ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Badanie to zostało wsparte przez Narodową Fundację Nauk Przyrodniczych Chin (12202216), Fundację Nauk Przyrodniczych Ningbo (2023J128) oraz interdyscyplinarny projekt "Mechanics+" Funduszu Top Innovative Youth Fund Uniwersytetu Ningbo (GC2024006) oraz Zhejiang Engineering Research Center for New Technologies and Applications of Liquid Hel-Free Magnetic Resonance Imaging (2024GCLX05).

Badanie uzyskało zatwierdzenie Komisji Etyki Instytutu Badawczego Uniwersytetu w Ningbo (numer zatwierdzenia: ty2022020). Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną zgodę po zostaniu poinformowani o celu, wymaganiach i procedurach eksperymentu. Wykorzystany sprzęt i oprogramowanie są wymienione w Tabeli materiałów.
1. Przygotowanie laboratoryjne
Użyto płyty nacisku Footscan 2-m (2.0 m × 0.40 m × 0.02 m, 16 384 czujników) z częstotliwością próbkowania 480 Hz. Płytę zamontowano na równi z otaczającym ją pasem startowym, stosując maty ochronne w celu wyeliminowania artefaktów związanych z różnicą wysokości stopni. System został wyzerowany i skalibrowany pod kątem masy zgodnie z instrukcjami producenta, a przed rozpoczęciem testów zweryfikowano numer seryjny podłączonej płyty oraz plik kalibracyjny.
Prędkość podejścia na ostatnich 2 m przed kontaktem stopy monitorowano za pomocą podwójnych podczerwonych bramek czasowych, rozmieszczonych w odstępach 2,0 m na wysokości wiązki 80 cm i wyrównanych z bieżnią. Bramki rozmieszczono po obu stronach bieżni, aby nie przeszkadzały w manewrze zmiany kierunku (COD). Od uczestników wymagano utrzymania prędkości 3,5 m·s⁻¹ (±5%) na ścieżce podejścia przed kontaktem z płytą naciskową. Chociaż bramki czasowe określają średnią prędkość na ostatnich 2 m, uczestnicy podchodzili wzdłuż bieżni z niebieskiej maty i wykonywali manewr zmiany kierunku (COD) pod kątem 45°, tak aby stopa podporowa (skręcająca) zetknęła się z obszarem aktywnym płyty naciskowej. Aby zminimalizować celowanie w miejsce postawienia stopy, nie zapewniono znaczników wizualnych i dopuszczono kilka prób treningowych. Próbę uznawano za prawidłową, jeśli stopa podporowa osiągnęła pełny kontakt w obszarze aktywnym bez wyraźnej korekty kroku; próby z częściowym kontaktem lub ewidentnym celowaniem były powtarzane.
2. Przygotowanie uczestnika
Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną zgodę po otrzymaniu jasnego wyjaśnienia celów i procedur badania oraz możliwości zadawania pytań. Aby zminimalizować zmienność między kończynami, zrekrutowano wyłącznie osoby z dominacją prawej nogi. Dominację nogi określono za pomocą testu preferowanej nogi do kopania (≥2 potwierdzenia w trzech próbach); wszyscy uczestnicy wykazali dominację prawej nogi. Ostateczna próba obejmowała piętnastu zdrowych dorosłych Chińczyków (9 mężczyzn, 6 kobiet; wiek: 22. lat; masa ciała: 65,52 kg; wzrost: 170,3 cm), z których żaden nie zgłaszał urazów kończyn dolnych ani deformacji stóp w ciągu ostatnich sześciu miesięcy. Specyficzne kryterium włączenia zaprojektowano w celu ograniczenia wpływu zmiennych zakłócających w postaci wieku i płci, co miało na celu poprawę powtarzalności i trafności statystycznej wyników eksperymentalnych.
Uczestnicy otrzymali instrukcję, aby założyć dopasowane spodnie sportowe i stanąć boso na płycie Footscan, ustawiając obie stopy obok siebie. Następnie zebrano i zapisano dane antropometryczne, w tym wzrost, masę ciała, długość stopy, rozmiar obuwia oraz typ łuku stopy. Wysokość przyśrodkowego łuku podłużnego oceniono za pomocą wskaźnika wysokości łuku (Arch Height Index, AHI), obliczanego jako stosunek wysokości grzbietu stopy (mierzonej na poziomie 50% całkowitej długości stopy) do całkowitej długości stopy. Wartości AHI mieszczące się w przedziale od 0,310 do 0,356 uznano za wskazujące na prawidłową strukturę łuku17.
Przed rozpoczęciem głównych prób uczestnicy zapoznali się najpierw z pokazem wymaganych zadań ruchowych. Następnie każdy uczestnik wykonał 10-minutowy wolny trucht w ramach zestandaryzowanej rozgrzewki, aby zapewnić odpowiednią gotowość fizjologiczną do pomiarów statycznych i dynamicznych.
3. Uzasadnienie wielkości próby
Analiza wrażliwości dla dwustronnego testu t dla prób zależnych (α=0.05, 1−β=0.80, n=15) wykazała, że badanie posiadało moc pozwalającą na wykrycie efektów wewnątrzpodmiotowych na poziomie około Cohen's dz ≈ 0.74 dla głównego dyskretnego punktu końcowego (FBI).
4. Segmentacja obszaru podeszwowego i skróty
Powierzchnia podeszwowa stopy została podzielona przez oprogramowanie Footscan na 10 regionów anatomicznych: paluch (T1), pozostałe palce traktowane jako jeden region (T2-T5), od pierwszej do piątej kości śródstopia (M1-M5), przyśrodkową część pięty (MH), boczną część pięty (LH) oraz śródstopie (MF). Dla wskaźnika równowagi stopy (Foot Balance Index – FBI), obciążenie przyśrodkowe zdefiniowano jako sumę znormalizowanych sił dla M1, M2 i MF, natomiast obciążenie boczne obejmowało M3, M4, M5 i LH. Klasyfikacja ta jest zgodna z domyślnymi zasadami segmentacji Footscan opartymi na głowach kości śródstopia, podziale pięty oraz granicach śródstopia (30%-60% długości stopy). Pełny klucz skrótów znajduje się na Ryc. 1A.
5. Pomiar statyczny
<ol>
	<li>Postawa i konfiguracja 
	Uczestnicy stali boso na zamontowanej na równi z podłożem płycie nacisku w wygodnej pozycji dwunożnej, ze stopami rozstawionymi mniej więcej na szerokość barków, kolanami wyprostowanymi, lecz nie zablokowanymi, ramionami rozluźnionymi wzdłuż ciała i wzrokiem utkwionym w punkcie na ścianie na wysokości oczu, około 3 m przed nimi. Stopy były wyrównane z osią AP (przednio-tylną) płyty; pod stopami nie umieszczano żadnych cel wizualnych, aby uniknąć błędów pozycjonowania.</li>
	<li>Stabilizacja i rejestracja 
	Po 3–5 s stabilizacji w pozycji cichego stania zarejestrowano pojedynczy statyczny obraz rozkładu nacisku podeszwowego. Od każdego uczestnika zebrano dwie poprawne powtórzenia, z przerwą na odpoczynek w pozycji siedzącej wynoszącą ≥30 s między próbami, aby zminimalizować dryft posturalny.</li>
	<li>Kryteria poprawności i powtórzeń 
	Próba statyczna była uznawana za poprawną, jeśli (1) w obszarze aktywnym widoczny był pełny kontakt podeszwowy obu stóp, (2) w oknie stabilizacji nie wystąpiły wyraźne kołysania ani korekty kroków oraz (3) nie nastąpiło nakładanie się ani ucięcie odcisków stóp na krawędziach płyty. Próby niespełniające tych kryteriów były powtarzane.</li>
	<li>Zmienne pochodne (statyczne) 
	Na podstawie statycznego obrazu obliczono regionalny nacisk/siłę w dziesięciu regionach anatomicznych (klucz skrótów na Rysunku 1A) oraz wskaźniki opisowe używane do kontroli jakości protokołu (np. stosunek całkowitej siły między stronami). Dane statyczne służyły wyłącznie do udokumentowania rozkładu wyjściowego i jakości segmentacji płyty; wszystkie testy hipotez przeprowadzono na dynamicznych próbach COD.</li>
</ol>
6. Pomiar dynamiczny
Uczestnicy przeprowadzili bose próby zmiany kierunku (COD) w formie kroku bocznego pod kątem 45°. W warunkach cięcia w prawo lewa stopa (obrotowa/podpórna) lądowała w całości na płycie naciskowej. Aby zapewnić spójne ustawienie stopy i pełny kontakt podeszwowy, podczas zapoznania z procedurą dla każdego uczestnika wyznaczono indywidualny stały punkt startowy, tak aby podejście generowało sekwencję kroków prawą, a następnie lewą nogą, przy czym lewy krok obrotowy stykał się z płytą. Przed formalnymi testami uczestnicy wykonali kilka przebiegów zapoznawczych w celu wypracowania naturalnego, powtarzalnego chodu bez korzystania z celów wizualnych na płycie. Dla każdego warunku zarejestrowano co najmniej trzy poprawne próby; próby z niepełnym kontaktem lub widocznym celowaniem w płytę były odrzucane i powtarzane. W warunkach cięcia w lewo punkt startowy oraz sekwencja kroków zostały odzwierciedlone tak, aby prawa stopa obrotowa stykała się z płytą naciskową przy zachowaniu identycznych kryteriów.
Długość laboratoryjnego toru biegowego wynosiła 10 m; płyta naciskowa została zamontowana na poziomie podłoża w odległości 6 m od linii startu, co pozostawiało ~6 m na rozbieg i ~2 m na wyhamowanie po kontakcie. Prędkość rozbiegu monitorowano za pomocą dwóch jednowiązkowych bramek czasowych (wysokość wiązki 80 cm) rozmieszczonych w odstępie 2,0 m wzdłuż ścieżki rozbiegu, przy czym bramka końcowa była wyrównana z proksymalną krawędzią obszaru aktywnego płyty naciskowej, co pozwalało na pomiar ostatnich 2 m przed kontaktem stopy z podłożem. Próbę uznawano za prawidłową tylko wtedy, gdy zmierzona prędkość rozbiegu wynosiła 3,5 m·s⁻¹ (±5%).
Wszystkie próby były uważnie obserwowane przez przeszkolonych badaczy, aby zapewnić przestrzeganie instruktażowego zakresu prędkości oraz prawidłowe wykonanie zadania. Dane kinetyczne były automatycznie gromadzone przez system Footscan i bezpiecznie przechowywane do późniejszej analizy. Wzór kontaktu stopy z podłożem nie był w sposób jawny kontrolowany; uczestnicy wykonywali zadanie, stosując własne, wybrane style biegu.
7. Przetwarzanie danych
Po zakończeniu eksperymentu wszystkie zebrane dane są przetwarzane ręcznie przy użyciu oprogramowania Footscan.
Każdą próbę statyczną i dynamiczną dokładnie przeanalizowano w celu zidentyfikowania brakujących danych lub zaburzonych wzorców kontaktu stopy z podłożem, aby zapewnić poprawność danych. Identyfikacja lewej i prawej stopy została dokonana na podstawie dynamicznych obrazów nacisku podeszwowego zarejestrowanych w momencie kontaktu stopy, które dostarczyły wizualnej reprezentacji rozkładu maksymalnego nacisku oraz lokalizacji środka nacisku w fazie podporu.
Powierzchnię podeszwową podzielono początkowo na dziesięć obszarów anatomicznych przy użyciu zautomatyzowanej funkcji segmentacji systemu, która zaklasyfikowała stopę do stref przedniej, środkowej i tylnej. Następnie wprowadzono niezbędne korekty manualne, aby zapewnić dokładne wyznaczenie granic regionów. Na podstawie końcowej segmentacji wyekstrahowano wartości nacisku z każdego obszaru i wykorzystano je do wygenerowania regionalnych krzywych nacisk-czas do dalszej analizy.
Dane dotyczące nacisku podeszwowego zostały wyeksportowane osobno dla warunków statycznych i dynamicznych. Wyeksportowane parametry obejmowały kąty ustawienia stopy, osie stopy, równowagę stopy oraz wartości nacisku w określonych strefach (Rysunek 1), które zostały wyodrębnione z zdefiniowanych wcześniej obszarów stopy.
UWAGA: Pomimo ścisłego przestrzegania protokołu eksperymentalnego, dane niektórych uczestników były niekompletne z powodu zanikania zaznaczonych trajektorii w oprogramowaniu Footscan.
8. Ciśnienie i siła nacisku stopy
Aby zbadać rozkład obciążenia podeszwowego podczas fazy podporu, z dziesięciu obszarów podeszwowych wyekstrahowano czasowe szeregi danych dotyczących siły i nacisku. Krzywe siły/nacisku w funkcji czasu znormalizowano czasowo do 101 punktów, aby zapewnić porównywalność czasową między próbami. W celu zminimalizowania zmienności międzyosobniczej (np. wynikającej z masy ciała), siły regionalne znormalizowano do średniej siły pionowej podczas podporu (Zavg), zdefiniowanej jako,
<img alt="Równanie Zavg=1/N Σ Fz(t); obliczanie średniej siły; formuła edukacyjna." src="/files/ftp_upload/69182/69182eq1.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 1">  (1)
Gdzie Fz (t) to pionowa siła reakcji podłoża w klatce t, a N to liczba klatek fazy podparcia. Siły znormalizowane podano jako bezwymiarowe (×1). Z kolei regionalne ciśnienia podeszwowe analizowano w jednostkach fizycznych (kPa) bez normalizacji, ponieważ są one już wyrażone w stosunku do powierzchni kontaktu. Ten schemat normalizacji sił jest zgodny z poprzednimi badaniami18.
9. Równowaga stóp
Wskaźnik równowagi stopy (FBI), przedstawiony w Równaniu 2, odnosi się do pronacji lub supinacji stopy podczas fazy podporu (Rycina 1)19. Favg wykorzystywany do obliczenia FBI to średnia siła całej powierzchni podeszwowej19. FBI obliczono jako,
<img alt="Równanie indeksu równowagi tarcia, FBI = (Fmedial-Flateral)/Favg x 100, wzór analityczny." src="/files/ftp_upload/69182/69182eq2.jpg" style="margin: auto;" data-altupdatedat="1788304762000" data-alt="Równanie 2"> (2)
gdzie Fmedial i Flateral reprezentują odpowiednio sumaryczne siły podeszwowe z obszarów przyśrodkowych (M1, M2, MH) i bocznych (M3-M5, LH). Dodatnie wartości FBI wskazują na większe obciążenie przyśrodkowe (pronacja), natomiast wartości ujemne wskazują na większe obciążenie boczne (supinacja).
Należy zauważyć, że MF została celowo wykluczona z grupowania FBI (przyśrodkowe = M1, M2, MH; boczne = M3-M5, LH), aby uniknąć zmienności związanej z łukiem stopy i skupić się na równowadze między przedstopiem a piętą.
10. Kąt osi stopy
Kąt osi stopy odzwierciedla stopień rotacji wewnętrznej i zewnętrznej stopy podczas chodu. Kąt ten tworzy linia łącząca punkt środkowy pięty z punktem środkowym przerwy między drugą a trzecią kością śródstopia. Linia kierunku ruchu jest definiowana jako kąt osi stopy19(Rysunek 1). Rotację wewnętrzną i zewnętrzną stopy w płaszczyźnie poziomej reprezentowano odpowiednio za pomocą kątów ujemnych i dodatnich.
11. Analiza statystyczna
Dyskretne miary efektów (np. Foot Balance Index, ciśnienie podeszwowe w różnych obszarach stopy oraz kąt osi stopy) przeanalizowano przy użyciu programu SPSS v19.0. Dla każdego z 15 uczestników dane ze stopy dominującej i niedominującej potraktowano jako próby sparowane. W związku z tym, w przypadku danych o rozkładzie normalnym (przy czym normalność zweryfikowano na podstawie rozkładu różnic wewnątrzobiektowych) przeprowadzono testy t dla prób zależnych, natomiast do porównań nieparametrycznych zastosowano testy znaków Wilcoxona. Dla każdego warunku krzywe na poziomie poszczególnych prób uśredniono w obrębie każdego uczestnika przed dokonaniem porównań między kończynami; w przypadku metryk dyskretnych wykorzystano średnią z poprawnych prób w obrębie każdego uczestnika.
W przypadku ciągłych szeregów czasowych nacisku podeszwowego wartości poddano normalizacji Zavg (patrz Przetwarzanie danych) oraz normalizacji czasowej do 101 punktów przy użyciu interpolacji liniowej. Następnie zastosowano jednowymiarowe statystyczne mapowanie parametryczne (SPM1d) z testami t dla prób zależnych w celu porównania krzywych nacisku w pełnej fazie podporu. W celu kontroli błędu całego pola oraz korekty dla wielokrotnych porównań w czasie wykorzystano teorię pola losowego (RFT)20. Wszystkie analizy szeregów czasowych przeprowadzono w programie MATLAB R2018a, a próg istotności ustalono na poziomie 0,05.
W celu kontroli błędu rodzinnego przy wielu dyskretnych porównaniach, wartości p dla dyskretnych wyników regionalnych/metrycznych zostały skorygowane przy użyciu procedury Holma-Bonferroniego (α = 0.05). W odpowiednich przypadkach przedstawiono interpretacje istotności zarówno przed, jak i po korekcie.

<ol><li>Fox, A., Spittle, M., Otago, L., Saunders, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Offensive+agility+techniques+performed+during+international+netball+competition%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Sports+Sci+Coach%22%5BJournal%5D)">Offensive agility techniques performed during international netball competition.</a> Int J Sports Sci Coach. 9 (3), 543-552 (2014).</li>
<li>Brughelli, M., Cronin, J., Levin, G., Chaouachi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Understanding+change+of+direction+ability+in+sport%3A+a+review+of+resistance+training+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Med%22%5BJournal%5D)">Understanding change of direction ability in sport: a review of resistance training studies.</a> Sports Med. 38 (12), 1045-1063 (2008).</li>
<li>Sheppard, J. M., Young, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Agility+literature+review%3A+Classifications%2C+training+and+testing%5BTitle%5D)+AND+%22J+Sports+Sci%22%5BJournal%5D)">Agility literature review: Classifications, training and testing.</a> J Sports Sci. 24 (9), 919-932 (2006).</li>
<li>Bradshaw, R. J., Young, W. B., Russell, A., Burge, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+offensive+agility+techniques+in+Australian+Rules+football%5BTitle%5D)+AND+%22J+Sci+Med+Sport%22%5BJournal%5D)">Comparison of offensive agility techniques in Australian Rules football.</a> J Sci Med Sport. 14 (1), 65-69 (2011).</li>
<li>Buldt, A. K., Allan, J. J., Landorf, K. B., Menz, H. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+foot+posture+and+plantar+pressure+during+walking+in+adults%3A+a+systematic+review%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">The relationship between foot posture and plantar pressure during walking in adults: a systematic review.</a> Gait Posture. 62, 56-67 (2018).</li>
<li>Orendurff, M. S., et al. Regional foot pressure during running, cutting, jumping, and landing. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aOrendurff%2C+MS+%22Am+J+Sports+Med%22">Am J Sports Med</a>. 36 (3), 566-571 (2008).</li>
<li>Castro, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ground+reaction+forces+and+plantar+pressure+distribution+during+occasional+loaded+gait%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Ergon%22%5BJournal%5D)">Ground reaction forces and plantar pressure distribution during occasional loaded gait.</a> Appl Ergon. 44 (3), 503-509 (2013).</li>
<li>Zhou, Q., Niu, W., Yick, K. -L., Gu, B., Sun, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Numerical+simulation+of+the+effect+of+different+footwear+midsole+structures+on+plantar+pressure+distribution+and+bone+stress+in+obese+and+healthy+children%5BTitle%5D)+AND+%22Bioengineering%22%5BJournal%5D)">Numerical simulation of the effect of different footwear midsole structures on plantar pressure distribution and bone stress in obese and healthy children.</a> Bioengineering. 10 (11), 1306(2023).</li>
<li>Ramadhan, G. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+different+inner+pressures+of+air+insoles+and+walking+durations+on+plantar+pressure+time+integral%5BTitle%5D)+AND+%22Sci+Rep%22%5BJournal%5D)">Effect of different inner pressures of air insoles and walking durations on plantar pressure time integral.</a> Sci Rep. 14 (1), 19272(2024).</li>
<li>Nigg, B. M., Segesser, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+influence+of+playing+surfaces+on+the+load+on+the+locomotor+system+and+on+football+and+tennis+injuries%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Med%22%5BJournal%5D)">The influence of playing surfaces on the load on the locomotor system and on football and tennis injuries.</a> Sports Med. 5 (6), 375-385 (1988).</li>
<li>Pataky, T. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((New+insights+into+the+plantar+pressure+correlates+of+walking+speed+using+pedobarographic+statistical+parametric+mapping+%28pSPM%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">New insights into the plantar pressure correlates of walking speed using pedobarographic statistical parametric mapping (pSPM).</a> J Biomech. 41 (9), 1987-1994 (2008).</li>
<li>Amaro, C. M., Castro, M. A., Roseiro, L., Neto, M. A., Amaro, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plantar+pressure+evaluation+during+the+season+in+five+basketball+movements%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Sci%22%5BJournal%5D)">Plantar pressure evaluation during the season in five basketball movements.</a> Appl Sci. 10 (23), 8691(2020).</li>
<li>Serrano, C., Sánchez-Sánchez, J., López-Fernández, J., Hernando, E., Gallardo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+the+playing+surface+on+changes+of+direction+and+plantar+pressures+during+an+agility+test+in+youth+futsal+players%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Sport+Sci%22%5BJournal%5D)">Influence of the playing surface on changes of direction and plantar pressures during an agility test in youth futsal players.</a> Eur J Sport Sci. 20 (7), 906-914 (2020).</li>
<li>Kong, P. W., Lam, W. K., Ng, W. X., Aziz, L., Leong, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In-shoe+plantar+pressure+profiles+in+amateur+basketball+players%3A+Implications+for+footwear+recommendations+and+orthosis+use%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Podiatr+Med+Assoc%22%5BJournal%5D)">In-shoe plantar pressure profiles in amateur basketball players: Implications for footwear recommendations and orthosis use.</a> J Am Podiatr Med Assoc. 108 (3), 215-224 (2018).</li>
<li>Falch, H. N., Rædergård, H. G., van den Tillaar, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+approach+distance+and+change+of+direction+angles+upon+step+and+joint+kinematics%2C+peak+muscle+activation%2C+and+change+of+direction+performance%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Sports+Act+Living%22%5BJournal%5D)">Effect of approach distance and change of direction angles upon step and joint kinematics, peak muscle activation, and change of direction performance.</a> Front Sports Act Living. 2, 594567(2020).</li>
<li>Dos'Santos, T., Thomas, C., Comfort, P., Jones, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effect+of+angle+and+velocity+on+change+of+direction+biomechanics%3A+an+angle-velocity+trade-off%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Med%22%5BJournal%5D)">The effect of angle and velocity on change of direction biomechanics: an angle-velocity trade-off.</a> Sports Med. 48 (10), 2235-2253 (2018).</li>
<li>Weimar, W. H., Shroyer, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Arch+height+index+normative+values+of+college-aged+women+using+the+arch+height+index+measurement+system%5BTitle%5D)+AND+%22J+Am+Podiatr+Med+Assoc%22%5BJournal%5D)">Arch height index normative values of college-aged women using the arch height index measurement system.</a> J Am Podiatr Med Assoc. 103 (3), 213-217 (2013).</li>
<li>Booth, B. G., Keijsers, N. L., Sijbers, J., Huysmans, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((STAPP%3A+Spatiotemporal+analysis+of+plantar+pressure+measurements+using+statistical+parametric+mapping%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">STAPP: Spatiotemporal analysis of plantar pressure measurements using statistical parametric mapping.</a> Gait Posture. 63, 268-275 (2018).</li>
<li>Yan, S. H., Zhang, K., Tan, G. Q., Yang, J., Liu, Z. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+obesity+on+dynamic+plantar+pressure+distribution+in+Chinese+prepubescent+children+during+walking%5BTitle%5D)+AND+%22Gait+Posture%22%5BJournal%5D)">Effects of obesity on dynamic plantar pressure distribution in Chinese prepubescent children during walking.</a> Gait Posture. 37 (1), 37-42 (2013).</li>
<li>Pataky, T. C., Robinson, M. A., Vanrenterghem, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Vector+field+statistical+analysis+of+kinematic+and+force+trajectories%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">Vector field statistical analysis of kinematic and force trajectories.</a> J Biomech. 46 (14), 2394-2401 (2013).</li>
<li>Pataky, T. C., Vanrenterghem, J., Robinson, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+probability+of+false+positives+in+zero-dimensional+analyses+of+one-dimensional+kinematic%2C+force+and+EMG+trajectories%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biomech%22%5BJournal%5D)">The probability of false positives in zero-dimensional analyses of one-dimensional kinematic, force and EMG trajectories.</a> J Biomech. 49 (9), 1468-1476 (2016).</li>
<li>Yang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Design+feature+combinations+effects+of+running+shoe+on+plantar+pressure+during+heel+landing%3A+A+finite+element+analysis+with+Taguchi+optimization+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Bioeng+Biotechnol%22%5BJournal%5D)">Design feature combinations effects of running shoe on plantar pressure during heel landing: A finite element analysis with Taguchi optimization approach.</a> Front Bioeng Biotechnol. 10, 959842(2022).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Badanie to analizowało dwustronne różnice w rozkładzie ciśnienia podeszwowego i równowadze stopy podczas standaryzowanego zadania 45° COD. Ogólnie analizy, ciągłe w czasie analizy SPM1d nie wykazały statystycznie istotnych różnic między kończynami w regionalnych trajektoriach sił/ciśnienia w różnych pozycjach. Chociaż kończyna dominująca wykazywała nieco wyższe wartości w niektórych regionach, a niedominująca w innych odwrotnie, wzorce te należy interpretować jako tendencje opisowe, nieistotne, a nie jako dowód na spójną...

Ruchy zmiany kierunku (COD) są kluczowymi umiejętnościami w wielu sportach, szczególnie w intensywnych aktywnościach, takich jak futbol amerykański, koszykówka czy rugby, gdzie szybkość i precyzja bezpośrednio wpływają na wyniki sportowe i rywalizację 1,2. Badania wykazały, że ruchy COD wymagają od sportowców nie tylko wysokiego poziomu siły i wybuchowości kończyn dolnych, ale także dobrej koordynacji i precyzyjnej kontroli chodu 2,3,4. Aby uzyskać kompleksowe zrozumienie mechanizmów biomechanicznych leżących u podstaw ruchów COD, zwłaszcza wpływu na ciśnienie podeszwowe, liczne badania koncentrowały się na badaniu parametrów kinematycznych i kinetycznych, zwłaszcza zmian przy różnych prędkościach ruchu i warunkach chodu.
Rozkład ciśnienia podeszwowego odzwierciedla dynamiczne zmiany w strukturze stopy, jej funkcjonowaniu oraz ogólnej kontroli postawy ciała 5,6,7. Analizując ciśnienie podeszwowe, można było zrozumieć parametry fizjologiczne i patologiczne biomechaniczne oraz funkcjonalne cechy organizmu człowieka w różnych pozycjach i warunkach ruchowych 8,9. W ostatnich latach analiza rozkładu ciśnienia podeszwowego stała się ważnym narzędziem w naukach biomedycznych, projektowaniu obuwia i wydajności sportowej, pomagając tym samym wyjaśnić złożone biomechaniczne interakcje między stopą a podłożem. Wcześniejsze badania wykazały, że analiza ciśnienia podeszwowego może ujawnić adaptacje związane z wydajnością; Na przykład zawodowi piłkarze wykazują większe obciążenie przednią częścią stopy w porównaniu z rekreacyjnymi sportowcami, co odzwierciedla specyficzne wymagania sportowe dotyczące napędu i stabilności. Tymczasem aktywności dynamiczne, takie jak chodzenie i lądowanie, generowały znacznie większe obciążenia podeszwowe niż statyczne stanie, podkreślając biomechaniczne znaczenie redystrybucji ciśnienia na stopę podczas ruchu10. Dodatkowo Pataky i in. porównali tradycyjne dyskretne podpróbkowanie z krzywymi podpróbkowaniem ciśnienia plantarowego (pSPM) i wykazali, że prędkość chodzenia systematycznie wpływa na szacowanie szczytowego ciśnienia plantarnego, a wyniki wskazują, że wnioskowanie według pola zmniejsza zależność od dowolnych okien próbkowania, co wspiera nasze wykorzystanie SPM do analiz ciągłych w czasie11.
Sport i zajęcia sportowe nakładają na stopy unikalne wymagania biomechaniczne, szczególnie podczas szybkiego cięcia i innych intensywnych manewrów. Amaro i in. (2020) stwierdzili, że ruchy specyficzne dla koszykówki, takie jak bieganie, cięcie i zbijanie, powodowały zależne od ruchu zmiany szczytowego ciśnienia podeszwowego w regionach stóp12. Serrano i in.13 wykazali ponadto, że młodzi zawodnicy futsalu utrzymywali stałe wzorce ciśnienia podeszwowego podczas manewrów COD na różnych powierzchniach, podkreślając adaptacyjną biomechanikę stóp w dynamicznych kontekstach. Kong i in.14 odkryli znacząco zwiększone obciążenia przedniej części stopy podczas sprintów, cięcia pod kątem 45° i layupów w porównaniu do biegu, podkreślając biomechaniczne znaczenie redystrybucji ciśnienia podeszwowego podczas zadań specyficznych dla sportu.
Pomimo szerokiego zastosowania analizy ciśnienia podeszwowego w badaniach sportowych i obuwia, niewiele badań systematycznie analizowało rozkład ciśnienia podeszwowego i zachowania równowagi stóp podczas standaryzowanych zadań COD. Niniejsze badanie rozwiązuje tę lukę, proponując powtarzalny protokół oceny dwustronnego ciśnienia podeszwowego i równowagi stóp podczas manewru 45° COD w warunkach kontrolowanych prędkością. Autorzy wybrali kąt cięcia 45°, ponieważ jest on powszechnie stosowanym umiarkowanym kątem COD w badaniach biomechanicznych, równoważąc znaczenie sportowe z wykonalnością laboratoryjną i bezpieczeństwem uczestników. Ponadto mechanika COD różni się w zależności od kąta cięcia i prędkości podejścia; Dlatego obecne ustalenia należy interpretować jako specyficzne dla ustandaryzowanego zadania 45° wykonywanego z kontrolowaną prędkością podejścia. Założyliśmy hipotezę, że kończyna dominująca będzie wykazywać większe obciążenie w obszarach przednich stopy związanych z napędem, podczas gdy kończyna niedominująca wykazuje zwiększoną zmienność średnio-boczną w indeksach równowagi stopy, odzwierciedlającą jej rolę stabilizującą. Wybrane kombinacje prędkości i chodu opierają się na istniejącej literaturze i otwartych zbiorach danych połączonych z aktualnymi badaniami biomechanicznymi nad ruchami COD, aby zapewnić naukowy i reprezentatywny charakter warunków eksperymentalnych15,16.
Celem tego badania jest ujawnienie wzorców rozkładu ciśnienia podeszwowego i równowagi stóp podczas ruchów COD przy standardowej prędkości i chodu. Analizując reakcje biomechaniczne w tym konkretnym kontekście ruchowym, wyniki mają dostarczyć teoretycznych wglądów w naukę o sporcie, strategie rehabilitacji oraz projektowanie obuwia sportowego, oferując praktyczne wskazówki w optymalizacji treningu i technik ruchu sportowców.

<table><tbody><tr><td>Płyta naciskowa Foustcan 2-m</td><td>Tekscan Inc., USA</td><td>5101</td><td></td></tr><tr><td>Oprogramowanie do akwizycji danych</td><td>Tekscan Inc., USA</td><td>www.tekscan.com/products/software</td><td></td></tr><tr><td>Bramki czasowe na podczerwień</td><td>Lafayette Instrument Company, USA</td><td>5016A</td><td></td></tr><tr><td>MATLAB</td><td>MathWorks, USA</td><td>www.mathworks.com/products/matlab</td><td></td></tr><tr><td>SPM1d toolbox</td><td>Open-source (statystyczne odwzorowanie parametryczne)</td><td>www.spm1d.org</td><td></td></tr></tbody></table>

wpływ ruchu zmiany kierunku (cod) na ciśnienie podeszwowe i równowagę stopy w kończynach obustronnych

Effect of Change of Direction (COD) Movement on Plantar Pressure and Foot Balance in Bilateral Limbs

Protokół ten ustanawia standaryzowane podejście do testowania, czy zadanie zmiany kierunku o 45° (COD) powoduje asymetryczne obciążenie podeszwowe między kończynami dominującymi a niedominującymi. Workflow obejmuje kalibrację płyt naciskowych, przygotowanie uczestników do chodzenia boso oraz kontrolę prędkości podejścia przy 3,5 m·s⁻¹ (±5%) z wykorzystaniem bramek pomiarowych dla poprawy spójności prób. Obciążenie podeszwowe jest ilościowe za pomocą segmentacji dziesięcioobszarowej stopy, a pozycja jest normalizowana czasowo do 101 punktów. Trajektorie sił są normalizowane do średniej siły pionowej (Zavg), co umożliwia porównanie sygnałów ciągłych w czasie między kończynami. Różnice kończyn ocenia się za pomocą jednowymiarowego statystycznego odwzorowania parametrycznego (SPM1d) z wnioskowaniem opartym na losowej teorii pola, uzupełnianym dyskretnymi metrykami podsumowującymi (np. regionalne piki i indeksy równowagi stóp) w razie potrzeby. W kohorcie 15 zdrowych dorosłych przeprowadzających standaryzowane badania 45° COD, analizy ciągłe w czasie nie wykazały istotności statystycznej na poziomie krzywej między kończynami, co wskazuje na wysoki stopień symetrii funkcjonalnej w obecnych warunkach. Chociaż w niektórych regionach podeszowych zaobserwowano niewielkie tendencje kierunkowe, należy je interpretować jako strategie opisowe, a nie definitywne, specyficzne dla kończyny. Ogólnie protokół zapewnia przejrzyste i powtarzalne ramy badań obustronnej mechaniki podeszwowej, wspierając zastosowania w testach wydajności sportowych, ocenie obuwia, monitoringu rehabilitacji oraz klinicznej ocenie chodu.

Zmienność siły i ciśnienia w czasie w dziesięciu regionach
Podczas ruchów zmiany kierunku, stopa dominująca wykazywała wyższe wartości siły i nacisku w serii czasowej niż stopa niedominująca w większości obszarów podeszwowych (np. M1, M3, M4, MF i SUM), szczególnie w środkowej i późnej fazie podporu. Jednak analiza statystycznego mapowania parametrów (SPM) wykazała, że różnice te nie osiągnęły progu istotności statystycznej (α = 0.05). Na przykład na wykresach siły stopa domin...

Protokół ten opisuje ustandaryzowane podejście do ilościowej analizy rozkładu ciśnienia podeszwowego, równowagi stopy i kąta osi stopy podczas zadań zmiany kierunku 45° za pomocą płytki naciskowej Footscan, umożliwiającej powtarzalną ocenę dwustronnych wzorców obciążeń kończyn przy kontrolowanej prędkości podejścia.

Wpływ ruchu zmiany kierunku (COD) na ciśnienie podeszwowe i równowagę stopy w kończynach obustronnych

This protocol establishes a standardized approach to test whether a 45&#176; change-of-direction (COD) task elicits asymmetrical plantar loading between ...

effect-change-direction-cod-movement-on-plantar-pressure-foot-balance

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Trenowanie nieprawidłowych wzorców ruchowych po kontuzji lub chorobie jest kluczowym elementem rehabilitacji fizycznej. Ostatnie postępy technologiczne umożliwiły dokładną ocenę ruchu podczas różnych zadań, z niemal natychmiastową kwantyfikacją wyników. Daje to nowe możliwości modyfikacji błędnych wzorców ruchowych w czasie rzeczywistym.

Przekwalifikowanie ruchu z wykorzystaniem informacji zwrotnej o wydajności w czasie rzeczywistym

Osoby z chromaniem przestankowym wykazują słabą równowagę w porównaniu do zdrowych osób z grupy kontrolnej. Komputerowa posturografia dynamiczna jest obiektywną metodą pomiaru reakcji posturalnych danej osoby na zaburzenia równowagi. Zapewnia to obiektywne odzwierciedlenie zdolności osoby do reagowania na sytuacje, w których bodźce sensoryczne ulegają zmianie i pojawiają się nieoczekiwane perturbacje.

Komputerowa posturografia dynamiczna do oceny kontroli postawy u pacjentów z przerywanym kladykacją

W tym artykule przedstawiono nowatorski, tani interfejs człowiek-maszyna do interaktywnego systemu rehabilitacji równowagi po udarze. System integruje gotowe, niedrogie czujniki w kierunku wolicjonalnie sterowanego paradygmatu elektroterapii. Interfejs oprogramowania typu proof-of-concept jest demonstrowany na zdrowych ochotnikach.

Interfejs człowiek-maszyna integrujący niedrogie czujniki z systemem stymulacji elektrycznej nerwowo-mięśniowej do rehabilitacji równowagi po udarze

Tutaj prezentujemy nowatorski protokół do pomiaru stabilności pozycyjnej w kluczowych momentach podczas jazdy z pozycji siedzącej do stojącej i chodzącej, wykorzystując środek nacisku do odległości środka ciężkości całego ciała. Zostało to wyprowadzone z platformy siłowej i technologii trójwymiarowego przechwytywania ruchu. Paradygmat jest wiarygodny i może być wykorzystany do oceny osób z zaburzeniami neurologicznymi.

Siedzenie, stanie i chodzenie od 120% wysokości kolan: nowatorskie podejście do oceny dynamicznej kontroli postawy niezależnie od kończyny prowadzącej

W tym badaniu przedstawiono przyjazną dla klinicystów metodę trójwymiarowej analizy chodu, która została zaprojektowana do przeprowadzenia w klinice rehabilitacyjnej. Metoda składa się z uproszczonej metody pomiaru i intuicyjnych danych liczbowych, które ułatwiają lekarzom zrozumienie wyników.

Klinicznie zorientowana metoda trójwymiarowej analizy chodu do oceny zaburzeń chodu

Ten artykuł przedstawia eksperymentalne/analityczne ramy do badania kontroli postawy człowieka. Protokół zawiera procedury krok po kroku dotyczące przeprowadzania eksperymentów w pozycji stojącej, pomiaru kinematyki i kinetyki ciała oraz analizowania wyników w celu zapewnienia wglądu w mechanizmy leżące u podstaw kontroli postawy człowieka.

Eksperymentalne metody badania kontroli postawy człowieka

Osoby z przewlekłą niestabilnością stawu skokowego (CAI) wykazują niedobór kontroli postawy i opóźnioną aktywację mięśni kończyn dolnych. Komputerowa posturografia dynamiczna w połączeniu z elektromiografią powierzchniową zapewnia wgląd w koordynację układu wzrokowego, somatosensorycznego i przedsionkowego z regulacją aktywacji mięśni w celu utrzymania stabilności postawy u osób z CAI.

Ocena kontroli postawy i aktywacji mięśni kończyn dolnych u osób z przewlekłą niestabilnością stawu skokowego

Ten artykuł opisuje materiał i metodę opracowaną do badania organizacji posturalnej inicjacji chodu. Metoda opiera się na zapisach platformy siłowej i na bezpośredniej zasadzie mechaniki do obliczania kinematyki środka ciężkości i środka nacisku.

Posturalna organizacja inicjacji chodu do analizy biomechanicznej z wykorzystaniem nagrań platformy siłowej

Dostarczono eksperymentalny potok do ilościowego opisu wzorca lokomotorycznego swobodnie chodzących myszy za pomocą zestawu narzędzi MouseWalker (MW), począwszy od wstępnych nagrań wideo i śledzenia, a skończywszy na analizie po kwantyfikacji. W celu wykazania użyteczności systemu MW wykorzystano model kontuzji rdzenia kręgowego u myszy.

Wykorzystanie MouseWalker do ilościowego określenia dysfunkcji lokomotorycznej w mysim modelu urazu rdzenia kręgowego

To badanie pokazuje rolę innowacyjnego narzędzia do oceny i leczenia zmian biomechanicznych u pacjentów z bólem krzyża (LBP). Trzech pacjentów z LBP wykazało poprawę intensywności bólu i niezależności funkcjonalnej po ocenie. Technologia ta pomaga w tworzeniu dostosowanych strategii rehabilitacji, oferując wgląd w biomechanikę LBP w celu przeprowadzenia spersonalizowanych interwencji.

Zmiany biomechaniczne związane z bólem krzyża: innowacyjne narzędzie do oceny wzorców ruchowych i oceny leczenia w rehabilitacji

Ningbo University.  This protocol details a standardized approach to quantify plantar pressure distribution, foot balance, and foot axis angle during 45° change-of-direction tasks using a Footscan pressure plate, enabling reproducible assessment of bilateral limb loading patterns at a controlled approach speed.

Wpływ ruchu zmiany kierunku (COD) na ciśnienie podeszwowe i równowagę stopy w kończynach obustronnych

Przeglądaj więcej filmów