Summary
Este estudio investigó la cinemática de la extremidad inferior y la fuerza de reacción del suelo (GRF) durante moderado tacón trotar y correr. Sujetos fueron divididos en grupos de usuarios experimentados y usuarios sin experiencia. Un sistema de análisis de movimiento tridimensional con una plataforma de fuerza configurado había capturado movimientos articulares de la extremidad inferior y GRF.
Abstract
Un número limitado de estudios ha explorado la biomecánica de la extremidad inferior durante el tacón para correr y correr, y la mayoría de los estudios no ha podido aclarar la experiencia de los sujetos. Este protocolo describe las diferencias en la cinemática de la extremidad inferior y la fuerza de reacción del suelo (GRF) entre usuarios experimentados (EW) y usuarios inexpertos (ver) durante moderado tacón trotar y correr. Un sistema de análisis de movimiento tridimensional (3D) con una plataforma de fuerza configurado se utilizó síncrono capturar movimientos articulares de la extremidad inferior y GRF. 36 mujeres jóvenes se ofrecieron para participar en este estudio y se les preguntó acerca de tacón zapato lleva experiencia, incluyendo la frecuencia, duración, tipos de talón y alturas de tacón. Participaron once que tenía la experiencia de tacones de 3 a 6 cm para un mínimo de tres días por semana (6 h al día durante al menos dos años) y once que llevaba tacones de menos de dos veces por mes. Temas realizaron footing y funcionando bajo cómodo y altas velocidades, respectivamente, con el derecho de pie completamente paso a paso sobre una plataforma de fuerza al pasar por a lo largo de una pasarela de 10 metros. EW y ver adoptado diferentes adaptaciones biomecánicas al trotar y correr. Ver exhibió una gama más grande generalmente de movimiento articular, mientras que EW mostraron una significativamente mayor tasa de carga de GRF durante el funcionamiento. Por lo tanto, más estudios sobre la biomecánica de la extremidad inferior del paso de tacón deben controlar estrictamente la experiencia de los sujetos.
Introduction
Diseño de tacón alto siempre ha sido una de las características populares de calzado de las mujeres. Forzando el tobillo en un estado de flexión plantar pasivo, zapatos de tacón alteran considerablemente poca cinemática y cinética. A pesar de los efectos adversos reportados en el sistema músculo-esquelético1, social y moda costumbres fomenten el uso continuo de zapatos de tacón alto2.
Los sistemas de seguimiento óptico, actualmente utilizado en la mayoría de los laboratorios de análisis de la marcha para tanto clínicos como e investigación propósitos, dar medición precisa y fiable de 3D mociones conjuntas de extremidad inferior3. Esta tecnología proporciona un "gold standard" para el análisis de marcha4. Resultados basados en la técnica han revelado que alturas de tacón más altos conducen a mayor rodilla flexión y el tobillo inversión en comparación con zapatos planos5,6,7. GRF es otro parámetro utilizado en el análisis de la marcha. El cambio de GRF hacia el antepié medial, GRF reducida durante la postura intermedia, aumentó GRF vertical en huelga del talón y mayor pico GRF antero-posterior también se han observado en tacón camina1,6, 7 , 8.
Estudios previos anteriormente utilizan métodos basados principalmente en el nivel a pie. En la sociedad moderna, corriendo para un autobús, entrando a través de una calle muy transitada o corriendo a coger el último tren empuje más y más mujeres para utilizar velocidades más altas cada ahora y después. Hay pocos estudios sobre biomecánica de la extremidad inferior durante el tacón corriendo y corriendo. Gu et al. señalar que el rango de movimiento de las articulaciones de cadera y abducción-aducción flexión-extensión de la rodilla aumentó significativamente como la altura del tacón aumentada mientras corra9. La limitación de este estudio es que sólo reclutaron a habituales portadores de tacón alto. El uso frecuente de zapatos de tacón alto puede potencialmente inducir adaptaciones estructurales en los músculos de la extremidad inferior. Zöllner y otros crearon un modelo computacional multiescala revelando que músculo es capaz de ajustar gradualmente a su nueva longitud funcional debido al uso de tacones después de una pérdida crónica de sarcómeros en serie10. La evidencia también demuestra que cinemática alojamiento en marcha causados por zapatos de tacón alto varían entre usuarios experimentados y sin experiencia11. Datos recogidos de los sujetos experimentados y sin experiencia pueden enmascarar resultados estadísticos12. Es importante explorar si los cambios biomecánicos son igualmente evidentes en usuarios inexpertos y experimentados.
El propósito de este estudio fue investigar las diferencias en la cinemática de la extremidad inferior y GRF vertical entre usuarios experimentados (EW) y usuarios inexpertos (ver) durante moderado tacón trotar y correr. Fue presumido que EW mostraría más rápido auto preferido trotar y correr velocidades, menos movimiento de las articulaciones y GRF vertical más grande durante el trotar y correr.
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Protocol
este estudio ha sido aprobado por la humana Comité de ética de Universidad de Ningbo (ARGH20150356). Todos los sujetos dieron su consentimiento informado para su inclusión en el estudio, y se les informó del objetivo, requisitos y procedimientos experimentales del estudio.
1. preparación del laboratorio de marcha
- interruptor apagado todas las luces incandescentes y dejar un nivel razonable de luz fluorescente en el laboratorio. Eliminar todos los marcadores y objetos no deseados de la reflexión que puede ser malinterpretada como pasivos marcadores reflectante desde el volumen de captura de.
- Conecte el dongle correspondiente al puerto paralelo del ordenador. Encender las cámaras de captura de movimiento, tracking software privativo, fuerza plataforma amplificadores y externa convertidor de analógico a digital (ADC).
- Permitir tiempo para 8 cámaras inicializar. Haga clic en el " sistema Local " nodo en el " sistema " ficha de la " recursos " panel. En el " propiedades " panel de la " sistema Local " nodo, tipo " 100 " en la " solicitado fotogramas " propiedad en el " sistema " sección para fijar la tarifa de la muestra a 100 Hz.
- Select " cámara " de la lista vista en el " vista " panel. El T-marco, que consta de 5 marcadores está localizado una distancia fija entre sí, en la plataforma de fuerza.
- En el " los recursos del sistema " del árbol, expandir el " cámaras " nodo y presione y sostenga la tecla CTRL mientras hace clic en cada cámara se enumeran en el nodo. En el " propiedades " panel de la " cámaras " nodo, mover la " intensidad estroboscópica " bar en el " configuración " sección a la izquierda o derecha para cada cámara asegurar que los datos de cada cámara están completamente, claramente y constantemente visible en la " vista " panel de.
- Haga clic en la " preparación del sistema " el botón en el " herramienta " panel. Haga clic en la " Inicio " el botón en el " calibrar cámaras " sección y thenphysically onda la varilla de calibración (T-marco) en el volumen de captura en un ocho vertical y moverse por la zona destinada a la captura de datos 3D. Dejar agitando cuando las luces de estado de color azul en el frente de las cámaras dejan de parpadear.
- En el " información de calibración de cámaras " sección en el " herramienta " panel, controlar la barra de progreso hasta que se complete el proceso de calibración de cámara. Revisión del " imagen Error " datos; el error aceptable de imagen de cada cámara debe ser menor que 0.3.
- Coloque el marco de T en el suelo, con el marcador central en la esquina superior izquierda de la plataforma de fuerza (60 cm x 90 cm) y los ejes de la estructura a lo largo de los bordes de la plataforma de fuerza. Asegúrese de que el eje largo de los puntos de marco en la dirección de desplazamiento (dirección anterior).
- Select " perspectiva 3D " en la lista de vista de la " vista " panel. En el " ajustar volumen origen " sección, haga clic en el botón Inicio y haga clic en el " establecer origen " botón para establecer el origen del volumen de captura de.
- Pedir un tema para subirse a la plataforma de fuerza. Verifique que la dirección del vector de reacción de suelo aparece en el panel de vista hacia arriba y que la magnitud de la componente vertical de la fuerza es igual a la masa del cuerpo x 9.81. Pedir el tema que caminar fuera de la plataforma de fuerza.
- En el " los recursos del sistema " del árbol, haga clic en el " plataforma fuerza " nodo y seleccione " nivel cero " de la " contexto " menú para calibrar la plataforma de fuerza. Haga clic en el " conectividad " nodo en el " sistema " ficha en el " recursos " panel. En el " propiedades " panel de la " conectividad " nodo, tipo " 1.000 " en la " pidió fotogramas " propiedad en el " configuración " sección para fijar la tarifa de la muestra a 1000 Hz.
- Marcadores reflectante pasivos preparar 16 (diámetro: 14 mm) por la adjuntarlos individualmente a un lado de la cinta adhesiva de doble cara.
2. Preparación de tema
- organizar los resultados de la encuesta sobre uso zapato de tacón alto de experiencia, incluyendo la frecuencia, duración, tipos de talón y alturas, que deben darse a cada voluntario del talón.
Nota: Las preguntas en la encuesta: (i) ¿con qué frecuencia usted usa sus zapatos de tacón? (ii) ¿cuántos h/min ¿usted llevar sus zapatos de tacón alto cada vez? (iii) ¿Qué tipo de zapatos de tacón, ¿normalmente usas? ¿Tacón de cuña o tacón de aguja? (iv) ¿Cómo es el zapato que usas normalmente? Aquí, 36 mujeres jóvenes se ofrecieron para participar en esta prueba, pero 14 de ellos fueron excluidos por razones variadas: sentirse incómodo con el zapato experimental (4), hallux valgus (3), solamente tener cuña experiencia (3), marcha anormal en el experimental medio ambiente (2) y la ausencia en el día de la prueba (2). - Consentimiento escrito informado del tema que cumplan con los criterios de inclusión.
Nota: Los criterios de inclusión son los siguientes: sin trastornos musculoesqueléticos que afecten a correr normal y corriente de la marcha; sentirse a gusto con el zapato experimental ofrecido; pie derecho dominante; y talla 37 (EUR) EW (edad: 24.2 ± 1,2 años, altura: 160 ± 2,2 cm, masa: 51,6 ± 2,6 kg) use zapatos con estrecho los talones 3-6 cm de altura por un mínimo de tres días por semana (6 h al día) durante al menos dos años, mientras que ver (edad : 23,7 ± 1,3 años; altura: 162.3 ± 2,3 cm; masa: 52,6 ± 4,5 kg) usar zapatos de tacón alto menos de dos veces por mes. - Pide los temas en pantalones ajustados y una camiseta de.
- Temas de medida ' de pie altura (mm) y masa corporal (kg). Medir la longitud de las piernas (es decir, la distancia entre la Espina ilíaca superior y el cóndilo interno del tobillo, en mm), anchura de la rodilla (es decir, la distancia entre el cóndilo medial y lateral de la rodilla, en mm) y anchura del tobillo (es decir, la distancia entre el cóndilo medial y lateral de tobillo, en mm) utilizando pinzas de medición.
- Preparar áreas de la piel de señales anatómicas óseas para la colocación del marcador.
- Afeitado del vello corporal apropiada y utilice alcohol toallitas para quitar el exceso de sudor y crema hidratante.
Nota: Las ubicaciones de los marcadores incluyen: espina dorsal ilíaca superior anterior (LASI/RASI), Espina ilíaca posterior superior (LPSI/RPSI), lateral (LTHI/RTHI), mitad del muslo lateral cóndilo de la rodilla (LKNE/RKNE), lateral media caña (LTIB/RTIB), maléolo lateral (LARGIRUCHO/fila), la segunda cabeza metatarsiana (LTOE/RTOE) y calcáneo (LHEE/RHEE), donde los prefijos L y R indican a la izquierda y montar las patas, respectivamente.
- Afeitado del vello corporal apropiada y utilice alcohol toallitas para quitar el exceso de sudor y crema hidratante.
- Palpate para identificar el punto de referencia anatómica. Círculo cada señal en la piel utilizando una pluma de marca. Colocar los 16 marcadores reflectante pasivos sobre los lugares de ambos lados de los miembros inferiores con cinta adhesiva de doble cara.
- Pedir a los sujetos a cambiar en el zapato experimental (altura del talón: 4,5 cm) luego caminar, correr y correr libremente a lo largo de la pista hasta que son fisiológicamente y psicológicamente cómodos con las cámaras y marcadores en sus extremidades inferiores (es decir, no influencia en los participantes) y se siente como caminar, trotar y correr naturalmente.
- Pide a los temas para practicar jogging a lo largo de la pista en una cómoda velocidad baja hasta que son capaces de correr constantemente. Instruir a los sujetos para realizar un entrenamiento progresivo (por ejemplo, haciendo un esfuerzo por correr a una velocidad progresivamente creciente en una caminadora dentro de un rango seguro y cómodo).
- Pedir a practicar correr en el suelo a lo largo de la pista a una velocidad cómoda hasta que son capaces de funcionar constantemente a esta velocidad.
- Instruir a los sujetos para intentar empezar a trotar/correr de diferentes líneas de salida en la zona de salida varias veces para encontrar una posición inicial adecuada, asegurándose de que el pie derecho golpea naturalmente y totalmente en contacto con la plataforma de fuerza al pasar por.
figura 1: Protocolo Experimental. cámaras de infrarrojos de 8 capturan de movimiento de extremidades inferiores mientras que el sujeto se mueva y corre a lo largo de la pista. El pie derecho golpea naturalmente y totalmente en contacto con la plataforma de fuerza al pasar por. Sincrónicamente se recopilaron datos cinemáticos y cinéticos. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
3. Calibración estática
- haga clic en el " nueva base de datos " botón en la barra de herramientas para crear una nueva base de datos. Haga clic en el " Data Management " botón en la barra de herramientas para abrir la " gestión de datos " panel. En el " Data Management " panel, haga clic en el " nueva clasificación de paciente, " " nuevo paciente, " y " nueva sesión " botones, en orden. Volver a la " recursos " panel, haga clic en el " crear un nuevo tema de " botón para crear un nuevo tema y entrar los valores para todas las mediciones antropométricas (p. ej., altura, peso, longitud de las piernas, ancho de rodilla y tobillo anchura) en el " Propiedades " panel para el recién creado tema.
- Haz clic en el " Go Live " botón en el " panel recursos. " haga clic en el " dividir horizontalmente " botón en el " vista " panel y seleccione " gráfico " en la lista de vista en el nuevo " vista " panel. Seleccione " trayectoria cuenta " en el " salida del modelo " lista desplegable.
- Confirman que el recuento de los marcadores en el " gráfico " panel vista es 16 y que el mismo número de marcadores es visible en la " perspectiva 3D " panel de la vista, lo que significa que no hay marcadores en la extremidad inferior han podido ser capturados.
- Haga clic en el " tema preparación " el botón en el " herramienta " panel de.
- Pedir el tema en una pose neutra inmóvil en el centro del volumen de captura para capturar los datos estáticos de.
- Haga clic en la " Inicio " botón en la sección de captura de sujeto, capturar tramas de 150 aproximadamente y haga clic en el " dejar de " botón.
Nota: El " Inicio " botón cambia a " dejar de " automáticamente después de hacer clic it
- Haga clic en la " Inicio " botón en la sección de captura de sujeto, capturar tramas de 150 aproximadamente y haga clic en el " dejar de " botón.
- Haga clic en el " reconstruir " botón en la barra de herramientas para mostrar los marcadores capturados. Haga clic en el " etiqueta " botón en el " herramienta " panel y asignar manualmente las etiquetas (16 en total) enumeradas la " Manual se etiquetado " sección a los marcadores correspondientes en el " perspectiva 3D " panel vista. Prensa el " Esc " clave en el teclado para salir de.
- Select " estática " en la " tubería " lista desplegable en la " tema calibración " sección. Compruebe la " izquierda pie " y " pie derecho " opciones en el " configuración estática " panel. Haga clic en la " Inicio " el botón en el " tema calibración " sección.
4. Ensayos dinámicos
- pedir el tema en la posición partida adecuada.
- Haga clic en el " Go Live " el botón en el " recursos " panel. Haga clic en el " captura " botón en el " herramienta " panel. Editar el " nombre de ensayo " en el " siguiente configuración de ensayo " sección.
- Haga clic en la " Inicio " botón en el " captura " sección para comenzar la captura y luego inmediatamente dar el tema la instrucción oral " va correr/va correr. " asegurar que el derecho natural pie huelgas y totalmente entra en contacto con la plataforma de fuerza al pasar por ( figura 1).
- Para correr pruebas, pedir los temas que correr a la velocidad baja cómoda que conocían durante la preparación, para correr pruebas, pedir los temas en el confortable de alta velocidad que habían familiarizados con durante la preparación. Permiten un descanso de 2 min entre los dos ensayos.
- Captura de por lo menos 3 pasos sucesivos completados, incluyendo el paso en la plataforma de fuerza.
Nota: Correr y correr los ensayos se realizan al azar. Para cada velocidad, pedir los temas que repetir 5 ensayos. Cancelar la captura en el caso de un marcador móvil/cae o si se produce el paso anormal. En el caso de marcadores móviles/caída, vuelva a acoplar a la marca de piel predeterminada.
figura 2 : interfaz de usuario para colección de datos dinámicos. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
- haga clic en el " dejar de " el botón en el " captura " sección después de que el sujeto se mueva/carreras hasta el final de la pista. Vea la figura 2.
Nota: El " Inicio " botón en el " captura " sección cambia a " dejar de " automáticamente después de hacer clic it
5. Posterior procesamiento utilizando el Software de seguimiento de propiedad
- haga clic en la " gestión de datos " botón en la barra de herramientas. En el " Data Management " panel, haga doble clic en el nombre de ensayo. Haga clic en el " reconstruir " y " etiqueta " botones en la barra de herramientas para reconstruir el modelo dinámico 3D y obtener los datos filmados.
- En la barra de tiempo, mueva el indicador de rango de izquierda (triángulo azul) en la línea de tiempo hasta el fotograma en el que el pie derecho golpea la plataforma de fuerza. Seleccione este cuadro según el instante cuando se presenta el vector de fuerza vertical en el panel de la vista.
- Mover la gama derecha indicador (triángulo azul) en la línea de tiempo hasta el fotograma en el que ocurre el próximo evento de la huelga del talón del pie derecho.
Nota: La selección de este cuadro depende de la estimación subjetiva elaborative de los investigadores según el instante cuando no hay ninguna dislocación inferior superior talón derecho del marcador de la.
- Mover la gama derecha indicador (triángulo azul) en la línea de tiempo hasta el fotograma en el que ocurre el próximo evento de la huelga del talón del pie derecho.
- Haga clic en la barra de tiempo y seleccione " Zoom a la región de interés " de la " contexto " menú para definir los fotogramas deseados.
- Haga clic en el " etiqueta " a topeen el " herramienta " panel. En el " relleno de brecha " sección, haga clic en los marcadores cuyas trayectorias contienen lagunas que aparecen en el " trayectoria " columna y haga clic en el " relleno " botón de la " Spline llenar " herramienta.
Nota: El número de huecos se enumera en el " #Gaps " columna. Haga clic en el " relleno " botón de la " tira llene " herramienta llena un vacío. La " Spline llenar " método se puede utilizar generalmente para la brecha de casos menor o igual a 60 frames. - Haga clic en el " tubería " botón en el " herramienta " panel. Seleccione " dinámica " de la " actual " lista. Mueva el indicador (cursor azul) a lo largo de la línea de tiempo hasta el último fotograma. Haga clic en el " ejecutar " botón para iniciar el proceso de canalización y exportar formato de in.csv de ensayos dinámicos para procesamiento posterior en el software de análisis de datos.
6. Análisis de datos
- Low-pass del filtro los datos cinemáticos y cinéticos utilizando 4 th-Orden Butterworth filtros con frecuencia de corte en 10 Hz y 25 Hz, respectivamente 13 (véase la Tabla de materiales).
- Dividir el desplazamiento anterior superior de la marcadora en la Espina ilíaca superior anterior derecha por el tiempo correspondiente para calcular la velocidad de oa trotar/correr.
- Definir el desplazamiento antero-posterior de la pistola en la derecha talón entre los acontecimientos de la huelga de talón sucesivos como la longitud de zancada. Definir la inversa de la duración del ciclo de marcha como la frecuencia de la zancada.
- Definir la diferencia entre el máximo ángulo y ángulo de Valle durante la fase de apoyo como el rango de movimiento (ROM) articulación.
- Calcular la velocidad de carga promedio vertical definiendo la pendiente de la curva vertical de GRF-tiempo de 20-80% del tiempo de postura desde el contacto inicial al impacto fuerza de 14.
Nota: Definir el contacto inicial como el instante cuando la vertical GRF consistentemente mide más de 0 N. - Normalizar el GRF vertical para peso corporal (BW %).
- Promedio de 5 ensayos de cada sujeto primero y luego estos resultados promedio para todas las materias.
Nota: Los parámetros incluyen correr y correr velocidad, longitud de zancada, frecuencia zancada, conjunta (es decir, tobillo, rodilla y cadera) 3D (ROM) y el ángulo de máxima durante la fase de apoyo, ángulo en el talón-huelga en el plano sagital, fuerza de impacto (F i), (fuerza) pico F p) y carga media vertical (VALR). - Transferencia de datos a un software estadístico para el análisis estadístico.
7. Análisis estadístico
- realizar dos separado independiente muestras t-pruebas para evaluar los efectos de la experiencia de uso. Realizar dos pruebas de t apareado-las muestras separadas para evaluar los efectos de la velocidad de marcha en la cinemática de la extremidad inferior y GRF. Considerar resultados estadísticos como significativa si p < 0.05.
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Representative Results
Todos los resultados se presentan como la media ± desviación estándar. La velocidad fue significativamente mayor que la velocidad para correr, independientemente de la experiencia de uso (EW: Jog vs Run: 2,50 ± 0.14 vs 3,05 ± 0.14, p = 0,010; Ver: Jog vs Run: 2,24 ± 0,26 vs 2.84 ± 0,29, p = 0,028; en m/s) (tabla 1). No se encontró ninguna diferencia significativa en las velocidades correspondientes de oa trotar/correr entre EO y ver. En general, fue mayor que la de ver la longitud de zancada de EW (Jog: EW vs ver: 1,86 ± 0.06 vs 1.49 ± 0.20, p = 0,016; Funcionamiento: EW vs ver: 2,15 ± 0.14 vs 1.79 ± 0.16, p = 0.004; en m), mientras que la frecuencia de zancada demostró lo contrario (Jog: EW vs ver: 82,43 3.48 vs 90.74 ± 2.92, p = 0.024; Funcionamiento: EW vs ver: 85,84 3.39vs 96.16 ± 3.00, p = 0,015; en pasos/min) (tabla 1). Ver mostraron una significativamente mayor longitud de zancada (p = 0.025) y frecuencia (p = 0.010), y EW mostraron significativamente mayor longitud de zancada (p = 0.017), mientras se está ejecutando en comparación con correr.
En el plano sagital, resultados estadísticos de pares t-pruebas independientes demostraron que el tobillo ROM de EW fue significativamente menor que el de ver (Jog: EW vs ver: 39.40±4.44 vs 47.88±2.59, p= 0.000; Funcionamiento: EW vs ver: 36.16±2.42 vs 43.89±3.70, p= 0.006; en grados) (figura 3). Además, el tobillo-flexión plantar en el talón-huelga de EW fue significativamente menor que el de ver (Jog: EW vs ver:-10.95 2.15 vs -14.34 ± 2,31, p = 0,014; Funcionamiento: EW vs ver:-9.97 0,85 vs -13.63 ± 0.72, p = 0.011; en grados) (tabla 3). La rodilla ROM de EW durante el jogging fue significativamente mayor en comparación con la de ver (Jog: EW vs ver: 30,37 2.11 vs 29.90 ± 2,67, p = 0.030; Funcionamiento: EW vs ver: 30.97 0.86 vs 30.16 ± 1,79; en grados) (figura 3). Por el contrario, la flexión de pico de rodilla de EW durante el jogging fue significativamente menor (Jog: EW vs ver: 39,47 ± 1,80 vs 45.01 ± 2.04, p = 0.017; Funcionamiento: EW vs ver: 42.73 2.13 vs 44.16 ± 2.07; en grados) (tabla 2). La flexión máxima de cadera (Jog: EW vs ver: 27.70 2.82 vs 27.69 ± 4.00; Funcionamiento: EW vs ver: 36,02 2.94 vs 29.15 ± 4.10, p = 0.000; en grados) y flexión en el talón-huelga (Jog: EW vs ver: 27.54 ± 2.84 vs 27.61 ± 3,92; Funcionamiento: EW vs ver: 35,99 2,96 vs 29.09 ± 4.10, p = 0.000; en grados) de EW durante el funcionamiento fueron significativamente mayores en comparación con las de ver (tabla 2 y tabla 3). Además, los resultados estadísticos de pruebas t de muestras pareadas demostraron que ver presentó significativamente menos flexión plantar en el talón-huelga (Jog vs Run:-14.34 2.31 vs -13.63 ± 0.72, p = 0.044; en grados) (tabla 3 ) y EW ROM de cadera significativamente mayor (Jog vs Run: 39,22 3.73 vs46,12 ± 3.88, p = 0.010; en grados), flexión máxima (Jog vs Run: 27,70 2.82 vs 36.02 ± 2.94, p = 0.000; en grados), y flexión en el talón-huelga (Jog vs Run: 27,54 ± 2.84 vs 35.99 ± 2.96, p = 0,000; en grados) mientras se está ejecutando en comparación con el jogging (figura 2, tabla 2y tabla 3).
En el plano frontal, el ROM del tobillo (Jog: EW vs ver: 4,90 0,48 vs 6.66 ± 0.26, p = 0,001; Funcionamiento: EW vs ver: ± 0,46 5,76 vs 6.30 ± 0,44; en grados) y pico (Jog: EW vs ver: 5,51 ± 0.40 vs 7.51 ± 0,43, p = 0,022; Funcionamiento: EW vs ver: 6,80 ± 0,23 frente a 7,73 ± 0.33, p = 0.040; en grados) de EW fue menor en comparación con las de ver, y existieron diferencias significativas en la ROM durante la inversión activa y pico durante el trotar y correr (figura 2 y tabla 2). La rodilla demostró resultados similares a la ROM (Jog: EW vs ver: 7,23 ± 2.17 vs 11.27 ± 1.20, p = 0,010; Funcionamiento: EW vs ver: 9.19 1.15 vs 11.04 ± 1,63; en grados) y el secuestro de pico (Jog: EW vs ver: 4.57 0.60 vs 5.16 ± 0.58; Funcionamiento: EW vs ver: 5.84 0,69 vs 7.12 ± 0,89; en grados) con el tobillo, pero significativo una diferencia sólo existía en la ROM durante el jogging (figura 2 y tabla 2). En cuanto a la cadera, sólo el secuestro de pico mostró una diferencia significativa entre EO y ver (Jog: EW vs ver: 6,80 ± 0.89 vs 12.62 ± 1,23, p = 0.000; Funcionamiento: EW vs ver: 7,73 1.01 vs 13.37 ± 2.07, p = 0.000; en grados) (tabla 2). Cuando las comparaciones se hicieron entre trotar y correr, la inversión de tobillo pico de EW (Jog vs ejecutar: 5,51 ± 0.40 vs 6,80 ± 0,23, p = 0,042; en grados) y el secuestro de pico de rodilla de ver (Jog vs Run: 5,16 ± 0.58 frente a 7,12 ± 0,89, p = 0.017; en grados) demostraron ser más grande, con significación estadística durante el funcionamiento (tabla 2).
En el plano de la manecilla, la velocidad de marcha mostró efecto obvio en EW que exhibieron significativamente mayor rotación externa del tobillo (Jog vs Run:-23.58 1.05 vs -26.82 ± 1,90, p = 0.023; en grados) y la rodilla (Jog vs. Funcionamiento: 12,13 ± 2.19 vs 15.95 ± 1,62, p = 0.012; en grados) mientras se está ejecutando en comparación con el jogging (tabla 2). Durante el funcionamiento, EW también mostraron significativamente menos rodilla ROM (Jog: EW vs ver: ± 2,21 16,91 vs 18.34 ± 1,08; Funcionamiento: EW vs ver: 16,26 1,72 vs 19,97 ± 1,26, p = 0,009; en grados) y rotación interna de cadera pico mayor (Jog: EW vs ver: 15.34 1.53 vs 14.69 ± 0,95; Funcionamiento: EW vs ver: 16,91 1.56 vs 14.72 ± 0,99, p = 0,028; en grados) en comparación con ver (figura 2 y tabla 2).
La figura 4 muestra los promedios del conjunto de la GRF vertical bajo las condiciones de EW-Jog, EW-, ver-Jog y ver plazo. La curva de GRF-tiempo de EW se caracteriza por un pico inicial seguido de una pequeña ola durante el período de absorción de choque, especialmente durante el funcionamiento. En cambio, el de ver es relativamente fluido después del pico inicial. No hay diferencias significativas en el imGrupo pacto entre EW y ver y ninguna diferencia significativa se observó entre trotar y correr (figura 4). En comparación con ver, EW mostraron significativamente mayor fuerza máxima, independientemente de la velocidad (Jog: EW vs ver: 2,42 ± 0.12 vs 2.05 ± 0,24, p = 0,035; Funcionamiento: EW vs ver: 2,51 ± 0.14 vs 2,27 ± 0.12, p = 0,042; de peso corporal). El VALR presentado para ser el más alto bajo la condición de EW-Run y fue significativamente mayor que las condiciones de EW-Jog (EW-Run vs EW-Jog: 102,66 4.99 vs 62.40 ± 10.46, p = 0,000; en % de peso corporal) y ver (EW-Run vs. Ver-Run: 102,66 4.99 vs 78.15 ± 17.00, p = 0.000; en % de peso corporal).
Figura 3: Conjunto ROM durante la fase de apoyo (EW: n = 11; Ver: n = 11). (X) en el plano sagital. (Y) en el plano frontal. (Z) en el plano transversal. * Significación estadística. Barras de error se refieren a desviaciones estándar. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4 : Medias conjunto de GRF vertical bajo cuatro condiciones (EW: n = 11; Ver: n = 11; Mean±SD). (a) EW-Jog. (b) EW-Run. (c) ver-Jog. (d) gestión de ver. Las áreas sombreadas se refieren a la desviación estándar. F representa la fuerza del impacto. Fp representa la fuerza pico. VALR representa la tasa de carga media vertical. BW significa peso. una diferencia significativa entre EW-Jog y EW-funcionamiento; c una diferencia significativa entre EW-Jog y ver-Jog; d una diferencia significativa entre EW y ver plazo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
| Parámetros | EW (n = 11) | Ver (n = 11) | ||
| Jog | Ejecutar | Jog | Ejecutar | |
| Velocidad (m/s) | 2.50 ± 0.14un | 3.05 ± 0.14 | 2.24 ± 0.26b | 2.84 ± 0.29 |
| Longitud de zancada (m) | 1.86 ± 0.06a, c | 2.15 ± 0.14d | 1.49 ± 0.20b | 1.79 ± 0,16 |
| Frecuencia de zancada (pasos/min) | 82.43 ± 3.48c | 85.84 ± 3,39d | 90.74 ± 2.92b | 96.16 ± 3,00 |
| unadiferencia significativa entre EW jog y EW ejecutar; | buna diferencia significativa entre ver jog y ver correr; | cuna diferencia significativa entre EW jog y ver correr; | duna diferencia significativa entre EW ejecutar y ver correr. | |
Tabla 1: Parámetros espacio-temporales (media ± SD).
| Dimensiones | Articulación (grado) | EW (n = 11) | Ver (n = 11) | ||
| Jog | Ejecutar | Jog | Ejecutar | ||
| Plano sagital | Tobillo | 12.86 ± 2.10 | 10,64 ± 0,86 | 12.94 ± 1,88 | 10.73 ± 1.02 |
| Rodilla | 39.47 ± 1,80c | 42.73 ± 2.13 | 45.01 ± 2.04 | 44.16 ± 2.07 | |
| Cadera | 27.70 ± 2,82un | 36.02 ± 2.94d | 27.69 ± 4.00 | 29,15 ± 4.10 | |
| Plano frontal | Tobillo | 5.51 ± 0.40a, c | 6.80 ± 0,23d | 7.51 ± 0.43 | 7,73 ± 0,33 |
| Rodilla | 4.57 ± 0.60 | 5.84 ± 0.69 | 5,16 ± 0,58b | 7.12 ± 0,89 | |
| Cadera | 6.80 ± 0,89c | 7,73 ± 1.01d | 12.62 ± 1.23 | 13.37 ± 2.07 | |
| Plano transversal | Tobillo | -23.58 ± 1.05una | -26.82 ± 1,90 | -26.29 ± 1.06 | -26.73 ± 0,55 |
| Rodilla | 12.13 ± 2.19un | 15.95 ± 1.62 | 15.44 ± 1.52 | 15.88 ± 0,99 | |
| Cadera | 15.34 ± 1,53 | 16,91 ± 1.56d | 14.69 ± 0.95 | 14.72 ± 0,99 | |
| unadiferencia significativa entre EW jog y EW ejecutar; | buna diferencia significativa entre ver jog y ver correr; | cuna diferencia significativa entre EW jog y ver correr; | duna diferencia significativa entre EW ejecutar y ver correr. | ||
Tabla 2: Ángulo máximo durante la fase de apoyo en tres dimensiones (media ± SD).
| Articulaciones (grado) | EW (n = 11) | Ver (n = 11) | ||
| Jog | Ejecutar | Jog | Ejecutar | |
| Tobillo | -10.95 ± 2.15c | -9.97 ± 0,85d | -14.34 ± 2.31b | -13.63 ± 0,72 |
| Rodilla | 18.72 ± 5,87 | 24.06 ± 3,42 | 23.39 ± 2.22 | 26.34 ± 1,47 |
| Cadera | 27.54 ± 2.84una | 35.99 ± 2.96d | 27.61 ± 3,92 | 29.09 ± 4.10 |
| unadiferencia significativa entre EW jog y EW ejecutar; | buna diferencia significativa entre ver jog y ver correr; | cuna diferencia significativa entre EW jog y ver correr; | duna diferencia significativa entre EW ejecutar y ver correr. | |
Tabla 3: Ángulo de empalme en el talón-huelga en el plano sagital (Mean±SD).
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Discussion
Un defecto de la mayoría de los estudios que analizan la biomecánica de la marcha de tacón está ignorando la posible importancia de la experiencia de usar zapatos de tacón alto12. Este estudio divide temas en grupos de usuarios regulares y ocasionales para explorar los efectos de zapato de tacón alto con experiencia en la cinemática de la extremidad inferior y GRF durante moderado tacón trotar y correr.
EW y ver mostraron velocidades comparables de oa trotar/correr. En comparación con EW, ver adoptó una mayor frecuencia de zancada y una longitud de zancada más corta, que podría ser una estrategia para mantener el cuerpo balance15,16. La longitud de zancada más larga de EW es probablemente asociada con mayor extensión de la rodilla durante el push-off, que también aumenta la ROM de la rodilla en el plano sagital. Del mismo modo, EW exhibió una ROM de flexión-extensión cadera más grande, con flexión máxima creciente. Esto podría contribuir a bajar el centro de masa, mejorar cuerpo estabilidad17. Sin embargo, la ROM reducida de la cadera y la rodilla de EW en los planos frontal y transversales podría explicarse como una adaptación tras el uso prolongado de tacones altos para controlar las articulaciones de movimiento excesivo. El tobillo más flexible, con una ROM más grande en el plano sagital al, sirve como palanca menos eficaces para la aplicación de fuerza muscular en el suelo. Este es un factor potencial de fatiga muscular, debido al mayor trabajo muscular requiere para lograr una cantidad similar de salida durante el periodo propulsivo18.
La mayor flexión de cadera se ha divulgado para ser un mecanismo compensatorio para atenuar el GRF para evitar lesión7,19. En este estudio, EW exhibió mayor flexión de cadera pico, mientras que ver mostró mayor flexión máxima de rodilla. Flexión de la rodilla mayor puede conducir a excesivo de la rodilla extensor momento20 y músculo recto femoris actividad7,21, que son causas de sobrecarga de rodilla22,23. Estudios anteriores también informaron que las fuerzas de quadricep mayor inducido por la fuerza del corte tibial anterior proximal de aumento de la flexión creciente de la rodilla, que es un factor importante de ligamento cruzado anterior cepa24,25. Del mismo modo, mayor aducción de pico de ver durante el funcionamiento puede aumentar las cargas de compartimento medial de la rodilla26,27 y contribuir al desarrollo de artrosis de rodilla1,23. Junto con la posición de flexión plantar, la más grande inversión de pico de ver poner en alto riesgo de esguince de tobillo lateral28. Una posible explicación para la menor inversión de EW es la actividad de pronador mayor causada por el efecto a largo plazo del uso del tacón alto15,16.
La mayor fuerza de impacto y velocidad de carga durante la marcha se han considerado posibles factores de lesiones de extremidad inferior29,30. No hubo diferencias significativas en la fuerza del impacto observado entre EO y ver correr y correr. Sin embargo, la velocidad de carga de EW fue más prominente durante la marcha, que era en gran parte debido a los transitorios más rápido de la fuerza. Se ha documentado ampliamente que la fuerza del impacto con una frecuencia cada vez mayor rápida crearía una fuerte onda de choque en el evento golpe de talón, que es transmitido hasta la lesión de tejidos blandos de las articulaciones de la extremidad inferior31, causando probablemente y finalmente líder en la articulación degenerativa trastornos32. Otra de las claves es que EW mostraron un pico mayor GRF que ver, que podría contribuir a aumentar el flexor plantar del tobillo y pronador momentos15,16, reducir la inestabilidad del tobillo durante el periodo de propulsión. Sin embargo, el pico más alto GRF también indica mayor presión plantar en la zona metatarsal. Esto puede provocar una deformidad del primer metatarsophalangeal conjunto33,34.
Los resultados dependen de una serie de pasos críticos en el protocolo. En primer lugar, apagar las luces incandescentes y ajustar la intensidad de luz estroboscópica de cámara óptimos se requieren para asegurar la exactitud del marcador 3D óptico de seguimiento. En segundo lugar, calibración de cámara dentro del volumen de captura es importante para optimizar aún más la precisión de captura de movimiento. En tercer lugar, ubicaciones de los marcadores pasivos reflectante en la piel deben cuidadosamente determinados y marcarse antes de colocar los marcadores para que la marca se puede volver a la misma ubicación en el caso del marcador móvil/caer. En cuarto lugar, la plataforma de fuerza para el nivel cero de calibración antes de comenzar cada ensayo dinámico es necesario para asegurar la exactitud de los datos de fuerza. Estudios que explicar experiencias con sujetos podrían proporcionar información específica sobre la reducción de lesiones en la población objetivo. Además, otra ventaja de este protocolo se presenta en el post-proceso de datos. Aunque el software de análisis profesional biomecánica es una herramienta principal para la gestión de datos, tiene sus límites en cuanto a la representación gráfica de los datos. Este estudio utilizó una alternativa para representar los datos (véase la Tabla de materiales). También existen limitaciones a este estudio. En primer lugar, el pequeño tamaño de muestra de 11 sujetos experimentados y 11 sujetos sin experiencia puede influir en las estadísticas, lo que resulta en diferencias no significativas. En segundo lugar, el evento de talón-huelga en la plataforma de fuerza (primer cuadro) puede ser monitoreado en el panel de vista según el instante cuando se presenta el vector de fuerza; sin embargo, la posterior huelga de talón en el suelo (capítulo final) puede sólo estimarse subjetivamente por los investigadores según el instante cuando no hay ninguna dislocación inferior superior del marcador de talón derecho. La selección de este cuadro puede variar por diferentes investigadores. La ausencia de parámetros como el momento de articulación y trabajo conjunto, que además podría explicar mecanismos de extremidad inferior, es otra limitación de este estudio.
En conclusión, usuarios regulares y ocasionales tacones adoptan diferentes adaptaciones biomecánicas al trotar y correr. Los resultados de este estudio sugieren que otros estudios de evaluación de la biomecánica de la marcha de tacón cuidadosamente tome en cada experiencia cuenta.
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Disclosures
Los autores no tienen nada que revelar.
Acknowledgments
Este estudio está patrocinado por la nacional Ciencias naturales Fundación de China (81301600), K. C. Wong fondo de Magna en la Universidad de Ningbo, Fundación Nacional de ciencias sociales de China (16BTY085), el programa de ciencias sociales de Zhejiang "Proyecto de la juventud de Zhi Jiang" (16ZJQN021YB ), Loctek Technology ergonómicas Corp y Anta Sports Products Limited.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Motion Tracking Cameras | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | MX cameras | n= 8 |
| Vicon Nexus | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | Version 1.4.116 | Proprietary tracking software (PlugInGait template) |
| Dongle | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - | - |
| MX Ultranet HD | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - | - |
| Vicon Datastation ADC | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - | External ADC |
| Passive Retro-reflective Marker | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - | n=16; Diametre=14 mm |
| Force Platform Amplifier | Kistler, Switzerland | 5165A | n=1 |
| Force Platform | Kistler, Switzerland | 9287C | n=1 |
| T-Frame | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - | - |
| Double Adhesive Tape | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - | For fixing markers to skin |
| moderate high-heeled shoe | Daphne, Hong Kong | 13085015 | Heel height: 4.5cm; Size:37EURO |
| Microsoft Excel | Microsoft Corporation, United States | Version 2010 | For low pass filtering data and calculations; Add-in:Butterworth.xla |
| Origin | OriginLab Corporation, United States | Version 9.0 | Plot GRF-time curve |
| Stata | Stata Corp, College station, TX | Version 12.0 | Statistical analysis |
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