Utilizzando metodi di analisi di andatura Gold-standard per valutare gli effetti di esperienza sulla meccanica dell'arto inferiore durante moderata tacco Jogging e in esecuzione
14 settembre 2017
Questo studio ha studiato la cinematica dell'arto inferiore e la forza di reazione al suolo (GRF) durante moderata tacco jogging e in esecuzione. Soggetti sono stati divisi in gruppi di portatori di esperti e inesperti portatori. Un sistema di analisi del movimento tridimensionale con una piattaforma di forza configurato catturato movimenti articolari dell'arto inferiore e GRF.
L'obiettivo generale di questo esperimento è osservare gli effetti delle scarpe con tacco alto sulla meccanica degli arti inferiori durante il jogging e la corsa moderati con tacco alto. Questo metodo può rispondere alla domanda chiave che nell'esercizio con il tacco alto, l'interferenza, come l'elevazione che ha il tallone, potrebbe non essere l'unico fattore principale che causa gli attenuatori della meccanica degli arti bassi. L'unica caratteristica di questo protocollo è quella con la varietà di partecipanti come soggetti esperti e inesperti, che è stata prontamente considerata in precedenti studi sui tacchi alti utilizzando il loro guardista e il loro metodo.
Inizia misurando l'altezza in piedi e la massa corporea del soggetto. Misurare la distanza tra la spina iliaca superiore e il condilo interno della caviglia, la distanza tra i condili mediale e laterale del ginocchio e la distanza tra i condili mediale e laterale della caviglia utilizzando calibri di misurazione. Quindi, palpare per identificare i punti di riferimento anatomici.
Etichettare ogni punto di riferimento sulla pelle utilizzando un pennarello e quindi attaccare i 16 pennarelli retroriflettenti passivi sui punti di riferimento di entrambi i lati degli arti inferiori con nastro biadesivo. Chiedi al soggetto di cambiare la scarpa sperimentale. Quindi falli camminare, fare jogging e correre liberamente lungo la pista fino a quando non si sentono fisiologicamente e psicologicamente a proprio agio con le telecamere e i pennarelli sugli arti inferiori e si sentono come se si stessero muovendo naturalmente.
Quindi, chiedi al soggetto di esercitarsi a fare jogging lungo la pista a una velocità bassa e confortevole fino a quando non è in grado di fare jogging costantemente. Chiedi loro di fare uno sforzo per fare jogging a una velocità progressivamente crescente su un tapis roulant entro un intervallo sicuro e confortevole, noto come allenamento progressivo. Quindi, chiedi loro di esercitarsi a correre a terra lungo la pista a una velocità elevata confortevole fino a quando non saranno in grado di correre costantemente a questa velocità.
Infine, istruisci il soggetto a provare a iniziare a fare jogging da diverse linee di partenza all'interno dell'area di partenza più volte, per trovare una posizione di partenza appropriata, assicurandoti che il piede destro colpisca naturalmente e tocchi completamente la piattaforma di forza quando passa. Inizia chiedendo al soggetto di stare in una posa ferma e neutra al centro del volume di acquisizione per acquisire i dati statici. Fare clic sul pulsante di avvio nella sezione di acquisizione del soggetto per acquisire circa 150 fotogrammi.
Quindi, fai clic sul pulsante di arresto. Quindi, selezionare statico nell'elenco a discesa della tubazione nella sezione di calibrazione dell'oggetto. Controllare le opzioni del piede sinistro e del piede destro nel riquadro delle impostazioni statiche.
Fare clic sul pulsante di avvio nella sezione di calibrazione del soggetto. Quindi, chiedi al soggetto di stare nella posizione di partenza appropriata. Fare clic sul pulsante di avvio nella sezione di acquisizione per iniziare a scattare e quindi dare immediatamente al soggetto le istruzioni orali per andare a fare jogging.
Assicurati che il piede destro colpisca naturalmente e tocchi completamente la piattaforma di forza quando passi. Per le prove di jogging, chiedi ai soggetti di fare jogging alla comoda bassa velocità con cui erano abituati durante la preparazione. Per le prove di corsa, chiedi ai soggetti di correre alla comoda velocità con cui erano abituati durante la preparazione.
Concediti un riposo di due minuti tra due prove. Infine, dopo che il soggetto è arrivato alla fine della pista, fai clic sul pulsante di arresto. Questi risultati hanno indicato che, ad eccezione dei movimenti del ginocchio e dell'anca sul piano sagittale, tutti e tre i range di movimento articolari dell'IEW erano generalmente maggiori di quelli dell'EW. Un effetto significativo della velocità sul range di movimento articolare esisteva solo nell'estensione della flessione dell'anca.
La curva GRF time di EW è caratterizzata da un picco iniziale immediatamente seguito da una piccola onda durante il periodo di assorbimento degli urti, in particolare durante la corsa. Al contrario, quello di IEW è relativamente fluente dopo il picco iniziale. Non c'è una differenza significativa nella forza d'impatto tra EW e IEW, ma la velocità di carico di EW era significativamente più alta durante la corsa.
Durante il tentativo di questa procedura, è importante ricordarsi di ricalibrare le telecamere che leggono il volume di acquisizione e di calibrare il primo parametro al proprio livello prima di iniziare ogni singola prova per garantire la precisione dell'acquisizione. Seguendo questa procedura, è possibile calcolare altri parametri, come la quantità di moto articolare, al fine di rispondere a ulteriori domande, come ad esempio se indossare scarpe con tacco alto tenga conto di altre precisioni e misurazioni solo di altri accurati. Di questi, il valore significava che questa matematica dovrebbe sottolineare l'importanza di allocare i loro soggetti che indossano l'esperienza delle scarpe con i tacchi alti per fornire informazioni più specifiche e ridurre l'inferenza per indirizzare la popolazione.
Dopo aver visto questo video, dovresti capire come usare o capire la matematica o eseguire l'esperimento con il tacco alto e ottenere la precisione e i criteri suggeriti in base alla diversa esperienza di utilizzo.
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Panoramica
Questo studio analizza gli effetti delle scarpe con tacco alto sulla meccanica degli arti inferiori durante la corsa leggera e la corsa vera e propria con tacchi alti moderati. Confronta soggetti esperti e inesperti nell'uso di questi tacchi per comprendere l'impatto dell'altezza del tacco sulle cinetiche e sulle forze di reazione del suolo.
Componenti Chiave dello Studio
Area della Scienza
- Biomeccanica
- Scienza dello Sport
- Studi sull’impatto delle calzature
Sfondo
- Le scarpe con i tacchi alti sono comunemente indossate ma possono influenzare la biomeccanica.
- Studi precedenti non hanno adeguatamente considerato l'esperienza di chi le indossa.
- Comprendere questi effetti può contribuire alla progettazione e alle raccomandazioni relative alle calzature.
- Le forze di reazione del suolo sono fondamentali per valutare la meccanica degli arti inferiori.
Scopo dello studio
- Osservare la cinematica degli arti inferiori durante la corsa leggera e la corsa con tacchi alti.
- Confrontare gli effetti su chi indossa abitualmente i tacchi rispetto a chi non li indossa frequentemente.
- Stabilire se l’innalzamento del tallone sia il fattore principale che influenza la meccanica del movimento.
Metodi Utilizzati
- Utilizzato un sistema di analisi del movimento tridimensionale.
- Piattaforma di forza configurata per acquisire le forze di reazione al suolo.
- I soggetti sono stati suddivisi in utilizzatori esperti e non esperti.
- Sono state effettuate misurazioni dei punti di repère anatomici per l'analisi.
Risultati principali
- Differenze nelle cinematiche osservate tra utilizzatori esperti e inesperti.
- Le forze di reazione del suolo sono variate in modo significativo durante la corsa e il jogging con tacchi alti.
- L'elevazione del tallone non era l'unico fattore a influenzare la meccanica degli arti inferiori.
- Le informazioni ottenute possono influenzare la progettazione futura delle calzature e i consigli per l'attività sportiva.
Conclusioni
- Le scarpe con tacchi alti influenzano la meccanica degli arti inferiori durante l'attività fisica.
- Il livello di esperienza svolge un ruolo cruciale negli esiti biomeccanici.
- Sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare gli effetti a lungo termine dell'uso di calzature con tacchi alti.
Domande frequenti
Rilevanza Industriale del Progetto
Questo studio evidenzia l'importanza di controllare l'esperienza del soggetto nelle valutazioni biomeccaniche, un principio direttamente applicabile alla validazione dei modelli preclinici in cui la variabilità fenotipica può confondere la validazione del bersaglio e la riduzione del rischio meccanicistica. Dimostrando che l'esperienza dell'utilizzatore modifica in modo significativo la meccanica degli arti inferiori durante la corsa e il jogging con tacchi alti, questo lavoro sottolinea come variabili biologiche non considerate possano oscurare i veri effetti del trattamento nei saggi di scoperta. Per la ricerca e sviluppo nel settore biofarmaceutico, ciò rafforza la necessità di modelli standardizzati e stratificati per esperienza al fine di migliorare l'affidabilità predittiva nei test iniziali e ridurre i falsi positivi nell'analisi dei percorsi biologici.
Applicazioni Strategiche nella Ricerca e Sviluppo in Biopharma
Scoperta Precoce e Validazione del Target
- Valore scientifico: Permette l'analisi di ipotesi terapeutiche isolando l'impatto di variabili specifiche del soggetto su parametri biomeccanici, riducendo i fattori di confondimento negli studi di interazione con il bersaglio.
- Valore operativo: Favorisce la riduzione del rischio biologico mediante una progettazione di coorti stratificate per esperienza, migliorando la riproducibilità nei saggi di validazione funzionale.
Sviluppo di Screening e Saggi
- Valore scientifico: Prepara sistemi biologici validati con variabili sperimentali controllate per la valutazione di composti successivi, migliorando la standardizzazione dei saggi.
- Valore operativo: Garantisce riproducibilità e coerenza nei risultati quantitativi tenendo conto della storia dei soggetti, un fattore cruciale per la prontezza allo screening ad alto rendimento.
Ricerca Translazionale e Preclinica
- Valore scientifico: Discute la preparazione di sistemi rilevanti per la malattia modellando come l'esposizione precedente alteri la risposta fisiologica, fornendo informazioni per l'allineamento traslazionale dei biomarcatori.
- Valore operativo: Descrive la continuità dalla scoperta alla validazione preclinica enfatizzando il controllo delle variabili attraverso le fasi dello studio, sostenendo decisioni di avanzamento con adeguamento del rischio.
Integrazione di Pipeline e Flusso di Lavoro
Il metodo si inserisce nel percorso di scoperta che va dal test delle ipotesi all'identificazione di un composto promettente, in cui il controllo della variabilità biologica migliora la riduzione dei rischi meccanicistici e la fiducia predittiva nella validazione precoce del bersaglio.
- Biologia della Scoperta: Spiega come il metodo supporti la verifica delle ipotesi isolando l'effetto dell'esperienza del soggetto sulle cinematiche articolari e sui tassi di carico delle forze di reazione del suolo, chiarificando le risposte specifiche per pathway.
- Screening: Descrive la prontezza del saggio attraverso l'acquisizione sincronizzata del movimento 3D e della piattaforma di forza, consentendo misurazioni quantitative e riproducibili della meccanica degli arti inferiori in condizioni controllate.
- Analisi dei Dati: Evidenzia l'escursione articolare e il tasso di carico della forza di reazione del suolo come parametri chiave che permettono il confronto tra gruppi sperimentali, sostenendo decisioni basate sui dati di tipo go/no-go.
- Ricerca Translazionale: Collega il metodo alla continuità preclinica mostrando come la stratificazione basata sull'esperienza migliori la fedeltà del modello, allineandosi ad approcci di validazione stratificata per biomarcatori.
- Riutilizzo Aziendale: Presenta il metodo come una capacità riutilizzabile per valutare cambiamenti biomeccanici indotti da calzature o dispositivi, applicabile in diversi programmi preclinici che richiedono un'analisi standardizzata della deambulazione.
Impatto Operativo ed Aziendale
- Valore scientifico: Affidabilità predittiva grazie alla riduzione dell'ambiguità meccanicistica mediante il controllo dell'esperienza del soggetto nella fenotipizzazione biomeccanica.
- Valore operativo: Standardizzazione e riproducibilità attraverso protocolli stratificati per esperienza e acquisizione sincronizzata mediante piattaforma integrata di movimento e forza.
- Valore strategico: Decisioni di prosecuzione o interruzione del progetto più accurate e riduzione del rischio biologico in fase avanzata, minimizzando la variabilità nei modelli preclinici di efficacia.
- Impatto sul portafoglio: Prioritizzazione aggiustata per il rischio grazie a una maggiore sicurezza nella validazione degli obiettivi in modelli di malattia meccanicisticamente complessi.
Considerazioni sull'implementazione
- Competenze scientifiche richieste in biomeccanica, sistemi di acquisizione del movimento e interpretazione dei dati delle piattaforme di forza.
- Le esigenze di strumentazione e infrastruttura analitica includono un sistema di analisi del movimento 3D e una piattaforma di forza configurata per l'acquisizione sincrona di dati cinematici e cinetici.
- I requisiti di standardizzazione tra i team prevedono l'armonizzazione dei criteri di selezione dei soggetti in base al livello di esperienza tra i team di ricerca e quelli preclinici.
- Le considerazioni relative all'adattamento in diversi sistemi modello includono la modifica delle soglie di esperienza e del posizionamento dei marker per applicazioni con modelli non umani o modelli di malattia.
- I limiti pratici comprendono la necessità di raccogliere una storia dettagliata del soggetto e la possibile variabilità nelle esperienze auto-riferite, che potrebbero influenzare l'accuratezza della stratificazione.
