В настоящем протоколе описывается экспериментальная установка, предназначенная для изучения влияния манипуляций с шириной шага на биомеханику бега с использованием системы захвата движения. Цель состоит в том, чтобы расширить соответствующие наборы данных и изучить влияние различной ширины шага на кинематическую цепь нижней конечности человека.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Влияние манипуляций с шириной шага на биомеханику бега
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Ширина шага является критическим фактором, влияющим на биомеханику нижних конечностей во время бега, значительно влияя на стабильность, производительность и риск травм. Понимание этих эффектов имеет важное значение для оптимизации результатов бега и минимизации риска травм. В этом исследовании оценивалось влияние различной ширины шага на биомеханику нижних конечностей при разных скоростях бега. Тринадцать здоровых китайских мужчин (в возрасте от 20 до 24 лет) приняли участие в исследовании, бегая со скоростью 3,0 м/с и 3,7 м/с, используя шесть различных вариантов ширины шага: предпочтительную ширину шага и пять вариаций (уменьшение на 13% и 6,5% и увеличение на 6,5%, 13% и 25% в зависимости от длины ноги). Данные были собраны с помощью системы захвата движения и силовых пластин и проанализированы с помощью повторных измерений, ANOVA и корреляционных тестов. Результаты показали, что более широкая ширина шага значительно снижает пиковые моменты отведения колена и углы приведения бедра, в то время как более узкая ширина шага увеличивает нагрузку на коленный сустав. Эти результаты имеют важное значение для врачей и бегунов, предполагая, что тщательный выбор ширины шага может помочь снизить риск травм и повысить эффективность бега. Это исследование вносит свой вклад в новый набор данных, который закладывает основу для будущих исследований взаимосвязи между шириной шага и биомеханикой бега и служит ориентиром для тренировок и реабилитационных практик.
Введение
Факторы окружающей среды, в том числе пространственные и временные элементы, напрямую влияют на повседневное передвижение человека. Люди могут принимать различные позы и модели движений во время бега и ходьбы в различных условиях окружающей среды. Хорошо известно, что изменение техники бега может влиять на биомеханику тела, при этом ширина шага тесно связана со стабильностью и равновесием во время бега человека 1,2. Ширина шага определяется как медиолатеральное расстояние между средней частью стопы и начальным контактом каждой стопы с землей, представляющ....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Исследование получило одобрение Комитета по этике Научно-исследовательского института Университета Нинбо (номер одобрения: ty2022001). Все участники дали письменное информированное согласие после того, как были проинформированы о цели, требованиях и процедурах эксперимента. Подробная информация об используемых расходных материалах, оборудовании и программном обеспечении приведена в Таблице материалов.
1. Подготовка к эксперименту
- Подготовка оборудования
- Расположите восемь инфракрасных камер в соответствующих местах во время калибровки оборудования и пр....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
После эксперимента и обработки данных обработанная траектория маркера и данные о смоделированной силе реакции грунта (GRF) были сохранены в файлах C3D, как показано в таблице 1. Папка C3D.zip содержит необработанный набор данных, полученный в ходе эксперимента по захвату движения. Все записи данных перечислены в таблице 2. Набор данных организован в папки, каждая из которых представляет одного из 13 участников. В этих подпапках экспериментальные файлы называются NNN_CV_TT.XXX, г.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Влияние ширины шага на бег человека является многогранной и важной проблемой. Ширина шага относится к боковому расстоянию между центром пятки и землей при первоначальном контакте каждой ноги3. Изменение ширины шага может повлиять на устойчивость, равновесие, биомеханику и расход энергии во время бега. Более ранние исследования показывают, что увеличение ширины шага может уменьшить угол приведения бедра, момент отведения колена и пиковый импульс. И наоборот, сужени.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Благодарности
Это исследование было поддержано Национальным фондом естественных наук Китая (12202216), Фондом естественных наук Нинбо (2023J128) и междисциплинарным проектом Ведущего инновационного молодежного фонда «Механика+» Университета Нинбо (GC2024006).
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Силовая пластина AMTI | OR6-7 | Уотертаун, Массачусетс, США | |
| Цветная лента для разметки пола | Дженерик-Используется | для маркировки различных ступеней на силовых пластинах, приобретенных онлайн | |
| Kistler Force Plate | Kistler | 9260AA | Винтертур, Швейцария |
| MATLAB | MathWorks | Version R2021b | Обработка и моделирование данных |
| Reflective Маркеры | Vicon Metrics Ltd. | - | Используется для обозначения точек тела участника |
| Однолучевой электронный хронометражный затвор | Brower Timing | System-Draper, Юта, США, Используется для записи скорости бега | |
| Стандартная экспериментальная обувь | Обозначена | брендом-Стандартизированная | обувь для минимизации помех при ходьбе |
| Система захвата движения Vicon Система захвата движения | Vicon Metrics Ltd. | Vicon T-Series | Оксфорд, Великобритания, Используется для захвата движения |
| Vicon Nexus Software | Vicon Metrics Ltd. | Версия 1.8.5A Сбор | и анализ данных |
Ссылки
- Mcandrew Young, P. M., Dingwell, J. B. Voluntary changes in step width and step length during human walking affect dynamic margins of stability. Gait Posture. 36 (2), 219-224 (2012).
- Perry, J. A., Srinivasan, M.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
