보통 굽 높은 조깅 하 고 실행 하는 동안 낮은 사지 역학에 경험 효과 평가 하기 위해 골드 표준 걸음 걸이 분석 방법을 사용 하 여
2017년 9월 14일
이 연구는 보통 굽 높은 조깅 하 고 실행 하는 동안 낮은 사지 운동학 및 지상 반응 력 (GRF) 조사. 과목은 경험 있는 착용 자 및 미숙한 착용의 그룹으로 분할 되었다. 3 차원 동작 분석 시스템 구성 된 힘 플랫폼 낮은 사지 관절의 움직임 GRF 캡처한.
이 실험의 전반적인 목표는 적당한 하이힐 조깅과 달리기를 하는 동안 굽이 높은 신발이 하지 역학에 미치는 영향을 관찰하는 것입니다. 이 방법은 하이힐 운동에서 뒤꿈치가 가지고 있는 높이와 같은 간섭이 하지 역학의 감쇠기를 유발하는 단일 주요 요인이 아닐 수 있다는 핵심 질문에 답할 수 있습니다. 이 프로토콜의 한 가지 특징은 경험이 풍부한 피험자와 경험이 없는 피험자로 참가자의 다양성을 가지고 있다는 것인데, 이는 이전의 하이힐 연구에서 그들의 경비원과 그들의 방법을 사용하여 쉽게 고려되었습니다.
피험자의 서 있는 키와 신체 질량을 측정하는 것으로 시작합니다. 측정 캘리퍼를 사용하여 상장골척추와 발목 내부 과두 사이의 거리, 내측 및 외측 무릎 과두 사이의 거리, 내측 및 외측 발목 과두 사이의 거리를 측정합니다. 다음으로, 해부학적 랜드마크를 식별하기 위해 촉진합니다.
마킹 펜을 사용하여 피부의 각 랜드마크에 라벨을 붙인 다음 양면 접착 테이프로 하지 양쪽의 랜드마크에 16개의 수동 역반사 마커를 부착합니다. 피험자에게 실험용 신발로 갈아신게 하세요. 그런 다음 활주로를 따라 자유롭게 걷고, 조깅하고, 뛰게 하여 하반신에 있는 카메라와 마커에 생리적, 심리적으로 편안함을 느끼고 자연스럽게 움직이는 것처럼 느낄 때까지
하게 합니다.다음으로, 피험자에게 꾸준히 조깅을 할 수 있을 때까지 편안하고 낮은 속도로 활주로를 따라 조깅하는 연습을 하도록 요청하십시오. 프로그레시브 트레이닝(Progressive Training)으로 알려진 안전하고 편안한 범위 내의 러닝머신에서 점진적으로 증가하는 속도로 조깅을 하도록 지시합니다. 그런 다음 이 속도로 꾸준히 달릴 수 있을 때까지 활주로를 따라 편안한 고속으로 지면을 달리는 연습을 하게 합니다.
마지막으로, 피험자에게 출발 구역 내의 다른 출발선에서 조깅을 여러 번 시도하여 적절한 출발 위치를 찾고, 지나갈 때 오른발이 자연스럽게 닿아 힘 플랫폼에 완전히 닿도록 지시합니다. 먼저 피사체에게 캡처 볼륨의 중앙에 고정된 중립 포즈로 서서 정적 데이터를 캡처하도록 요청합니다. 피사체 캡처 섹션에서 시작 버튼을 클릭하여 약 150개의 프레임을 캡처합니다.
그런 다음 중지 버튼을 클릭합니다. 다음으로, 주제 보정 섹션의 파이프라인 풀다운 목록에서 정적을 선택합니다. 정적 설정 창에서 왼발과 오른발 옵션을 확인합니다.
주제 보정 섹션에서 시작 버튼을 클릭합니다. 그런 다음 피험자에게 적절한 시작 위치에 서도록 요청하십시오. 캡처 섹션의 시작 버튼을 클릭하여 캡처를 시작한 다음 즉시 피험자에게 조깅을 하라는 구두 지시를 내립니다.
지나갈 때 오른발이 자연스럽게 닿고 포스 플랫폼에 완전히 닿는지 확인하십시오. 조깅 시험의 경우, 피험자들에게 준비하는 동안 익숙했던 편안하고 낮은 속도로 조깅하도록 요청합니다. 달리기 시험의 경우, 피험자들에게 준비하는 동안 익숙했던 편안한 고속으로 달리도록 요청하십시오.
두 시도 사이에 2분의 휴식을 허용합니다. 마지막으로, 피사체가 활주로 끝에 도착한 후 정지 버튼을 클릭합니다. 이러한 결과는 시상면에서의 무릎과 엉덩이 움직임을 제외하고 IEW의 세 관절 운동 범위가 모두 일반적으로 EW보다 크다는 것을 나타냅니다. 관절 가동 범위에 대한 상당한 속도 효과는 고관절 굴곡 확장에만 존재했습니다.
EW의 GRF 시간 곡선은 충격 흡수 기간 동안, 특히 달리기 동안 초기 피크 직후에 작은 파동이 뒤따르는 것이 특징입니다. 대조적으로, IEW의 것은 초기 피크 이후에 상대적으로 유창합니다. EW와 IEW 사이의 충격력에는 큰 차이가 없지만 EW의 하중 속도는 주행 중 훨씬 더 높았습니다.
이 절차를 시도하는 동안 캡처 볼륨을 읽는 카메라를 다시 보정하고 캡처 정확도를 보장하기 위해 모든 시도를 시작하기 전에 첫 번째 매개변수를 자체 수준으로 보정하는 것을 기억하는 것이 중요합니다. 이 절차에 따라 굽이 높은 신발을 신는 것이 다른 정확도 및 다른 accuator의 측정에만 영향을 미치는지 여부와 같은 추가 질문에 답하기 위해 관절 운동량과 같은 다른 매개변수를 계산할 수 있습니다. 이 중 이 값은 이 수학이 보다 구체적인 정보를 제공하기 위해 하이힐 신발을 신은 피험자를 할당하는 것의 중요성을 강조하고 모집단을 대상으로 하기 위한 추론을 줄이는 것의 중요성을 강조해야 함을 의미했습니다.
이 비디오를 시청한 후에는 하이힐을 사용하여 수학을 사용하거나 이해하거나 하이힐로 실험을 수행하는 방법을 이해하고 다양한 착용 경험을 기반으로 제안된 기준과 정확도를 얻어야 합니다.
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개요
본 연구는 적당한 높이의 하이힐을 신고 조깅 및 러닝을 할 때 하이힐이 하지 역학에 미치는 영향을 조사합니다. 또한, 숙련된 착용자와 미숙련된 착용자를 비교하여 힐 높이가 운동학 및 지면 반발력에 미치는 영향을 분석합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 생체역학
- 스포츠 과학
- 신발 충격 연구
배경
- 하이힐은 흔히 착용되지만 생체역학에 영향을 줄 수 있습니다.
- 이전 연구들은 착용자의 경험을 충분히 고려하지 않았습니다.
- 이러한 영향을 이해하면 신발 설계 및 권장 사항에 유용한 정보를 제공할 수 있습니다.
- 지면 반발력은 하지 역학을 평가하는 데 매우 중요합니다.
연구 목적
- 하이힐을 착용하고 조깅 및 러닝을 할 때의 하체 운동학을 관찰합니다.
- 숙련된 착용자와 비숙련된 착용자 간의 영향 차이를 비교합니다.
- 굽 높이가 역학에 영향을 미치는 주요 요인인지 확인합니다.
사용된 방법
- 3차원 동작 분석 시스템을 활용함.
- 지면 반력 측정을 위해 지면 반력기를 구성함.
- 피험자를 숙련된 착용자와 미숙련된 착용자로 구분함.
- 분석을 위해 해부학적 랜드마크를 측정함.
주요 결과
- 숙련된 착용자와 미숙련된 착용자 사이에 관찰된 운동학적 차이.
- 하이힐을 착용한 조깅 및 달리기 중에 지면 반발력이 유의미하게 변화함.
- 굽 높이가 하지 역학에 영향을 미치는 유일한 요인은 아니었음.
- 얻어진 통찰력은 향후 신발 설계 및 운동 권장 사항에 영향을 줄 수 있음.
결론
- 하이힐 착용은 신체 활동 중 하지 역학에 영향을 미칩니다.
- 숙련도는 생체역학적 결과에 결정적인 역할을 합니다.
- 하이힐 신발의 장기적인 영향을 탐구하기 위한 추가적인 연구가 필요합니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
본 연구는 생체역학적 평가에서 피험자의 경험을 제어하는 것의 중요성을 강조하며, 이는 표현형 가변성이 표적 검증 및 기전적 리스크 감소(de-risking)를 방해할 수 있는 전임상 모델 검증에 직접적으로 적용 가능한 원칙입니다. 하이힐을 착용한 조깅 및 달리기 시 착용자의 경험이 하지 역학을 유의미하게 변화시킨다는 점을 입증함으로써, 본 연구는 고려되지 않은 생물학적 변수가 발굴 단계의 분석에서 실제 치료 효과를 가릴 수 있음을 보여줍니다. 바이오 제약 R&D 관점에서 이는 초기 단계 스크리닝의 예측 신뢰도를 높이고 경로 탐색 과정에서의 가짜 리드(false leads)를 줄이기 위해 표준화되고 경험별로 층화된 모델이 필요함을 뒷받침합니다.
바이오 제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 과학적 가치: 피험자 특이적 변수가 생체역학적 결과에 미치는 영향을 분리하여 치료 가설의 검증을 가능하게 하며, 표적 결합 연구에서의 교란 요인을 줄여줍니다.
- 운영적 가치: 경험 기반으로 층화된 코호트 설계를 통해 생물학적 리스크 감소를 지원하며, 기능적 검증 분석의 재현성을 향상시킵니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 과학적 가치: 하위 화합물 평가를 위해 실험 변수가 제어된 검증된 생물학적 시스템을 준비함으로써 분석의 표준화를 향상시킵니다.
- 운영적 가치: 고속 스크리닝 준비의 핵심 요소인 피실험체의 이력을 고려하여 재현성과 정량적 결과의 일관성 문제를 해결합니다.
중개 및 전임상 연구
- 과학적 가치: 이전의 노출이 생리학적 반응을 어떻게 변화시키는지 모델링하여 질병 관련 시스템 준비 과정을 논의하며, 이는 중개 바이오마커 정렬에 정보를 제공합니다.
- 운영적 가치: 연구 단계 전반에 걸친 변수 제어를 강조함으로써 발견 단계부터 전임상 검증까지의 연속성을 기술하며, 리스크가 조정된 추진 결정 과정을 지원합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 방법은 가설 검증부터 리드 화합물 도출에 이르는 발견 연속체 범위에 해당하며, 생물학적 변동성을 제어함으로써 초기 타겟 검증 단계에서 기전적 리스크 감소와 예측 신뢰도를 향상시킵니다.
- 발견 생물학(Discovery Biology): 착용 경험이 관절 운동학 및 지면 반발력 부하율에 미치는 영향을 분리하여 경로별 반응을 명확히 함으로써, 본 방법이 가설 검증을 어떻게 지원하는지 설명합니다.
- 스크리닝(Screening): 동기화된 3D 동작 및 지면 반발력 플랫폼 캡처를 통한 분석 준비 상태를 기술하며, 이를 통해 통제된 조건하에서 하지 역학의 정량적이고 재현 가능한 측정을 가능하게 합니다.
- 분석(Analytics): 관절 가동 범위와 지면 반발력 부하율을 실험군 간 비교가 가능한 핵심 판독 값으로 강조하여, 데이터 기반의 진행 여부(go/no-go) 결정을 지원합니다.
- 중개 연구(Translational Research): 경험 기반 층화가 모델 충실도를 어떻게 향상시키는지 보여줌으로써 본 방법을 전임상 연속성과 연결하며, 이는 바이오마커 층화 검증 접근 방식과 일치합니다.
- 기업적 재사용(Enterprise Reuse): 본 방법을 신발 또는 장치로 인한 생체 역학적 변화를 평가하기 위한 재사용 가능한 역량으로 정의하며, 이는 표준화된 보행 분석이 필요한 여러 전임상 프로그램에 적용 가능합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 생체역학적 표현형 분석에서 피험자의 경험을 제어함으로써 기전적 모호성을 줄여 예측 신뢰도를 높임.
- 운용적 가치: 경험별로 층화된 프로토콜과 동기화된 동작-힘 플랫폼 캡처를 통한 표준화 및 재현성 확보.
- 전략적 가치: 전임상 효능 모델의 가변성을 최소화하여 더 나은 go/no-go 결정 및 후기 단계의 생물학적 리스크 감소.
- 포트폴리오 영향: 기전적으로 복잡한 질병 모델에서 표적 검증 신뢰도를 개선하여 리스크 조정 우선순위 선정 가능.
실행 시 고려 사항
- 생체역학, 모션 캡처 시스템 및 지면 반력 측정기 데이터 해석에 관한 과학적 전문 지식이 필요합니다.
- 기기 및 분석 인프라 요구 사항으로는 동시 운동학적 및 운동학적 데이터 수집을 위해 구성된 3D 동작 분석 시스템과 지면 반력 측정 플랫폼이 포함됩니다.
- 팀 간 표준화 요구 사항에는 탐색 및 전임상 팀 간의 숙련도에 따른 피험자 선별 기준을 조율하는 과정이 포함됩니다.
- 모델 시스템 전반의 적응 고려 사항으로는 비인간 또는 질환 모델 적용을 위한 숙련도 임계값 및 마커 부착 위치의 수정이 포함됩니다.
- 실질적인 제한 사항으로는 상세한 피험자 이력 수집의 필요성과 자기 보고식 숙련도의 잠재적 가변성이 있으며, 이는 층화의 정확도에 영향을 미칠 수 있습니다.
