השפעת מניפולציה ברוחב צעד על ביומכניקה רצה

סיכום

הפרוטוקול הנוכחי מתאר מערך ניסיוני שנועד לחקור את ההשפעה של מניפולציה ברוחב צעד על הפעלת ביומכניקה באמצעות מערכת לכידת תנועה. המטרה היא להרחיב את מערכי הנתונים הרלוונטיים ולבחון את ההשפעות של רוחבי צעדים משתנים על השרשרת הקינמטית של הגפה התחתונה האנושית.

תקציר

רוחב הצעד הוא גורם קריטי המשפיע על הביומכניקה של הגפיים התחתונות במהלך ריצה, ומשפיע באופן משמעותי על יציבות, ביצועים וסיכון לפציעות. הבנת ההשפעות הללו חיונית למיטוב ביצועי הריצה ולמזעור הסיכון לפציעות. מחקר זה העריך את ההשפעות של רוחבי צעדים משתנים על ביומכניקה של הגפיים התחתונות במהירויות ריצה שונות. במחקר השתתפו 13 גברים סינים בריאים (בגילאי 20-24), שרצו במהירויות של 3.0 מטר לשנייה ו-3.7 מטר לשנייה תוך שימוש בשישה רוחבי צעדים נפרדים: רוחב הצעד המועדף וחמש וריאציות (הפחתה של 13% ו-6.5%, ועליות של 6.5%, 13% ו-25%, בהתבסס על אורך הרגליים). הנתונים נאספו באמצעות מערכת לכידת תנועה ולוחות כוח ונותחו באמצעות מדידות חוזרות ונשנות ANOVA ומבחני מתאם. התוצאות הצביעו על כך שרוחבי צעדים רחבים יותר הפחיתו באופן משמעותי את רגעי השיא של חטיפת הברך ואת זוויות כווץ הירך, בעוד שרוחבי צעדים צרים יותר הגבירו את העומס על מפרקי הברך. לממצאים אלה יש השלכות חשובות על רופאים ורצים, המצביעים על כך שבחירה זהירה של רוחב צעד יכולה לעזור להפחית את הסיכון לפציעות ולשפר את יעילות הריצה. מחקר זה תורם מערך נתונים חדש המניח את היסודות למחקר עתידי על הקשר בין רוחב צעד לבין ביומכניקת ריצה ומשמש התייחסות לפרקטיקות אימון ושיקום.

מבוא

גורמים סביבתיים, כולל אלמנטים מרחביים וזמניים, משפיעים ישירות על התנועה היומיומית של האדם. אנשים עשויים לאמץ תנוחות ודפוסי תנועה שונים תוך כדי ריצה והליכה בתנאים סביבתיים שונים. ידוע כי שינוי טכניקות ריצה יכול להשפיע על הביומכניקה של הגוף, כאשר רוחב הצעד קשור קשר הדוק עם יציבות ואיזון במהלך ריצה אנושית ^1,2. רוחב צעד מוגדר כמרחק הבינוני בין כף הרגל האמצעית לבין מגע הקרקע הראשוני של כל כף רגל, המייצג משתנה במישור הקדמי³. במהלך הליכה וריצה, שינויים קצרי טווח ברוחב הצעדים יכולים להשפיע על ביומכניקה של הגפיים התחתונות^<....

פרוטוקול

המחקר קיבל את אישור ועדת האתיקה של מכון המחקר באוניברסיטת נינגבו (מספר אישור: ty2022001). כל המשתתפים סיפקו הסכמה מדעת בכתב לאחר שתודרכו על המטרה, הדרישות והנהלים של הניסוי. פרטים על החומרים המתכלים, הציוד והתוכנות שבהם נעשה שימוש מפורטים בטבלת החומרים.

1. הכנה ניסיונית

1. הכנת ציוד
   1. מקם שמונה מצלמות אינפרא אדום במקומות מתאימים במהלך כיול הציוד ובדוק אם יש השתקפויות באזור הניסוי (למשל, סמנים רפלקטיביים על בגדי המשתתפים). הסירו או כסו את ההשתקפויות וודאו תאורה מספקת.
   2. הכנס את פלאג ההצפנה המשויך ליציאה המקבילית של המחשב. הפעל את מצלמות לכידת התנועה....

תוצאות

לאחר הניסוי ועיבוד הנתונים, מסלול הסמן המעובד ונתוני כוח תגובת הקרקע המדומה (GRF) נשמרו בקובצי C3D, כמתואר בטבלה 1. תיקיית C3D.zip מכילה את ערכת הנתונים הגולמית המתקבלת מניסוי לכידת התנועה. כל רשומות הנתונים מפורטות בטבלה 2. ערכת הנתונים מאורגנת בתיקיות, שכל אחת מהן מייצגת אחד מ-13 המשתתפים. בתוך תיקיות משנה אלה, קובצי הניסוי נקראים NNN_CV_TT.XXX, כאשר NNN מציין את מספר המשתתף, CV מציין את סוג הניסוי (סטטי או דינמי), TT מייצג את הניסויים הפועלים ו- XXX מתייחס לסיומת תבנית הקובץ........

דיון

ההשפעה של רוחב הצעדים על הריצה האנושית היא סוגיה רבת פנים ומשמעותית. רוחב צעד מתייחס למרחק הרוחבי בין מרכז העקב לקרקע במגע הראשוני של כל רגל³. שינוי רוחב הצעד עשוי להשפיע על היציבות, שיווי המשקל, הביומכניקה והוצאת האנרגיה במהלך הריצה. מחקרים קודמים מצביעים על כך שעלייה ברוחב הצעד עשויה להפחית את זווית חטיפת הירך, רגע חטיפת הברך ושיא הדחף. לעומת זאת, היצרות רוחב המדרגה עלולה להגדיל את זווית הסיבוב הפנימית של הברך ואת זווית ההדבקה של הירך

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה

שם	חברה	מספר קטלוג	הערות
לוחית כוח AMTI		AMTI OR6-7	ווטרטאון, MA, ארה"ב
סרט צבעוני לסימון רצפה	כללי		- משמש לסימון רוחבי צעדים שונים על לוחות כוח, נרכש באינטרנט
לוחית כוח קיסטלר	Kistler	9260AA	וינטרטור, שוויץ
MATLAB	MathWorks	גרסה R2021b	עיבוד נתונים ומידול
רפלקטיבי מרקרס	וייקון מטריקס בע"מ	-	משמש לסימון נקודות גוף משתתף
מערכת תזמון	שער תזמון אלקטרונית עם קרן	אחת-Draper	, UT, ארה"ב, משמש לתיעוד מהירות ריצה
נעליים ניסיוניות		סטנדרטיות נעליים סטנדרטיות למותג כדי למזער הפרעות הליכה
Vicon Motion Capture System	Vicon Metrics Ltd.	Vicon T-Series	אוקספורד, בריטניה, משמשת ללכידת תנועה
Vicon Nexus Software	Vicon Metrics Ltd.	גירסה 1.8.5A	איסוף וניתוח נתונים