Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Wykorzystanie złotego standardu metod analizy chodu do oceny wpływu doświadczenia na mechanikę kończyn dolnych podczas umiarkowanego joggingu i biegania na wysokich obcasach

8.6K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/55714

⸱

14 września 2017

 ,  ,  ,  ,  , 
1Faculty of Sports Science, Ningbo University, 2Research Academy of Grand Health Interdisciplinary, Ningbo University, 3Department of Automation, Biomechanics and Mechatronics, The Lodz University of Technology, 4Savaria Institute of Technology, Eötvös Loránd University

W tym artykule

Podsumowanie

To badanie dotyczyło kinematyki kończyn dolnych i siły reakcji podłoża (GRF) podczas umiarkowanego joggingu i biegania na wysokich obcasach. Badani zostali podzieleni na grupy osób noszących doświadczone i nieposiadających doświadczenia. Trójwymiarowy system analizy ruchu ze skonfigurowaną platformą siłową rejestrował ruchy stawów kończyn dolnych i GRF.

Streszczenie

Ograniczona liczba badań dotyczyła biomechaniki kończyn dolnych podczas joggingu i biegania na wysokich obcasach, a większość badań nie wyjaśniła doświadczeń związanych z noszeniem przez badanych. Protokół ten opisuje różnice w kinematyce kończyn dolnych i sile reakcji podłoża (GRF) między doświadczonymi użytkownikami (EW) i niedoświadczonymi użytkownikami (IEW) podczas umiarkowanego joggingu i biegania na wysokich obcasach. Trójwymiarowy (3D) system analizy ruchu ze skonfigurowaną platformą siłową został wykorzystany do synchronicznego rejestrowania ruchów stawów kończyn dolnych i GRF. 36 młodych kobiet zgłosiło się na ochotnika do udziału w tym badaniu i zostało zapytanych o doświadczenia związane z noszeniem butów na wysokim obcasie, w tym częstotliwość, czas trwania, typy obcasów i wysokości obcasa. W badaniu wzięło udział jedenaście osób, które miały doświadczenie z obcasem o wysokości od 3 do 6 cm przez co najmniej trzy dni w tygodniu (6 godzin dziennie) przez co najmniej dwa lata oraz jedenaścioro osób, które nosiły wysokie obcasy rzadziej niż dwa razy w miesiącu. Badani wykonywali jogging i bieganie odpowiednio z wygodną niską i dużą prędkością, przy czym prawa stopa całkowicie wchodziła na platformę siłową podczas przechodzenia wzdłuż 10-metrowego chodnika. EW i IEW przyjęły różne adaptacje biomechaniczne podczas joggingu i biegu. IEW wykazywał ogólnie większy zakres ruchu stawów, podczas gdy EW wykazywał znacznie większe obciążenie GRF podczas biegu. W związku z tym dalsze badania nad biomechaniką kończyn dolnych chodu na wysokich obcasach powinny ściśle kontrolować doświadczenia noszenia przez badanych.

Wprowadzenie

Wysoki obcasy zawsze był jedną z popularnych cech obuwia damskiego. Zmuszając kostkę do pasywnego stanu zgięcia podeszwowego, buty na wysokim obcasie znacznie zmieniają kinematykę i kinetykę chodu. Pomimo doniesień o niekorzystnym wpływie na układ mięśniowo-szkieletowy1, zwyczaje społeczne i modowe zachęcają do dalszego używania butów na wysokim obcasie2.

Optyczne systemy śledzenia, obecnie używane w większości laboratoriów analizujących chód zarówno do celów klinicznych, jak i badawczych, dają dokładne i wiarygodne pomiary ruchów 3D stawów kończyn dolnych3. Technologia ta stanowi "złoty standard" dla analizy chodu4. Spójne wyniki oparte na tej technice wykazały, że wyższa wysokość obcasa prowadzi do większego zgięcia kolana i odwrócenia kostki w porównaniu z płaskimi butami5,6,7. GRF to kolejny powszechnie stosowany parametr w analizie chodu. Przesunięcie GRF w kierunku przyśrodkowej przedniej części stopy, zmniejszone GRF w środkowej postawie, zwiększone pionowe GRF przy uderzeniu piętą i zwiększone szczytowe przednio-tylne GRF zaobserwowano również w chodzeniu na wysokich obcasach1,6,7,8.

Poprzednie badania, o których mowa powyżej, używają metod opartych głównie na równym chodzeniu. We współczesnym społeczeństwie bieganie za autobusem, przeskakiwanie przez ruchliwą ulicę lub pędzenie, by zdążyć na ostatni pociąg, zmusza coraz więcej kobiet do korzystania z większej prędkości od czasu do czasu. Istnieją ograniczone badania dotyczące biomechaniki kończyn dolnych podczas joggingu i biegania na wysokich obcasach. Gu i wsp. Zauważono, że zakres ruchu stawów kolanowych odwodzenia-przywodzenia i zgięcia-wyprostu bioder znacznie wzrastał wraz ze wzrostem wysokości obcasa podczas joggingu9. Ograniczeniem tego badania jest to, że rekrutowali tylko osoby notorycznie noszące wysokie obcasy. Częste stosowanie butów na wysokim obcasie może potencjalnie wywołać adaptacje strukturalne mięśni kończyn dolnych. Zöllner i wsp. stworzyli wieloskalowy model obliczeniowy, z którego wynika, że mięśnie są w stanie stopniowo dostosowywać się do nowej długości funkcjonalnej dzięki zastosowaniu wysokich obcasów po chronicznej utracie sarkomerów w series10. Dowody wskazują również, że akomodacja kinematyczna w chodzie spowodowana butami na wysokim obcasie różni się między doświadczonymi i niedoświadczonymi użytkownikami11. Dane zebrane zarówno od doświadczonych, jak i niedoświadczonych osób mogą maskować wyniki statystyczne12. Ważne jest, aby zbadać, czy zmiany biomechaniczne są podobnie oczywiste u niedoświadczonych i doświadczonych użytkowników.

Celem tego badania było zbadanie różnic w kinematyce kończyn dolnych i pionowym GRF między doświadczonymi użytkownikami (EW) i niedoświadczonymi użytkownikami (IEW) podczas umiarkowanego joggingu i biegania na wysokich obcasach. Postawiono hipotezę, że EW będzie wykazywać szybsze preferowane przez siebie prędkości joggingu i biegu, mniejszy ruch stawów i większy pionowy GRF podczas joggingu i biegania.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Badanie to zostało zatwierdzone przez Komisję Etyki Badań z Udziałem Ludzi Uniwersytetu w Ningbo (ARGH20150356). Wszyscy uczestnicy wyrazili świadomą zgodę na włączenie do badania oraz zostali poinformowani o celu, wymogach i procedurach eksperymentalnych badania.

1. Przygotowanie laboratorium analizy chodu

  1. Wyłączyć wszystkie lampy żarowe i pozostawić w laboratorium umiarkowane oświetlenie fluorescencyjne. Usunąć z obszaru przechwytywania wszystkie znaczniki oraz niepożądane przedmioty odbijające światło, które mogłyby zostać błędnie zinterpretowane jako pasywne znaczniki retrorefleksyjne.
  2. Podłączyć odpowiedni klucz sprzętowy (dongle) do portu równoległego komputera. Włączyć kamery do przechwytywania ruchu, dedykowane oprogramowanie do śledzenia, wzmacniacze platformy sił oraz zewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC).
    1. Odczekać do czasu zainicjowania 8 kamer. Kliknąć węzeł „Local System” w zakładce „System” w panelu „Resources”. W panelu „Properties” węzła „Local System” wpisać „100” w polu „Requested Frame Rate” w sekcji „System”, aby ustawić częstotliwość próbkowania na 100 Hz.
  3. Wybrać „Camera” z listy widoków w panelu „View”. Umieścić T-ramkę, składającą się z 5 znaczników rozmieszczonych w stałych odstępach od siebie, na platformie sił.
    1. W drzewie „System Resources” rozwinąć węzeł „Cameras”, a następnie, trzymając wciśnięty klawisz CTRL, kliknąć każdą z kamer wymienionych w węźle. W panelu „Properties” węzła „Cameras” przesuwać suwak „Strobe Intensity” w sekcji „Settings” w lewo lub w prawo dla każdej kamery, aby upewnić się, że dane z każdej z nich są całkowicie, wyraźnie i stabilnie widoczne w panelu „View”.
  4. Kliknąć przycisk „System Preparation” w panelu „Tool”. Kliknąć przycisk „Start” w sekcji „Calibrate Cameras”, a następnie fizycznie poruszać prętem kalibracyjnym (T-ramką) w obszarze przechwytywania, kreśląc pionową ósemkę i przemieszczając się po obszarze przeznaczonym do przechwytywania danych 3D. Przestać machać prętem, gdy niebieskie kontrolki stanu na przednim panelu kamer przestaną migać.
  5. W sekcji „Cameras Calibration Feedback” w panelu „Tool” monitorować pasek postępu do czasu zakończenia procesu kalibracji kamer. Sprawdzić dane „Image Error”; dopuszczalny błąd obrazu dla każdej kamery powinien być mniejszy niż 0,3.
  6. Umieścić T-ramkę na podłodze tak, aby centralny znacznik znajdował się w lewym górnym rogu platformy sił (60 cm × 90 cm), a osie ramki biegły wzdłuż krawędzi platformy. Upewnić się, że długa oś ramki jest skierowana w kierunku ruchu (kierunek przedni).
  7. Wybrać „3D Perspective” z listy widoków w panelu „View”. W sekcji „Set Volume Origin” kliknąć przycisk startu, a następnie przycisk „Set Origin”, aby ustawić początek układu współrzędnych obszaru przechwytywania.
  8. Poprosić badanego o wejście na platformę sił. Zweryfikować, czy kierunek wektora reakcji podłoża wyświetlany w panelu widoku jest skierowany w górę oraz czy wartość składowej pionowej siły jest równa masie ciała × 9,81. Poprosić badanego o zejście z platformy sił.
  9. W drzewie „System Resources” kliknąć prawym przyciskiem myszy węzeł „Force Platform” i wybrać z menu kontekstowego opcję „Zero Level”, aby skalibrować platformę sił. Kliknąć węzeł „Connectivity” w zakładce „System” w panelu „Resources”. W panelu „Properties” węzła „Connectivity” wpisać „1 000” w polu „Requested Frame Rate” w sekcji „Settings”, aby ustawić częstotliwość próbkowania na 1 000 Hz.
  10. Przygotować 16 pasywnych znaczników retrorefleksyjnych (średnica: 14 mm), przyklejając je pojedynczo do jednej strony dwustronnej taśmy klejącej.

2. Przygotowanie obiektu

  1. Zorganizuj wyniki ankiety dotyczącej doświadczeń w noszeniu butów na wysokim obcasie, obejmujące częstotliwość, czas trwania, rodzaje obcasów oraz wysokość obcasów, które należy przekazać każdemu ochotnikowi.
    UWAGA: Pytania w ankiecie: (i) Jak często nosi Pani buty na wysokim obcasie? (ii) Przez ile godzin/minut nosi Pani buty na wysokim obcasie podczas jednego razu? (iii) Jaki rodzaj butów na wysokim obcasie zazwyczaj Pani nosi? Obcasy klinowe czy szpilki? (iv) Jaką wysokość obcasa mają buty, które Pani zazwyczaj nosi? W badaniu tym wzięło udział 36 młodych kobiet, jednak 14 z nich wykluczono z różnych powodów: dyskomfort podczas noszenia butów eksperymentalnych (4), haluks (3), doświadczenie w noszeniu wyłącznie obcasów klinowych (3), nieprawidłowy chód w środowisku eksperymentalnym (2) oraz nieobecność w dniu testu (2).
  2. Uzyskać pisemną świadomą zgodę od uczestnika spełniającego kryteria włączenia.
    UWAGA: Kryteria włączenia były następujące: brak schorzeń układu mięśniowo-szkieletowego, które mogłyby wpływać na prawidłowy chód podczas truchtu i biegu; poczucie komfortu w oferowanym obuwiu eksperymentalnym; dominacja prawej stopy; rozmiar 37 (EUR). Grupa EW (wiek: 24,2 ± 1,2 roku; wzrost: 160 ± 2,2 cm; masa ciała: 51,6 ± 2,6 kg) nosiła obuwie na wąskich obcasach o wysokości 3–6 cm minimum trzy dni w tygodniu (6 h dziennie) przez co najmniej dwa lata, natomiast grupa IEW (wiek: 23,7 ± 1,3 roku; wzrost: 162,3 ± 2,3 cm; masa ciała: 52,6 ± 4,5 kg) nosiła obuwie na wysokim obcasie rzadziej niż dwa razy w miesiącu.
  3. Poproś badanych o przebranie się w dopasowane spodnie i koszulkę.
  4. Zmierz wzrost badanych w pozycji stojącej (mm) oraz masę ciała (kg). Zmierz długość kończyny dolnej (t. j. odległość między kolcem biodrowym górnym a kłykciem przyśrodkowym kostki, w mm), szerokość kolana (t. j. na odległość między przyśrodkowym a bocznym kłykciem kości udowej w stawie kolanowym (w mm) oraz szerokość kostki (tj. odległość między przyśrodkowym a bocznym kłykciem kostki, w mm) za pomocą suwmiarki.
  5. Przygotować obszary skóry w miejscach anatomicznych punktów orientacyjnych do umieszczenia markerów.
    1. W razie potrzeby należy ogolić owłosienie ciała, a następnie użyć gazików nasączonych alkoholem, aby usunąć nadmiar potu i kremów nawilżających.
      UWAGA: Lokalizacje markerów obejmują: kolce biodrowe przednie górne (LASI/RASI), kolce biodrowe tylne górne (LPSI/RPSI), boczną część połowy uda (LTHI/RTHI), boczne kłykcie stawu kolanowego (LKNE/RKNE), boczną część połowy podudzia (LTIB/RTIB), kostki boczne (LANK/RANK), głowy drugiej kości śródstopia (LTOE/RTOE) oraz kości piętowe (LHEE/RHEE), gdzie przedrostki L i R oznaczają odpowiednio lewą i prawą nogę.
  6. Przeprowadź palpację w celu zidentyfikowania punktów orientacyjnych anatomii. Zakreśl każdy punkt na skórze za pomocą pisaka do znakowania. Przymocuj 16 pasywnych markerów odblaskowych do punktów orientacyjnych po obu stronach kończyn dolnych, używając dwustronnej taśmy klejącej.
  7. Poproś badanych o przebranie się w obuwie eksperymentalne (wysokość obcasa: 4,5 cm), a następnie o swobodne chodzenie, trucht i bieg wzdłuż bieżni, aż poczują się fizjologicznie i psychologicznie komfortowo z kamerami oraz markerami umieszczonymi na kończynach dolnych (t. j. nie wywiera wpływu na uczestników, a oni mają odczucie, że chodzą, truchtają i biegają w sposób naturalny.
  8. Poproś badanych o trucht po wybiegu z niewielką, komfortową prędkością, aż do momentu uzyskania stabilnego tempa. Poinstruuj badanych, aby wykonali trening progresywny (np. podejmowanie wysiłku w celu truchtania z progresywnie zwiększającą się prędkością na bieżni, w bezpiecznym i komfortowym zakresie).
  9. Poproś ich o ćwiczenie biegu po podłożu wzdłuż pasa startowego z komfortową, wysoką prędkością, aż będą w stanie biec stabilnie z tą prędkością.
  10. Należy poinstruować badanych, aby kilkakrotnie spróbowali rozpocząć trucht/bieg z różnych linii startowych w obrębie obszaru startowego w celu znalezienia odpowiedniej pozycji wyjściowej, tak aby prawa stopa w sposób naturalny uderzała i w pełni stykała się z platformą dynamometryczną podczas przebiegania przez nią.

Schemat układu do analizy ruchu z platformą dynamometryczną, kamerami do przechwytywania ruchu oraz kierunkiem toru ruchu.
Rycina 1: Protokół eksperymentalny. 8 kamer na podczerwień rejestruje ruch kończyn dolnych podczas truchtu i biegu badanego wzdłuż toru. Prawa stopa w sposób naturalny uderza i w pełni styka się z platformą dynamometryczną podczas przechodzenia przez nią. Dane kinematyczne i kinetyczne były zbierane synchronicznie. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

3. Kalibracja statyczna

  1. Kliknij przycisk „New Database” na pasku narzędzi, aby utworzyć nową bazę danych. Kliknij przycisk „Data Management” na pasku narzędzi, aby otworzyć panel „Data Management”. W panelu „Data Management” kliknij kolejno przyciski „New Patient Classification”, „New Patient” oraz „New Session”. Wróć do panelu „Resources”, kliknij przycisk „Create a new subject”, aby utworzyć nowy obiekt badań, a następnie wprowadź wartości wszystkich pomiarów antropometrycznych (np. wzrost, masa ciała, długość nogi, szerokość kolana i szerokość kostki) w panelu „Properties” dla nowo utworzonego obiektu.
  2. Kliknij przycisk „Go Live” w panelu „Resources”. Kliknij przycisk „Split horizontally” w panelu „View” i wybierz „Graph” z listy widoków w nowym panelu „View”. Z rozwijanej listy „Model Output” wybierz „Trajectory Count”.
    1. Potwierdź, że liczba markerów w panelu widoku „Graph” wynosi 16 i że ta sama liczba markerów jest widoczna w panelu widoku „3D Perspective”, co oznacza, że wszystkie markery na kończynie dolnej zostały poprawnie zarejestrowane.
  3. Kliknij przycisk „Subject Preparation” w panelu „Tool”.
  4. Poproś badanego o przyjęcie nieruchomej, neutralnej pozy w centrum obszaru przechwytywania w celu zarejestrowania danych statycznych.
    1. Kliknij przycisk „Start” w sekcji przechwytywania obiektu, zarejestruj około 150 klatek, a następnie kliknij przycisk „Stop”.
      UWAGA: Po kliknięciu przycisk „Start” automatycznie zmienia się w przycisk „Stop”.
  5. Kliknij przycisk „Reconstruct” na pasku narzędzi, aby wyświetlić przechwycone markery. Kliknij przycisk „Label” w panelu „Tool” i ręcznie przypisz etykiety (łącznie 16) wymienione w sekcji „Manual Labeling” do odpowiadających im markerów w panelu widoku „3D Perspective”. Naciśnij klawisz „Esc” na klawiaturze, aby wyjść.
  6. W rozwijanej liście „Pipeline” w sekcji „Subject Calibration” wybierz „Static”. Zaznacz opcje „Left Foot” i „Right Foot” w panelu „Static Settings”. Kliknij przycisk „Start” w sekcji „Subject Calibration”.

4. Próby dynamiczne

  1. Poproś badanego o zajęcie odpowiedniej pozycji startowej.
  2. Kliknij przycisk „Go Live” w panelu „Resources”. Kliknij przycisk „Capture” w panelu „Tool”. Edytuj „Trial Name” w sekcji „Next Trial Setup”.
  3. Kliknij przycisk „Start” w sekcji „Capture”, aby rozpocząć rejestrację, a następnie niezwłocznie wydaj badanemu polecenie ustne „Zacznij truchtać/Zacznij biec”. Upewnij się, że prawa stopa w naturalny sposób uderza i w pełni styka się z platformą dynamometryczną podczas przechodzenia przez nią ( Rysunek 1).
    1. W przypadku prób truchtania poproś badanych o truchtanie z wygodną, niską prędkością, z którą byli zaznajomieni podczas przygotowań; w przypadku prób biegu poproś badanych o bieg z wygodną, wysoką prędkością, z którą byli zaznajomieni podczas przygotowań. Przewidź 2-minutową przerwę między dwiema próbami.
    2. Zarejestruj co najmniej 3 pełne, następujące po sobie kroki, w tym krok na platformie dynamometrycznej.
      UWAGA: Próby truchtania i biegu są wykonywane w sposób losowy. Dla każdej prędkości poproś badanych o powtórzenie 5 prób. Przerwij rejestrację w przypadku przesunięcia się lub odpadnięcia markera bądź wystąpienia nieprawidłowego chodu. W przypadku przesunięcia się lub odpadnięcia markerów, przymocuj je ponownie do wcześniej wyznaczonego punktu na skórze.

Interfejs konfiguracji próby; narzędzie do zarządzania sesjami, przechwytywania danych i konfiguracji analizy.
Rysunek 2: Interfejs użytkownika do dynamicznego gromadzenia danych. Kliknij tutaj, aby zobaczyć powiększoną wersję tego rysunku.

  1. Kliknij przycisk „Stop” w sekcji „Capture” po tym, jak badany dobiegnie/dojdzie do końca bieżni. Patrz Rysunek 2.
    UWAGA: Przycisk „Start” w sekcji „Capture” automatycznie zmienia się w „Stop” po jego kliknięciu.

5. Przetwarzanie końcowe przy użyciu autorskiego oprogramowania do śledzenia

  1. Kliknij przycisk „Data Management” na pasku narzędzi. W panelu „Data Management” dwukrotnie kliknij nazwę próby. Kliknij przyciski „Reconstruct” i „Label” na pasku narzędzi, aby zrekonstruować dynamiczny model 3D i uzyskać dane z nagrania.
  2. Na pasku czasu przesuń wskaźnik lewej granicy (niebieski trójkąt) na osi czasu do klatki, w której prawa stopa uderza o platformę dynamometryczną. Wybierz tę klatkę w momencie pojawienia się wektora siły pionowej w panelu podglądu.
    1. Przesuń wskaźnik prawej granicy (niebieski trójkąt) na osi czasu do klatki, w której występuje następne uderzenie pięty prawej stopy.
      UWAGA: Wybór tej klatki zależy od szczegółowej subiektywnej oceny badaczy w odniesieniu do momentu, w którym nie występuje przemieszczenie góra-dół markera pięty prawej stopy.
  3. Kliknij prawym przyciskiem myszy na pasku czasu i wybierz „Zoom to Region-of-Interest” z menu „Context”, aby zdefiniować pożądane klatki.
  4. Kliknij przycisk „Label” w panelu „Tool”. W sekcji „Gap Filling” kliknij markery, których trajektorie zawierają luki wymienione w kolumnie „Trajectory”, a następnie kliknij przycisk „Fill” narzędzia „Spline Fill”.
    UWAGA: Liczba luk jest wymieniona w kolumnie „#Gaps”. Kliknięcie przycisku „Fill” narzędzia „Spline Fill” uzupełnia jedną lukę. Metodę „Spline Fill” można zazwyczaj stosować dla luk o długości mniejszej lub równej 60 klatkom.
  5. Kliknij przycisk „Pipeline” w panelu „Tool”. Wybierz „Dynamic” z listy „Current Pipeline”. Przesuń wskaźnik (niebieski suwak) wzdłuż osi czasu do ostatniej klatki. Kliknij przycisk „Run”, aby uruchomić proces potoku i wyeksportować dynamiczne próby w formacie .csv do późniejszego przetwarzania w oprogramowaniu do analizy danych.

6. Analiza danych

  1. Przefiltruj dane kinematyczne i kinetyczne filtrem dolnoprzepustowym o wartości 4thfiltry Butterwortha odpowiednio drugiego rzędu z częstotliwościami odcięcia 10 Hz i 25 Hz13 (patrz na Tabela materiałów).
  2. Przemnożenie przemieszczenia przednio-górnego znacznika na prawej kolcu biodrowym przednio-górnym przez odpowiadający mu czas w celu obliczenia prędkości truchtu/biegu.
    1. Długość kroku zdefiniuj jako przemieszczenie w płaszczyźnie przednio-tylnej markerów na prawej pięcie pomiędzy kolejnymi zdarzeniami kontaktu pięty z podłożem. Częstotliwość kroku zdefiniuj jako odwrotność czasu trwania cyklu chodu.
  3. Zdefiniuj różnicę między kątem szczytowym a kątem dolinowym podczas fazy podporu jako zakres ruchu (ROM) stawu.
  4. Oblicz średnią pionową szybkość obciążania, wyznaczając nachylenie krzywej zależności pionowej siły reakcji podłoża (GRF) od czasu w przedziale od 20% do 80% czasu trwania fazy podporu, licząc od momentu pierwszego kontaktu do wystąpienia siły uderzenia.14.
    UWAGA: Moment pierwszego kontaktu z podłożem należy zdefiniować jako chwilę, w której pionowa siła reakcji podłoża (GRF) konsekwentnie przekraczała wartość 0 N.
  5. Znormalizuj pionową siłę reakcji podłoża (GRF) do masy ciała (BW%).
  6. Najpierw oblicz średnią z 5 prób dla każdego badanego, a następnie wyciągnij średnią z tych wyników dla wszystkich badanych.
    UWAGA: Parametry obejmują prędkość truchtu i biegu, długość kroku, częstotliwość kroków, kąty w stawach (t. j. staw skokowy, kolanowy i biodrowy) 3D (zakres ruchu) i kąt szczytowy podczas fazy podporu, kąt w momencie kontaktu pięty z podłożem w płaszczyźnie strzałkowej, siła uderzenia (Fi), siła szczytowa (Fp), oraz pionowej średniej szybkości obciążania (VALR).
  7. Przenieś dane do oprogramowania statystycznego w celu przeprowadzenia analizy statystycznej.

7. Analiza statystyczna

  1. Przeprowadź dwa oddzielne testy t dla prób niezależnych, aby ocenić wpływ doświadczenia w noszeniu. Przeprowadź dwa oddzielne testy t dla prób zależnych, aby ocenić wpływ prędkości biegu na kinematykę kończyn dolnych oraz GRF. Wyniki statystyczne uznaj za istotne, jeśli p <0,05.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Wszystkie wyniki przedstawiono jako średnią ± odchylenie standardowe. Prędkość biegu była istotnie większa niż prędkość truchtu, niezależnie od doświadczenia w noszeniu obuwia (EW: trucht vs. bieg: 2,50 ± 0,14 vs. 3,05 ± 0,14, p = 0,010; IEW: trucht vs. bieg: 2,24 ± 0,26 vs. 2,84 ± 0,29, p = 0,028; w m/s) (Tabela 1). Nie stwierdzono istotnej różnicy w odpowiednich prędkościach truchtu/biegu pomiędzy EW a IEW. Ogólnie r...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

Jedną z wad większości badań, które analizują biomechanikę chodu na wysokich obcasach, jest ignorowanie możliwego znaczenia doświadczenia w noszeniu wysokich obcasów12. W badaniu tym podzielono badanych na grupy osób regularnie i okazjonalnie noszących buty, aby zbadać wpływ noszenia butów na wysokim obcasie na kinematykę kończyn dolnych i GRF podczas umiarkowanego joggingu i biegania na wysokim obcasie.

EW i IEW wykazały porównywalne prędkości joggingu/biegu. W porówna...

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

To badanie jest sponsorowane przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (81301600), K. C. Wong Magna Fund na Uniwersytecie Ningbo, Narodową Fundację Nauk Społecznych Chin (16BTY085), Zhejiang Social Science Program "Zhi Jiang youth project" (16ZJQN021YB), Loctek Ergonomic Technology Corp oraz Anta Sports Products Limited.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Kamery śledzące ruchOxford Metrics Ltd., Oxford, Wielka BrytaniaKamery MXn= 8
Vicon Nexus Oxford Metrics Ltd., Oxford, Wielka BrytaniaWersja 1.4.116Zastrzeżone oprogramowanie śledzące (szablon PlugInGait)
DongleOxford Metrics Ltd., Oxford, Wielka Brytania-
MX Ultranet HDOxford Metrics Ltd., Oksford, Wielka Brytania--
Vicon Datastation ADC Oxford Metrics Ltd., Oxford, Wielka Brytania-Zewnętrznypasywny
znacznik odblaskowyADC Oxford Metrics Ltd., Oxford, WielkaBrytania-n=16; Średnica=14 mm 
Wzmacniacz Force PlatformKistler, Szwajcaria5165An=1
Force PlatformKistler, Szwajcaria9287Cn=1
T-FrameOxford Metrics Ltd., Oxford, Wielka Brytania
-Podwójna taśma klejącaOxford Metrics Ltd., Oxford, Wielka Brytania-Domocowania markerów do skóry
umiarkowanego buta na wysokim obcasieDaphne, Hongkong13085015Wysokość obcasa: 4,5cm; Rozmiar:37EURO
Microsoft Excel Microsoft Corporation, Stany Zjednoczone,wersja 2010Do danych i obliczeń filtrowania dolnoprzepustowego; Dodatek:Butterworth.xla
Pochodzenie OriginLab Corporation, Stany ZjednoczoneWersja 9.0Wykres GRF-krzywa czasu
Stata Stata Corp, College station, TXWersja 12.0Analiza statystyczna
--

Bibliografia

  1. Barkema, D. D., Derrick, T. R., Martin, P. E. Heel height affects lower extremity frontal plane joint moments during walking. Gait Posture. 35 (3), 483-488 (2012).
  2. Hong, W. H., Lee, Y. H., Chen, H. C., Pei, Y. C., Wu, C. Y. Influence of heel height and shoe insert on comfort perception and biomechanical performance of young female adults during walking. Foot Ankle Int. 26 (12), 1042-1048 (2005).
  3. Baker, R. Gait analysis methods in rehabilitation. J Neuroeng Rehabil. 3 (1), (2006).
  4. Galna, B., et al. Accuracy of the Microsoft Kinect sensor for measuring movement in people with Parkinson's disease. Gait Posture. 39 (4), 1062-1068 (2014).
  5. Esenyel, M., Walsh, K., Walden, J. G., Gitter, A. Kinetics of high-heeled gait. J Am Podiatri Med Assocn. 93 (1), 27-32 (2003).
  6. Cronin, N. J., Barrett, R. S., Carty, C. P. Long-term use of high-heeled shoes alters the neuromechanics of human walking. J Appl Physiol. 112 (6), 1054-1058 (2012).
  7. Mika, A., Oleksy, Ł, Mika, P., Marchewka, A., Clark, B. C. The influence of heel height on lower extremity kinematics and leg muscle activity during gait in young and middle-aged women. Gait Posture. 35 (4), 677-680 (2012).
  8. Snow, R. E., Williams, K. R. High heeled shoes: their effect on center of mass position, posture, three-dimensional kinematics, rearfoot motion, and ground reaction forces. Arch Phys Med Rehabil. 75 (5), 568-576 (1994).
  9. Gu, Y., Zhang, Y., Shen, W. Lower extremities kinematics variety of young women jogging with different heel height. Int J Biomed Eng Technol. 12 (3), 240-251 (2013).
  10. Zöllner, A. M., Pok, J. M., McWalter, E. J., Gold, G. E., Kuhl, E. On high heels and short muscles: A multiscale model for sarcomere loss in the gastrocnemius muscle. J Theor Biol. 365, 301-310 (2015).
  11. Opila-Correia, K. Kinematics of high-heeled gait with consideration for age and experience of wearers. Arch Phys Med Rehabil. 71 (11), 905-909 (1990).
  12. Cronin, N. J. The effects of high heeled shoes on female gait: A review. J Electromyogr Kinesiol. 24 (2), 258-263 (2014).
  13. Jones, G. D., James, D. C., Thacker, M., Green, D. A. Sit-to-stand-and-walk from 120% Knee Height: A Novel Approach to Assess Dynamic Postural Control Independent of Lead-limb. J Vis Exp. (114), e54323(2016).
  14. Goss, D. L., et al. Lower extremity biomechanics and self-reported foot-strike patterns among runners in traditional and minimalist shoes. J Athl Train. 50 (6), 603-611 (2015).
  15. Chien, H. L., Lu, T. W., Liu, M. W. Effects of long-term wearing of high-heeled shoes on the control of the body's center of mass motion in relation to the center of pressure during walking. Gait Posture. 39 (4), 1045-1050 (2014).
  16. Chien, H. L., Lu, T. W., Liu, M. W., Hong, S. W., Kuo, C. C. Kinematic and Kinetic Adaptations in the Lower Extremities of Experienced Wearers during High-Heeled Gait. BME. 26 (3), 1450042(2014).
  17. Novacheck, T. F. The biomechanics of running. Gait Posture. 7 (1), 77-95 (1998).
  18. Powell, D. W., Williams, D. B., Windsor, B., Butler, R. J., Zhang, S. Ankle work and dynamic joint stiffness in high-compared to low-arched athletes during a barefoot running task. Hum Mov Sci. 34, 147-156 (2014).
  19. Robbins, S. E., Gouw, G. J., Hanna, A. M. Running-related injury prevention through innate impact-moderating behavior. Med Sci Sports Exerc. 21 (2), 130-139 (1989).
  20. Simonsen, E. B., et al. Walking on high heels changes muscle activity and the dynamics of human walking significantly. J Appl Biomech. 28 (1), 20-28 (2012).
  21. Stefanyshyn, D. J., Nigg, B. M., Fisher, V., O'Flynn, B., Liu, W. The influence of high heeled shoes on kinematics, kinetics, and muscle EMG of normal female gait. J Appl Biomech. 16 (3), 309-319 (2000).
  22. Kerrigan, D. C., Lelas, J. L., Karvosky, M. E. Women's shoes and knee osteoarthritis. Lancet. 357 (9262), 1097-1098 (2001).
  23. Kerrigan, D. C., et al. Moderate-heeled shoes and knee joint torques relevant to the development and progression of knee osteoarthritis. Arch Phys Med Rehabil. 86 (5), 871-875 (2005).
  24. Beynnon, B. D., et al. The strain behavior of the anterior cruciate ligament during squatting and active flexion-extension a comparison of an open and a closed kinetic chain exercise. Am J Sports. 25 (6), 823-829 (1997).
  25. Fleming, B. C., et al. The gastrocnemius muscle is an antagonist of the anterior cruciate ligament. J Orthop Res. 19 (6), 1178-1184 (2001).
  26. Schipplein, O., Andriacchi, T. Interaction between active and passive knee stabilizers during level walking. J Orthop Res. 9 (1), 113-119 (1991).
  27. Baliunas, A., et al. Increased knee joint loads during walking are present in subjects with knee osteoarthritis. Osteoarthr Cartil. 10 (7), 573-579 (2002).
  28. Payne, C., Munteanu, S., Miller, K. Position of the subtalar joint axis and resistance of the rearfoot to supination. J Am Podiatr Med Assoc. 93 (2), 131-135 (2014).
  29. Cheung, R. T., Rainbow, M. J. Landing pattern and vertical loading rates during first attempt of barefoot running in habitual shod runners. Hum Mov Sci. 34, 120-127 (2014).
  30. Lieberman, D. E., et al. Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature. 463 (7280), 531-535 (2010).
  31. Voloshin, A., Loy, D. Biomechanical evaluation and management of the shock waves resulting from the high-heel gait: I-temporal domain study. Gait Posture. 2 (2), 117-122 (1994).
  32. Kerrigan, D. C., Todd, M. K., Riley, P. O. Knee osteoarthritis and high-heeled shoes. Lancet. 351 (9113), 1399-1401 (1998).
  33. Gu, Y., et al. Plantar pressure distribution character in young female with mild hallux valgus wearing high-heeled shoes. J Med Mech Biol. 14 (01), (2014).
  34. Yu, J., et al. Development of a finite element model of female foot for high-heeled shoe design. Clinical Biomechanics. 23, S31-S38 (2008).

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Tagi

Biomechanika kończyn dolnychtrójwymiarowa analiza ruchusiła reakcji podłożaplatforma dynamometrycznazakres ruchu w stawieszybkość obciążaniadoświadczeni użytkownicyniedoświadczeni użytkownicytrening progresywny
Wykorzystanie złotego standardu metod analizy chodu do oceny wpływu doświadczenia na mechanikę kończyn dolnych podczas umiarkowanego joggingu i biegania na wysokich obcasach
Skontaktuj się z nami
Poleć bibliotece

Prywatność

Warunki korzystania z usługi

Zasady

Prawa autorskie © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.