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Behavior

Caratteristiche biomeccaniche degli arti inferiori associate alla terminazione dell'andatura non pianificata a diverse velocità di camminata

Published: August 25, 2020 doi: 10.3791/61558
Automatic Translation
1,2, 1, 3, 2, 1
1Faculty of Sports Science, Ningbo University, 2School of Health and Life Sciences, University of the West of Scotland, 3Faculty of Engineering, University of Szeged

Summary

Questo studio ha confrontato le caratteristiche biomeccaniche degli arti inferiori durante la terminazione dell'andatura non pianificata a diverse velocità di deaezione. I dati cinematici e cinetici degli arti inferiori di quindici soggetti con velocità di camminata normali e veloci sono stati raccolti utilizzando un sistema di analisi del movimento e una piattaforma di pressione plantare.

Abstract

La terminazione dell'andatura causata da stimoli imprevisti è un evento comune nella vita di tutti i giorni. Questo studio presenta un protocollo per studiare i cambiamenti biomeccanici degli arti inferiori che si verificano durante la terminazione dell'andatura non pianificata (UGT) a diverse velocità di deaezione. A quindici partecipanti maschi è stato chiesto di eseguire UGT su una passerella a velocità di camminata normale (NWS) e velocità di camminata veloce (FWS), rispettivamente. Un sistema di analisi del movimento e una piattaforma di pressione plantare sono stati applicati per raccogliere dati sulla pressione cinematica e plantare degli arti inferiori. Il test T campionato accoppiato è stato utilizzato per esaminare le differenze nella cinematica degli arti inferiori e i dati sulla pressione plantare tra due velocità di deaezione. I risultati hanno mostrato una maggiore gamma di movimento nelle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia nel piano sagittale, nonché una pressione plantare nelle regioni dell'avampiede e del tallone durante ugt a FWS rispetto a NWS. Con l'aumento della velocità di camminata, i soggetti hanno mostrato diverse caratteristiche biomeccaniche degli arti inferiori che mostrano FWS associato a maggiori potenziali rischi di lesioni.

Introduction

La locomozione umana è considerata un processo estremamente complesso che deve essere descritto con metodi multidisciplinari1,2. L'aspetto più rappresentativo è l'analisi dell'andatura mediante approcci biomeccanici. L'andatura umana mira a sostenere la progressione dall'iniziazione alla terminazione e l'equilibrio dinamico dovrebbe essere mantenuto nel movimento della posizione. Sebbene la terminazione dell'andatura (GT) sia stata ampiamente studiata come sotto-compito dell'andatura, ha ricevuto meno attenzione. Sparrow e Tirosh3 hanno definito GT nella loro recensione come periodo di controllo del motore quando entrambi i piedi smettono di muoversi in avanti o all'indietro in base alle caratteristiche di spostamento e tempo. Rispetto all'andatura in stato stazionario, il processo di esecuzione di GT richiede un maggiore controllo della stabilità posturale e una complessa integrazione e cooperazione del sistema neuromuscolare4. Durante gt, il corpo deve aumentare rapidamente l'impulso frenante e diminuire l'impulso di propulsione per formare unnuovo bilanciamento del corpo 5,6. La terminazione dell'andatura non pianificata (UGT) è una risposta allo stress a uno stimolo sconosciuto6. Di fronte a uno stimolo inaspettato che richiede di fermarsi improvvisamente, l'equilibrio dinamico iniziale verrà interrotto. A causa della necessità di un controllo continuo del centro di massa (COM) del corpo e del controllo del feedback, UGT pone una sfida maggiore al controllo posturale e allabilibilità 3,7.

L'UGT è stato segnalato per essere un fattore importante che porta a cadute e lesioni, specialmente nelle persone anziane e nei pazienti con disturbidell'equilibrio 3,8. Velocità di camminata più elevate possono portare a un ulteriore calo del controllo del motore durante UGT9. Ridge et al.10 ha studiato l'angolo di picco del giunto e i dati del momento interno del giunto dei bambini durante ugt a velocità di camminata normale (NWS) e velocità di camminata veloce (FWS). I risultati hanno mostrato angoli di flessione del ginocchio più grandi e momenti di estensione a velocità più elevate rispetto alla velocità preferita. Hanno indicato che rafforzare i muscoli correlati che circondano le articolazioni degli arti inferiori potrebbe essere un utile intervento per la prevenzione delle lesioni durante l'UGT.

Sebbene l'effetto della velocità di camminata sul carattere biomeccanico degli arti inferiori durante l'andatura allo stato stazionario sia statoampiamente studiato 11,12,13, il meccanismo biomeccanico dell'UGT a diverse velocità di deaezione è limitato. Per quanto ne siamo a conoscenza, solo tre studi hanno valutato specificamente le prestazioni UGT degli individui sani rispetto agli effetti divelocità 9,10,14. Tuttavia, i soggetti in questi studi erano principalmente gli anzianidi 14 anni e ibambini di 10anni, il meccanismo biomeccanico dei giovani adulti durante l'UGT non è ancora chiaro. La cinematica degli arti inferiori e la pressione plantare possono fornire un'analisi precisa della biomeccanica della locomozione, e questi sono anche considerati componenti cruciali per le diagnosi di andatura clinica15,16. Ad esempio, Serrao et al. Inoltre, rispetto alla terminazione dell'andatura pianificata (PGT), è stato possibile osservare una maggiore pressione e forza di picco nel metatarso laterale durante l'UGT7, che può essere associato a rischi di lesioni più elevati.

Pertanto, l'esplorazione dei meccanismi biomeccanici dell'UGT potrebbe fornire approfondimenti per la prevenzione delle lesioni e ulteriori ricerche cliniche. Questo studio presenta un protocollo per indagare qualsiasi alterazione biomeccanica nei giovani adulti durante l'UGT a diverse velocità di camminata. Si ipotizza che, con un aumento della velocità di camminata, i partecipanti mostrerebbero diverse caratteristiche biomeccaniche degli arti inferiori durante l'UGT.

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Protocol

Il Comitato etico umano dell'Università di Ningbo ha approvato questo esperimento. Tutto il consenso informato scritto è stato ottenuto da tutti i soggetti dopo che sono stati informati dell'obiettivo, dei requisiti e delle procedure sperimentali dell'esperimento UGT.

1. Preparazione di laboratorio per andatura

  1. Cinematica: sistema di motion capture
    1. Quando si calibra il sistema, spegnere le luci a incandescenza e rimuovere tutti i possibili oggetti riflettenti che possono essere scambiati per marcatori passivi retroriflativo. Assicurarsi che otto telecamere a infrarossi siano correttamente mirate e abbiano una visione chiara e ragionevole.
    2. Collegare il dongle USB appropriato alla porta parallela del PC. Accendere le termocamere motion-capture e il convertitore analogico-digitale.
    3. Aprire il software di tracciamento nel PC e concedere il tempo per l'inizializzazione delle otto telecamere a infrarossi. Selezionare ilnodo" Sistema locale " delriquadro" Risorse ". Ogni nodo della fotocamera mostrerà una luce verde se la connessione hardware è vera.
    4. Regolate i parametri di sistema nel riquadro di visualizzazione Fotocamera: impostate l'intensità stroboscopica su 0,95 - 1, soglia a 0,2 - 0,4, guadagno a 1 (x1), modalità scala di grigi su auto, rapporto circolare minimo a 0,5 e altezza blob massima a 50.
    5. Metti il telaio a T composto da 5 marcatori al centro dell'area di acquisizione del movimento. Selezionare tutte le telecamere in modalità 2D e verificare che possano visualizzare la bacchetta di calibrazione (T-frame) senza interferenze e/o artefatti. Fate clicsull'elemento" Preparazione sistema " sulla barra degli strumenti e selezionate l'oggetto calibrazione Bacchetta e T-Frame a 5 marcatori dall'elenco a discesa T-Frame.
    6. Nel riquadro "Tool", selezionate il pulsante "Preparazione sistema", quindi fate clic sul pulsante "Start" nella sezione "Calibrate Cameras". Quindi sventolare fisicamente il telaio a T nell'intervallo di cattura. Interrompere l'azione quando le luci blu sulle telecamere a infrarossi smettono di lampeggiare. Monitorare la barra di stato fino al completamento del processo di calibrazione al" 100%" e tornare a "0%".
      NOTA: assicurarsi che i valori dell'errore di immagine siano inferiori a 0,3.
    7. Mettete il telaio a T sul pavimento (al centro dell'area di acquisizione del movimento) e assicurate che gli assi del telaio a T siano coerenti con la direzione di direzione di direzione.
    8. Selezionate il pulsante "Start" nella sezione "Imposta origine volume" nel riquadro Strumenti.
  2. Pressione plantare: piattaforma di pressione
    1. Mettere la piattaforma di pressione di 2 m al centro dell'area di prova. Si notano le otto telecamere a infrarossi visualizzate intorno alla piattaforma di pressione.
    2. Dividere la piattaforma di pressione in quattro aree medie, A, B, C e D (ogni area è di 50 cm * 50 cm) in modo lineare e distinguerle con un'etichetta / adesivo alfabetico(Figura 1).
    3. Mantenere il PC e la piattaforma di pressione collegati tramite il cavo dati proprietario.
    4. Fare doppio clic sull'icona del software sul desktop.
    5. Fate clic sulla "Calibrazione delpeso " nella schermata di calibrazione e immettete la massa corporea di uno staff. Chiedigli di stare sulla piattaforma di pressione, in attesa che il sistema completi automaticamente la calibrazione prima che possa lasciare la piattaforma di pressione.

Figure 1
Figura 1: Protocollo sperimentale. Se i soggetti hanno ricevuto il segnale di terminazione come area toccata daltallone( A ), l'UGT è stato eseguito in modo che il soggetto si fermasse nell'area (B). I dati sulla pressione cinematica e plantare sono stati raccolti sincronicamente. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

2. Preparazione dei partecipanti

  1. Prima del test UGT, intervistare tutti i soggetti e fornire loro una semplice spiegazione sugli obiettivi e le procedure sperimentali. Ottenere il consenso informato scritto da soggetti che soddisfano i criteri chiave di inclusione.
    1. Includere i partecipanti che sono adulti maschi fisicamente attivi, hanno la gamba destra come dominante, non hanno alcun disturbo dell'udito, non hanno disturbi agli arti inferiori e non hanno subito lesioni negli ultimi sei mesi.
      NOTA: 15 soggetti maschi (età: 24,1 ± 0,8 anni; altezza: 175,7 ± 2,8 cm; peso corporeo: 68,3 ± 3,3 kg; lunghezza del piede: 252,7 ± 2,1 mm) che hanno soddisfatto le condizioni sperimentali sono stati inclusi in questo test.
  2. Consentire a tutti gli argomenti di compilare un sondaggio del questionario.
    NOTA: Le domande includono: Hai avuto una storia di corsa o altre attività fisiche? Con quale frequenza fai attività fisiche in una settimana? Hai qualche allenamento atletico professionale? Hai subito disturbi agli arti inferiori e lesioni negli ultimi sei mesi?
  3. Assicurati che tutti i soggetti indossino magliette identiche e pantaloni aderenti.
  4. Misurare l'altezza in piedi dei soggetti (mm) e il peso corporeo (kg), la lunghezza inferiore degli arti (mm), la larghezza del ginocchio (mm) e la larghezza della caviglia (mm) della gamba sinistra e destra utilizzando la pinza Vernier o un piccolo antropometro.
    NOTA: Misurare la lunghezza inferiore dell'arto dalla colonna iliaca superiore al condilo mediale della caviglia; la larghezza del ginocchio dal condile laterale al ginocchio mediale; la larghezza della caviglia dal condile laterale a quello mediale della caviglia.
  5. Radersi i peli del corpo a caso e rimuovere il sudore in eccesso usando salviette alcoliche. Prepara le aree della pelle dei punti di riferimento anatomici ossei per il posizionamento dei marcatori su articolazioni e segmenti.
    NOTA: Questo studio ha utilizzato 16 marcatori riflettenti18, tra cui colonna iliaca anteriore-superiore (LASI/RASI), colonna iliaca posteriore-superiore (LPSI/RPSI), coscia media laterale (LTHI/RTHI), ginocchio laterale (LKNE/RKNE), gambo medio laterale (LTIB/RTIB), malleolo laterale (LANK/RANK), seconda testa metatarsale (LTOE/RTOE) e calcaneus (LHEE/RHEE)(Figura 2).
  6. Identifica 16 punti di riferimento anatomici. Sui punti di riferimento, attaccare marcatori retroriflavori passivi con nastri adesivi a doppia aspetto.
  7. Dare ad ogni soggetto 5 minuti per adattarsi all'ambiente di prova e riscaldarsi con la corsa leggera e lo stretching.

Figure 2
Figura 2: I marcatori riflettenti attaccati agli arti inferiori. (A) lato, (B) anteriore e (C) posteriore. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

3. Calibrazione statica

  1. Cinematica: sistema di motion capture
    1. Nel software di tracciamento, trovare il "Nuovo Database" sulla barra degli strumenti per costruire un database. Fate clic sul riquadro "Data Management" per aprire il riquadro "Data Management" e fate clic nell'ordine del pulsante " Nuovaclassificazione deipazienti ", "Nuovopaziente " e "Nuova sessione". Tornate alla finestra "Resources", selezionate il pulsante "Create A New Subject" per creare un soggetto, e immettete i valori di altezza (mm), peso corporeo (kg), lunghezza della gamba (mm), larghezza del ginocchio (mm) e larghezza della caviglia (mm) nel riquadro "Proprietà".
    2. Fate clic sul "Go Live" e poi selezionate "Split Horizontally" nel riquadro "View". Quindi selezionate il grafico per visualizzare il conteggio traiettoria.
      NOTA: controllare il riquadro "Prospettiva 3D" per assicurarsi che tutti i 16 marcatori siano visibili.
    3. Chiedete ai soggetti di stare fermi nell'area A. Fate clic su "Start" nella sezione di acquisizione del soggetto per acquisire il modello statico. Circa 200 fotogrammi di immagini sono stati acquisiti prima di fare clicsul pulsante" Stop ".
    4. Nel riquadro "Strumenti", trovate il pulsante "Pipeline", quindi fate clic su "Run the reconstruct pipeline" per costruire una nuova immagine 3D di tutti i marcatori acquisiti. Identificare nell'elenco dei marcatori e applicare manualmente le etichette corrispondenti ai marcatori. Salvare e premereESCper uscire.
    5. Selezionate "Preparazione soggetto" e "Calibrazione soggetto" sulla barra degli strumenti e scegliete l'opzione "Andatura statica plug-in" nel menu a discesa.
    6. Selezionate il "Piede sinistro" e il "Piede destro" nel riquadro "Impostazioni statiche" e fate clic sul pulsante "Start". Quindi salvate il modello statico.
  2. Pressione plantare: piattaforma di pressione
    1. Nel software, fare clic su "Database" per aggiungere un nuovo paziente. E inserire il numero del soggetto assegnato nelriquadro" Aggiungi paziente ". Quindi, fare clic su "Aggiungi".
    2. Fare clic su "Dynamic" e immettere il peso corporeo e le dimensioni delle scarpe. Quindi, fare clic su "OK".

4. Prove dinamiche

  1. Chiedi al soggetto di essere nella posizione di partenza.
  2. Operazioni software
    NOTA: I due tipi di avvio del software (motion capture system: fare clic sulpulsante" Capture "; Piattaforma di pressione: fareclic sulpulsante " Capture ") e terminare (sistema di motion capture: fare clic sul pulsante "Stop"; Piattaforma di pressione: fareclic contemporaneamente sulpulsante " Salva misurazione ".
    1. Cinematica: sistema di motion capture
      1. Selezionate il pulsante "Vai indiretta " nel riquadro "Risorse" e fate clic su "Cattura" sulla barra degli strumenti destra. Trova "Tipo di prova" e "Session" dall'alto verso il basso e modifica la descrizione di "Trial".
      2. Chiedi ai soggetti di eseguire il test UGT come descritto al 4.3.
      3. Dopo aver terminato il test UGT, fare clic su "Interrompi" per terminare la prova di raccolta dati. Ripetere i passaggi precedenti per 5 volte.
    2. Pressione plantare: piattaforma di pressione
      1. Selezionate il pulsante "Misura" prima di iniziare le prove UGT.
      2. Dopo aver terminato il test UGT, fate clic sul pulsante "Salvamisurazione " per salvare i dati. Ripetere i passaggi precedenti per 5 volte.
  3. Prove UGT
    1. Chiedi ai soggetti di camminare lungo una passerella presso il loro NWS e istruiscili a utilizzare la gamba dominante e la gamba non dominante per passare rispettivamente l'area A e B e infine fermarsi all'area D sulla piattaforma di pressione.
    2. Fai sapere al soggetto quando viene fornito il segnale di terminazione, deve fermarsi rapidamente sull'area B.
    3. Fornire casualmente il segnale di terminazione mentre il tallone tocca l'area A, assicurarsi che l'UGT sia eseguito e che i soggetti si fermino rapidamente sull'area B (Figura 1). Il personale invia il segnale di terminazione suonando casualmente una campana rossa, e la probabilità di suonare è stata controllata a circa il 20%. Cattura almeno cinque prove UGT successive.
      NOTA: C'è un intervallo di riposo di 2 minuti tra entrambe le prove.
    4. Calcola la velocità di camminata di ogni soggetto utilizzando il software della piattaforma di pressione. Quindi, calcola l'FWS come 125% di NWS.
    5. Ripetere il test UGT di cui sopra per l'FWS. Cattura almeno 5 prove UGT successive utilizzando il protocollo FWS.

5. Post-elaborazione

  1. Cinematica: sistema di motion capture
    1. Trovare il pulsante "Gestione dati" sulla barra degli strumenti e fare doppio clic sul nome della versione di valutazionenel riquadro" Gestione dati ". Quindi selezionate "Reconstruct" e "Label" per ricostruire il modello dinamico 3D.
    2. Sulla barra "Tempo", spostare i triangoli blu per impostare l'intervallo di tempo richiesto (per la fase di posizione durante ugt).
    3. Clicca sullabarra" Time ". Quindi fate clicsu Zoom a regione di interesse (Zoom to Region-of-Interest)nelmenu " Contesto ".
    4. Fate clic sul pulsante "Etichetta" per identificare e controllare i punti etichetta. Assicurarsi che i passaggi siano gli stessi del processo di identificazione statica.
      NOTA: compilare alcuni marcatori di identificazione incompleti ed eliminare i marcatori senza etichetta (se necessario).
    5. Sceglietel' " Andatura dinamica plug-in" nel riquadro "Calibrazionesoggetto ". Quindi fare clic sul pulsante "Start" per eseguire i dati. Esportare le prove dinamiche in formato ".csv" per seguire l'analisi dei dati.
    6. Utilizzare un filtro Butterworth passa basso di quarto ordine con frequenza di taglio di 10 Hz ed esportare i dati dell'angolo del giunto.
    7. Calcola l'intervallo di movimento (ROM) di tre articolazioni (anca, ginocchio e caviglia) in piano sagittale.
      NOTA: Definire le differenze tra gli angoli massimi e gli angoli minimi dell'anca, del ginocchio e della caviglia sui piani di movimento sagittale come ROM.
    8. Calcolare i mezzi (M) e le deviazioni standard (SD) delle dieci prove (5 per NWS e 5 per FWS) da ciascun soggetto.
  2. Pressione plantare: piattaforma di pressione
    1. Selezionate il nome della prova dal menu "Misure" dei soggetti corrispondenti. Fare clic sulpulsante" Dinamico " per aprire i dati.
    2. Fare clic sullaselezione" Manuale ". Usa il pulsante "Mouse sinistro" per selezionare il passaggio di interesse (la fase di posizione durante GT). Fare clic sul pulsante "OK" per salvare.
    3. Fare clic sulla "Divisione Zona" e sulla " SelezioneDella ZonaManuale " per effettuare regolazioni. Quindi fare clic sulpulsante" Accetta " per salvare.
    4. Aprite lo schermo "Pressures-Forces" e fate clic sul pulsante "Graph Composition" per aprire la finestra " ZoneGraph Composition". Dividi 10 regioni anatomiche, tra cui Big Toe (BT), Other Toes (OT), First Metatarsal (M1), Second Metatarsals (M2), Third Metatarsal (M3), Fourth Metatarsal (M4), Fifth Metatarsal (M5), Mid-Foot (MF), Medial Heel (MH) e Lateral Heel (LH). Quindi fare clic sul pulsante "OK" per salvare.
    5. Fate clic su "Parameter Table" per esportare i dati di pressione plantare, tra cui la pressione massima, la forza massima e l'area di contatto.
    6. Calcola mezzi e SD per 10 prove (5 per NWS e 5 per FWS) da ogni soggetto.

6. Analisi statistica

  1. Eseguire i test di Shapiro-Wilks per verificare la distribuzione normale di tutte le variabili. Utilizzare test T campionati accoppiati per confrontare la cinematica degli arti inferiori e i dati sulla pressione plantare durante ugt presso NWS e FWS. Impostare il livello di significatività su p < 0,05.

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Representative Results

I valori medi e SD di NWS e FWS di 15 soggetti erano rispettivamente 1,33 ± 0,07 m/s e 1,62 ± 0,11 m/s.

La figura 3 mostra la ROM media delle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia nel piano sagittale durante ugt a NWS e FWS. Rispetto a NWS, la ROM di tre giunti è aumentata significativamente in FWS (p<0.05). Nel dettaglio, la ROM delle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia è aumentata da 22,26 ± 3,03, 29.72 ± 5.14 e 24.92 ± 4.17 a 25.98 ± 2.94, 31.61 ± 4.34 e 28.05 ± 5.59, rispettivamente (Figura 3).

Figure 3
Figura 3: Le ROM di tre giunti nel piano sagittale durante l'UGT a velocità diverse. Le barre di errore indicano la deviazione standard. * indica il livello di significatività (p<0.05). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

La figura 4 mostra i dati sulla pressione plantare, tra cui la pressione massima(figura 4A),la forza massima (figura 4B) e l'area di contatto(figura 4C)durante l'UGT presso NWS e FWS. Rispetto a NWS, la pressione massima in BT, M1, M2, M3, MH e LH è aumentata significativamente durante UGT a FWS (p<0.05). Analogamente, per quanto riguarda la forza massima, è stato osservato un aumento significativo in BT, M1, M2, M3, MH e LH a FWS rispetto a NWS (p<0.05). Tuttavia, non si è verificata alcuna differenza significativa in alcun parametri per le regioni OT, M4, M5 e MF (p>0.05). Le differenze nell'area di contatto si sono concentrate principalmente sulla regione del tallone, vale a dire MH e LH, ed entrambe sono aumentate notevolmente in FWS rispetto a NWS (p<0.05).

Figure 4
Figura 4: Dati sulla pressione plantare. Ciò include la pressione massima (A), la forza massima (B) e l'area di contatto (C) durante l'UGT a velocità diverse. Le barre di errore indicano la deviazione standard. * indica il livello di significatività (p<0.05). Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

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Discussion

La maggior parte degli studi precedenti che analizzano la biomeccanica dell'andatura durante l'UGT omettono l'importanza della velocità di camminata nella loro valutazione biomeccanica. Pertanto, questo studio ha studiato i cambiamenti biomeccanici degli arti inferiori che si verificano in UGT a NWS e FWS con l'obiettivo di rivelare gli effetti relativi alla velocità.

Differenze significative sono state riscontrate sulla ROM delle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia nel piano sagittale durante ugt a NWS e FWS. I nostri risultati hanno mostrato maggiori ROM dei 3 giunti nel piano sagittale durante UGT a FWS rispetto a NWS. Questi risultati sono stati quasi coerenti con lo studio precedente per quanto riguarda l'effetto della velocità durante lacamminata 19. Ridge et al.10 ha scoperto che angoli di flessione di picco più grandi nell'articolazione del ginocchio e dell'anca durante ugt a FWS rispetto a NWS. La ROM del ginocchio sagittale più grande può essere un movimento compensativo a causa dell'aumento della velocitàdell'andatura 20, derivante da un maggiore impatto del ginocchio durante l'UGT. Soggetti stabilizzati con una gamma più ampia di movimento delle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia, che può contribuire a tempi di terminazione più rapidi, ma può anche richiedere una maggiore attività estensore articolareper la stabilità 21.

Va anche menzionato che i dati sulla pressione plantare, tra cui la pressione massima, la forza massima e l'area di contatto, sono aumentati in tutte le regioni anatomiche durante l'UGT a FWS rispetto a NWS. Per la massima pressione e forza, le differenze significative si sono concentrate principalmente sull'avampiede mediale e sul tallone, che è coerente con lo studioprecedente 22. In questo studio, sebbene anche la pressione plantare nei metatarsali laterale sia aumentata, non c'era alcuna differenza significativa tra le velocità. Lo squilibrio tra la pressione plantare mediale-laterale può portare ad una diminuzione della stabilità mediale-laterale durante l'UGT7. Pressioni di picco eccessive nel tallone possono aumentare il rischio di lesioni al piede, come fratture da stress23,24. Inoltre, le significative aree di contatto aumentate sono state esposte in MH e LH, che possono essere correlate al calcaneo che il contatto inizialmente con il terreno dopo la fase di oscillazione terminale e la maggior parte della massa corporea viene caricata durante questafase 25.

I risultati vengono conteggiati in diversi passaggi chiave del protocollo. In primo luogo, identificare i punti di riferimento anatomici e attaccare accuratamente i marcatori alla pelle dei soggetti. Assicurarsi che i marcatori siano posizionati saldamente sulla pelle con nastro adesivo ipoallergenico a doppia fronte per ridurre la probabilità che il marcatore cada o si sposti. In secondo luogo, è fondamentale inviare il segnale terminato ai soggetti in fase fissa. Al fine di ridurre l'errore, il segnale inviato in tutte le prove è stato eseguito dallo stesso personale. In terzo luogo, assicurarsi che la divisione artificiale delle piante nelle regioni anatomiche sia accurata. Inoltre, ci sono alcune limitazioni associate al presente studio che va anche notato. In primo luogo, nessuna materia femminile ha partecipato allo studio, che era originariamente allo scopo di controllare le variabili. In secondo luogo, le attività muscolari degli arti inferiori non sono state raccolte nello studio. L'attivazione muscolare conta molto nell'esplicazione del carattere biomeccanico degli arti inferiori durante UGT9,14, e siamo disposti a indagare l'effetto della velocità di camminata sulle attività muscolari degli arti inferiori nel futuro studio per ulteriori approfondimenti sul meccanismo biomeccanico durante l'UGT.

I risultati del presente studio suggeriscono che, man mano che si verificano incrementi nella velocità di deaezione, i soggetti presentano diverse caratteristiche biomeccaniche degli arti inferiori durante l'UGT. Questo risultato può essere un'indicazione del fatto che un aumento della velocità di deaelezione, in particolare a FWS, può comportare un maggiore rischio di potenziali lesioni. Inoltre, considerando le relazioni precedentemente esplorate tra pressione plantare, cinematica delle articolazioni degli arti inferiori e lesioni sportive, i risultati di questo studio suggeriscono che gli studi di terminazione dell'andatura a velocità diverse potrebbero essere utilizzati come strumento efficace per la diagnosi delle prestazioni biomeccaniche cliniche e la valutazione del trattamento riabilitativo.

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Disclosures

Gli autori non hanno segnalato alcun potenziale conflitto di interessi.

Acknowledgments

NSFC-RSE Joint Project (81911530253), National Key R&D Program of China (2018YFF0300905) e K.C. Wong Magna Fund presso l'Università di Ningbo.

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 -

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Comportamento Problema 162 terminazione dell'andatura non pianificata velocità dell'andatura cinetica cinematica lesioni pressione plantare
Caratteristiche biomeccaniche degli arti inferiori associate alla terminazione dell'andatura non pianificata a diverse velocità di camminata
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Zhou, H., Cen, X., Song, Y.,… More

Zhou, H., Cen, X., Song, Y., Ugbolue, U. C., Gu, Y. Lower-Limb Biomechanical Characteristics Associated with Unplanned Gait Termination Under Different Walking Speeds. J. Vis. Exp. (162), e61558, doi:10.3791/61558 (2020).

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