Utilizando métodos de análisis de marcha estándar de oro para evaluar efectos de la experiencia en la mecánica de la extremidad inferior durante moderado tacón trotar y correr
14 de septiembre de 2017
Este estudio investigó la cinemática de la extremidad inferior y la fuerza de reacción del suelo (GRF) durante moderado tacón trotar y correr. Sujetos fueron divididos en grupos de usuarios experimentados y usuarios sin experiencia. Un sistema de análisis de movimiento tridimensional con una plataforma de fuerza configurado había capturado movimientos articulares de la extremidad inferior y GRF.
El objetivo general de este experimento es observar los efectos de los zapatos de tacón alto en la mecánica de las extremidades inferiores durante el trote y la carrera moderados con tacón alto. Este método puede responder a la pregunta clave de que en el ejercicio de tacón alto, la interferencia, como la elevación que tiene el talón, puede no ser el factor principal que causa los atenuadores de la mecánica de las extremidades inferiores. La única característica de este protocolo es que con la variedad de participantes como sujetos experimentados e inexpertos, lo que se ha considerado fácilmente en estudios previos de tacón alto utilizando su guardián y su método.
Comience midiendo la altura de pie y la masa corporal del sujeto. Mida la distancia entre la espina ilíaca superior y el cóndilo interno del tobillo, la distancia entre los cóndilos medial y lateral de la rodilla y la distancia entre los cóndilos medial y lateral del tobillo utilizando calibradores de medición. A continuación, palpa para identificar puntos de referencia anatómicos.
Etiquete cada punto de referencia en la piel con un rotulador y luego fije los 16 marcadores retrorreflectantes pasivos en los puntos de referencia de ambos lados de las extremidades inferiores con cinta adhesiva de doble cara. Pídele al sujeto que se ponga el zapato experimental. Luego, pídales que caminen, troten y corran libremente por la pista hasta que se sientan física y psicológicamente cómodos con las cámaras y los marcadores en sus extremidades inferiores, y sientan que se mueven naturalmente.
A continuación, pida al sujeto que practique trotar a lo largo de la pista a una velocidad baja y cómoda hasta que pueda trotar de manera constante. Indíqueles que hagan un esfuerzo para trotar a una velocidad progresivamente creciente en una cinta de correr dentro de un rango seguro y cómodo, conocido como Entrenamiento Progresivo. Luego, pídales que practiquen correr por el suelo a lo largo de la pista a una velocidad alta y cómoda hasta que puedan correr de manera constante a esta velocidad.
Por último, instruya al sujeto para que intente comenzar a trotar varias veces desde diferentes líneas de salida dentro del área de salida, para encontrar una posición de inicio adecuada, asegurándose de que el pie derecho golpee naturalmente y entre en contacto completo con la plataforma de fuerza al pasar. Comience pidiéndole al sujeto que se pare en una postura fija y neutral en el centro del volumen de captura para capturar los datos estáticos. Haga clic en el botón de inicio de la sección de captura de sujeto para capturar aproximadamente 150 fotogramas.
A continuación, haga clic en el botón Detener. A continuación, seleccione estático en la lista desplegable de tuberías en la sección de calibración del sujeto. Compruebe las opciones de pie izquierdo y pie derecho en el panel de configuración estática.
Haga clic en el botón de inicio en la sección de calibración del sujeto. Luego, pídale al sujeto que se pare en la posición inicial adecuada. Haga clic en el botón de inicio en la sección de captura para comenzar a capturar y luego dé inmediatamente al sujeto las instrucciones orales para salir a correr.
Asegúrese de que el pie derecho golpee de forma natural y entre en contacto completo con la plataforma de fuerza al pasar. Para las pruebas de trote, pida a los sujetos que troten a la velocidad baja y cómoda con la que estaban familiarizados durante la preparación. Para las pruebas de ejecución, pida a los sujetos que corran a la velocidad alta y cómoda con la que estaban familiarizados durante la preparación.
Permita un descanso de dos minutos entre dos intentos. Finalmente, después de que el sujeto llegue al final de la pasarela, haga clic en el botón de parada. Estos resultados indicaron que, a excepción de los movimientos de la rodilla y la cadera en el plano sagital, el rango de movimiento de las tres articulaciones de la IEW fue generalmente mayor que el de la EW. El efecto significativo de la velocidad en el rango de movimiento de la articulación solo existió en la extensión de flexión de cadera.
La curva de tiempo GRF de EW se caracteriza por un pico inicial seguido inmediatamente por una pequeña onda durante el período de absorción de impactos, particularmente durante la carrera. Por el contrario, el de IEW es relativamente fluido después del pico inicial. No hay diferencia significativa en la fuerza de impacto entre EW e IEW, pero la tasa de carga de EW fue significativamente mayor durante el funcionamiento.
Al intentar este procedimiento, es importante recordar recalibrar las cámaras que leen el volumen de captura y calibrar el primer parámetro a su propio nivel antes de comenzar cada prueba para garantizar la precisión de la captura. Siguiendo este procedimiento, se pueden calcular otros parámetros, como el momento de la articulación, para responder preguntas adicionales, como si el uso de zapatos de tacón alto tendría en cuenta otras precisiones y mediciones solo de otros accuators. De estos, el valor significa que esta matemática debe enfatizar la importancia de que los sujetos asignen la experiencia con los zapatos de tacón alto para proporcionar información más específica y reducir la inferencia para dirigirse a la población.
Después de ver este video, debe comprender cómo usar o comprender las matemáticas o realizar el experimento con el tacón alto y obtener la precisión, así como los criterios sugeridos en función de la experiencia de uso diferente.
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Descripción general
Este estudio investiga los efectos de los zapatos de tacón alto sobre la mecánica de las extremidades inferiores durante la carrera y trote moderado con tacones altos. Compara a usuarias experimentadas e inexpertas para comprender el impacto de la elevación del tacón sobre la cinemática y las fuerzas de reacción del suelo.
Componentes Clave del Estudio
Área de la ciencia
- Biomecánica
- Ciencia del Deporte
- Estudios del Impacto del Calzado
Antecedentes
- Los zapatos de tacón alto se usan comúnmente, pero pueden afectar la biomecánica.
- Estudios previos no han considerado adecuadamente la experiencia de quienes los usan.
- Comprender estos efectos puede orientar el diseño y las recomendaciones de calzado.
- Las fuerzas de reacción del suelo son fundamentales para evaluar la mecánica de las extremidades inferiores.
Objetivo del estudio
- Observar la cinemática de las extremidades inferiores durante la carrera y el trote con tacones altos.
- Comparar los efectos en personas acostumbradas al uso frente a personas no acostumbradas.
- Determinar si la elevación del tacón es el factor principal que afecta la biomecánica.
Métodos Utilizados
- Se utilizó un sistema de análisis de movimiento tridimensional.
- La plataforma de fuerza se configuró para capturar las fuerzas de reacción del suelo.
- Los sujetos se dividieron en usuarios experimentados y no experimentados.
- Se tomaron mediciones de los puntos anatómicos para el análisis.
Resultados principales
- Diferencias en la cinemática observadas entre usuarios experimentados y no experimentados.
- Las fuerzas de reacción del suelo variaron significativamente durante la carrera y trote con tacones altos.
- La elevación del talón no fue el único factor que afectó la mecánica de las extremidades inferiores.
- Los conocimientos obtenidos pueden influir en el diseño futuro de calzado y en las recomendaciones deportivas.
Conclusiones
- Los zapatos de tacón alto afectan la biomecánica de las extremidades inferiores durante la actividad física.
- El nivel de experiencia desempeña un papel crucial en los resultados biomecánicos.
- Se necesita más investigación para explorar los efectos a largo plazo del calzado de tacón alto.
Preguntas frecuentes
Relevancia Ejecutiva para la Industria
Este estudio destaca la importancia de controlar la experiencia del sujeto en evaluaciones biomecánicas, un principio directamente aplicable a la validación de modelos preclínicos donde la variabilidad fenotípica puede dificultar la validación de dianas y la reducción de riesgos mecanicistas. Al demostrar que la experiencia del usuario altera significativamente la biomecánica de las extremidades inferiores durante la carrera y trote con tacones altos, el trabajo subraya cómo las variables biológicas no consideradas pueden ocultar los verdaderos efectos del tratamiento en ensayos en fase de descubrimiento. Para la I+D en biofarmacia, esto refuerza la necesidad de modelos estandarizados y estratificados por experiencia para mejorar la confianza predictiva en cribados iniciales y reducir los falsos positivos en la exploración de vías.
Aplicaciones Estratégicas en I+D de Biotecnología Farmacéutica
Descubrimiento Temprano y Validación de Blancos
- Valor científico: Permite la evaluación de hipótesis terapéuticas mediante el aislamiento del impacto de variables específicas del sujeto en los resultados biomecánicos, reduciendo los factores de confusión en estudios de interacción con el objetivo.
- Valor operativo: Apoya la reducción de riesgos biológicos mediante un diseño de cohorte estratificado por experiencia, mejorando la reproducibilidad en ensayos de validación funcional.
Desarrollo de Pruebas y Tamizaje
- Valor científico: Prepara sistemas biológicos validados con variables experimentales controladas para la evaluación posterior de compuestos, mejorando la estandarización de ensayos.
- Valor operativo: Aborda la reproducibilidad y la consistencia de los resultados cuantitativos al considerar la historia del sujeto, un factor crítico para la preparación en cribado de alto rendimiento.
Investigación Traductacional y Preclínica
- Valor científico: Analiza la preparación de sistemas relevantes para la enfermedad mediante la modelización de cómo la exposición previa altera la respuesta fisiológica, lo que contribuye a la alineación de biomarcadores traslacionales.
- Valor operativo: Describe la continuidad desde el descubrimiento hasta la validación preclínica al enfatizar el control de variables a lo largo de las fases del estudio, apoyando decisiones de avance ajustadas al riesgo.
Integración de la tubería y flujo de trabajo
El método se encaja dentro del continuo de descubrimiento que va desde la comprobación de hipótesis hasta la identificación de compuestos activos, donde el control de la variabilidad biológica mejora la reducción de riesgos mecanicistas y la confianza predictiva en la validación temprana de objetivos.
- Biología del Descubrimiento: Explica cómo el método apoya la comprobación de hipótesis al aislar el efecto de la experiencia del usuario sobre la cinemática articular y las tasas de carga de la fuerza de reacción del suelo, aclarando respuestas específicas de las vías.
- Selección: Describe la preparación del ensayo mediante la captura sincronizada del movimiento 3D y de la plataforma de fuerza, lo que permite mediciones cuantitativas y reproducibles de la mecánica de las extremidades inferiores en condiciones controladas.
- Análisis: Destaca el rango de movimiento articular y la tasa de carga de la fuerza de reacción del suelo como indicadores clave que permiten la comparación entre grupos experimentales, apoyando decisiones basadas en datos de continuar o no con el desarrollo.
- Investigación Traducional: Relaciona el método con la continuidad preclínica al mostrar cómo la estratificación basada en la experiencia mejora la fidelidad del modelo, alineándose con enfoques de validación estratificados por biomarcadores.
- Reutilización Empresarial: Presenta el método como una capacidad reutilizable para evaluar cambios biomecánicos inducidos por calzado o dispositivos, aplicable en múltiples programas preclínicos que requieran análisis de la marcha estandarizados.
Impacto Operativo y Empresarial
- Valor científico: Confianza predictiva mediante la reducción de la ambigüedad mecanicista al controlar la experiencia del sujeto en la fenotipificación biomecánica.
- Valor operativo: Normalización y reproducibilidad mediante protocolos estratificados por experiencia y captura sincronizada en plataformas de movimiento y fuerza.
- Valor estratégico: Mejores decisiones de avance o interrupción del desarrollo y menor riesgo biológico en fases tardías al minimizar la variabilidad en modelos preclínicos de eficacia.
- Impacto en la cartera: Priorización ajustada al riesgo mediante una mayor confianza en la validación de dianas en modelos de enfermedades mecanísticamente complejas.
Consideraciones de Implementación
- Conocimientos científicos especializados en biomecánica, sistemas de captura de movimiento e interpretación de datos de plataformas de fuerza.
- Los requisitos de instrumentación e infraestructura analítica incluyen un sistema de análisis del movimiento 3D y una plataforma de fuerza configurada para la recopilación sincrónica de datos cinemáticos y cinéticos.
- Los requisitos de estandarización entre equipos implican la armonización de los criterios de selección de sujetos según el nivel de experiencia entre los equipos de descubrimiento y preclínicos.
- Las consideraciones de adaptación entre sistemas modelo incluyen la modificación de los umbrales de experiencia y la colocación de marcadores para aplicaciones en modelos no humanos o de enfermedad.
- Las limitaciones prácticas incluyen la necesidad de recopilar historiales detallados de los sujetos y la posible variabilidad en la experiencia autoreportada, lo cual podría afectar la precisión de la estratificación.
