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要約

中程度のかかとの高いジョギングや実行している中に下肢の運動学と地面反力 (GRF) について検討しました。被験者は、経験豊富な装着者と経験の浅い人のグループに分けられました。構成力プラットフォームと三次元動作解析システムは、下肢関節運動と GRF を捕獲しました。

要約

研究の限られた数は、かかとの高いジョギングや実行中に下肢バイオメカニクスを探検して、被験者の身に着けている経験を明らかにする研究のほとんどが失敗しています。このプロトコルでは、中程度のかかとの高いジョギングや実行している中に経験豊富な着用 (EW) と経験の浅い着用 (表示) の下肢の運動学と地面反力 (GRF) の違いについて説明します。構成力のプラットフォームで三次元 (3 D) 運動解析システムは、同期的に下肢関節運動と GRF をキャプチャする使用されました。36 の若い女性は、この研究に参加するボランティアし、かかとの高い靴を着用の経験について、頻度、期間、ヒールの種類、ヒールの高さなどを求めた。3 に 6 cm ヒール (少なくとも 2 年間で 1 日 6 h) 週 3 日以上の経験があるイレブンとイレブン 1 ヶ月未満 2 回ハイヒールを着ていた人が参加しました。被験者にジョギングや快適な低で実行していると高速、それぞれ右足を完全に力プラットホームにステップ 10 m 遊歩道を渡すとき。EW と比較しながらジョギングや実行している異なる生体力学的適応を採用しました。比較は、東西が実行中に GRF の大幅により大きいローディング率を示した関節運動の一般により大きい範囲を展示しました。それ故に、ハイヒール歩行の下肢バイオメカニクスに関する更なる研究は、被験者の身に着けている経験を厳重に管理する必要があります。

概要

ハイヒールのデザインは、女性の靴の人気のある機能の 1 つ常にずっと。受動的な足底屈曲状態に強制的に足首、かかとの高い靴では歩行の運動学と動力学かなり変更します。にもかかわらず報告された筋骨格系1、社会に悪影響を及ぼすとファッションは、税関は、かかとの高い靴2の継続的な使用をお勧めします。

光学式トラッキング システムは現在の両方の臨床歩行分析研究所の大半で使用および研究目的、3 D 下肢関節運動3の与える正確かつ信頼性の高い測定。この技術は、歩行分析4の「ゴールド スタンダード」を提供します。法に基づく一貫した結果は、高いヒールの高さがフラット シューズ5,6,7と比較して大きい膝屈曲と足首逆転につながることを明らかにしました。GRF は、歩行解析における別の一般的に使用されるパラメーターです。内側の前足、中間の構え中減少 GRF の方に GRF のシフト増加で筋の筋は、ハイヒール歩行1,6,で観察されている増加のピークや踵、なわとび7,8。

上記以前の研究は、主に歩行に基づくメソッドを使用します。現代社会において、バスを実行している、にぎやかな通り越えや威勢のいい最後の鉄道プッシュより高い速度を使用するより多くの女性をキャッチします。かかとの高いジョギングや実行時の下肢バイオメカニクスからみた限られた研究があります。区ら膝 - 内転と股関節屈曲-伸展の関節運動範囲は9をジョギング中に増加したヒールの高さとして有意と指摘しました。今回の制限は、習慣的なハイヒール着用者のみ募集です。かかとの高い靴の頻繁な使用を下肢の筋肉構造の adaptions 誘発する恐れ。ツェルナーら筋肉は徐々 にシリーズ10のサルコメアの慢性的な損失の後ハイヒールの使用のための新しい機能の長さを調整することを明らかにマルチ スケール計算モデルを作成します。証拠はまたハイヒール靴による歩行の運動学的宿泊施設および経験の浅い着用11の間で変わることを示しています。経験豊富な経験の浅い科目から収集されたデータは、統計結果12マスク可能性があります。力学的特性、経験の浅い、経験豊富なユーザーで同様に明白であるかどうかを探索することが重要です。

本研究の目的は、中程度のかかとの高いジョギングや実行している中に経験豊富な着用 (EW) と経験の浅い着用 (表示) の下肢運動、なわとびの違いを調査するためだった。仮説ジョギング、ジョギングや実行中に速度、以下の関節の動きと大きななわとびを実行する自己優先東西が高速に表示します。

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プロトコル

本研究は、倫理委員会の寧波大学人間 (ARGH20150356) によって承認されています。すべての科目、研究の包含のためのインフォームド コンセントの与えた、彼らは目標、要件、および研究の実験プロシージャの知らされた

。

1。 歩行研究所準備

  1. スイッチ オフにすべての白熱灯と研究室で合理的な蛍光灯レベルのまま。すべてのマーカーとキャプチャ ボリュームからレトロな反射マーカとして誤って解釈される可能性があります反射の不要なオブジェクトを削除します
    2. 。
  2. 適切なドングルをコンピューターのパラレル ポートに差し込みます。モーション キャプチャのカメラは、独自のソフトウェアを追跡をオンに、プラットフォームのアンプと外部アナログ-デジタル変換回路 (ADC) を強制します。 8 台のカメラを初期化する
    1. 許可時間です。クリックして、" ローカル システム " ノード、" システム " のタブ、" リソース " ペイン。" プロパティ " のペイン、" ローカル システム " ノード、タイプ " 100 " に、" 要求されたフレーム レート " のプロパティ、" システム " 100 Hz でサンプリング レートを設定するセクション
      2. 。
  3. 選択 " カメラ " [表示] リストから、" ビュー " ペイン。5 マーカーから成っている T-フレームの場所にある力のプラットフォームで、お互いからの固定距離。
    1. で、" のシステム リソース " ツリーで、展開、" カメラ " ノード、押し CTRL キーを押しながら各カメラをクリックするとノードに記載されています。" プロパティ " のペイン、" カメラ " ノード、移動、" ストロボ強度 " のバー、" 設定 " セクションを左または各カメラからのデータは、完全に明確に、確実にそれぞれのカメラのために右、着実に表示されます、" ビュー " ウィンドウ
      2. 。
  4. をクリックして、" システム準備 " のボタン、" ツール " ペイン。クリックして、" 開始 " のボタン、" カメラのキャリブレーション " セクションと thenphysically 波校正杖 (T-フレーム) 縦 8の字でキャプチャ ボリュームで 3 D データのキャプチャ用の周辺を移動しながら。振るときに、カメラの前面に青いステータス ライトが点滅を停止を停止します
    5. 。
  5. で、" カメラ校正フィードバック " のセクション、" ツール " ペイン、カメラ校正プロセスが完了するまで進行状況バーを監視します。レビュー、" イメージ エラー " データ;各カメラの画像エラーが 0.3 未満にする必要があります
    6. 。
  6. は力プラットフォーム (60 cm × 90 cm) の左上隅および力のプラットフォームの端に沿ってフレームの軸上中央のマーカーで床に T-フレームを配置します。長軸旅行方向 (前方向) でフレーム ポイントのことを確認します
    7. 。
  7. 選択 " 3 D 視点 " [表示] リストから、" ビュー " ペイン。" を設定ボリュームの起源 " セクション、スタート ボタンをクリックし、" 原点を設定 " キャプチャ ボリュームの始点を設定するボタン
    8. 。
  8. は、力プラットフォームにステップに件名をお願い。ビュー] ペインに表示される地面反応のベクトルの方向が上向きになると垂直分力の大きさが本体質量 9.81 x と等しいことを確認します。力プラットフォームから徒歩に件名をお願いします
    9. 。
  9. で、" システム リソース " の木、上を右クリックし、" 強制プラットフォーム " ノード、選択 " 0 レベル " から、" コンテキスト " 力プラットフォームを調整するメニュー。クリックして、" 接続 " ノード、" システム " のタブ、" リソース " ペイン。" プロパティ " のペイン、" 接続 " ノード、タイプ " 1,000 " に、" 要求されたフレーム レート " のプロパティ、" 設定 " 1,000 Hz のサンプル レートを設定するセクション
    10. 。
  10. 準備 16 レトロ反射マーカ (径: 14 mm) 両面粘着テープの 1 つの側面に、個別に添付して事前
    11. 。

2。準備の対象

  1. 整理高ヒール靴着用について調査の結果経験、頻度、期間、かかとなどを含め、ヒールの高さは、各ボランティアに与えられるべきです
    。 注: 質問調査: (i) どのくらいの頻度あなたのかかとの高い靴を着用するか。(ii) どのように多くの時間/分ですか、かかとの高い靴を着用するたびに?(iii) どのようなかかとの高い靴を着用通常行う?ウェッジヒールかスチレットヒール(通常着用する靴は iv) どのくらいですか。ここでは、36、若い女性は、このテストに参加するボランティアが、それらの 14 は各種の理由で除外された: 実験的靴 (4) 不快感、外反母趾外反母趾 (3) くさびのかかとを持っている経験 (3) 実験で異常歩行環境 (2) と (2) のテストの日に欠勤します
    2. 。
  2. 包含の規準を満たすため被験者から文書による同意を取得します
    。 注: 包含の規準は次のとおり: 筋骨格系の障害は通常ジョギングや実行に影響を与える可能性がありますはない歩行;イ提供実験の靴で快適に感じる右足で支配的な;サイズ 37 (EUR) 東西 (年齢: 24.2 ± 1.2 年; 高さ: 160 ± 2.2 cm; 質量: 51.6 ± 2.6 kg) 狭い摩耗靴かかとの 3-6 cm の高さ (年齢の表示中、少なくとも 2 年間 (1 日 6 h) 週 3 日以上の: 23.7 ± 1.3 年;高さ: 162.3 ± 2.3 cm;質量: 52.6 ± 4.5 kg) 1 ヶ月未満 2 回かかとの高い靴を着用します
    3. 。
  3. タイトなフィットのパンツと t シャツに変更する科目をお願いします
    4. 。
  4. メジャー科目 ' 立っている高さ (mm) と体重 (kg)。脚の長さ (すなわち、 腸骨棘と mm で、足首の内部顆間距離) の測定、膝の幅 (すなわち mm で内側と外側膝外側顆間距離) と足首幅 (すなわち、、mm で、足首の内側と外側顆の間の距離) を使用してキャリパーを測定します
    5. 。
  5. マーカー位置の解剖学的骨ランドマークの準備皮膚領域。 余分な汗や保湿剤を削除する適切なとアルコールを使用
    1. ひげ体毛ワイプします
      。 注: マーカーの場所が含まれます: 前方腸骨棘 (ヤシ/RASI)、後上腸骨棘 (LPSI/RPSI)、横方向中間腿 (LTHI/RTHI)、外側膝関節顆 (LKNE/RKNE)、横ミッドシャンク (LTIB/RTIB)、外果 (LANK/ランク)2 番目の中足骨頭 (LTOE/RTOE) と踵 (李/李承晩)、L と R のプレフィックスが左を示すし、それぞれの足に乗る
      2. 。
  6. 解剖学的ランドマークを識別するために触診しなさい。円の各ランドマーク マーキング ペンを使って肌に。両面粘着テープで下肢の両側のランドマークの 16 パッシブ反射マーカーをアタッチします
    7. 。
  7. を求める実験の靴に変更する科目 (ヒールの高さ: 4.5 cm) と、歩く、ジョギングをし、生理学的、心理学的に快適なカメラと、下肢にマーカーまで滑走路を自由に実行 (すなわち、 ないです。参加者に影響を与える)、ウォーキング、ジョギングと当然のことながら実行しているように感じる彼ら
    8. 。
  8. は滑走路に沿ってジョギング練習する科目を求める快適な低速で着実にジョギングができるまで。(例えば 努力を安全で快適な範囲内でトレッドミルを次第に増加速度でジョギングすること) にいくつかの進歩的な訓練を実施する科目に指示します
    9. 。
  9. 彼らはこの速度で着実に実行できるようになるまで、快適な高速で滑走路に沿ってグラウンドを走って練習してもらう
    10. 。
  10. ジョギング/ランニング スタート エリア内の別のスタート ラインから右の足を確保すること、適切な開始の位置を見つけるために数回自然を打つし、力プラットフォームを完全に接触を開始しようとする科目を指示します。渡しする場合
    11. 。

figure-protocol-4237
図 1: 実験プロトコル。8 赤外線カメラは、件名のジョグ部分と滑走路に沿って実行中に下肢動作をキャプチャします。右の足は自然を打つし、渡しとき力プラットフォームを完全に連絡先。アンチコリ運動学的・動力学的データを採取されました。 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

。

3 します。 静的校正

  1. をクリックして、" 新しいデータベース " 新しいデータベースを作成するツールバーのボタン。クリックして、" データ管理 " を開きますツールバーのボタン、" データ管理 " ペイン。" データ管理 " ペインをクリックして、" 新しい患者分類 " " 新しい患者は、" と " 新しいセッション " 順序でボタン。戻り、" リソース " ウィンドウをクリックして、" 新しい主題を作成 " 新しい主題を作成するボタンをクリックしのすべての身体測定 (例えば 高さ、重量、足の長さ、膝幅、および足首幅) の値を入力、"プロパティ " 新設件名の] ウィンドウ
    2. 。
  2. クリックして、" ライブ行く " ボタンを " リソース ウィンドウ。 " クリック、" 水平方向に分割 " のボタン、" ビュー " ウィンドウと選択 " グラフ " 新しい [表示] リストで " ビュー " ペイン。選択 " 軌道数 " で、" モデル出力 " プルダウン リスト。
    1. ことを確認でマーカーの数、" グラフ " ビュー ウィンドウが 16 と同じ数のマーカーで表示している、" 3 D 視点 " ビュー ペイン、キャプチャに失敗した下肢にマーカーがない意味します
      2. 。
  3. をクリックして、" 件名の準備 " のボタン、" ツール " ウィンドウ
    4. 。
  4. 静的データをキャプチャするキャプチャ ボリュームの中心で静止したニュートラル ポーズでスタンドに件名をお願いします。
    1. をクリックして、" 開始 " [件名] セクションでキャプチャ ボタン、おおよそ 150 フレームをキャプチャ、クリックして、" 停止 " ボタン
      。 注: " 開始 " ボタン スイッチを " 停止 " それをクリックした後に自動的に
  5. をクリックして、" 再構築 " キャプチャのマーカーを表示するツールバーのボタン。クリックして、" ラベル " のボタン、" ツール " ウィンドウに表示されるラベル (16 の合計) を手動で割り当てると、" マニュアル ラベル " セクションに対応するマーカーを " 3 D 視点 " ビュー] ペイン。プレス、" Esc " 終了するキーボードのキー
    6. 。
  6. 選択 " 静的な " で、" パイプライン " でプルダウン リスト、" 件名校正 " セクション。チェック、" 左足 " と " の右足 " オプション、" の静的設定 " ペイン。クリックして、" 開始 " のボタン、" 件名校正 " セクション
    7. 。

4。動的試験

  1. 適切な開始位置にスタンドに件名をお願いします
    2. 。
  2. をクリックして、" ライブ行く " のボタン、" リソース " ペイン。クリックして、" キャプチャ " ボタン、" ツール " ペイン。編集、" 試験名 " で、" 次試験セットアップ " セクション
    3. 。
  3. クリックして、" 開始 " のボタン、" キャプチャ " キャプチャを開始し、その後、すぐに件名を付けることに口伝セクション " 行くジョギング/ランニング " 右足のストライキでは当然のことながらことを確認と完全に。( 図 1) を渡すときに力のプラットフォームを連絡先。
    1. 試験をジョギング、彼らは準備の間に精通していた快適な低速度でジョギングする科目求める; 彼らは準備中に精通していた快適な高速で実行する科目を求める試験を実行するため。2 つの試験の合間に 2 分休憩を許可します
      2. 。
    2. 力プラットフォームでステップを含む少なくとも 3 の完全な連続した手順をキャプチャします
      。 注: ジョギングや試験を実行するはランダムに実行します。各速度の 5 試験を繰り返す科目を求めます。キャンセル移動落下マーカー イベント キャプチャまたは歩行異常が発生します。イベントの移動/立ち下がり、マーカーの再所定皮膚マークを添付します
      3. 。

figure-protocol-7006
図 2 : のユーザー インターフェイス動的なデータ コレクション。 この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください

。
  1. をクリックして、" 停止 " のボタン、" キャプチャ " 後主題ジョグ/を実行し、滑走路の端にセクションします。 図 2 を参照してください
    。 注: " 開始 " のボタン、" キャプチャ " セクションに切り替えます " 停止 " それをクリックした後に自動的に

5。独自のトラッキング ソフトウェアを使用して後処理

  1. をクリックして、" データ管理 " ツールバーのボタン。" データ管理 " ウィンドウ、裁判の名をダブルクリックします。クリックして、" 再構築 " と " ラベル " 3D のダイナミック モデルを再構築して撮影データを取得するツールバーのボタンです
    2. 。
  2. のタイム バー左範囲インジケーター (青い三角形) をタイムライン上で右の足を打つ力プラットフォームのフレームに移動します。ビュー ペインの垂直力のベクトルが発生したときにインスタントによるとこのフレームを選択します。 右足のヒール ストライクの次のイベントが発生したフレームをタイムラインの
    1. 移動右範囲インジケーター (青い三角形).
      注: このフレームの選択に依存、インスタントによると研究者の精緻化の主観的な見積もり上下右かかとマーカーの変位がない場合
      2. 。
  3. のタイム バーを右クリックして " 関心領域にズーム " から、" コンテキスト "] メニューの任意のフレームを定義します
    4. 。
  4. をクリックして、" ラベル " お尻上で、" ツール " ペイン。" のギャップを充填 "] セクションで、その軌道はギャップに記載されているを含むマーカーをクリックして、" 軌道 " クリックし、列、" 塗りつぶし " のボタン、" スプラインを埋める " ツール
    。 注: ギャップ数に記載されて、" #Gaps " 列。クリックすると、" の塗りつぶし " のボタン、" スプラインを埋める " ツールは、1 つのギャップを埋めます。" スプラインを埋める " メソッドを使用できます一般的にギャップは 60 フレーム少ないインスタンスの
    5. 。
  5. をクリックして、" パイプライン " ボタン、" ツール " ペイン。選択 " 動的な " から、" 現在のパイプライン " リスト。(青いスライダー) インジケーターをタイムラインに沿って最後のフレームに移動します。クリックして、" を実行 " パイプライン プロセスを起動し、データ解析ソフトウェアで後処理のための動的試験 in.csv 形式にエクスポート ボタン
    6. 。

6。データ分析

  1. ローパス フィルター 4 th を用いた運動学的・動力学的データ-バタワース フィルター 10 Hz と 25 Hz、それぞれ 13 カットオフ周波数を注文 (材料の表 を参照してください).
  2. ジョギング/ランニング速度を計算する対応する時間によって、右上前腸骨棘にマーカーの前方変位を分割します。 ストライドの長さとして歴代ヒール ストライク イベント間
    1. 右上のマーカーの前方後方変位を定義するかかと。ストライド頻度として歩行サイクルの期間の逆数を定義します
      2. 。
  3. モーション (ROM) の共同の範囲として立脚期にピーク角度と谷の角度の違いを定義します
    4. 。
  4. に影響を与える最初の問い合わせから立ち時間の 20-80% から垂直の GRF 時間曲線の勾配を定義することによって垂直方向の平均負荷率計算力 14
    。 注: 0 以上のインスタント垂直 GRF を一貫して測定したときと最初の接触を定義;
  5. 体重 (BW %) になわとびをノーマライズします
    6. 。
  6. は最初各教科から 5 試験の平均し、すべてのサブジェクトに対してこれらの結果を平均します
    。 注: ジョギング、ランニング スピード、歩幅のパラメーターが含まれますストライド、共同 (すなわち 足首・膝・股関節) 3 D (ROM) と立脚期にピーク角度矢状面、衝撃力 (F i)、ピーク力 (踵の角度F p)、および垂直方向の平均負荷率 (VALR) です
    7. 。
  7. 統計ソフトウェアは統計分析のためにデータを転送します
    8. 。

7。統計解析

  1. 別の実行の 2 つの独立したサンプル t-テスト着用体験の効果を評価します。走行速度が下肢キネマティクスと GRF の効果を評価する 2 つの独立したペアリング サンプル t テストを実行します。P として重要な統計結果を考慮 < 0.05
    2. 。

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結果

すべての結果が表示されますここでは平均 ± 標準偏差として。着付け体験に関係なく、ジョギングの速度よりも実行速度が有意 (東西:対実行ジョギング: 2.50 ±対3.05 ± 0.14 0.14、 p =0.010;表示: ジョギングと実行: 2.24 ± 0.26対2.84 ± 0.29, p = 0.028;m/s) (表 1)。東西と比較の対応するジョギング/ランニング速度に大きな違い?...

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ディスカッション

ハイヒール歩行バイオメカニクスを分析する研究のほとんどの 1 つの欠陥は、ハイヒール12を身に着けている経験の可能な重要性を無視しています。本研究は、被験者をハイヒール ジョギングや実行している穏健派の間に下肢の運動学と GRF の経験身に着けているかかとの高い靴の影響を探検する定期的および臨時の装着者のグループに分かれています。

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開示事項

著者が明らかに何もありません。

謝辞

本研究は、国家自然科学基金、中国の (81301600)、寧波大学、国家社会科学基金の中国 (16BTY085)、浙江省社会科学プログラム「志江ユース プロジェクト」k. c. ウォン マグナ基金主催 (16ZJQN021YB)、Loctek 人間工学に基づいた技術 (株)、アンタ スポーツ製品限定。

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資料

NameCompanyCatalog NumberComments
Motion Tracking CamerasOxford Metrics Ltd., Oxford, UKMX camerasn= 8
Vicon Nexus Oxford Metrics Ltd., Oxford, UKVersion 1.4.116Proprietary tracking software (PlugInGait template)
DongleOxford Metrics Ltd., Oxford, UK--
MX Ultranet HDOxford Metrics Ltd., Oxford, UK--
Vicon Datastation ADC Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK-External ADC
Passive Retro-reflective MarkerOxford Metrics Ltd., Oxford, UK-n=16; Diametre=14 mm 
Force Platform AmplifierKistler, Switzerland5165An=1
Force PlatformKistler, Switzerland9287Cn=1
T-FrameOxford Metrics Ltd., Oxford, UK--
Double Adhesive TapeOxford Metrics Ltd., Oxford, UK-For fixing markers to skin
moderate high-heeled shoeDaphne, Hong Kong13085015Heel height: 4.5cm; Size:37EURO
Microsoft Excel Microsoft Corporation, United StatesVersion 2010For low pass filtering data and calculations; Add-in:Butterworth.xla
Origin OriginLab Corporation, United StatesVersion 9.0Plot GRF-time curve
Stata Stata Corp, College station, TXVersion 12.0Statistical analysis

参考文献

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