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, представляющее собой переменную во фронтальной плоскости3. Во время ходьбы и бега кратковременные изменения ширины шага могут влиять на биомеханику нижних конечностей в трех плоскостях 3,4,5.
Многочисленные исследования показали, что ширина шага существенно влияет на биомеханику суставов нижних конечностей, кинематику и кинетику во время бега. Более широкая ширина шага уменьшает углы приведения бедра, моменты отведения колена и углы выворота задней части стопы, способствуя повышению стабильности и потенциально снижая риск травм 6,7. И наоборот, более узкая ширина шага увеличивает внутреннее вращение колена и углы приведения бедра, потенциально увеличивая нагрузку на суставы. В частности, узкая ширина шага была связана с увеличенными вариациями внутреннего вращения колена и пикового момента отведения колена по сравнению с нормальной шириной шага 6,7. Кроме того, было показано, что более широкая ширина шага снижает нагрузку на большеберцовую кость, тем самым уменьшая нагрузку на большеберцовую кость во время работы8. Эти результаты подчеркивают критическую роль ширины шага во влиянии на биомеханику бега, подчеркивая ее важность для оптимизации производительности и минимизации риска травм.
Исследования также показали, что скорость ходьбы и бега влияет на биомеханические параметры нижних конечностей 9,10,11,12. Тем не менее, влияние изменения ширины шага на биомеханику при различных скоростях упражнений остается неясным, и доступны ограниченные научные данные о движении человека при различных скоростях и ширине шага. Таким образом, данное исследование направлено на изучение влияния изменения ширины шага на биомеханику нижних конечностей при различных скоростях, уделяя особое внимание таким ключевым параметрам, как угол приведения бедра и момент отведения колена.
Для решения этой проблемы был создан набор данных, состоящий из 13 здоровых мужчин в возрасте 20-24 лет, включая файлы C3D и готовые к использованию кинематические данные. Участникам было предложено бежать со скоростью 3,0 м/с и 3,7 м/с, используя шесть различных ступеней. Выбор этих ширин и скоростей ступеней был основан на существующих результатах исследований и текущем состоянии наборов данных с открытым исходным кодом по биомеханике походки в литературе 13,14,15,16,17. Это исследование направлено на изучение острого влияния изменения ширины шага на кинетическую цепь нижних конечностей при одновременном расширении набора данных, чтобы предоставить ценную информацию о взаимосвязи между шириной шага и биомеханикой нижних конечностей.