Caractéristiques biomécaniques des membres inférieurs associées à la terminaison imprévue de la démarche sous différentes vitesses de marche
Summary
Cette étude a comparé les caractéristiques biomécaniques de l’extrémité inférieure pendant la terminaison imprévue de démarche sous différentes vitesses de marche. Les données cinétiques et cinétiques des membres inférieurs de quinze sujets ayant des vitesses de marche normales et rapides ont été recueillies à l’aide d’un système d’analyse de mouvement et d’une plate-forme de pression plantaire.
Abstract
La terminaison de démarche provoquée par le stimulus inattendu est un événement commun dans la vie quotidienne. Cette étude présente un protocole pour étudier les changements biomécaniques des membres inférieurs qui se produisent pendant l’arrêt imprévu de la démarche (UGT) à différentes vitesses de marche. Quinze participants masculins ont été invités à effectuer l’UGT sur une passerelle à une vitesse de marche normale (NWS) et à une vitesse de marche rapide (FWS), respectivement. Un système d’analyse de mouvement et une plate-forme de pression plantaire ont été appliqués pour recueillir des données sur la pression cinétique et plantaire des membres inférieurs. Le test T échantillonné a été utilisé pour examiner les différences dans la cinématique des membres inférieurs et les données de pression plantaire entre deux vitesses de marche. Les résultats ont montré une plus grande gamme de mouvement dans les articulations de hanche, de genou, et de cheville dans le plan sagittal aussi bien que la pression plantaire dans les régions d’avant-pied et de talon pendant UGT à FWS par rapport à NWS. Avec l’augmentation de la vitesse de marche, les sujets ont montré différentes caractéristiques biomécaniques des membres inférieurs qui montrent FWS associé à de plus grands risques potentiels de blessures.
Introduction
La locomotion humaine est considérée comme un processus extrêmement complexe qui doit être décrit par les méthodesmultidisciplinaires 1,2. L’aspect le plus représentatif est l’analyse de la démarche par des approches biomécaniques. La démarche humaine vise à soutenir la progression de l’initiation à la terminaison, et l’équilibre dynamique doit être maintenu dans le mouvement de position. Bien que la terminaison de démarche (GT) ait été étudiée intensivement comme sous-tâche de démarche, elle a reçu moins d’attention. Sparrow et Tirosh3 ont défini GT dans leur examen comme une période de contrôle moteur lorsque les deux pieds cessent de se déplacer vers l’avant ou vers l’arrière en fonction du déplacement et des caractéristiques du temps. Par rapport à la démarche à l’état stable, le processus d’exécution de gt exige un contrôle plus élevé de la stabilité posturale et l’intégration complexe et la coopération du système neuromusculaire4. Pendant GT, le corps doit augmenter rapidement l’impulsion de freinage et diminuer l’impulsion de propulsion pour former un nouvel équilibrecorporel 5,6. La terminaison imprévue de démarche (UGT) est une réponse de stress à un stimulus inconnu6. Lorsqu’il est confronté à un stimulus inattendu qui exige qu’on s’arrête soudainement, l’équilibre dynamique initial sera perturbé. En raison de la nécessité du contrôle continu du centre de masse du corps (COM) et du contrôle de rétroaction, UGT pose un plus grand défi au contrôle postural et à la stabilité3,7.
UGT a été rapporté pour être un facteur important menant aux chutes et aux dommages, particulièrement dans les personnes âgées et les patients présentant des désordresd’équilibre 3,8. Des vitesses de marche plus rapides peuvent entraîner une baisse supplémentaire du contrôle moteur pendant l’UGT9. Ridge et coll.10 ont étudié l’angle commun de pointe et les données internes sur les moment communs des enfants pendant l’UGT à la vitesse normale de marche (NWS) et à la vitesse de marche rapide (FWS). Les résultats ont montré de plus grands angles de flexion du genou et des moments d’extension à des vitesses plus rapides par rapport à la vitesse préférée. Ils ont indiqué que le renforcement des muscles connexes entourant les articulations inférieures de l’extrémité pourrait être une intervention utile pour la prévention des blessures pendant l’UGT.
Bien que l’effet de la vitesse de marche sur le caractère biomécanique des membres inférieurs pendant la démarche à l’état stable ait étélargement étudié 11,12,13, le mécanisme biomécanique de l’UGT sous différentes vitesses de marche est limité. À notre connaissance, seulement trois études ont spécifiquement évalué les performances ugt des individus en bonne santé en ce qui concerne les effetsde vitesse 9,10,14. Cependant, les sujets dans ces études étaient principalement lespersonnes âgées 14 etles enfants 10,le mécanisme biomécanique des jeunes adultes pendant UGT est encore peu clair. La cinématique des membres inférieurs et la pression plantaire peuvent fournir une analyse précise de la biomécanique de locomotion, et ceux-ci sont également considérés comme des composants cruciaux pour les diagnostics cliniques dedémarche 15,16. Par exemple, Serrao et coll.17 ont utilisé des données cinématiques des membres inférieurs pour détecter les différences cliniques entre les patients atteints d’ataxie cerebellar et leurs homologues en bonne santé lors d’un arrêt soudain. En outre, comparé à l’arrêt prévu de démarche (PGT), la pression et la force maximales plus grandes dans le métatarsien latéral pendant UGT ont pu êtreobservées 7,qui peuvent être associées aux risques plus élevés de blessure.
Par conséquent, l’exploration des mécanismes biomécaniques de l’UGT pourrait fournir un aperçu de la prévention des blessures et d’autres recherches cliniques. Cette étude présente un protocole pour étudier toute altération biomécanique chez les jeunes adultes pendant ugt sous différentes vitesses de marche. On émet l’hypothèse qu’avec une augmentation de la vitesse de marche, les participants présenteraient différentes caractéristiques biomécaniques des membres inférieurs pendant l’UGT.
Protocol
Representative Results
Discussion
La plupart des études antérieures qui analysent la biomécanique de la démarche pendant l’UGT omettent l’importance de la vitesse de marche dans leur évaluation biomécanique. Ainsi, cette étude a étudié les changements biomécaniques des membres inférieurs qui se produisent dans UGT à NWS et FWS dans le but de révéler les effets liés à la vitesse.
Des différences significatives ont été trouvées sur le ROM des articulations de hanche, de genou, et de cheville dans le plan …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Projet conjoint NSFC-RSE (81911530253), National Key R&D Program of China (2018YFF0300905) et K.C. Wong Magna Fund à l’Université de Ningbo.
Materials
| 14 mm Diameter Passive Retro-reflective Marker | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | n=16 |
| Double Adhesive Tape | Minnesota Mining and Manufacturing Corporation, Minnesota, USA | For fixing markers to skin |
| Motion Tracking Cameras | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | n= 8 |
| T-Frame | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | – |
| Valid Dongle | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | Vicon Nexus 1.4.116 |
| Vicon Datastation ADC | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | – |
| Pressure platform | RSscan International, Olen, Belgium | – |
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