پوشیدن کفش های پاشنه بلند چگونه بر الگوی عصبی-عضلانی-اسکلتی اندام تحتانی در زنان جوان تأثیر می گذارد
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/ths.2024.9877
کد مقاله : 1212-THS
نویسندگان
1کارشناسی ارشد مهندسی ورزش ابزار دقیق دانشکده فنی مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی علوم و تحقیقات تهران
2ارشد مهندسی ورزش گرایش ابزار دقیق دانشکده فنی مهندسی دانشگاه علوم و تحقیقات تهران
3دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات
4ارشد مهندسی ورزش ابزار دقیق دانشکده فنی مهندسی دانشگاه آزاد اسلامی علوم و تحقیقات تهران
چکیده
پوشیدن کفش های پاشنه بلند نه تنها در زنان جوان بلکه در طیف وسیعی از سنین رایج است. با این حال، این سوال حیاتی باقی می ماند که پوشیدن این کفش های پاشنه بلند چه تاثیری بر ساختارهای عضلانی-اسکلتی بدن دارد؟ تشخیص مکانیسم اثر می تواند بسیاری از مسائل و مشکلات اسکلتی عضلانی را آشکار کند. از سوی دیگر، مدلسازی اسکلتی عضلانی روشی جدید برای تخمین متغیرهای بیومکانیکی است. بنابراین، هدف اصلی مطالعه حاضر بررسی تأثیر استفاده از کفشهای پاشنه بلند بر زنان با مدلسازی اسکلتی- عضلانی بود.
مواد و روش ها:
سی و شش زن سالم (6.5±68.4 کیلوگرم، 6.5±161 سانتی متر، 8.5±29.5 سال) با و بدون کفش پاشنه بلند (پاشنه 5 سانتی متری) در آزمایشگاه آنالیز حرکت با دوازده موشن کپچر Vicon (Vicon MX، آکسفورد) حرکت پیاده روی را انجام دادند. ، انگلستان، 200 هرتز) و دو صفحه نیرو (Kistler Instrumente AG، Winterthur، سوئیس، نرخ نمونه برداری 2000 هرتز). مدل Gait2354_Simbody OpenSim متشکل از مفاصل با 23 درجه آزادی و 92 محرک عضله-تاندون برای نشان دادن 76 عضله در اندام تحتانی است. مدل عمومی با داده های جرم، قد، قدرت ایزومتریک و نشانگرها در موقعیت استاتیک مقیاس بندی شد. سینماتیک معکوس، دینامیک معکوس و بهینهسازی استاتیک برای ارزیابی تأثیر پوشیدن کفشهای پاشنه بلند استفاده شد. صحه سنجی مدلسازی با داده های الکترومیوگرافی انجام شد.
نتایج:
نتایج نشان می دهد که پوشیدن کفش های پاشنه بلند در زنان جوان می تواند منجر به تغییرات قابل توجهی در متغیرهای سینماتیک و سینتیک در مدل سازی اسکلتی عضلانی شود. به ویژه با پوشیدن کفش های پاشنه بلند، نیروی تماس مفصلی را به طور معنی داری (0025/0=P) در مفاصل مچ پا، زانو و لگن افزایش داد. علاوه بر این، فعالیت عضلانی برخی از عضلات اندام تحتانی به طور معنی داری تغییر کرد (0016/0=p). علاوه بر این، پوشیدن کفش های پاشنه بلند می تواند فشار را بر روی نواحی خاصی از پا و زانو افزایش دهد و به طور بالقوه منجر به مشکلاتی مانند درد و آسیب بافتی شود.
بحث:
این مطالعه به بررسی تأثیر پوشیدن کفشهای پاشنه بلند بر متغیرهای سینماتیک و سینتیک پرداخته است. بر اساس نتایج، با پوشیدن این کفش ها، سیستم اسکلتی عضلانی به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار گرفت. این تغییرات می تواند به ما کمک کند تا بفهمیم چگونه پوشیدن کفش های پاشنه بلند می تواند الگوهای حرکتی و الگوهای راه رفتن را تغییر دهد. در نتیجه، درک این تغییرات می تواند منجر به بهبود طراحی کفش و استراتژی های پیشگیری برای مشکلات مرتبط با کفش پاشنه بلند شود.
مواد و روش ها:
سی و شش زن سالم (6.5±68.4 کیلوگرم، 6.5±161 سانتی متر، 8.5±29.5 سال) با و بدون کفش پاشنه بلند (پاشنه 5 سانتی متری) در آزمایشگاه آنالیز حرکت با دوازده موشن کپچر Vicon (Vicon MX، آکسفورد) حرکت پیاده روی را انجام دادند. ، انگلستان، 200 هرتز) و دو صفحه نیرو (Kistler Instrumente AG، Winterthur، سوئیس، نرخ نمونه برداری 2000 هرتز). مدل Gait2354_Simbody OpenSim متشکل از مفاصل با 23 درجه آزادی و 92 محرک عضله-تاندون برای نشان دادن 76 عضله در اندام تحتانی است. مدل عمومی با داده های جرم، قد، قدرت ایزومتریک و نشانگرها در موقعیت استاتیک مقیاس بندی شد. سینماتیک معکوس، دینامیک معکوس و بهینهسازی استاتیک برای ارزیابی تأثیر پوشیدن کفشهای پاشنه بلند استفاده شد. صحه سنجی مدلسازی با داده های الکترومیوگرافی انجام شد.
نتایج:
نتایج نشان می دهد که پوشیدن کفش های پاشنه بلند در زنان جوان می تواند منجر به تغییرات قابل توجهی در متغیرهای سینماتیک و سینتیک در مدل سازی اسکلتی عضلانی شود. به ویژه با پوشیدن کفش های پاشنه بلند، نیروی تماس مفصلی را به طور معنی داری (0025/0=P) در مفاصل مچ پا، زانو و لگن افزایش داد. علاوه بر این، فعالیت عضلانی برخی از عضلات اندام تحتانی به طور معنی داری تغییر کرد (0016/0=p). علاوه بر این، پوشیدن کفش های پاشنه بلند می تواند فشار را بر روی نواحی خاصی از پا و زانو افزایش دهد و به طور بالقوه منجر به مشکلاتی مانند درد و آسیب بافتی شود.
بحث:
این مطالعه به بررسی تأثیر پوشیدن کفشهای پاشنه بلند بر متغیرهای سینماتیک و سینتیک پرداخته است. بر اساس نتایج، با پوشیدن این کفش ها، سیستم اسکلتی عضلانی به طور قابل توجهی تحت تاثیر قرار گرفت. این تغییرات می تواند به ما کمک کند تا بفهمیم چگونه پوشیدن کفش های پاشنه بلند می تواند الگوهای حرکتی و الگوهای راه رفتن را تغییر دهد. در نتیجه، درک این تغییرات می تواند منجر به بهبود طراحی کفش و استراتژی های پیشگیری برای مشکلات مرتبط با کفش پاشنه بلند شود.
کلیدواژه ها
Title
How Does Wearing High-Heeled Shoes Affect the Neuromuscular-Skeletal Pattern of the Lower Extremities in Young Women
Authors
Nasim Ghasedi, Mina Hashempour, Masoumeh Norouzi, Nafiseh Hajari, Mohadese Bayat
Abstract
Introduction:
Wearing high heels is common not only in young women but also in a wide range of ages. However, the vital question remains what is the effect of wearing these high heels shoes on musculoskeletal of body structures? The recognition of the effect mechanism can reveal many musculoskeletal issues and problems. On the other hand, musculoskeletal modeling is a novel way to estimate the biomechanical variables. Therefore, the main aim of the current study was to evaluate the effect of wearing high-heel shoes on women by musculoskeletal modeling.
Methods:
Thirty-six healthy females (68.4±6.5 kg, 161±6.5 cm, 29.5±8.5 years) performed walking tasks with and without high-heel shoes (5cm heel) in the motion analysis lab with twelve Vicon motion captures (Vicon MX, Oxford, UK, 200 Hz) and two force plates (Kistler Instrumente AG, Winterthur, Switzerland, sampling rate 2000 Hz). The Gait2354_Simbody model of OpenSim consists of joints with 23 degrees of freedom and 92 muscle-tendon actuators to represent 76 muscles in the lower extremities and the torso was used to simulate the high heel gait. The generic model was scaled by mass, height, isometric strength, and markers data in the static position. The inverse kinematics, Inverse dynamics, and static optimization were used to evaluate the effect of wearing high-heeled shoes. The validation processing was performed by electromyography data.
Results:
The results indicate that wearing high-heeled shoes in young women can lead to significant changes in the kinematics and kinetics variables in musculoskeletal modeling. Specifically, by wearing high-heeled shoes, the joint contact force significantly increased (P=0.0025) in ankle, knee, and hip joints. In addition, muscle activation of some muscles of lower extremity significantly changed (p=0.0016). Furthermore, wearing high-heeled shoes can increase pressure on specific areas of the foot and knee, potentially leading to issues such as pain and tissue damage.
Discussion:
This study investigated the effect of wearing high-heeled shoes on kinematics and kinetics variables. Based on the results, by wearing these shoes, the musculoskeletal system was significantly influenced. These changes can help us better understand how wearing high-heeled shoes can alter movement patterns and walking patterns. Consequently, understanding these changes can lead to improved shoe design and prevention strategies for problems associated with high heels.
Wearing high heels is common not only in young women but also in a wide range of ages. However, the vital question remains what is the effect of wearing these high heels shoes on musculoskeletal of body structures? The recognition of the effect mechanism can reveal many musculoskeletal issues and problems. On the other hand, musculoskeletal modeling is a novel way to estimate the biomechanical variables. Therefore, the main aim of the current study was to evaluate the effect of wearing high-heel shoes on women by musculoskeletal modeling.
Methods:
Thirty-six healthy females (68.4±6.5 kg, 161±6.5 cm, 29.5±8.5 years) performed walking tasks with and without high-heel shoes (5cm heel) in the motion analysis lab with twelve Vicon motion captures (Vicon MX, Oxford, UK, 200 Hz) and two force plates (Kistler Instrumente AG, Winterthur, Switzerland, sampling rate 2000 Hz). The Gait2354_Simbody model of OpenSim consists of joints with 23 degrees of freedom and 92 muscle-tendon actuators to represent 76 muscles in the lower extremities and the torso was used to simulate the high heel gait. The generic model was scaled by mass, height, isometric strength, and markers data in the static position. The inverse kinematics, Inverse dynamics, and static optimization were used to evaluate the effect of wearing high-heeled shoes. The validation processing was performed by electromyography data.
Results:
The results indicate that wearing high-heeled shoes in young women can lead to significant changes in the kinematics and kinetics variables in musculoskeletal modeling. Specifically, by wearing high-heeled shoes, the joint contact force significantly increased (P=0.0025) in ankle, knee, and hip joints. In addition, muscle activation of some muscles of lower extremity significantly changed (p=0.0016). Furthermore, wearing high-heeled shoes can increase pressure on specific areas of the foot and knee, potentially leading to issues such as pain and tissue damage.
Discussion:
This study investigated the effect of wearing high-heeled shoes on kinematics and kinetics variables. Based on the results, by wearing these shoes, the musculoskeletal system was significantly influenced. These changes can help us better understand how wearing high-heeled shoes can alter movement patterns and walking patterns. Consequently, understanding these changes can lead to improved shoe design and prevention strategies for problems associated with high heels.
Keywords
High heel shoes, Biomechanics, neuromuscular simulation, OpenSim software