Artykuł metodologiczny

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

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To badanie zostało zatwierdzone przez Komitet ds. Etyki Człowieka Uniwersytetu Ningbo (ARGH20150356). Wszyscy uczestnicy wyrazili świadomą zgodę na włączenie do badania i zostali poinformowani o celu, wymaganiach i procedurach eksperymentalnych badania.

1. Przygotowanie laboratoryjne chodu

  1. Wyłącz wszystkie żarówki i pozostaw rozsądny poziom oświetlenia fluorescencyjnego w laboratorium. Usuń wszystkie znaczniki i niechciane obiekty odbić, które mogą zostać błędnie zinterpretowane jako pasywne znaczniki odblaskowe z objętości przechwytywania.
  2. Podłącz odpowiedni klucz sprzętowy do portu równoległego komputera. Włącz kamery do przechwytywania ruchu, zastrzeżone oprogramowanie śledzące, wzmacniacze platformy siłowej i zewnętrzny przetwornik analogowo-cyfrowy (ADC).
    1. Poczekaj na zainicjowanie 8 kamer. Kliknij węzeł "System lokalny" na karcie "System" w okienku "Zasoby". W okienku "Właściwości" węzła "System lokalny" wpisz "100" we właściwości "Żądana liczba klatek na sekundę" w sekcji "System", aby ustawić częstotliwość próbkowania na 100 Hz.
  3. Wybierz "Kamera" z listy widoków w okienku "Widok". Umieść ramę T, która składa się z 5 znaczników znajdujących się w stałej odległości od siebie, na platformie siłowej.
    1. W drzewie "Zasoby systemowe" rozwiń węzeł "Kamery", a następnie naciśnij i przytrzymaj CTRL, klikając każdą kamerę wymienioną w węźle. W okienku "Właściwości" węzła "Kamery" przesuń pasek "Intensywność stroboskopu" w sekcji "Ustawienia" w lewo lub w prawo dla każdej kamery, aby upewnić się, że dane z każdej kamery są całkowicie, wyraźnie i stale widoczne w okienku "Widok".
  4. Kliknij przycisk "Przygotowanie systemu" w okienku "Narzędzie". Kliknij przycisk "Start" w sekcji "Kalibruj kamery", a następniefizycznie machaj różdżką kalibracyjną (ramka T) w objętości przechwytywania w pionowej ósemce, poruszając się po obszarze przeznaczonym do przechwytywania danych 3D. Przestań machać, gdy niebieskie kontrolki stanu z przodu aparatu przestaną migać.
  5. W sekcji "Informacje zwrotne dotyczące kalibracji kamery" w okienku "Narzędzie" monitoruj pasek postępu, aż proces kalibracji kamery zostanie zakończony. Przejrzyj dane "Błąd obrazu"; Dopuszczalny błąd obrazu dla każdej kamery powinien być mniejszy niż 0,3.
  6. Umieść ramę T na podłodze, tak aby środkowy znacznik znajdował się w lewym górnym rogu platformy siłowej (60 cm × 90 cm), a osie ramy wzdłuż krawędzi platformy siłowej. Upewnij się, że długa oś ramy jest skierowana w kierunku jazdy (kierunek przedni).
  7. Wybierz "Perspektywa 3D" z listy widoków w panelu "Widok". W sekcji "Ustaw początek woluminu" kliknij przycisk Start i kliknij przycisk "Ustaw początek", aby ustawić początek woluminu przechwytywania.
  8. Poproś badanego, aby wszedł na platformę siłową. Sprawdź, czy kierunek wektora reakcji podłoża wyświetlany w okienku widoku jest skierowany w górę i czy wielkość składowej siły pionowej jest równa masie ciała x 9,81. Poproś testera, aby odszedł od platformy siłowej.
  9. W drzewie "Zasoby systemowe" kliknij prawym przyciskiem myszy węzeł "Force Platform" i wybierz "Poziom zerowy" z menu "Kontekstowego", aby skalibrować platformę sił. Kliknij węzeł "Łączność" na karcie "System" w okienku "Zasoby". W okienku "Właściwości" węzła "Łączność" wpisz "1,000" we właściwości "Żądana liczba klatek na sekundę" w sekcji "Ustawienia", aby ustawić częstotliwość próbkowania na 1,000 Hz.
  10. Przygotuj 16 pasywnych znaczników odblaskowych (średnica: 14 mm), przymocowując je pojedynczo do jednej strony dwustronnej taśmy klejącej.

2. Przygotowanie przedmiotu

  1. Uporządkuj wyniki ankiety na temat doświadczeń związanych z noszeniem butów na wysokim obcasie, w tym częstotliwość, czas trwania, typy obcasów i wysokości obcasa, które powinny być przekazane każdemu ochotnikowi.
    UWAGA: Pytania w ankiecie: (i) Jak często nosisz buty na wysokim obcasie? (ii) Ile godzin na minutę nosisz za każdym razem w butach na wysokim obcasie? (iii) Jakie buty na wysokim obcasie zwykle nosisz? Obcas na koturnie czy szpilka? (iv) Jak wysoki jest but, który zwykle nosisz? W tym przypadku 36 młodych samic zgłosiło się na ochotnika do udziału w tym teście, ale 14 z nich zostało wykluczonych z różnych powodów: uczucie dyskomfortu w eksperymentalnym bucie (4), paluch koślawy (3), doświadczenie tylko z obcasem na koturnie (3), nieprawidłowy chód w środowisku eksperymentalnym (2) i nieobecność w dniu testu (2).
  2. Uzyskaj pisemną świadomą zgodę od uczestnika, który spełnia kryteria włączenia.
    UWAGA: Kryteria włączenia są następujące: brak zaburzeń układu mięśniowo-szkieletowego, które mogą wpływać na normalny chód joggingowy i biegowy; czując się komfortowo w oferowanym eksperymentalnym bucie; dominacja prawej stopy; i rozmiar 37 (EUR) EW (wiek: 24,2 ± 1,2 roku; wzrost: 160 ± 2,2 cm; masa: 51,6 ± 2,6 kg) nosić buty na wąskim obcasie o wysokości 3-6 cm przez minimum trzy dni w tygodniu (6 h dziennie) przez co najmniej dwa lata, natomiast IEW (wiek: 23,7 ± 1,3 roku; wzrost: 162,3 ± 2,3 cm; masa: 52,6 ± 4,5 kg) nosi buty na wysokim obcasie rzadziej niż dwa razy w miesiącu.
  3. Poproś badanych, aby przebrali się w obcisłe spodnie i koszulkę.
  4. Zmierz wysokość stania (mm) i masę ciała (kg) badanych. Zmierz długość nogi (tj. odległość między kręgosłupem biodrowym górnym a kłykciem wewnętrznym kostki, w mm), szerokość kolana (tj. odległość między kłykciem przyśrodkowym i bocznym kolana, w mm) i szerokość kostki (tj. odległość między kłykciem przyśrodkowym i bocznym stawu skokowego, w mm) za pomocą suwmiarki.
  5. Przygotuj obszary skóry anatomicznych kostnych punktów orientacyjnych do umieszczenia znacznika.
    1. W razie potrzeby ogolić włosy na ciele i użyć chusteczek nasączonych alkoholem, aby usunąć nadmiar potu i kremu nawilżającego.
      UWAGA: Lokalizacje markerów obejmują: przednio-górny kręgosłup biodrowy (LASI/RASI), tylno-górny kręgosłup biodrowy (LPSI/RPSI), boczną środkową część uda (LTHI/RTHI), boczny kłykieć kolana (LKNE/RKNE), boczną środkową trzonek (LTIB/RTIB), kostkę boczną (LANK/RANK), drugą głowę śródstopia (LTOE/RTOE) i kość piętową (LHEE/RHEE), gdzie przedrostki L i R wskazują odpowiednio nogę lewą i jazdową.
  6. Badanie palpacyjne w celu identyfikacji anatomicznego punktu orientacyjnego. Zakreśl każdy punkt orientacyjny na skórze za pomocą pisaka do znakowania. Przymocuj 16 pasywnych znaczników odblaskowych do punktów orientacyjnych po obu stronach kończyn dolnych za pomocą dwustronnej taśmy klejącej.
  7. Poproś badanych, aby przebrali się w eksperymentalny but (wysokość obcasa: 4,5 cm), a następnie chodzili, truchtali i biegali swobodnie po wybiegu, aż poczują się fizjologicznie i psychicznie komfortowo z kamerami i markerami na kończynach dolnych (tj. bez wpływu na uczestników) i poczują się, jakby chodzili, biegali i biegali naturalnie.
  8. Poproś badanych, aby ćwiczyli trucht wzdłuż pasa startowego z wygodną, niską prędkością, dopóki nie będą w stanie truchtać równomiernie. Poinstruuj badanych, aby wykonywali trening progresywny (np. starali się biegać ze stopniowo rosnącą prędkością na bieżni w bezpiecznym i wygodnym zakresie).
  9. Poproś ich, aby ćwiczyli bieganie po ziemi wzdłuż pasa startowego z wygodną dużą prędkością, dopóki nie będą w stanie biec stabilnie z tą prędkością.
  10. Poinstruuj badanych, aby spróbowali kilkakrotnie rozpocząć trucht/bieg z różnych linii startowych w obszarze startowym, aby znaleźć odpowiednią pozycję wyjściową, upewniając się, że prawa stopa w naturalny sposób uderza i całkowicie styka się z platformą siłową podczas przechodzenia obok.

figure-protocol-1
Rysunek 1: Protokół eksperymentalny. 8 kamer na podczerwień rejestruje ruch kończyn dolnych, podczas gdy obiekt biegnie i biegnie wzdłuż pasa startowego. Prawa stopa w naturalny sposób uderza i całkowicie styka się z platformą siłową podczas przechodzenia obok. Dane kinematyczne i kinetyczne zbierano synchronicznie. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

3. Kalibracja statyczna

  1. Kliknij przycisk "Nowa baza danych" na pasku narzędzi, aby utworzyć nową bazę danych. Kliknij przycisk "Zarządzanie danymi" na pasku narzędzi, aby otworzyć panel "Zarządzanie danymi". W okienku "Zarządzanie danymi" kliknij kolejno przyciski "Klasyfikacja nowego pacjenta", "Nowy pacjent" i "Nowa sesja". Wróć do okienka "Zasoby", kliknij przycisk "Utwórz nowy temat", aby utworzyć nowy temat, a następnie wprowadź wartości wszystkich pomiarów antropometrycznych (np. wzrostu, wagi, długości nóg, szerokości kolan i szerokości kostek) w okienku "Właściwości" dla nowo utworzonego tematu.
  2. Kliknij przycisk "Transmituj na żywo" w okienku "Zasoby". Kliknij przycisk "Podziel w poziomie" w okienku "Widok" i wybierz "Wykres" z listy widoków w nowym okienku "Widok". Wybierz "Liczba trajektorii" z listy rozwijanej "Dane wyjściowe modelu".
    1. Upewnij się, że liczba znaczników w okienku widoku "Wykres" wynosi 16 i że taka sama liczba znaczników jest widoczna w okienku widoku "Perspektywa 3D", co oznacza, że żadne znaczniki na kończynie dolnej nie zostały przechwycone.
  3. Kliknij przycisk "Przygotowanie tematu" w okienku "Narzędzia".
  4. Poproś osobę, aby stanęła w nieruchomej, neutralnej pozie na środku przestrzeni przechwytywania, aby uchwycić dane statyczne.
    1. Kliknij przycisk "Start" w sekcji przechwytywania tematu, przechwyć około 150 klatek i kliknij przycisk "Zatrzymaj".
      UWAGA: Przycisk "Start" automatycznie przełącza się na "Stop" po jego kliknięciu.
  5. Kliknij przycisk "Rekonstruuj" na pasku narzędzi, aby wyświetlić przechwycone znaczniki. Kliknij przycisk "Etykieta" w panelu "Narzędzie" i ręcznie przypisz etykiety (w sumie 16) wymienione w sekcji "Etykietowanie ręczne" do odpowiednich znaczników w okienku widoku "Perspektywa 3D". Naciśnij "Esc" na klawiaturze, aby wyjść.
  6. Wybierz "Statyczny" z listy rozwijanej "Potok" w sekcji "Kalibracja obiektu". Sprawdź opcje "Lewa stopa" i "Prawa stopa" w okienku "Ustawienia statyczne". Kliknij przycisk "Start" w sekcji "Kalibracja obiektu".

4. Próby dynamiczne

  1. Poproś osobę, aby stanęła w odpowiedniej pozycji wyjściowej.
  2. Kliknij przycisk "Transmituj na żywo" w okienku "Zasoby". Kliknij przycisk "Przechwyć" w okienku "Narzędzie". Edytuj "Nazwę wersji próbnej" w sekcji "Konfiguracja następnej wersji próbnej".
  3. Kliknij przycisk "Start" w sekcji "Przechwytywanie", aby rozpocząć przechwytywanie, a następnie natychmiast przekaż obiektowi ustną instrukcję "Idź pobiegać/Idź biegać". Upewnij się, że prawa stopa w naturalny sposób uderza i całkowicie styka się z platformą siłową podczas przechodzenia ( Rysunek 1).
    1. W przypadku prób joggingu poproś badanych, aby biegali z wygodną niską prędkością, którą znali podczas przygotowań; w przypadku prób biegowych, poproś badanych, aby biegali z wygodną dużą prędkością, z którą byli zaznajomieni podczas przygotowań. Pozwól na 2-minutowy odpoczynek między dwiema próbami.
    2. Przejmij co najmniej 3 pełne kolejne kroki, w tym krok na platformie siłowej.
      UWAGA: Próby joggingu i biegania są wykonywane losowo. Dla każdej prędkości poproś badanych o powtórzenie 5 prób. Anuluj przechwytywanie w przypadku przesunięcia/upadku markera lub w przypadku wystąpienia nieprawidłowego chodu. W przypadku przemieszczenia się/opadnięcia markerów, należy je ponownie przymocować do wcześniej ustalonego śladu skórnego.

figure-protocol-2
Rysunek 2: Interfejs użytkownika do dynamicznego zbierania danych. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

  1. Kliknij przycisk "Zatrzymaj się" w sekcji "Przechwytywanie" po tym, jak obiekt biegnie/biegnie do końca pasa startowego. Zobacz Rysunek 2.
    UWAGA: Przycisk "Start" w sekcji "Przechwytywanie" automatycznie przełącza się na "Zatrzymaj" po jego kliknięciu.

5. Przetwarzanie końcowe za pomocą zastrzeżonego oprogramowania śledzącego

  1. Kliknij przycisk "Zarządzanie danymi" na pasku narzędzi. W okienku "Zarządzanie danymi" kliknij dwukrotnie nazwę wersji próbnej. Kliknij przyciski "Rekonstrukcja" i "Etykieta" na pasku narzędzi, aby zrekonstruować dynamiczny model 3D i uzyskać sfilmowane dane.
  2. Na pasku czasu przesuń wskaźnik lewego zakresu (niebieski trójkąt) na osi czasu do klatki, w której prawa stopa uderza w platformę siłową. Wybierz tę klatkę zgodnie z momentem, w którym powstaje wektor siły pionowej w okienku widoku.
    1. Przesuń wskaźnik prawego zakresu (niebieski trójkąt) na osi czasu do klatki, w której następuje następne uderzenie piętą prawej stopy.
      UWAGA: Wybór tej ramy zależy od szczegółowej subiektywnej oceny badaczy w zależności od momentu, w którym nie ma przemieszczenia góra-dół prawego znacznika pięty.
  3. Kliknij prawym przyciskiem myszy pasek czasu i wybierz "Powiększ do obszaru zainteresowania" z menu "Kontekstowego", aby zdefiniować żądane ramki.
  4. Kliknij przycisk "Etykieta" w okienku "Narzędzie". W sekcji "Wypełnianie luk" kliknij znaczniki, których trajektorie zawierają luki wymienione w kolumnie "Trajektoria", a następnie kliknij przycisk "Wypełnij" w narzędziu "Wypełnienie splajnu".
    UWAGA: Liczba przerw jest podana w kolumnie "#Gaps". Kliknięcie przycisku "Wypełnij" w narzędziu "Wypełnienie splajnu" wypełnia jedną lukę. Metoda "Wypełnienie splajnu" może być zazwyczaj stosowana w przypadku wystąpień odstępów mniejszych lub równych 60 klatek.
  5. Kliknij przycisk "Rurociąg" w okienku "Narzędzie". Wybierz "Dynamiczny" z listy "Bieżący potok". Przesuń wskaźnik (niebieski suwak) wzdłuż osi czasu do ostatniej klatki. Kliknij przycisk "Uruchom", aby rozpocząć proces pipeline'u i wyeksportować dynamiczne próby in.csv formacie do przetwarzania końcowego w oprogramowaniu do analizy danych.

6. Analiza danych

    Filtrowanie dolnoprzepustowe danych kinematycznych i kinetycznych za pomocą filtrów Butterwortha 4 rzędu z częstotliwościami odcięcia odpowiednio przy 10 Hz i 25 Hz13 (patrz Tabela materiałów).
  2. Podziel przemieszczenie znacznika przednia i górna na prawym przednim górnym odcinku biodrowym kręgosłupa przez odpowiedni czas, aby obliczyć prędkość joggingu/biegu.
    1. Zdefiniuj przemieszczenie znacznika na prawej pięcie między kolejnymi uderzeniami pięty w kierunku przednio-tylnym jako długość kroku. Zdefiniuj odwrotność czasu trwania cyklu chodu jako częstotliwość kroku.
  3. Zdefiniuj różnicę między kątem szczytowym a kątem doliny podczas fazy podporu jako zakres ruchu stawu (ROM).
  4. Oblicz średnią szybkość obciążenia pionowego, definiując nachylenie pionowej krzywej GRF-czas od 20-80% czasu podparcia od pierwszego kontaktu do siły uderzenia14.
    UWAGA: Zdefiniuj początkowy kontakt jako moment, w którym pionowy GRF konsekwentnie mierzył więcej niż 0 N.
  5. Znormalizuj pionowy GRF do masy ciała (BW%).
  6. Najpierw uśrednij 5 prób z każdego uczestnika, a następnie uśrednij te wyniki dla wszystkich badanych.
    UWAGA: Parametry obejmują prędkość truchtu i biegu, długość kroku, częstotliwość kroku, staw (tj. kostkę, kolano i biodro) 3D (ROM) oraz kąt szczytowy podczas fazy podporu, kąt uderzenia piętą w płaszczyźnie strzałkowej, siłę uderzenia (Fi), siłę szczytową (Fp) i średni wskaźnik obciążenia pionowego (VALR).
  7. Przenieś dane do oprogramowania statystycznego w celu analizy statystycznej.

7. Analiza statystyczna

  1. Wykonaj dwa oddzielne testy t dla niezależnych próbek, aby ocenić skutki noszenia. Wykonaj dwa oddzielne testy t dla sparowanych prób, aby ocenić wpływ prędkości biegu na kinematykę kończyn dolnych i GRF. Uznaj wyniki statystyczne za istotne, jeśli p <0,05.

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

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie wyniki są tutaj przedstawione jako średnia ± odchylenie standardowe. Prędkość biegu była znacznie większa niż prędkość truchtu, niezależnie od doświadczenia w noszeniu (EW: Jog vs. Run: 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 biegu/joggingu między EW i IEW. Ogólnie rzec...

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

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

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

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  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

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Biomechanika ko czyn dolnychtr jwymiarowa analiza ruchusi a reakcji pod o aplatforma dynamometrycznazakres ruchu w stawieszybko obci aniado wiadczeni u ytkownicyniedo wiadczeni u ytkownicytrening progresywny

Powiązane artykuły