Использование методов анализа походки золотой стандарт для оценки опыт воздействия на нижних конечностей механики при умеренно высоких каблуках, бег трусцой и работает
14 сентября 2017 г.
Это исследование расследовались кинематики нижних конечностей и наземных сил реагирования (ГФП) при умеренно высоких каблуках бегом и работает. Предметы были разделены на группы опытных пользователей и неопытные владельцы. Системы анализа трехмерного движения с платформой настроенные силы захватили нижних конечностей совместных движений и GRF.
Общая цель этого эксперимента — наблюдать за влиянием обуви на высоком каблуке на механику нижних конечностей во время умеренного бега трусцой и бега на высоком каблуке. Этот метод может ответить на ключевой вопрос, что в упражнениях на высоких каблуках интерференция, такая как подъем пятки, может не быть единственным основным фактором, вызывающим аттенюаторы механики низких конечностей. Одной из особенностей этого протокола является то, что с разнообразием участников как опытных, так и неопытных субъектов, что было охотно рассмотрено в предыдущих исследованиях на высоких каблуках с использованием их охранника и их метода.
Начните с измерения роста и массы тела объекта в положении стоя. Измерьте расстояние между верхним подвздошным отделом позвоночника и внутренним мыщелком голеностопного сустава, расстояние между медиальным и латеральным мыщелками коленного сустава, а также расстояние между медиальным и латеральным мыщелками голеностопного сустава с помощью измерительных штангенциркулей. Далее проводят пальпацию для выявления анатомических ориентиров.
Нанесите маркировку на каждый ориентир на кожу с помощью маркера, а затем прикрепите 16 пассивных светоотражающих маркеров к ориентирам с обеих сторон нижних конечностей с помощью двустороннего скотча. Попросите испытуемого переодеться в экспериментальную обувь. Затем пусть они ходят, бегают трусцой и свободно бегают по взлетно-посадочной полосе, пока они не почувствуют физиологически и психологический комфорт с камерами и маркерами на нижних конечностях и не почувствуют, что двигаются естественно.
Затем попросите испытуемого попрактиковаться в беге трусцой по взлетно-посадочной полосе с комфортной низкой скоростью, пока он не сможет плавно бегать трусцой. Проинструктируйте их сделать усилие, чтобы бегать трусцой со все возрастающей скоростью на беговой дорожке в безопасном и удобном диапазоне, известном как прогрессивная тренировка. Затем попросите их попрактиковаться в беге по земле вдоль взлетно-посадочной полосы с комфортной высокой скоростью, пока они не смогут стабильно бежать с этой скоростью.
Наконец, проинструктируйте испытуемого попробовать начать бег трусцой с разных стартовых линий в пределах стартовой зоны несколько раз, чтобы найти подходящую стартовую позицию, следя за тем, чтобы правая нога естественным образом ударялась и полностью соприкасалась с силовой платформой при прохождении мимо. Начните с того, что попросите объект встать в неподвижную, нейтральную позу в центре объема захвата, чтобы захватить статические данные. Нажмите кнопку «Пуск» в разделе съемки объекта, чтобы сделать около 150 кадров.
Затем нажмите кнопку «Стоп». Затем выберите static в выпадающем списке конвейера в разделе калибровки темы. Проверьте параметры левой и правой ног на панели статических настроек.
Нажмите кнопку «Пуск» в разделе калибровки объекта. Затем попросите испытуемого встать в соответствующее исходное положение. Нажмите кнопку «Пуск» в разделе съемки, чтобы начать съемку, а затем сразу же дайте объекту устную инструкцию о беге трусцой.
Следите за тем, чтобы правая нога естественно ударялась и полностью соприкасалась с силовой платформой при прохождении мимо. Для пробных проб бега трусцой попросите испытуемых бегать трусцой с комфортной низкой скоростью, с которой они были знакомы во время подготовки. Во время пробных тренировок попросите испытуемых бежать с комфортной высокой скоростью, с которой они были знакомы во время подготовки.
Дайте вам двухминутный отдых между двумя попытками. Наконец, после того, как объект подойдет к концу взлетно-посадочной полосы, нажмите кнопку «Стоп». Эти результаты показали, что, за исключением движений колена и бедра в сагиттальной плоскости, диапазон движений всех трех суставов при IEW в целом был больше, чем при EW. Значительное влияние скорости на амплитуду движений суставов наблюдалось только при разгибании бедра.
Временная кривая GRF EW характеризуется начальным пиком, за которым сразу же следует небольшая волна в период амортизации, особенно во время бега. В отличие от этого, IEW относительно свободно владеет языком после начального пика. Существенной разницы в силе удара между РЭБ и ИЭУ нет, но скорость нагружения РЭБ была значительно выше во время бега.
При выполнении этой процедуры важно помнить о повторной калибровке камер, считывающих объем захвата, и калибровке первого параметра до их собственного уровня перед началом каждого испытания, чтобы обеспечить точность захвата. Следуя этой процедуре, можно рассчитать другие параметры, такие как импульс сустава, чтобы ответить на дополнительные вопросы, например, будет ли ношение обуви на высоком каблуке влиять на другую точность и измерения только других аккумуляторов. Из них значение означало, что эта математика должна подчеркнуть важность распределения их испытуемых по опыту ношения обуви на высоком каблуке, чтобы предоставить более конкретную информацию и уменьшить количество выводов для целевой аудитории.
После просмотра этого видео вы должны понять, как использовать или понять математику или провести эксперимент с высоким каблуком и получить точность, а также критерии, предложенные на основе различного опыта ношения.
Просмотрите полный транскрипт и получите доступ к тысячам научных видео
Обзор
В данном исследовании изучается влияние обуви на высоком каблуке на биомеханику нижних конечностей при беге трусцой и беге с умеренной скоростью. Сравниваются опытные и неопытные пользователи такой обуви для понимания воздействия высоты каблука на кинематику и силы реакции опоры.
Основные компоненты исследования
Область науки
- Биомеханика
- Спортивная наука
- Исследования воздействия обуви
Теоретические основы
- Обувь на высоком каблуке широко используется, однако она может влиять на биомеханику.
- В предыдущих исследованиях опыт носителей такой обуви не учитывался в достаточной степени.
- Понимание этих эффектов может помочь в проектировании обуви и разработке рекомендаций по ее выбору.
- Силы реакции опоры имеют решающее значение для оценки механики нижних конечностей.
Цель исследования
- Изучить кинематику нижних конечностей при беге трусцой и беге на высоких каблуках.
- Сравнить воздействие на опытных и неопытных пользователей.
- Определить, является ли высота каблука основным фактором, влияющим на механику движений.
Используемые методы
- Использована система трехмерного анализа движения.
- Силовая платформа настроена для регистрации сил реакции опоры.
- Испытуемые разделены на группы опытных и неопытных пользователей.
- Для анализа проведены измерения анатомических ориентиров.
Основные результаты
- Различия в кинематике, наблюдаемые у опытных и неопытных пользователей.
- Силы реакции опоры значительно варьировались во время бега трусцой и бега в обуви на высоком каблуке.
- Высота каблука не была единственным фактором, влияющим на механику нижних конечностей.
- Полученные данные могут повлиять на будущий дизайн обуви и рекомендации для спортсменов.
Выводы
- Обувь на высоком каблуке влияет на механику нижних конечностей во время физической активности.
- Уровень опыта играет решающую роль в биомеханических результатах.
- Необходимы дальнейшие исследования для изучения долгосрочного воздействия обуви на высоком каблуке.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности
Данное исследование подчеркивает важность контроля опыта испытуемых при биомеханических оценках — принцип, который может быть непосредственно применен при валидации доклинических моделей, где фенотипическая вариабельность может исказить результаты валидации мишени и механического снижения рисков. Демонстрируя, что опыт пользователя существенно изменяет механику нижних конечностей при беге трусцой и беге в обуви на высоком каблуке, работа показывает, как неучтенные биологические переменные могут маскировать истинные эффекты терапии в анализах на этапе поиска. Для биофармацевтических исследований и разработок это подтверждает необходимость использования стандартизированных, стратифицированных по опыту моделей для повышения прогностической достоверности при раннем скрининге и сокращения числа ложных направлений при изучении сигнальных путей.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Научная ценность: позволяет проверять терапевтические гипотезы путем изоляции влияния переменных, специфичных для конкретного субъекта, на биомеханические показатели, что снижает количество вмешивающихся факторов в исследованиях взаимодействия с мишенью.
- Практическая ценность: способствует снижению биологических рисков за счет дизайна когорт, стратифицированных по опыту, что повышает воспроизводимость в анализах функциональной валидации.
Скрининг и разработка анализа
- Научная ценность: Подготовка валидированных биологических систем с контролируемыми экспериментальными переменными для последующей оценки соединений, что способствует стандартизации анализа.
- Практическая ценность: Решение проблем воспроизводимости и согласованности количественных результатов за счет учета анамнеза субъектов, что является критическим фактором для готовности к высокопроизводительному скринингу.
Трансляционные и доклинические исследования
- Научная ценность: Рассматривается подготовка систем, имеющих значение для изучения заболеваний, путем моделирования того, как предшествующее воздействие изменяет физиологический ответ, что позволяет согласовать трансляционные биомаркеры.
- Практическая ценность: Описывается обеспечение непрерывности процесса от этапа открытия до доклинической валидации за счет акцента на контроле переменных на всех фазах исследования, что помогает принимать решения о продвижении проекта с учетом рисков.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Данный метод вписывается в континуум открытий — от проверки гипотез до идентификации ведущих соединений, при этом контроль биологической вариабельности позволяет снизить механистические риски и повысить прогностическую достоверность на ранних этапах валидации мишени.
- Открывающая биология: Объясняет, как данный метод способствует проверке гипотез путем изоляции влияния опыта пользователя на кинематику суставов и скорость нарастания силы реакции опоры, что позволяет уточнить ответы, специфичные для конкретных путей.
- Скрининг: Описывает готовность анализа за счет синхронной 3D-записи движений и данных платформы силы, что обеспечивает количественные и воспроизводимые измерения механики нижних конечностей в контролируемых условиях.
- Аналитика: Выделяет амплитуду движений в суставах и скорость нарастания силы реакции опоры в качестве ключевых показателей, позволяющих проводить сравнение между экспериментальными группами, что способствует принятию решений о продолжении или прекращении исследований на основе данных.
- Трансляционные исследования: Связывает метод с преклинической преемственностью, демонстрируя, как стратификация на основе опыта улучшает достоверность модели, что соответствует подходам валидации со стратификацией по биомаркерам.
- Корпоративное повторное использование: Представляет метод как многократно используемый инструмент для оценки биомеханических изменений, вызванных обувью или устройствами, применимый в нескольких преклинических программах, требующих стандартизированного анализа походки.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышение прогностической достоверности за счет уменьшения механистической неоднозначности путем контроля опыта субъекта при биомеханическом фенотипировании.
- Операционная ценность: Стандартизация и воспроизводимость благодаря протоколам со стратификацией по опыту и синхронизированной регистрации данных с платформ измерения силы и движения.
- Стратегическая ценность: Принятие более обоснованных решений о продолжении или прекращении разработки (go/no-go) и снижение биологических рисков на поздних стадиях за счет минимизации вариабельности в моделях доклинической эффективности.
- Влияние на портфель: Приоритизация с учетом рисков благодаря повышению уверенности в валидации мишени в механистически сложных моделях заболеваний.
Рекомендации по внедрению
- Необходим научный опыт в области биомеханики, систем захвата движений и интерпретации данных силовых платформ.
- Требования к инструментарию и аналитической инфраструктуре включают систему 3D-анализа движений и настроенную силовую платформу для синхронного сбора кинематических и кинетических данных.
- Требования к стандартизации между группами включают гармонизацию критериев отбора испытуемых по уровню опыта для исследовательских и доклинических групп.
- При адаптации к различным модельным системам следует учитывать необходимость корректировки порогов опыта и мест размещения маркеров для применения на нечеловеческих моделях или моделях заболеваний.
- Практические ограничения включают необходимость детального сбора анамнеза испытуемых и возможную вариабельность субъективных данных об опыте, что может повлиять на точность стратификации.
