ist, bei denen phänotypische Variabilität die Zielvalidierung und die mechanistische Entwederung erschweren kann. Indem gezeigt wird, dass die Erfahrung des Trägers die Mechanik der unteren Extremitäten beim Joggen und Laufen mit hohen Absätzen signifikant verändert, verdeutlicht die Arbeit, wie ungeklärte biologische Variablen wahre Behandlungseffekte in Assays der Entdeckungsphase verschleiern können. Für die biopharmazeutische Forschung und Entwicklung unterstreicht dies die Notwendigkeit standardisierter, nach Erfahrung gestaffelter Modelle, um das Vorhersagevertrauen bei Screenings in frühen Entwicklungsstadien zu verbessern und falsche Hinweise bei der Untersuchung von Signalwegen zu reduzieren.
Strategische Anwendungen in der Biopharma-Forschung und -Entwicklung
Frühe Entdeckung und Zielvalidierung
- Wissenschaftlicher Wert: Ermöglicht die Überprüfung therapeutischer Hypothesen, indem der Einfluss subjektspezifischer Variablen auf biomechanische Endpunkte isoliert wird, wodurch Störgrößen in Target-Engagement-Studien reduziert werden.
- Operationaler Wert: Unterstützt die biologische Risikominimierung durch eine erfahrungsstratifizierte Kohortenauswahl und verbessert die Reproduzierbarkeit in funktionellen Validierungsassays.
Screening und Assay-Entwicklung
- Wissenschaftlicher Wert: Bereitet validierte biologische Systeme mit kontrollierten Erfahrungsvariablen für die nachgeschaltete Wirkstoffbewertung vor und verbessert dadurch die Standardisierung von Assays.
- Operationaler Wert: Behebt Probleme bei der Reproduzierbarkeit und der Konsistenz quantitativer Ergebnisse, indem die Vorgeschichte der Versuchssubjekte berücksichtigt wird, ein entscheidender Faktor für die Eignung für Hochdurchsatz-Screenings.
Translationale und präklinische Forschung
- Wissenschaftlicher Wert: Erörtert die Vorbereitung krankheitsrelevanter Systeme durch Modellierung der Auswirkungen einer vorangegangenen Exposition auf die physiologische Reaktion und trägt so zur Abstimmung translationaler Biomarker bei.
- Operationaler Wert: Beschreibt den kontinuierlichen Übergang von der Entdeckung bis zur präklinischen Validierung, indem die Kontrolle von Variablen über alle Studienphasen hinweg betont wird, was risikoadjustierte Entscheidungen über die Weiterentwicklung unterstützt.
Pipeline- und Workflow-Integration
Die Methode fügt sich in den Entdeckungsprozess von der Hypothesenprüfung bis zur Leitsubstanzidentifizierung ein, wobei die Kontrolle biologischer Variabilität die mechanistische Ent风险bewertung und das Vorhersagevertrauen bei der frühen Target-Validierung verbessert.
- Entdeckungsbiologie: Erläutert, wie die Methode die Hypothesenprüfung unterstützt, indem sie den Einfluss der Trageerfahrung auf die Gelenkkinematik und die Belastungsgeschwindigkeit der Bodenreaktionskräfte isoliert und so pfadspezifische Reaktionen klärt.
- Screening: Beschreibt die Bereitschaft des Assays anhand synchronisierter 3D-Bewegungs- und Kraftplattformaufzeichnung, die quantitative, reproduzierbare Messungen der Mechanik der unteren Extremitäten unter kontrollierten Bedingungen ermöglicht.
- Analytik: Hebt den Gelenkbewegungsumfang und die Belastungsgeschwindigkeit der Bodenreaktionskräfte als zentrale Messgrößen hervor, die den Vergleich zwischen experimentellen Gruppen erlauben und datengestützte Go/No-Go-Entscheidungen unterstützen.
- Translationale Forschung: Verbindet die Methode mit der präklinischen Kontinuität, indem sie zeigt, wie eine erfahrungsbasierte Stratifikation die Modellgenauigkeit verbessert und mit biomarkerbasierten Validierungsansätzen übereinstimmt.
- Unternehmensweite Wiederverwendung: Stellt die Methode als wiederverwendbare Fähigkeit zur Beurteilung von durch Schuhe oder Geräte verursachten biomechanischen Veränderungen dar, anwendbar in mehreren präklinischen Programmen, die standardisierte Ganganalyse erfordern.
Operative und unternehmerische Auswirkungen
- Wissenschaftlicher Wert: Vorhersagegenauigkeit durch Verringerung mechanistischer Mehrdeutigkeit, indem der Einfluss der Versuchspersonenerfahrung bei der biomechanischen Phänotypisierung kontrolliert wird.
- Operationaler Wert: Standardisierung und Reproduzierbarkeit durch erfahrungsstratifizierte Protokolle und synchronisierte Erfassung von Bewegungs- und Kraftdaten mittels Plattformen.
- Strategischer Wert: Bessere Go/No-Go-Entscheidungen und geringeres biologisches Risiko in fortgeschrittenen Entwicklungsstadien durch Minimierung der Variabilität in präklinischen Wirksamkeitsmodellen.
- Portfolio-Wirkung: Risikoadjustierte Priorisierung durch erhöhte Zuverlässigkeit bei der Zielvalidierung in mechanistisch komplexen Krankheitsmodellen.
Durchführungsaspekte
- Notwendige wissenschaftliche Fachkenntnisse in Biomechanik, Bewegungserfassungssystemen und Interpretation von Kraftplattendaten.
- Zu den Anforderungen an Instrumentierung und analytische Infrastruktur gehören ein 3D-Bewegungsanalysesystem und eine konfigurierte Kraftmessplattform zur synchronen Erfassung kinematischer und kinetischer Daten.
- Standardisierungsanforderungen über Teamgrenzen hinweg beinhalten die Harmonisierung der Kriterien zur Probandenauswahl hinsichtlich Erfahrungsstand zwischen Entdeckungs- und präklinischen Teams.
- Anpassungsüberlegungen für verschiedene Modellsysteme umfassen die Modifikation von Erfahrungsschwellen und Markersetzung für Anwendungen an nichtmenschlichen oder krankheitsmodellierenden Systemen.
- Zu den praktischen Einschränkungen zählt die Notwendigkeit einer detaillierten Erhebung der Probandenvorgeschichte sowie die mögliche Variabilität in selbstberichteter Erfahrung, die die Genauigkeit der Stratifikation beeinträchtigen könnte.
