Summary

ניתוח השוואתי של קינמטיקה הגפיים התחתונות בין השלב הראשוני והסופי של 5km הליכון ריצה

Published: July 17, 2020
doi:

Summary

מחקר זה חקר את המאפיינים הביומכתיים של המשתנים קימטיים הגפיים התחתון בין השלב הראשוני והסופי של 5 ק מ הליכון ריצה. הנתונים התחתון קימטי הגפיים של 10 רצים נאספו באמצעות מערכת לכידת תנועה תלת ממדית על הליכון בשלב ההתחלתי (0.5 ק מ) ואת שלב הטרמינל (5 ק מ), בהתאמה.

Abstract

הריצה מועילה לבריאות הגוף, אך היא מלווה גם בפציעות רבות. עם זאת, הגורמים העיקריים המובילים לפגיעה בפועל נותרים בלתי מוסברים. מחקר זה חקר את ההשפעות של מרחק ריצה ארוכה על משתנים קינמטיים הגפיים נמוך האיבר התחתון הבדל קימטי של בין הראשונית (IR) לבין שלב הטרמינל (TR) של 5 ק מ ריצה הושווה. עשרה רצים חובבים רץ על הליכון במהירות של 10 קמ ש. נתונים קימטיים דינמיים נאספו בשלב של IR (0.5 ק מ) ו-TR (5 ק מ), בהתאמה. זווית השיא, המהירויות הזוויתית הגדולות וטווח התנועה נרשמו בניסוי זה. התוצאות העיקריות הראו את הפרטים הבאים: הקרסול וחטיפת הברך הוגדלה ב-TR; Rom של קרסול וברכיים גדלו במישור הקדמי של TR מ-IR; מהירות זוויתית רחבה יותר של הרגליים והחקיללויות של הקרסול נמצאו ב-TR בהשוואה ל-IR. שינויים אלה במהלך הנסיעה הארוכה עשויים לספק מספר פרטים ספציפיים לחקר סיבות פוטנציאליות לפגיעה בפציעות.

Introduction

ריצה היא הספורט הפופולרי ביותר ברחבי העולם. ישנם מספר רב של אנשים שרצים ומספר זה גדל באופן משמעותי בכל שנה1. יש כבר הציע כי השתתפות בפעילות גופנית סדירה כולל ריצה יכול לקדם את הבריאות, להפחית את הסיכון של מחלות לב וכלי דם ובכך לשפר את תוחלת החיים2,3,4. למרות היתרונות הבריאותיים המשמעותיים של ריצה, השכיחות של הפעלת פציעות עלה מ 25% כדי 83% במהלך השנים5,6. ישנם מספר סיכונים הקשורים לריצה, במיוחד לגפיים התחתונות, אשר מתמקדים בעיקר פציעות השלד ושריר7. רוב הפציעות הנפוצות הקשורות לפעול קשורים כאב patellofemoral ירך, קרסול נקע, שברים בלחץ השוקה, ו plantar fasciitis8. פציעות ריצה יכול להיגרם על ידי גורמים רבים, כגון דפוסי ברגל שגויה הכאת, בחירת נעליים שגויה, וגורמים אחרים ביו מואליים9. למשל, ריצה עם תבנית שביתת העקב יכול להוביל קריסה גדול יותר, והוא מלווה בלחץ plantar גדול בצד האמצעי של כף הרגל, אשר עשוי להוביל סיכון גבוה יותר עבור אכילס tendinopathy וכאב patellofemoral ירך10. בנוסף, הפעלה עם סבב הברך הפנימי גדול יותר נמסר בעבר להיות משויך לתסמונת הלהקה לפני הנשים11, במיוחד כאשר פועל מרחקים ארוכים.

פרמטרים של קינטיקה, קינמטיקה, ומרחב הזמן רכיבים יכולים לספק ניתוח מדויק של ביומכניקה הילוך, והוא נחשב כרגע להיות פרמטר חשוב עבור ניתוח הליכה קליני12. כוחות התגובה הקרקעית נמוך יותר והאצות השפעה גדולה יותר הם הקלטנו לאחר לטווח ארוך ריצה13,14. טיול היפ גבוה יותר וגמיש ברכיים קטנות נמצאו גם יחד עם שרירי עייף15, ואת תדירות פסיעה מוגברת יכול לגרום מופחת אורכי פסיעה13,16.

עם זאת, שינויים בתכונות ביומכנית של הגפיים התחתונות בשלב הראשוני של הפעלת המסוף לא נותחו באופן מלא, שכן רוב המחקרים מדדו וריאציה ביומכנית לאחר הריצה. בנוסף, רק מחקרים מעטים משתמשים בטכניקות מעבדה סטנדרטיות כדי להעריך את ההשפעות של הטווח הארוך פועל על שינויים ביומכנית הליכה ברצים חובבים. הגורמים העיקריים המובילים לפציעות הפעלה עדיין לא ברורים. לכן, על מנת לחשוף את הסיבות הבסיסיות לפציעות הגפיים התחתונות שנגרמו על ידי המרחקים ארוכים, מחקר זה נועד להשוות את השינויים הביומכאני של הגפיים התחתונות בין השלבים IR ו-TR בהליכון 5 ק מ פועל רצים חובבים.

Protocol

הסכמה מושכלת בכתב הושגה מנושאים והליכי הבדיקה אושרו על ידי ועדת האתיקה של האוניברסיטה. כל המשתתפים הודיעו על דרישות ותהליך המשפט. 1. הכנת מעבדה במהלך הכיול, כבה את האורות והסר אובייקטים אחרים היכולים להיות משקפים. ודא ששמונה מצלמות ממוקמות כראוי ויש להם תצוגה ברורה ללא…

Representative Results

התוצאות הראו כי אין הבדלים בזווית השיא של הקרסול והירך נצפו במישור משונן. בהשוואה ל-IR, זוויות השיא של הקרסול והברך במישור הקדמי גדלו באופן משמעותי ב-TR. זווית ירך פנימית גדולה יותר נמצאה ב-TR בניגוד ל-IR. עם זאת, TR הציג זווית שיא קטנה יותר בחטיפתו של הירך, הבעת הקרסול והעמדת הברך מאשר IR (<strong class="xf…

Discussion

מחקר זה השווה את ההשפעה של המרחק הארוך פועל על המאפיינים הביומכאני של הגפיים התחתונות של רצים חובבים. נמצא כי הזווית השיא של הקרסול מוקדם וחטיפה הברך עלה לאחר 5 ק מ ריצה, אשר מתאים למחקר הקודם17. מחקרים הראו כי מופרז קרסול מופרזת מהירות eversion הם גורמים חשובים המגבירים את הסיכון ש?…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

מחקר זה בחסות הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (81772423), K. C וונג קרן מגנה באוניברסיטת Ningbo, ואת המפתח הלאומי R & D תוכנית של סין (2018YFF0300903).

Materials

14 mm Diameter Passive Retro-reflective Marker Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK n=22
Double Adhesive Tape Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK For fixing markers to skin
Heart Rate Garmin, HRM3-SS, China Detection of fatigue state
Motion Tracking Cameras Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK n= 8
T-Frame Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK
Treadmill Smart Run,China Subject run on the treadmill for all the process.
Valid Dongle Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK Vicon Nexus 1.4.116
Vicon Datastation ADC Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK

References

  1. Lee, D. C., et al. Running as a Key Lifestyle Medicine for Longevity. Progress in Cardiovascular Diseases. 60 (1), 45-55 (2017).
  2. Dugan, S. A., Bhat, K. P. Biomechanics and analysis of running gait. Physical Medicine & Rehabilitation Clinics of North America. 16 (3), 603-621 (2005).
  3. Hart, L. Disability and mortality among aging runners. Clinical Journal of Sport Medicine Official Journal of the Canadian Academy of Sport Medicine. 19 (4), 338 (2009).
  4. Schnohr, P., Marott, J. L., Lange, P., Jensen, G. B. Longevity in male and female joggers: the Copenhagen City Heart Study. American Journal of Epidemiology. 177 (7), 683-689 (2013).
  5. Bovens, A. M., et al. Occurrence of running injuries in adults following a supervised training program. International Journal of Sports Medicine. 10, 186-190 (1989).
  6. Blair, S. N., Kohl, H. W., Goodyear, N. N. Rates and Risks for Running and Exercise Injuries: Studies in Three Populations. Research Quarterly for Exercise & Sport. 58 (3), 221-228 (2016).
  7. Lun, V., Meeuwisse, W. H., Stergiou, P., Stefanyshyn, D. Relation between running injury and static lower limb alignment in recreational runners. British Journal of Sports Medicine. 38 (5), 576-580 (2004).
  8. Fukuchi, R. K., Fukuchi, C. A., Duarte, M. A public dataset of running biomechanics and the effects of running speed on lower extremity kinematics and kinetics. PeerJ. 5 (5), 3298 (2017).
  9. Iii, E. B. L., Sackiriyas, K. S. B., Swen, R. W. A comparison of the spatiotemporal parameters, kinematics, and biomechanics between shod, unshod, and minimally supported running as compared to walking. Physical Therapy in Sport Official Journal of the Association of Chartered Physiotherapists in Sports Medicine. 12 (4), 151-163 (2011).
  10. Dowling, G. J., et al. Dynamic foot function as a risk factor for lower limb overuse injury: a systematic review. Journal of Foot & Ankle Research. 7 (1), 53 (2014).
  11. Aderem, J., Louw, Q. A. Biomechanical risk factors associated with iliotibial band syndrome in runners: a systematic review. BMC Musculoskeletal Disorders. 16 (1), 356 (2015).
  12. Anderson, T. Biomechanics and running economy. Sports Medicine. 22 (2), 76-89 (1996).
  13. Degache, F., et al. Changes in running mechanics and spring-mass behaviour induced by a 5-hour hilly running bout. Journal of Sports Sciences. 31 (3), 299-304 (2013).
  14. Millet, G. Y., et al. Running from Paris to Beijing: biomechanical and physiological consequences. Eur J Appl Physiol. 107 (6), 731-738 (2009).
  15. Mizrahi, J., Verbitsky, O., Isakov, E., Daily, D. Effect of fatigue on leg kinematics and impact acceleration in long distance running. Human Movement Science. 19 (2), 139-151 (2000).
  16. Bisiaux, M., Moretto, P. The effects of fatigue on plantar pressure distribution in walking. Gait & Posture. 28 (4), (2008).
  17. Dierks, T. A., Davis, I. S., Hamill, J. The effects of running in an exerted state on lower extremity kinematics and joint timing. J. Biomech. 43 (15), 2993-2998 (2010).
  18. Rolf, C. Overuse injuries of the lower extremity in runners. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports. 5 (4), 181-190 (1995).
  19. Marti, B., Vader, J. P., Minder, C. E., Abelin, T. On the epidemiology of running injuries: the 1984 Bern Grand-Prix study. The American Journal of Sports Medicine. 16 (3), 285-294 (1988).
  20. Dierks, T. A., Davis, I. S., Hamill, J. The effects of running in an exerted state on lower extremity kinematics and joint timing. Journal of Biomechanics. 43 (15), 2993-2998 (2010).
  21. Noehren, B., Davis, I., Hamill, J. ASB Clinical Biomechanics Award Winner 2006: Prospective study of the biomechanical factors associated with iliotibial band syndrome. Clinical Biomechanics. 22 (9), 951-956 (2007).
  22. Noehren, B., Pohl, M. B., Sanchez, Z., Cunningham, T., Lattermann, C. Proximal and distal kinematics in female runners with patellofemoral pain. Clinical Biomechanics. 27 (4), 366-371 (2012).
  23. Souza, R. B., Powers, C. M. Differences in hip kinematics, muscle strength, and muscle activation between subjects with and without patellofemoral pain. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 39 (1), 12-19 (2009).
  24. Ferber, R., Hreljac, A., Kendall, K. D. Suspected mechanisms in the cause of overuse running injuries: a clinical review. Sports Health. 1 (3), 242-246 (2009).

Play Video

Cite This Article
Quan, W., Wang, M., Liu, G., Fekete, G., Baker, J. S., Ren, F., Gu, Y. Comparative Analysis of Lower Limb Kinematics between the Initial and Terminal Phase of 5km Treadmill Running. J. Vis. Exp. (161), e61192, doi:10.3791/61192 (2020).

View Video