בשיטות ניתוח הילוך תקן הזהב כדי להעריך את החוויה אפקטים על התחתון-האיבר מכניקת במהלך בינוני עקבים ריצה וריצה
Summary
מחקר זה חקר התחתונה-האיבר קינמטיקה וכוח התגובה הקרקע (GRF) במהלך בינוני עקבים ריצה וריצה. הנבדקים חולקו לקבוצות של לובשי מנוסים, לובשי לא מנוסים. מערכת ניתוח תנועה תלת מימדי עם פלטפורמה כוח שתצורתו נקבעה נתפס תנועות משותפת התחתונה-איבר, GRF.
Abstract
מספר מצומצם של מחקרים בחנו התחתונה-האיבר ביומכניקה במהלך עקבים ג’וגינג, ריצה, רוב המחקרים לא הצליחו להבהיר את החוויה לובש של נושאים. פרוטוקול זה מתאר ההבדלים התחתונה-האיבר קינמטיקה, כוח התגובה הקרקע (GRF) לובשי מנוסה (EW) לבין למרכיבי לא מנוסה (לפני הדפסה) במהלך בינוני עקבים ריצה וריצה. מערכת ניתוח תנועה תלת מימדי (3D) עם פלטפורמה כוח שתצורתו נקבעה שימש ללכוד באופן סינכרוני תנועות משותפת התחתונה-איבר, GRF. נקבות צעירות 36 התנדב להשתתף במחקר זה, נשאלו על עקבים הנעל-עונדת ניסיון, כולל תדירות, משך, סוגי העקב ואת גובה העקב. 11 מי חוו את החוויה של עקבים 3 עד 6 ס מ לפחות שלושה ימים בשבוע (6 שעות ביום למשך שנתיים לפחות) ואחת עשרה אשר לבש עקבים גבוהים פחות מפעמיים לחודש השתתפו. הנבדקים ביצעו ריצה וריצה -נמוכים ונוחים, במהירויות גבוהות, בהתאמה, בעל הזכות הרגל לחלוטין צועד אל פלטפורמה כוח כאשר עובר לאורך שביל 10 מ’. איכס לפני הדפסה אימצה עיבודים biomechanical שונים תוך כדי ריצה וריצה. לפני הדפסה הפגינו טווח תנועה משותפת, בדרך כלל גדול יותר בעוד EW הראה שיעור העמסה גדול יותר באופן משמעותי של GRF במהלך ריצה. לפיכך, מחקרים נוספים על ביומכניקה איבר התחתונה של דהירה עקבים אמור בהחלט לשלוט החוויה לובש של הנושאים.
Introduction
עיצוב העקב הגבוה מאז ומתמיד אחת מהתכונות הפופולריות של נעליים נשים. מכריח את הקרסול למצב פסיבי plantar מכופפות, עקבים גבוהים במידה ניכרת לשנות מהלך קינמטיקה וקינטיקה. למרות דווח על תופעות לוואי מערכת השלד והשרירים1, חברתי ואופנה המכס מעודדים את המשך השימוש נעלי עקב2.
מערכות מעקב אופטית, כיום בשימוש ברוב המכריע של מעבדות הילוך-אנליזה עבור שני קליני לצרכי עיון ומחקר, לתת מדידה מדויקות ואמינות של תלת איבר התחתונה בקשות משותפת3. טכנולוגיה זו מספקת “תקן הזהב” עבור ניתוח הילוך4. תוצאות עקביות מבוסס על טכניקת חשפו כי גובה העקב גבוה יותר להוביל גדול הברך כיפוף והקרסול היפוך בהשוואה עם נעליים שטוחות5,6,7. GRF הינו פרמטר נוסף נפוץ ב והרצתי ניתוח הליכה. המשמרת של GRF לכיוון קדמת כף הרגל המדיאלי, GRF מופחת במהלך עמדה באמצע, גדל GRF אנכי השביתה העקב, ואת שיא מוגברת הקדמי-אחוריים GRF נצפו גם עקבים הליכה1,6, 7 , 8.
מחקרים קודמים הנזכרים לעיל להשתמש בשיטות מבוסס בעיקר על הליכה ברמה. בחברה המודרנית, לרוץ לאוטובוס, המרצד על פני רחוב סואן או נועז כדי לתפוס הדחיפה רכבת האחרונות יותר ויותר נשים להשתמש במהירויות גבוהות מדי פעם. ישנם מחקרים מוגבלת בנוגע התחתונה-האיבר ביומכניקה במהלך עקבים ריצה וריצה. ג. א. ואח ציין כי הטווח תנועה משותפת של הברך החטיפה-ההסתמכות ובירך כיפוף-הרחבת גדל באופן משמעותי גם גובה העקב גדל במהלך ריצה9. המגבלה של מחקר זה היא כי הם גייסו רק לובשי העקב הגבוה הרגילות. השימוש התכוף של נעלי עקב פוטנציאלי יכול לגרום adaptions מבנית ב התחתונה-איבר שרירי. . Zöllner et al. יצר מודל חישובי multiscale חושף כי השריר הוא מסוגל להסתגל בהדרגה את אורכו פונקציונלי חדש עקב השימוש של עקבים גבוהים לאחר אובדן sarcomeres סדרת10כרונית. ראיות גם מדגים כי אירוח קנטית דהירה הנגרם על ידי נעליים עקבים משתנות בין למרכיבי מנוסה וחסרת11. הנתונים שנאספו מן הנבדקים מנוסה וחסרת עלול להסתיר תוצאות סטטיסטיות12. חשוב לחקור השינויים biomechanical ברורים באופן דומה משתמשים לא מנוסים ומנוסה.
מטרתו של מחקר זה היה לחקור את ההבדלים התחתונה-האיבר קינמטיקה, GRF אנכי בין למרכיבי מנוסה (EW) למרכיבי לא מנוסה (לפני הדפסה) במהלך בינוני עקבים ריצה וריצה. זה היה שיערו כי איכס תראה מהר יותר עצמי העדיפו ריצה וריצה מהירויות, פחות תנועה משותפת, GRF אנכי גדול במהלך ריצה וריצה.
Protocol
Representative Results
Discussion
חיסרון אחד של רוב המחקרים לנתח ההליכה עקב ביומכניקה מתעלם לחשיבות אפשרי ניסיון לובשת עקבים גבוהים12. מחקר זה מחולק נושאים קבוצות של לובשי קבוע, ומדי פעם לחקור את ההשפעות של נעל עקבים לובשת ניסיון על התחתון-האיבר קינמטיקה, GRF במהלך בינוני עקבים ריצה וריצה.
. איכס, ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה בחסות את נבחרת מדעי הטבע קרן של סין (81301600), ק ג וונג מגנה קרן באוניברסיטת Ningbo, הלאומי למדעי החברה קרן של סין (16BTY085), התוכנית למדעי החברה ג’ה-ג’יאנג “פרויקט הנוער ג’יאנג זי” (16ZJQN021YB ), Loctek ארגונומי טכנולוגיה קורפ, ומוגבל אנתה ספורט מוצרים.
Materials
| 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 |
References
- Barkema, D. D., Derrick, T. R., Martin, P. E. Heel height affects lower extremity frontal plane joint moments during walking. Gait Posture. 35 (3), 483-488 (2012).
- Hong, W. H., Lee, Y. H., Chen, H. C., Pei, Y. C., Wu, C. Y. Influence of heel height and shoe insert on comfort perception and biomechanical performance of young female adults during walking. Foot Ankle Int. 26 (12), 1042-1048 (2005).
- Baker, R. Gait analysis methods in rehabilitation. J Neuroeng Rehabil. 3 (1), (2006).
- Galna, B., et al. Accuracy of the Microsoft Kinect sensor for measuring movement in people with Parkinson’s disease. Gait Posture. 39 (4), 1062-1068 (2014).
- Esenyel, M., Walsh, K., Walden, J. G., Gitter, A. Kinetics of high-heeled gait. J Am Podiatri Med Assocn. 93 (1), 27-32 (2003).
- Cronin, N. J., Barrett, R. S., Carty, C. P. Long-term use of high-heeled shoes alters the neuromechanics of human walking. J Appl Physiol. 112 (6), 1054-1058 (2012).
- Mika, A., Oleksy, &. #. 3. 2. 1. ;., Mika, P., Marchewka, A., Clark, B. C. The influence of heel height on lower extremity kinematics and leg muscle activity during gait in young and middle-aged women. Gait Posture. 35 (4), 677-680 (2012).
- Snow, R. E., Williams, K. R. High heeled shoes: their effect on center of mass position, posture, three-dimensional kinematics, rearfoot motion, and ground reaction forces. Arch Phys Med Rehabil. 75 (5), 568-576 (1994).
- Gu, Y., Zhang, Y., Shen, W. Lower extremities kinematics variety of young women jogging with different heel height. Int J Biomed Eng Technol. 12 (3), 240-251 (2013).
- Zöllner, A. M., Pok, J. M., McWalter, E. J., Gold, G. E., Kuhl, E. On high heels and short muscles: A multiscale model for sarcomere loss in the gastrocnemius muscle. J Theor Biol. 365, 301-310 (2015).
- Opila-Correia, K. Kinematics of high-heeled gait with consideration for age and experience of wearers. Arch Phys Med Rehabil. 71 (11), 905-909 (1990).
- Cronin, N. J. The effects of high heeled shoes on female gait: A review. J Electromyogr Kinesiol. 24 (2), 258-263 (2014).
- Jones, G. D., James, D. C., Thacker, M., Green, D. A. Sit-to-stand-and-walk from 120% Knee Height: A Novel Approach to Assess Dynamic Postural Control Independent of Lead-limb. J Vis Exp. (114), e54323 (2016).
- Goss, D. L., et al. Lower extremity biomechanics and self-reported foot-strike patterns among runners in traditional and minimalist shoes. J Athl Train. 50 (6), 603-611 (2015).
- Chien, H. L., Lu, T. W., Liu, M. W. Effects of long-term wearing of high-heeled shoes on the control of the body’s center of mass motion in relation to the center of pressure during walking. Gait Posture. 39 (4), 1045-1050 (2014).
- Chien, H. L., Lu, T. W., Liu, M. W., Hong, S. W., Kuo, C. C. Kinematic and Kinetic Adaptations in the Lower Extremities of Experienced Wearers during High-Heeled Gait. BME. 26 (3), 1450042 (2014).
- Novacheck, T. F. The biomechanics of running. Gait Posture. 7 (1), 77-95 (1998).
- Powell, D. W., Williams, D. B., Windsor, B., Butler, R. J., Zhang, S. Ankle work and dynamic joint stiffness in high-compared to low-arched athletes during a barefoot running task. Hum Mov Sci. 34, 147-156 (2014).
- Robbins, S. E., Gouw, G. J., Hanna, A. M. Running-related injury prevention through innate impact-moderating behavior. Med Sci Sports Exerc. 21 (2), 130-139 (1989).
- Simonsen, E. B., et al. Walking on high heels changes muscle activity and the dynamics of human walking significantly. J Appl Biomech. 28 (1), 20-28 (2012).
- Stefanyshyn, D. J., Nigg, B. M., Fisher, V., O’Flynn, B., Liu, W. The influence of high heeled shoes on kinematics, kinetics, and muscle EMG of normal female gait. J Appl Biomech. 16 (3), 309-319 (2000).
- Kerrigan, D. C., Lelas, J. L., Karvosky, M. E. Women’s shoes and knee osteoarthritis. Lancet. 357 (9262), 1097-1098 (2001).
- Kerrigan, D. C., et al. Moderate-heeled shoes and knee joint torques relevant to the development and progression of knee osteoarthritis. Arch Phys Med Rehabil. 86 (5), 871-875 (2005).
- Beynnon, B. D., et al. The strain behavior of the anterior cruciate ligament during squatting and active flexion-extension a comparison of an open and a closed kinetic chain exercise. Am J Sports. 25 (6), 823-829 (1997).
- Fleming, B. C., et al. The gastrocnemius muscle is an antagonist of the anterior cruciate ligament. J Orthop Res. 19 (6), 1178-1184 (2001).
- Schipplein, O., Andriacchi, T. Interaction between active and passive knee stabilizers during level walking. J Orthop Res. 9 (1), 113-119 (1991).
- Baliunas, A., et al. Increased knee joint loads during walking are present in subjects with knee osteoarthritis. Osteoarthr Cartil. 10 (7), 573-579 (2002).
- Payne, C., Munteanu, S., Miller, K. Position of the subtalar joint axis and resistance of the rearfoot to supination. J Am Podiatr Med Assoc. 93 (2), 131-135 (2014).
- Cheung, R. T., Rainbow, M. J. Landing pattern and vertical loading rates during first attempt of barefoot running in habitual shod runners. Hum Mov Sci. 34, 120-127 (2014).
- Lieberman, D. E., et al. Foot strike patterns and collision forces in habitually barefoot versus shod runners. Nature. 463 (7280), 531-535 (2010).
- Voloshin, A., Loy, D. Biomechanical evaluation and management of the shock waves resulting from the high-heel gait: I-temporal domain study. Gait Posture. 2 (2), 117-122 (1994).
- Kerrigan, D. C., Todd, M. K., Riley, P. O. Knee osteoarthritis and high-heeled shoes. Lancet. 351 (9113), 1399-1401 (1998).
- Gu, Y., et al. Plantar pressure distribution character in young female with mild hallux valgus wearing high-heeled shoes. J Med Mech Biol. 14 (01), (2014).
- Yu, J., et al. Development of a finite element model of female foot for high-heeled shoe design. Clinical Biomechanics. 23, S31-S38 (2008).
