Summary

Sammenlignende analyse af underekstremitet kinematik mellem den indledende og terminale fase af 5 km løbebånd Running

Published: July 17, 2020
doi:

Summary

Denne undersøgelse undersøgte de biomekaniske egenskaber ved kinematiske variabler i den nedre ende mellem den indledende og den terminale fase af 5 km løbebånd, der løb. De kinematiske data for underekstremiteterne på 10 løbere blev indsamlet ved hjælp af et tredimensionelt bevægelsesindfangningssystem på et løbebånd i den indledende fase (0,5 km) og terminalfasen (5 km).

Abstract

Løb er gavnligt for den fysiske sundhed, men det er også ledsaget af mange skader. De vigtigste faktorer, der fører til løbende skade, er dog fortsat uforklarlige. Denne undersøgelse undersøgte virkningerne af lang køreafstand på kinematiske variabler underekstremiteterne og den kinematiske forskel i underekstremiteterne mellem den indledende (IR) og terminalfase (TR) på 5 km løb blev sammenlignet. Ti amatørløbere løb på et løbebånd med en hastighed på 10 km/h. Dynamiske kinematiske data blev indsamlet i fasen af IR (0,5 km) og TR (5 km), hhv. Spidsvinklen, spidsformet hastighed, og vifte af bevægelse blev registreret i dette eksperiment. De vigtigste resultater viste følgende: ankel eversion og knæ bortførelse blev øget på TR; Rom’er af ankel og knæ blev øget i frontal flyet på TR end IR; en større top vinkelhastighed af ankel dorsiflexion og hofte interrotation blev fundet i TR sammenlignet med IR. Disse ændringer under langdistanceløb kan give nogle specifikke oplysninger til at udforske potentielle årsager til at køre skader.

Introduction

Løb er den mest populære sport i hele verden. Der er et stort antal personer , der kører , og dette antal stiger betydeligt hvert år1. Det er blevet foreslået, at deltagelse i regelmæssig motion, herunder løb, kan fremme sundheden, mindske risikoen for hjerte-kar-sygdomme og dermed forbedre den forventede levetid2,3,4. På trods af de betydelige sundhedsmæssige fordele ved at køre , er forekomsten af køreskader steget fra 25% til 83% i årene5,6. Der er nogle risici forbundet med at køre, især til de nedre ekstremiteter, som hovedsagelig er fokuseret på muskel-og skeletskader7. De fleste almindelige løberelaterede skader er relateret til patellofemoral smerte, ankel forstuvning, tibial stress frakturer, og plantar fasciitis8. Løbeskader kan fremkaldes af mange faktorer, såsom forkerte fod slående mønstre, forkert sko udvælgelse, og andre individuelle biomekaniske faktorer9. For eksempel, kører med en hæl-strike mønster kan føre til større pronation, og er ledsaget af større plantar tryk på den mediale side af foden, hvilket kan føre en højere risiko for Achilles tendinopati og patellofemoral smerte10. Derudover har løb med en større knæ indre rotation tidligere blevet rapporteret at være forbundet med iliotibial band syndrom for kvindelige løbere11, især når du kører lange afstande.

Parametre for kinetik, kinematik og tids-rum komponenter kan give en præcis analyse af gangart biomekanik, og anses i øjeblikket for at være en vigtig parameter for klinisk gangart analyse12. Lavere lodrette jordreaktionskræfter og større anslagsaccelerationer omkodes efter langdistanceløb13,14. Højere hofte udflugt og mindre knæ fleksioner er også blevet fundet sammen med trætte muskler15, og den øgede skridtlængde kan resultere i reduceret skridtlængder13,16.

Ændringer i de biomekaniske træk ved underekstremiteterne i den indledende og terminale kørende fase er imidlertid ikke fuldt analyseret, da de fleste undersøgelser målte biomekanisk variation efter kørsel. Derudover er det kun få undersøgelser, der bruger standardlaboratorieteknikker til at vurdere virkningerne af langdistanceløb på gangart biomekaniske ændringer i amatørløbere. De vigtigste faktorer, der fører til køreskader er stadig uklart. For at afsløre de underliggende årsager til skader i nedre ende forårsaget af langdistanceløb har denne undersøgelse derfor til formål at sammenligne de biomekaniske ændringer i underekstremiteterne mellem IR- og TR-faserne i løbebånd 5 km løb i amatørløbere.

Protocol

Der blev indhentet skriftligt informeret samtykke fra forsøgspersoner, og testprocedurerne blev godkendt af universitetets etiske komité. Alle deltagere blev informeret om kravene og processen for forsøget. 1. Laboratorieforberedelse Under kalibreringen skal du slukke lyset og fjerne andre muligvis reflekterende genstande. Sørg for, at otte kameraer er placeret korrekt og har frit udsyn uden refleksion. Åbn Vicon Nexus 1.8.5-programmet, og initialiser derefter kameraer…

Representative Results

Resultaterne viste, at ingen forskelle i spidsvinkel af anklen og hoften blev observeret i sagittal flyet. Sammenlignet med IR blev ankelens og knæets spidsbelastningsvinkler betydeligt forøget ved TR. En større intern hofte vinkel blev fundet i TR som kontrast til IR. Men TR præsenterede en mindre peak vinkel i hofte bortførelse, ankel interrotation, og knæ interrotation end IR (Figur 2). I sagittal flyet, rom’er af anklen og knæet blev væsentligt øget i…

Discussion

Denne undersøgelse sammenlignede virkningen af langdistanceløb på de biomekaniske egenskaber ved den nedre ende hos amatørløbere. Det blev konstateret, at peak vinkel ankel eversion og knæ bortførelse steg efter 5 km løb, hvilket er i overensstemmelse med en tidligere undersøgelse17. Undersøgelser har vist, at overdreven ankel eversion og eversion hastighed er vigtige faktorer, der øger risikoen for ankelskader18,19. Det er ikke…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Denne undersøgelse sponsoreret af National Natural Science Foundation of China (81772423), K. C. Wong Magna Fund i Ningbo University og National Key R&D Program of China (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

Referências

  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).
check_url/pt/61192?article_type=t

Play Video

Citar este artigo
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