Met behulp van de gouden standaard Gait analysemethoden voor het beoordelen van de effecten van de ervaring op lagere-ledemaat mechanica tijdens matige High-heeled joggen en lopen
14 september 2017
Deze studie onderzocht lager-ledemaat kinematica en grond reactie force (GRF) tijdens matig hoge hakken joggen en lopen. Onderwerpen werden verdeeld in groepen van dragers van de ervaren en onervaren dragers. Het systeem van de analyse van een driedimensionale beweging met een geconfigureerde kracht platform veroverde lager-ledemaat gezamenlijke bewegingen en GRF.
Het algemene doel van dit experiment is om de effecten van schoenen met hoge hakken op de mechanica van de onderste ledematen tijdens matig joggen en hardlopen in hoge hakken te observeren. Deze methode kan de belangrijke vraag beantwoorden dat bij oefening in hoge hakken, interferentie, zoals de elevatie die de hak heeft, mogelijk niet de enige hoofdfactor is die de attenuatoren van de mechanica van de onderste ledematen veroorzaakt. Het ene kenmerk van dit protocol is dat met de verscheidenheid aan deelnemers als ervaren en onervaren proefpersonen, er al rekening mee is gehouden in eerdere studies over hoge hakken met hun bewaker en hun methode.
Begin met het meten van de staande hoogte en lichaamsmassa van het proefpersoon. Meet de afstand tussen de superieure iliacale ruggengraat en de interne condyle van de enkel, de afstand tussen de mediale en laterale kniecondilen, en de afstand tussen de mediale en laterale enkelcondylen met behulp van meettangen. Palpeer vervolgens om anatomische herkenningspunten te identificeren.
Label elk herkenningspunt op de huid met een markeringspen en bevestig vervolgens de 16 passieve retro-reflectieve markeringen op de herkenningspunten van beide zijden van de onderste ledematen met dubbelzijdig plakband. Vraag het proefpersoon om in de experimentele schoen te veranderen. Laat hen vervolgens vrij lopen, joggen en rennen langs de baan totdat ze fysiologisch en psychologisch comfortabel zijn met de camera's en markeringen op hun onderste ledematen, en ze het gevoel hebben dat ze zich natuurlijk bewegen.
Vraag vervolgens het proefpersoon om te oefenen in het joggen langs de baan op een comfortabele lage snelheid totdat ze in staat zijn om gelijkmatig te joggen. Instrueer ze om een poging te doen om te joggen met een progressief toenemende snelheid op een loopband binnen een veilige en comfortabele reeks, bekend als Progressieve Training. Laat ze vervolgens oefenen in het rennen op de grond langs de baan op een comfortabele hoge snelheid totdat ze in staat zijn om gelijkmatig op deze snelheid te rennen.
Instrueer ten slotte het proefpersoon om te proberen vanaf verschillende startlijnen binnen het startgebied meerdere keren te beginnen met joggen, om een geschikte startpositie te vinden, en ervoor te zorgen dat de rechtervoet natuurlijk slaat en volledig contact maakt met het krachtplatform bij het passeren. Begin door het proefpersoon te vragen in een stationaire, neutrale houding in het midden van het vastlegvolume te staan om de statische gegevens vast te leggen. Klik op de startknop in het proefpersoonsvastleggedeelte om ongeveer 150 frames vast te leggen.
Klik vervolgens op de stopknop. Selecteer vervolgens statisch in de vervolgkeuzelijst van de pijplijn in het sectie voor proefpersoonskalibratie. Controleer de opties voor de linkervoet en de rechtervoet in het paneel voor statische instellingen.
Klik op de startknop in het sectie voor proefpersoonskalibratie. Vraag vervolgens het proefpersoon om in de juiste startpositie te staan. Klik op de startknop in het vastleggedeelte om te beginnen met vastleggen en geef onmiddellijk het proefpersoon de mondelinge instructie om te gaan joggen.
Zorg ervoor dat de rechtervoet natuurlijk slaat en volledig contact maakt met het krachtplatform bij het passeren. Vraag voor jogproeven de proefpersonen om te joggen met de comfortabele lage snelheid die ze tijdens de voorbereiding kenden. Vraag voor loopproeven de proefpersonen om te rennen met de comfortabele hoge snelheid die ze tijdens de voorbereiding kenden.
Laat twee minuten rusten tussen twee proeven. Klik tenslotte op de stopknop nadat het proefpersoon het einde van de baan heeft bereikt. Deze resultaten gaven aan dat, behalve voor de knie- en heupbewegingen in het sagittale vlak, alle drie de gewrichtsbewegingsbereiken van IEW over het algemeen groter waren dan die van EW. Er was een significant snelheidseffect op het gewrichtsbewegingsbereik alleen in de heupflexie-extensie.
De GRF-tijdscurve van EW wordt gekenmerkt door een initiële piek die onmiddellijk gevolgd wordt door een kleine golf tijdens de schokabsorptieperiode, met name tijdens het lopen. Daarentegen is die van IEW relatief vloeiend na de initiële piek. Er is geen significant verschil in de impactkracht tussen EW en IEW, maar de belastingssnelheid van EW was significant hoger tijdens het lopen.
Tijdens het uitvoeren van deze procedure is het belangrijk om te onthouden om de camera's te herkalibreren die het vastlegvolume lezen en om de eerste parameter aan hun eigen niveau te kalibreren voordat ze met elke proef beginnen om de vastlegnauwkeurigheid te garanderen. Na dit proces kunnen andere parameters, zoals gewrichtsmomentum, worden berekend om aanvullende vragen te beantwoorden, zoals of het dragen van schoenen met hoge hakken andere factoren zou kunnen zijn in de nauwkeurigheid en metingen van alleen andere accuators. Van deze waarde betekende dat deze wiskunde de nadruk zou moeten leggen op de belangrijkheid van de toewijzing van hun proefpersonen die schoenen met hoge hakken dragen om meer specifieke informatie te verstrekken en het infereren naar de doelpopulatie te verminderen.
Na het bekijken van deze video, zou u moeten begrijpen hoe u de wiskunde moet gebruiken of begrijpen om de proef uit te voeren met de hoge hak en de nauwkeurigheid te krijgen, evenals criteria die zijn gebaseerd op de verschillende draagervaringen.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie onderzoekt de effecten van schoenen met hoge hakken op de mechanica van de onderste ledematen tijdens matig joggen en rennen op hoge hakken. Er wordt een vergelijking gemaakt tussen ervaren en onervaren dragers om de impact van hakverhoging op de kinematica en de grondreactiekrachten te begrijpen.
Belangrijkste componenten van de studie
Wetenschapsgebied
- Biomechanica
- Sportwetenschappen
- Impactstudies van Schoeisel
Achtergrond
- Hoge hakken worden veel gedragen, maar kunnen de biomechanica beïnvloeden.
- In eerdere studies is onvoldoende rekening gehouden met de ervaringen van de dragers.
- Inzicht in deze effecten kan bijdragen aan het ontwerp van schoeisel en aan aanbevelingen.
- Grondreactiekrachten zijn essentieel voor het beoordelen van de mechanica van de onderste ledematen.
Doel van de studie
- Om de kinematica van de onderste ledematen tijdens joggen en rennen op hoge hakken te observeren.
- Om de effecten bij ervaren versus onervaren dragers te vergelijken.
- Om vast te stellen of de hakverhoging de primaire factor is die de mechanica beïnvloedt.
Gebruikte methoden
- Er is gebruikgemaakt van een driedimensionaal bewegingsanalysesysteem.
- Krachtplatform geconfigureerd voor het vastleggen van grondreactiekrachten.
- Proefpersonen onderverdeeld in ervaren en onervaren gebruikers.
- Metingen van anatomische referentiepunten uitgevoerd voor analyse.
Belangrijkste resultaten
- Verschillen in kinematica waargenomen tussen ervaren en onervaren dragers.
- Grondreactiekrachten varieerden aanzienlijk tijdens joggen en hardlopen op hoge hakken.
- Hakverhoging was niet de enige factor die de mechanica van de onderste ledematen beïnvloedde.
- De verkregen inzichten kunnen toekomstige schoenontwerpen en atletische aanbevelingen beïnvloeden.
Conclusies
- Hoge hakken hebben invloed op de mechanica van de onderste ledematen tijdens fysieke activiteit.
- Het ervaringsniveau speelt een cruciale rol bij de biomechanische resultaten.
- Verder onderzoek is nodig om de langetermijneffecten van schoeisel met hoge hakken te onderzoeken.
Veelgestelde Vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
Deze studie benadrukt het belang van het controleren voor de ervaring van de proefpersoon bij biomechanische beoordelingen, een principe dat direct toepasbaar is op de validatie van preklinische modellen, waarbij fenotypische variabiliteit de doelvalidatie en mechanische risicoreductie kan vertroebelen. Door aan te tonen dat de ervaring van de drager de mechanica van de onderste ledematen tijdens joggen en hardlopen op hoge hakken significant beïnvloedt, onderstreept dit werk hoe onverslagde biologische variabelen de werkelijke behandelingseffecten in assays in de ontdekkingsfase kunnen maskeren. Voor biopharma R&D bevestigt dit de noodzaak van gestandaardiseerde, naar ervaring gestratificeerde modellen om het voorspellende vertrouwen in vroege screening te verbeteren en foutieve leads bij het onderzoeken van signaalpaden te verminderen.
Strategische toepassingen in biofarmaceutisch R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen mogelijk door de impact van proefpersoon-specifieke variabelen op biomechanische outputs te isoleren, waardoor confounding in studies naar target engagement wordt verminderd.
- Operationele waarde: Ondersteunt biologische risicoreductie door middel van een cohortontwerp gestratificeerd naar ervaring, wat de reproduceerbaarheid in functionele validatie-assays verbetert.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Bereidt gevalideerde biologische systemen voor met gecontroleerde experimentele variabelen voor downstream evaluatie van verbindingen, wat de standaardisatie van assays verbetert.
- Operationele waarde: Pakt reproduceerbaarheid en consistentie van de kwantitatieve output aan door rekening te houden met de historie van het subject, een kritieke factor voor de gereedheid voor high-throughput screening.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Bespreekt de voorbereiding van ziekterelevante systemen door te modelleren hoe eerdere blootstelling de fysiologische respons verandert, wat bijdraagt aan de afstemming van translationele biomarkers.
- Operationele waarde: Beschrijft de continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie door de nadruk te leggen op variabelecontrole over verschillende studiefasen, ter ondersteuning van risico-gecorrigeerde beslissingen voor verdere ontwikkeling.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode past binnen het ontdekkingscontinuüm van hypothesetoetsing tot lead-identificatie, waarbij het beheersen van biologische variabiliteit de mechanistische risicoreductie en het voorspellend vertrouwen bij vroege targetvalidatie verbetert.
- Ontdekkingsbiologie: Legt uit hoe de methode hypothesetoetsing ondersteunt door het effect van de ervaring van de drager op gewrichtskinematica en de belastingsnelheden van de grondreactiekracht te isoleren, waardoor padspecifieke responsen worden verduidelijkt.
- Screening: Beschrijft de gereedheid van de assay via gesynchroniseerde 3D-bewegings- en krachtplatformregistratie, wat kwantitatieve, reproduceerbare metingen van de mechanica van de onderste ledematen onder gecontroleerde omstandigheden mogelijk maakt.
- Analytics: Benadrukt de gewrichtsbeweeglijkheid en de belastingsnelheid van de grondreactiekracht als belangrijkste read-outs die vergelijking tussen experimentele groepen mogelijk maken, ter ondersteuning van datagestuurde go/no-go beslissingen.
- Translationeel onderzoek: Verbindt de methode met preklinische continuïteit door aan te tonen hoe stratificatie op basis van ervaring de getrouwheid van het model verbetert, in overeenstemming met biomarker-gestratificeerde validatiebenaderingen.
- Enterprise Reuse: Presenteert de methode als een herbruikbare capaciteit voor het beoordelen van biomechanische veranderingen veroorzaakt door schoeisel of hulpmiddelen, toepasbaar op meerdere preklinische programma's die gestandaardiseerde ganganalyse vereisen.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Voorspellende betrouwbaarheid door vermindering van mechanistische ambiguïteit door te controleren voor de ervaring van het subject bij biomechanische fenotypering.
- Operationele waarde: Standaardisatie en reproduceerbaarheid via op ervaring gestratificeerde protocollen en gesynchroniseerde registratie op bewegings- en krachtplatforms.
- Strategische waarde: Betere go/no-go-beslissingen en vermindering van biologische risico's in een laat stadium door variabiliteit in preklinische efficiëntiemodellen te minimaliseren.
- Impact op portfolio: Risico-gecorrigeerde prioritering door verbeterde betrouwbaarheid van targetvalidatie in mechanistisch complexe ziektemodellen.
Overwegingen bij de implementatie
- Vereiste wetenschappelijke expertise in biomechanica, motion capture-systemen en de interpretatie van krachtplaatgegevens.
- De behoeften op het gebied van instrumentatie en analytische infrastructuur omvatten een 3D-bewegingsanalysesysteem en een geconfigureerd krachtplatform voor synchrone kinematische en kinetische gegevensverzameling.
- Vereisten voor standaardisatie tussen teams omvatten het harmoniseren van de screeningcriteria voor het ervaringsniveau van proefpersonen over de discovery- en preklinische teams heen.
- Overwegingen voor adaptatie tussen modelsystemen omvatten het aanpassen van ervaringsdrempels en markerplaatsing voor niet-menselijke toepassingen of ziekte-modeltoepassingen.
- Praktische beperkingen omvatten de noodzaak van gedetailleerde verzameling van de geschiedenis van proefpersonen en potentiële variabiliteit in zelfgerapporteerde ervaring, wat de nauwkeurigheid van de stratificatie kan beïnvloeden.
