Summary
Denne studien sammenlignet de biomekaniske egenskapene til nedre ekstremitet under uplanlagt gangavslutning under forskjellige ganghastigheter. De kinematiske og kinetiske dataene fra femten forsøkspersoner med normale og raske ganghastigheter ble samlet inn ved hjelp av et bevegelsesanalysesystem og plantartrykkplattform.
Abstract
Gangavslutning forårsaket av uventet stimulans er en vanlig forekomst i hverdagen. Denne studien presenterer en protokoll for å undersøke de biomekaniske endringene i under uplanlagt gangavslutning (UGT) under forskjellige ganghastigheter. Femten mannlige deltakere ble bedt om å utføre UGT på en gangvei med henholdsvis normal ganghastighet (NWS) og rask ganghastighet (FWS). Et bevegelsesanalysesystem og plantartrykkplattform ble brukt til å samle inn kinematiske og plantartrykkdata i underekstremitetene. Parvis T-test ble brukt til å undersøke forskjellene i kinematikk i underekstremiteter og plantartrykkdata mellom to ganghastigheter. Resultatene viste større bevegelsesområde i hofte-, kne- og ankelleddene i sagittalplanet, samt plantartrykk i forfot- og hælregioner under UGT ved FWS sammenlignet med NWS. Med økningen i ganghastighet viste forsøkspersonene forskjellige biomekaniske egenskaper i underekstremitetene som viser FWS forbundet med større potensiell skaderisiko.
Introduction
Menneskelig bevegelse anses å være en ekstremt kompleks prosess som må beskrives ved tverrfaglige metoder1,2. Det mest representative aspektet er ganganalysen ved biomekaniske tilnærminger. Menneskelig gang tar sikte på å opprettholde progresjon fra initiering til oppsigelse, og den dynamiske balansen bør opprettholdes i posisjonsbevegelse. Selv om gangavslutning (GT) har blitt grundig studert som en underoppgave for gang, har den fått mindre oppmerksomhet. Sparrow og Tirosh3 definerte GT i sin gjennomgang som motorstyringsperiode når begge føttene slutter å bevege seg enten fremover eller bakover basert på forskyvning og tidsegenskaper. Sammenlignet med steady-state gang, prosessen med å utføre GT krever høyere kontroll av postural stabilitet og kompleks integrasjon og samarbeid av nevromuskulært system4. Under GT må kroppen raskt øke bremseimpulsen og redusere fremdriftsimpulsen for å danne en ny kroppsbalanse5,6. Uplanlagt gangavslutning (UGT) er en stressrespons på en ukjent stimulus6. Når man blir konfrontert med en uventet stimulans som krever at man stopper plutselig, vil den første dynamiske balansen bli forstyrret. På grunn av behovet for kontinuerlig kontroll av kroppens massesenter (COM) og tilbakemeldingskontroll, utgjør UGT en større utfordring for postural kontroll og stablity3,7.
UGT har blitt rapportert å være en viktig faktor som fører til fall og skader, spesielt hos eldre og pasienter med balanseforstyrrelser3,8. Raskere ganghastigheter kan føre til en ekstra nedgang i motorstyring under UGT9. Ridge et al.10 undersøkte toppleddvinkelen og interne felles momentdata for barn under UGT ved normal ganghastighet (NWS) og rask ganghastighet (FWS). Resultatene viste større knefleksjonsvinkler og forlengelsesmomenter ved raskere hastigheter sammenlignet med foretrukket hastighet. De indikerte at styrking av de relaterte musklene rundt leddene i nedre ekstremitet kan være et nyttig inngrep for skadeforebygging under UGT.
Selv om effekten av ganghastighet på underekstremiteten biomekanisk karakter under steady-state gang har blitt grundig studert11,12,13, er den biomekaniske mekanismen til UGT under forskjellige ganghastigheter begrenset. Så vidt vi vet har bare tre studier spesifikt evaluert friske individers UGT-prestasjoner med hensyn til hastighetseffekter9,10,14. Imidlertid var fagene i disse studiene hovedsakelig eldre14 og barn10, den biomekaniske mekanismen til unge voksne under UGT er fortsatt uklar. Under-lem kinematikk og plantartrykk kan gi en presis analyse av bevegelsesbiomekanikk, og disse anses også å være avgjørende komponenter for kliniske gangdiagnoser15,16. For eksempel brukte Serrao et al.17 kinematiske data i underekstremitetene for å oppdage de kliniske forskjellene mellom pasienter med cerebellar ataksi og friske kolleger under plutselig stopp. Dessuten, sammenlignet med planlagt gangavslutning (PGT), større topptrykk og kraft i lateral metatarsal under UGT kunne observeres7, som kan være forbundet med høyere skaderisiko.
Derfor kan det å utforske de biomekaniske mekanismene til UGT gi innsikt i skadeforebygging og videre kliniske undersøkelser. Denne studien presenterer en protokoll for å undersøke enhver biomekanisk endring hos unge voksne under UGT under forskjellige ganghastigheter. Det er hypoteset at med en økning i ganghastigheten ville deltakerne vise forskjellige biomekaniske egenskaper under UGT.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Human Ethics Committee ved Ningbo University godkjente dette eksperimentet. Alt skriftlig informert samtykke ble innhentet fra alle etter at de ble fortalt om målet, kravene og eksperimentelle prosedyrer for UGT-eksperimentet.
1. Laboratorieforberedelse for gang
- Kinematikk: Bevegelsesfangstsystem
- Når du kalibrerer systemet, slår du av glødelampene og fjerner eventuelle refleksobjekter som kan forveksles med passive retroreflekterende markører. Forsikre deg om at åtte infrarøde kameraer er riktig rettet og har en klar og rimelig utsikt.
- Koble riktig USB-dongle til PCens parallellport. Slå på infrarøde kameraer med bevegelsesopptak og analog-til-digital-omformer.
- Åpne sporingsprogramvaren i PCen og gi plass til de åtte infrarøde kameraene som skal initialiseres. Velg "Lokalt system" -noden i "Ressurser" -ruten. Hver kameranode viser et grønt lys hvis maskinvaretilkoblingen er sann.
- Juster systemparametrene i kameravisningsruten: Sett Strobe-intensiteten til 0,95 - 1, Terskelverdi til 0,2 - 0,4, Få til ganger 1 (x1), Gråtonemodus til Auto, Minimum sirkularitetsforhold til 0,5 og Maksimal blobhøyde til 50.
- Sett T-rammen som består av 5 markører i midten av bevegelsesfangstområdet. Velg alle kameraer ved hjelp av 2D-modus og bekreft at de kan se kalibreringstaven (T-rammen) uten forstyrrelser og/eller gjenstander. Klikk elementetSystemforberedelsepå verktøylinjen, og velg 5-merket Wand & T-Frame kalibreringsobjekt fra rullegardinlisten T-Frame.
- Iruten Verktøyvelger duKnappen Systemforberedelse, og deretter klikker duStarti delenKalibrere kameraer. Deretter vinker du T-rammen fysisk i opptaksområdet. Stopp handlingen når de blå lysene på de infrarøde kameraene slutter å blinke. Overvåk fremdriftslinjen til kalibreringsprosessen er fullført med" 100%"og går tilbake til "0%".
MERK: Kontroller at verdiene for bildefeilen er mindre enn 0,3. - Sett T-rammen på gulvet (midten av bevegelsesfangstområdet) og sørg for at aksene til T-rammen er i samsvar med retningsretningen.
- VelgStartunderAngi volumopprinnelsei verktøyruten.
- Plantartrykk: Trykkplattform
- Sett 2 m trykkplattformen i midten av testområdet. Legg merke til de åtte infrarøde kameraene som vises rundt trykkplattformen.
- Del trykkplattformen i fire gjennomsnittsområder, A, B, C og D (hvert område er 50 cm * 50 cm) på lineær måte og skille dem med en alfabetetikett / klistremerke (Figur 1).
- Hold PC-en og trykkplattformen tilkoblet via den proprietære datakabelen.
- Dobbeltklikk programvareikonet på skrivebordet.
- Klikk på "Vektkalibrering" på kalibreringsskjermen og skriv inn kroppsmassen til en stab. Be ham eller henne om å stå på trykkplattformen og vente til systemet fullfører kalibreringen automatisk før han/hun kan forlate trykkplattformen.
Figur 1: Eksperimentell protokoll. Hvis forsøkspersonene mottok termineringssignalet da hælen berørte området (A), ble brukergenerert utført slik at motivet stoppet i området (B). Kinematiske og plantartrykkdata ble samlet inn synkront. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
2. Deltakerforberedelse
- Før UGT-testen, intervju alle fagene og gi dem en enkel forklaring på eksperimentelle mål og prosedyrer. Innhente skriftlig informert samtykke fra emner som oppfyller de viktigste inklusjonskriteriene.
- Inkluder deltakere som er fysisk aktive mannlige voksne, har høyre ben som dominerende, ikke har noen hørselsforstyrrelse, ikke har forstyrrelser i underekstremitetene, og har ikke pådratt seg skader det siste halvåret.
MERK: 15 mannlige forsøkspersoner (alder: 24,1 ± 0,8 år; høyde: 175,7 ± 2,8 cm; kroppsvekt: 68,3 ± 3,3 kg; fotlengde: 252,7 ± 2,1 mm) som oppfylte de eksperimentelle forholdene ble inkludert i denne testen.
- Inkluder deltakere som er fysisk aktive mannlige voksne, har høyre ben som dominerende, ikke har noen hørselsforstyrrelse, ikke har forstyrrelser i underekstremitetene, og har ikke pådratt seg skader det siste halvåret.
- La alle emner fylle ut en spørreskjemaundersøkelse.
MERK: Spørsmål inkluderer: Har du hatt en historie med løping eller andre fysiske aktiviteter? Hvor ofte gjør du fysiske aktiviteter på en uke? Har du noen profesjonell atletisk trening? Har du hatt noen forstyrrelser og skader i underekstremitetene det siste halvåret? - Sørg for at alle motiver bruker identiske t-skjorter og tettsittende bukser.
- Mål motivenes stående høyde (mm) og kroppsvekt (kg), nedre lemlengde (mm), knebredde (mm) og ankelbredde (mm) på både venstre og høyre ben ved hjelp av Vernier-kaliper eller lite antropometer.
MERK: Mål den nedre lemlengden fra den overlegne iliac ryggraden til ankelen medial condyle; knebredden fra lateral til medial kneet condyle; ankelbredden fra lateral til medial ankel condyle. - Barber av kroppshåret etter behov og fjern overflødig svette ved hjelp av alkoholservietter. Forbered hudområder av anatomiske benete landemerker for markørplassering på ledd og segmenter.
MERK: Denne studien brukte 16 refleksmarkører18, inkludert fremre overlegen iliac ryggrad (LASI/RASI), bakre overlegen iliac ryggraden (LPSI/RPSI), lateral midt i låret (LTHI/RTHI), lateralt kne (LPSI/RPSI), lateral midt i låret (LTHI/RTHI), lateral kne (LPSI/RPSI), lateral mid-thigh (LTHI/RTHI), lateral kne (LPSI/RPSI), lateral mid-thigh (LTHI/RTHI), lateral kne (LPSI/RPSI), lateral mid-thigh (LTHI/RTHI), lateral kne (LPSI/RPSI), lateral mid-thigh (LTHI/RTHI), lateral kne (LPSI/RPSI), lateral mid-thigh (LTHI/RTHI), lateral kneLKNE/RKNE), lateral mid-shank (LTIB/RTIB), lateral malleolus (LANK/RANK), andre metatarsale hode (LTOE/RTOE) og calcaneus (LHEE/RHEE) (Figur 2). - Identifiser 16 anatomiske landemerker. På landemerkene, fest passive retro-reflekterende markører med dobbeltsidig tape.
- Gi hvert emne 5 min til å tilpasse seg testmiljøet og varme opp med lys som går og strekker seg.
Figur 2: Refleksmarkørene festet til underekstremitetene. (A) side, (B) foran og (C) bak. Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
3. Statisk kalibrering
- Kinematikk: Bevegelsesfangstsystem
- I sporingsprogramvaren finner du "Ny database" på verktøylinjen for å bygge en database. KlikkDatabehandlingfor å åpnedatabehandlingsruten,og klikk i rekkefølge knappenNy pasientklassifisering,Ny pasientog Nyøkt. Gå tilbake til vinduet" Ressurser", velg " Opprett etnytt emne" for å opprette et motiv, og angi verdiene for høyde (mm), kroppsvekt (kg), benlengde (mm), knebredde (mm) og ankelbredde (mm) i rutenEgenskaper" .
- Klikk Blitilkoblet, og klikk deretterDel vannretti Vis-ruten. Velg deretter diagrammet for å vise baneantallet.
MERK: Kontroller ruten" 3D-perspektiv" for å sikre at alle 16 markørene er synlige. - Be emnene stå stille i området A. KlikkStarti delen for emneregistrering for å registrere den statiske modellen. Omtrent 200 bilder ble tatt før du klikketStopp.
- FinnRørledning-knappen iVerktøy-ruten, og klikkKjør rekonstrueringsforløpetfor å bygge et nytt 3D-bilde av alle innspilte indikatorer. Identifiser i indikatorlisten, og bruk de tilsvarende etikettene manuelt på markørene. Lagre og trykkESCfor å avslutte.
- VelgEmneforberedelseogEmnekalibreringpå verktøylinjen, og velg alternativetStatisk plugin-gangpå rullegardinmenyen.
- Velg "Venstre fot" og " Høyrefot" i ruten" Statiske innstillinger" og klikk "Start". Lagre deretter den statiske modellen.
- Plantartrykk: Trykkplattform
- I programvaren klikker dudatabasefor å legge til en ny pasient. Og skriv inn det tilordnede emnenummeret i rutenLegg til pasient. Klikk deretterLegg til.
- Klikkdynamisk, og angi kroppsvekt og skostørrelse. Klikk deretterOK.
4. Dynamiske forsøk
- Be subjektet være i startposisjon.
- Programvare operasjoner
MERK: De to typene programvare starter (Motion capture system: klikk "Capture" -knappen; Trykkplattform: Klikk på "Capture" -knappen) og avslutt (Motion capture system: klikk "Stopp" -knappen; Trykkplattform: Klikk på"Lagre måling" -knappen), samtidig.- Kinematikk: Bevegelsesfangstsystem
- Velg KnappenBli tilkobletiRessurs -ruten, og klikkSpill innpå høyre verktøylinje. Finn "Trial Type" og "Session" fra topp til bunn og rediger "Trial" beskrivelse.
- Be forsøkspersonene om å utføre UGT-test som beskrevet i 4.3.
- Når du er ferdig med UGT-testen, klikker dustoppfor å avslutte prøveversjonen av datainnsamlingen. Gjenta trinnene ovenfor i 5 ganger.
- Plantartrykk: Trykkplattform
- Velg"Mål" -knappen før du starter UGT-forsøkene.
- Når du er ferdig med UGT-testen, klikker du på"Lagre måling" -knappen for å lagre data. Gjenta trinnene ovenfor i 5 ganger.
- Kinematikk: Bevegelsesfangstsystem
- UGT-forsøk
- Be forsøkspersonene om å gå langs en gangvei ved NWS og be dem bruke det dominerende benet og det ikke-dominerende benet til å passere henholdsvis område A og B, og til slutt stoppe ved område D på trykkplattformen.
- La motivet få vite når termineringssignalet er gitt at de raskt må stoppe på område B.
- Gi termineringssignalet tilfeldig når hælen berører område A, sørg for at UGT utføres og at motivene stopper raskt på område B (figur 1). Personalet sender termineringssignalet ved å ringe en rød bjelle tilfeldig, og sannsynligheten for ringing ble kontrollert på ca. 20%. Ta opp minst fem påfølgende UGT-prøveversjoner.
MERK: Det er et hvileintervall på 2 minutter mellom begge studiene. - Beregn hvert ganghastighet ved hjelp av trykkplattformprogramvaren. Deretter beregner du FWS som 125% av NWS.
- Gjenta den ovennevnte UGT-testen for FWS. Ta opp minst fem påfølgende UGT-forsøk ved hjelp av FWS-protokollen.
5. Etterbehandling
- Kinematikk: Bevegelsesfangstsystem
- Finn"Databehandling" -knappen på verktøylinjen, og dobbeltklikk prøvenavnet i "Databehandling" -ruten. Velg deretterRekonstruerogEtikettfor å rekonstruere den dynamiske 3D-modellen.
- På linjen "Time" flytter du de blå trekantene for å angi ønsket tidsperiode (for holdningsfasen under UGT).
- Klikk på "Tid" -linjen. Klikk deretterZoom til interesseområdepåhurtigmenyen.
- KlikkEtikettfor å identifisere og kontrollere etikettpunktene. Kontroller at trinnene er de samme som den statiske identifikasjonsprosessen.
MERK: Fyll ut noen ufullstendige identifikasjonsmarkører og slett de umerkede markørene (om nødvendig). - Velg dendynamiske plugin-modulen irutenEmnekalibrering. Klikk deretterstartknappenfor å kjøre dataene. Eksporter dynamiske prøveversjoner i ".csv"-format for følgende dataanalyse.
- Bruk et smørefilter med lav pass i fjerde rekkefølge med en avkuttet frekvens på 10 Hz og eksporter dataene i skjøtevinkelen.
- Beregn bevegelsesområdet (ROM) av tre ledd (hofte, kne og ankel) i sagittalplan.
MERK: Definer forskjellene mellom de maksimale vinklene og minimumsvinklene på hofte-, kne- og ankelen på sagittal bevegelsesplanene som ROM-er. - Beregn gjennomsnitt (M) og standardavvik (SD) for de ti studiene (5 for NWS og 5 for FWS) fra hvert emne.
- Plantartrykk: Trykkplattform
- Velg prøvenavnet fra"Mål"-menyen for de tilsvarende emnene. KlikkDynamiskfor å åpne data.
- Klikk detmanuellevalget. Bruk knappen "Venstre mus" for å velge trinnet av interesse (holdningsfasen under GT). KlikkOKfor å lagre.
- KlikksonedivisjonenogManuelt sonevalgfor å justere. Klikk deretterGodtafor å lagre.
- Åpneskjermbildet Trykkkrefter, og klikkdiagramsammensetning-knappen for å åpne vinduetSammensetning av sonediagram. Del 10 anatomiske regioner, inkludert 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) og Lateral Heel (LH). Klikk deretterOKfor å lagre.
- KlikkParametertabellfor å eksportere plantartrykkdata, inkludert maksimalt trykk, maksimal kraft og kontaktområde.
- Beregn midler og SDer for 10 forsøk (5 for NWS og 5 for FWS) fra hvert emne.
6. Statistisk analyse
- Utfør Shapiro-Wilks-testene for å kontrollere normalfordelingen for alle variabler. Bruk parvise T-tester for å sammenligne slektematikk i underekstremiteter og plantartrykkdata under UGT ved NWS og FWS. Angi signifikansnivået til p < 0,05.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Gjennomsnitts- og SD-verdier for NWS og FWS av 15 forsøkspersoner var henholdsvis 1,33 ± 0,07 m/s og 1,62 ± 0,11 m/s.
Figur 3 viser gjennomsnittlig ROM i hofte-, kne- og ankelleddene i sagittalplanet under UGT ved NWS og FWS. Sammenlignet med NWS økte ROM-en til tre ledd betydelig ved FWS (p<0,05). I detalj økte ROM for hofte-, kne- og ankelledd fra 22,26 ± 3,03, 29,72 ± 5,14 og 24,92 ± 4,17 til 25,98 ± henholdsvis 2,94, 31,61 ± 4,34 og 28,05 ± 5,59 (figur 3).
Figur 3: ROM-ene til tre ledd i sagittalplanet under UGT ved forskjellige hastigheter. Feilfeltene angir standardavvik. * angir signifikansnivået (p<0,05). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Figur 4 viser plantartrykkdataene, inkludert maksimalt trykk (figur 4A), maksimal kraft (figur 4B) og kontaktområde (figur 4C) under UGT ved NWS og FWS. Sammenlignet med NWS økte maksimumstrykket i BT, M1, M2, M3, MH og LH betydelig under UGT ved FWS (p<0,05). Tilsvarende, for maksimal kraft, ble det observert betydelig økning i BT, M1, M2, M3, MH og LH ved FWS sammenlignet med NWS (p<0,05). Det oppstod imidlertid ingen signifikant forskjell i parametere for OT-, M4-, M5- og MF-regionene (p>0,05). Forskjeller i kontaktområde fokuserte hovedsakelig på hælregionen, det vil si MH og LH, og begge økte sterkt ved FWS sammenlignet med NWS (p<0,05).
Figur 4: Plantartrykkdata. Dette inkluderer maksimalt trykk (A), maksimal kraft (B) og kontaktområde (C) under brukergenerert innhold ved forskjellige hastigheter. Feilfeltene angir standardavvik. * angir signifikansnivået (p<0,05). Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
De fleste tidligere studier som analyserer gangbiomekanikk under UGT, utelater viktigheten av å gå hastighet i deres biomekaniske vurdering. Dermed undersøkte denne studien biomekaniske endringer i underekstremitetene som forekommer i UGT ved NWS og FWS med sikte på å avsløre hastighetsrelaterte effekter.
Det er funnet betydelige forskjeller på ROM i hofte-, kne- og ankelleddene i sagittalflyet under UGT ved NWS og FWS. Våre funn viste større ROM-er av de tre leddene i sagittalflyet under UGT ved FWS sammenlignet med NWS. Disse resultatene var nesten konsistente med tidligere studie med hensyn til effekten av hastigheter under turgåing19. Ridge et al.10 fant at større toppfleksjonsvinkler i kne- og hofteledd under UGT ved FWS enn NWS. Større sagittal kneet ROM kan være en kompenserende bevegelse på grunn av økt ganghastighet20, som følge av større knepåvirkning under UGT. Forsøkspersonene stabiliserte seg med større bevegelse av hofte-, kne- og ankelledd, noe som kan bidra til raskere avslutningstider, men kan også trenge større leddekstensoraktivitet for stabilitet21.
Det må også nevnes, plantartrykkdata inkludert maksimalt trykk, maksimal kraft og kontaktområde økte i alle anatomiske regioner under UGT ved FWS sammenlignet med NWS. For maksimalt trykk og kraft fokuserte de betydelige forskjellene hovedsakelig på medial forfot og hæl, som er i samsvar med forrige studie22. I denne studien, selv om plantartrykket i laterale metatarsaler også økte, var det ingen signifikant forskjell mellom hastigheter. Ubalansen mellom medial-lateral plantartrykket kan føre til en reduksjon i medial-lateral stabilitet under UGT7. For høyt trykk i hælen kan øke risikoen for fotskader, for eksempel stressfrakturer23,24. Videre ble de betydelige økte kontaktområdene utstilt i MH og LH, som kan være relatert til calcaneus som først kontakter bakken etter terminal svingfasen og det meste av kroppsmassen lastes i denne fase25.
Resultatene telles på flere viktige trinn i protokollen. Først må du identifisere anatomiske landemerker og feste markørene nøyaktig til motivenes hud. Forsikre deg om at markørene er sikkert plassert på huden med hypoallergent dobbeltsidig tape for å redusere sannsynligheten for at markøren faller eller skifter. For det andre er det viktig å sende det avsluttede signalet til forsøkspersoner i den faste fasen. For å redusere feilen ble signalet som ble sendt i alle forsøk utført av samme personale. For det tredje, sørg for at den kunstige delingen av plantar de anatomiske områdene er nøyaktige. Dessuten er det visse begrensninger knyttet til den nåværende studien som også bør notes. For det første deltok ingen kvinnelige i studien, som opprinnelig var med det formål å kontrollere variabler. For det andre ble muskelaktiviteter i underekstremitetene ikke samlet inn i studien. Muskelaktivering teller mye i å utvise biomekanisk karakter under UGT9,14, og vi er villige til å undersøke effekten av ganghastighet på muskelaktiviteter i underekstremitetene i den fremtidige studien for ytterligere innsikt i biomekanisk mekanisme under UGT.
Resultatene av den nåværende studien tyder på at etter hvert som økninger i ganghastigheter oppstår, viser forsøkspersoner forskjellige biomekaniske egenskaper under UGT. Dette utfallet kan være en indikasjon på at en økning i ganghastigheter, spesielt ved FWS, kan medføre større risiko for potensielle skader. Videre, med tanke på tidligere utforskede sammenhenger mellom plantartrykk, kinematikk av ledd i underekstremiteter og idrettsskader, tyder resultatene av denne studien på at gangavslutningsforsøk i forskjellige hastigheter kan brukes som et effektivt verktøy for diagnostisering av klinisk biomekanisk ytelse og vurdering av rehabiliteringsbehandling.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Ingen potensiell interessekonflikt ble rapportert av forfatterne.
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).
