계단 하강 중 급성 부상의 운동 요인 테이핑 및 발목 안정성 (KTAS-SD)

배경 급성 발목 부상 (ATIS)은 특히 축구, 농구 및 달리기와 같은 스포츠에서 운동 선수가 경험 한 가장 흔한 부상 중 하나입니다. 연구에 따르면 급성 발목 부상, 특히 고강도 스포츠에서 지속되는 부상은 운동 선수의 장기 기능적 불안정성의 위험 증가와 관련이 있습니다. Maresh는 발목 인대 부상 후 발생할 수있는 기능적 불안정성을 검토하고 급성 발목 부상의 조기 개입 및 효과적인 재활의 중요성을 강조했습니다. 생체 역학 연구에 따르면 급성 발목 손상이하지의 동역학 안정성에 미치는 영향이 더 밝혀졌습니다. 급성 발목 손상은 발목 관절과 인접 조인트 (무릎, 고관절)의 운동 패턴에 영향을 줄 수있어 운동 중 안정성이 감소하고 다른 부상의 위험이 증가 할 수 있습니다. 또한 Wang 등 계단 폭을 통해 무릎 관절의 생체 역학을 연구하고 운동 중에 함께 작동한다는 아이디어를 제안했으며, 이는 급성 발목 관절 부상의 이해에도 큰 의미가 있습니다. 급성 발목 부상의 위험을 최소화하기 위해 Willson은 여러 예방 전략을 강조하는 체계적인 검토를 수행했습니다. 여기에는 운동 선수의 발목 브레이스 사용, 적절한 스포츠 신발을 신중하게 선택하고 훈련 프로그램 최적화가 포함됩니다. 이러한 조치는 함께 이러한 부상의 발생률을 효과적으로 예방하고 줄이는 것을 목표로합니다. 따라서 효과적인 수단을 통해 발목 관절의 안정성을 향상시키는 방법을 탐색하고 스포츠 부상의 위험을 줄이며 신체 안정성을 향상시키는 방법을 탐구하기 위해 이론적이고 실용적인 중요성을 탐색하는 것이 중요합니다.

계단 등반 및 내림차순으로 급성 발목 부상 환자의 운동 학적 특성, 동역학 메커니즘 및 관절 강성 변화를 탐구하는 많은 실험적 연구 간행물 중에서, 다수의 연구에서 발목 관절 안정성에 대한 다양한 요인의 영향을 탐구했습니다. 연구에 따르면 발목 굴곡의 변화와 확장 각도와 보행 효율과 안정성 사이에는 밀접한 관계가 있음이 밝혀졌습니다. Wang et al. 무릎 관절의 생체 역학적 특성에 대한 단계 폭이 미치는 영향에 대한 연구 관점을 초점을 맞추고 발목 관절과 무릎 관절 사이의 시너지가 전반적인 안정성을 유지하는 데 없어서는 안될 역할을한다는 점을 강조했습니다. Protopapadaki et al. 오름차순 및 내림차순 계단 걷기 동안 굴곡-확장 각도 및 발목 관절의 순간의 변화에 ​​대한 포괄적 인 분석을 수행했습니다. 그들은 계단 작용을 하강하는 동안 더 큰 발목 굴곡 각도가 발목 관절 부상의 위험을 크게 높일 수 있다고 강조했다. Riener 등의 연구. 계단을 내림차류 할 때 무릎 관절의 최대 굴곡 각에 중점을 두 었으며 무릎 관절의 각도 변화, 운동 범위 및 발목 관절에 의해 부하 사이에 상당한 상관 관계가 있음을 발견했습니다. Novak과 Brouwer는 계단을 오름차순 및 내려 오는 과정에서 관절 모멘트의 변동을 분석하여 노인의 발목 관절 부하의 증가가 부상의 위험을 유발할 수 있음을 보여 주었다. Gill et al. 발목 관절 안정성을 유지하는 데 트렁크와 하상 사이의 중요한 조정의 중요한 역할을 강조하면서 트렁크 장력과 자세 균형 사이의 고유 한 연결을 더욱 탐구했습니다. 메이저 et al. 보철 발 강성이 보행 및 근육 기능에 미치는 영향을 조사하고 유사한 강성 변화가 건강한 개인의 발목 관절 안정성에 큰 영향을 미칠 수 있음을 지적했습니다.

운동 의학 및 재활 치료에 일반적으로 사용되는 기술로서 Kinesiology Taping (K-Taping)은 최근 몇 년 동안 전 세계적으로 널리 사용되었습니다. K- 테이핑은 독특한 탄성 재료 설계 및 피팅 기술을 통해 관절 운동을 제한하지 않고 근육과 관절에 대한 추가 지원 및 보호를 제공하여 근육 수축을 향상시키고 지구력을 향상시키고, 떨림과 통증을 줄이며, 관절 안정성을 향상시킵니다. 그러나 스포츠 의학 분야에서 K- 테이핑이 점점 더 많이 사용되고 있지만, 특정 조인트 (예 : 발목 조인트)의 안정성 및 모션 효율에 대한 특정 영향은 여전히 ​​심층 분석이 필요합니다. Biz et al.의 연구. 실행 활동 중에 발목 조인트의 움직임 범위에 대한 K- 테이핑의 긍정적 인 영향을 드러 냈으며, 공동 안정성과 전반적인 스포츠 성능을 향상시키는 데 도움이됩니다. Wikstrom et al. 급성 발목 손상 환자, 특히 발목 에버 션 순간을 조절하는 데있어 근육 활성화 패턴 및 관절 모멘트를 조정하는 데 K- 테이핑의 중요한 역할을 강조했습니다. 오름차순 및 내림차순 계단의 맥락에서 Paquette 팀의 연구는 K- 테이핑이 발목 관절의 하중을 줄이고 관절 모션 궤적을 최적화하고 결과적으로 부상의 위험을 낮출 수 있음을 보여줍니다. Aytar et al. 또한 근육 힘 및 관절 강성에 대한 K- 태핑의 영향을 더 탐구했으며, 손상된 부위에서 근육 힘을 크게 향상시키고 관절 강성을 증가시켜 환자의 운동 능력과 안정성을 향상시킬 수 있음을 발견했습니다. Ellis의 팀의 연구에 따르면 발목 관절 및 무릎 관절의 운동 학적 패턴을 조정하는 데있어 K- 테이핑의 독특한 역할을 수행하여 발목 관절의 부담을 줄이고 전반적인 모션 조정을 개선하는 데 도움이됩니다. Halseth et al. 또한 발목 관절 운동의 범위를 확장하고 근육 활성화 수준을 개선하는 데 K- 테이핑의 긍정적 인 효과를 추가로 검증하여 환자 재활을 강력하게 지원합니다. 동시에 Lee의 팀의 연구에 따르면 K- 테이핑은 발목 관절 안정성과 근육 활성화 수준, 특히 동역학 운동에서 상당한 영향을 미친다는 것을 관찰했습니다. 또한, Fayson et al. 또한 K- 테이핑은 발목 관절의 관절 강성 및 근육 힘 출력을 개선 할 수 있으며, 급성 발목 부상이있는 환자에게는 저음 안정성을 개선하고 재 조장의 위험을 줄이는 효과적인 수단을 제공합니다.

이 연구의 목표는 내림차순 계단 작업을 사용하여 급성 부상을 입은 환자의 생체 역학에 대한 KT와 ST의 효과를 탐구하는 것이 었습니다. 투자자들은 근육 내 패치의 중재를 통해 K- 테이핑 환자의 발목 관절의 안정성이 강화 될 것이며, 이는 발목 관절의 안정성을 향상시켜 내림차순 계단을 걷는 과정에서 균형을 유지하는 데 도움이 될 것이라고 가정했다.

방법 연구는 무작위 크로스 오버 설계를 사용하여 계단을 내려 가면서 근육 효율 패치의 생체 역학적 효과를 조사했습니다. 급성 발목 부상을 입은 27 명의 피험자 가이 연구에 참여했습니다. 피험자들은 KT 실험 그룹 (연습 키네시오 테이프)과 ST 대조군 (키네시오 테이프 없음)의 두 가지 중재 조건에 참여했으며 각 조건에 대해 3 개의 별도의 하강 계단 테스트가 있습니다. 내림차순 계단 작업 중 급격히 손상된 대상의 생체 역학적 성능은 하부 사지 운동 안정성 및 보행 분석, 충격력 등에 중점을 둔 ST 그룹과 비교되었습니다. 8 개의 카메라를 특징으로하는 Vicon 모션 캡처 시스템은 AMTI Force 플랫폼과 통합되어 동시에 생체 역학적 데이터를 수집했습니다. 이 데이터는 참조로 문서화 된 바와 같이, 영향을받는 사지의 중량 전용, 중간 자세 및 푸시 오프 단계에서 관절 각도, 모멘트 및 전력을 포함합니다. 또한, 미국 MA 보스턴의 지연에 대한 근전도 (EMG) 장비를 참조하여 설명 된 바와 같이 근육 활성화 패턴을 평가하기 위해 사용되었다.

이 연구의 참가자들은 실험 설계에 필요한 샘플 크기를 결정하기 위해 G*Power (버전 : 3.1.9.7; Henry Düsseldorf University의 Henry Düsseldorf University) 소프트웨어를 사용하여 선험적 효능 분석을 수행했습니다. 결과는 27 명의 참가자의 최소 샘플 크기가 0.50의 중간 효과 크기를 얻기 위해 필요하다는 것을 보여 주었다. AOFAS (American Orthapaedical Foot & Ankle Society) 발목 hindfoot 규모와 VAS 규모를 완료함으로써 Ningbo University의 급성 발목 부상을 입은 27 명의 피험자가 선정되었습니다 (연령 : 18.30 ± 25.80 연령; 높이 : 162.45 ± 185.14 cm; 체중 : 60.20 ± 85.05 kg). 참가자는 다음 기준에 따라 선택되었습니다. 피험자들은 발목 관절의 적어도 하나의 급성 염좌를 경험했습니다. 일상적인 활동이나 스포츠에서 통증과 불안정성 증상을 경험 한 사람들. 다른 심각한 질병은하지의 기능에 영향을 미치지 않습니다 (예 : 관절염, 심한 무릎 병변 등). AOFAS <80 포인트 및 영향을받는쪽에 VAS ≤ 3. 부상의 발병은 일반적으로 7 일로 제한되어 급성 단계에 있는지 확인합니다. 참가자들은 연구 기간 동안 꾸준한 수준의 일상 활동을 유지했습니다. 제외 기준 : 발목에 대한 심각한 구조적 손상 또는 수술의 병력 (예 : 인대 재건 수술, 관절 경 수술 등). 신경 근육 질환 또는 임신 중 여성의 존재. 근육 패치 재료 또는 피부 질환의 병력에 대한 알레르기. 지난 6 개월 이내에 발목 관련 수술 또는 재활. 데이터 수집을 시작하기 전에 모든 참가자는 서면 사전 동의를 제공했습니다. 또한,이 연구는 Ningbo University의 윤리위원회로부터 윤리적 승인을 받았으며,이 연구는 최고 윤리 표준 (승인 번호 : TY2025004)을 준수하도록합니다.

데이터 수집 절차 모든 실험 테스트는 중국 닝보에있는 닝보 대학교에 위치한 Greater Health Institute의 운동 생체 역학 연구소 내에서 수행되었습니다. 실험실에는 정교한 Vicon 모션 캡처 시스템 (Oxford Metrics Ltd, UK, 영국)이 장착되어 있습니다. 이 최첨단 시스템에는 8 개의 고정밀 카메라가 통합되어 있으며, 참가자가 계단 내림차순의 활동에 참여함에 따라 3 차원 모션 데이터를 정확하게 기록하는 데 사용되었습니다. Vicon Motion Capture System (Oxford Metrics Ltd, UK, 영국 옥스포드)의 샘플링 주파수는 200Hz로 구성되었으며 시스템은 각 테스트 전에 세심한 교정을 거쳤으며 관절 운동학 및 모션의 정확한 측정을 보장했습니다. 교정에는 캡처 영역 내의 사전 정의 된 위치에서 반사 마커를 포지셔닝하고 최적의 정렬 및 정확도를 위해 카메라를 조정했습니다. 이 절차는 각 데이터 수집 세션 시작시 측정의 일관성을 유지하기 위해 반복되었습니다. 미국 매사추세츠 주 워터 타운에있는 AMTI에서 공급 된 Force 플랫폼은 1000Hz의 샘플링 주파수로 구성되었습니다. 이 특정 주파수 설정은 참가자들이 계단을 내려 가면서 지상 반응력의 정확하고 상세한 기록을 보장하기 위해 의도적으로 선택되었습니다. 이 높은 샘플링 속도를 통해 계단 기간 동안 지상에 가해지는 힘의 미묘한 변화와 동적 변화가 정확하게 포착되고 분석 될 수 있습니다. 두 시스템은 원활한 데이터 수집을 보장하기 위해 정확하게 동기화되었습니다. 계단 하강 동안의 초기 접촉점은 특정 기준에 따라 결정되었다. 수직 접지 반응력이 10 nm를 초과하는 값을 등록했을 때 확인되었습니다. 초기 접촉 지점을 식별하는이 표준화 된 방법은 일관되고 정확한 데이터 분석을 허용하여 계단 하강과 관련된 생체 역학적 프로세스에 대한보다 심층적 인 이해를 촉진했습니다. AMTI Force 플랫폼은 또한 제조업체의 지침에 따라 각 테스트 전에 각 테스트 전에 보정되었습니다. 여기에는 정확한 판독 값을 위해 힘 출력을 확인하고 조정하기 위해 알려진 하중을 적용하는 것이 포함되었습니다.

모든 참가자는 표준화 된 꽉 조이는 옷을 입었고 모션 캡처에 사용되는 바디 마커의 가시성을 보장하기 위해 맨발로 유지되었습니다. 높이, 체중 및 다리 길이를 포함한 인체 측정이 기록되었습니다. 직경이 14mm 인 총 38 개의 마커가 Opensim Gait-2392 모델에 따라하지과 몸통에 배치되었습니다. 반사 마커는 특정 해부학 적 랜드 마크에 배치되었고, EMG 센서의 배치는 Seniam 가이드 라인에 부착되었으며, 8 개의 센서가 단독, 중간 및 측면 위장, 경골 전방, 직장 페미리스 및 측면 및 측면 및 vastus 근육의 근육 그룹에 위치한 8 개의 센서를 배치하여 Muscle 활성 데이터를 사용하여 Muscle Calizations를 사용하여 사용되었습니다. 여기에는 센서 신호 정확도 검증 및 소음을 ​​최소화하고 일관된 데이터 수집을 보장하기 위해 시스템 최적화가 포함되었습니다. 신호 품질을 향상시키기 위해, 면도 및 클렌징 겔의 적용과 같은 피부 준비 기술이 수행되었다. 운동 중 근육 활동 기록에서 EMG 시스템의 신뢰성은 이전 연구에서 검증되었습니다.

Vicon 모션 캡처 시스템, AMTI 힘 플랫폼 및 EMG 시스템은 통합 데이터 수집을 가능하게하기 위해 동기화되었습니다. 실험을 시작하기 전에, 매니 킨스의 후속 생성을 지원하기 위해 정적 교정 절차가 수행되었습니다. 참가자들은 실험 조건과 절차를 처음 소개했습니다. 정적 데이터 수집 중에 참가자는 발이 Y 축과 평행하게 정렬 된 힘 플랫폼에 서 있었고, 팔은 측면에서 45 ° 각도로 연장되었으며, 시선은 앞으로 고정되었습니다. 이 자세는 정적 데이터 수집이 완료 될 때까지 유지되었습니다. Rancho Los Amigos (RLA) Medical Center의 RLA 보행 분석 방법이 사용되었습니다.

이 연구에서는 5cm 너비의 kinesiotaping (Kinesio®Tex Goldtm)이 참가자에게 적용되었으며, 이는 원래 길이의 140%로 늘릴 수있는 것으로 특징 지어졌습니다. K- 테이핑 기술은 Jackson et al.에 의해 요약 된 방법론에 따라 적용되었다. 이 실험은 무작위 그룹화 및 크로스 오버 설계를 사용하여 대상을 KT 그룹 및 ST 그룹으로 나누었습니다. KT 그룹은 K- 테이핑을 사용했습니다 (4 개의 테이프가 발에 적용되었다 (발은 90도에서 배면감으로 유지)을 지원하여 안정성과 안정성을 제공했다. 첫 번째 테이프는 발 뒤꿈치 뼈 아래의 중간 점에 고정되었고, 뒤쪽 끝에 20% 장력이 발 뒤꿈치와 탈루스의 측면을 연장시키고 경골 전방 근육 위로 약간 회전하여 측면-사이드 발목 회전을 최소화합니다. 두 번째 테이프는 측면 발 뒤꿈치 뼈에 50% 장력으로 측면으로 적용되어 발 뒤꿈치 주위를 내측 제 1 중족골 뼈로 확장하여 발 회전을 제한 하였다. 그리고 다시 50% 장력으로 세 번째 테이프를 내측 활성에 적용하고 발 뒤꿈치 주위를 감싸고 내측 제 1 중족골 뼈를 감싸서 발 회전을 제한했습니다.

50% 장력의 세 번째 테이프는 내측 활자에서 시작하여 발 뒤꿈치를 둘러싸고 네 번째 및 5 차 중족골을 감싸서 발바닥 안정성을 더욱 향상시킵니다. 네 번째 테이프는 나비 컬 뼈에서 고정되어 발바닥 발 주위를 20% 장력으로 측면 입구 뼈로 감싸고, 아킬레스 힘줄 주위에서 80% 장력으로 옆쪽 발목에 고정하고, 50% 장력으로 뻗어 최종적으로 제 2 메타 타르 뼈를 덮고 전체 면적을 감싸고 있습니다. (패치를 적용하는이 방법은 발의 회전과 회전을 완전히 제한하기 위해 긴장과 방향 제어의 정확한 분포를 통해 스포츠의 보호 및 지원 요구에 적합하며, 발목 관절의 안정성과 발의 밑창을 강화하기 위해 동시에 근육 패치가 사용되지 않았으며, 루틴 테스트 만 수행되었습니다. 실험 작업은 내림차순 계단 테스트로 4 단계 계단에서 수행되었으며 (각 단계는 길이가 300mm, 폭이 900mm, 높이가 170mm)였으며, 대상체는 각 실험 상태에서 자연스러운 보행으로 계단 케이스를 20 번 하강하는 작업을 완료하도록 요청했습니다. 모든 대상은 맨발로 필요했습니다. 테스트는 KT 그룹과 ST 그룹의 두 가지 조건으로 나누어졌으며 피로의 간섭을 피하기 위해 조건 사이의 5 ~ 10 분 휴식이 발생했습니다. 운동 학적 데이터, 내림차순 계단 시간 및 보행 안정성은 실험 중에 기록되었고, 주관적 인식이 수집되었다. 실험이 끝나면 근육 패치가 제거되고 패치 부위를 정리하고 데이터를 구성하고 후속 분석의 기초를 제공했습니다. 사고를 피하기 위해 실험 전반에 걸쳐 피험자의 안전이 보장되었습니다.

생체 역학적 데이터를 수집하고 피험자가 내림차순 계단 작업을 정확하게 완료하도록 보장하기 위해, 연구는 먼저 하부 근육이 완전히 활성화되도록 표준화 된 워밍업을 수행하도록 대상을 예약 할 것입니다. 테스트가 시작되기 전에, 피험자들은 계단의 명확한 시작 및 종료 위치를 연습하고 표시하여 각 테스트에 대한 일관된 속도를 보장함으로써 내림차순 계단 조작에 익숙해졌습니다. 각 테스트에 대한 데이터는 주로 무릎 및 발목 관절 각도, EMG 신호 및 조인트 힘의 변화를 포함하는 고정밀 모션 캡처 시스템 및 힘 플랫폼을 사용하여 수집되었습니다. 대상이 동작을 완료하지 못했거나 동작이 표준화되지 않은 경우, 실패로 간주되어 데이터 분석에서 계산되지 않았습니다.

고속의 이중 형광 형광 경계 영상 이미징 시스템 고속 이중 형광 형광 경찰 영상 이미징 시스템 (DFI)은 모션 형광 투시 시스템 및 데이터 해상도 시스템을 포함합니다. 전자는 두 개의 고전압 이미 터와 광원, 형광 수신기와 강화제가있는 2 개의 이동식 로봇 암 및 2 개의 고속 카메라로 구성됩니다. 2 개의 고전압 이미 터와 수신기 사이의 거리는 132.2입니다. CM 및 128.6 cm, 각각 이미지 수신기 사이의 각도가 119.6 °입니다. 촬영 파라미터는 60kV 전압, 63 Ma의 전류, 100Hz의 슈팅 주파수, 1/1000 초의 노출 속도 및 1024 * 1024 픽셀의 이미지 해상도.

Xmalab이 생성 한 환경 교정 파일은 추가 처리를 위해 Rhinoceros 소프트웨어로 가져 왔습니다. 모델링 모듈은 촬영 공간을 재구성하고 가상 공간에서 두 쌍의 형광 방출기 및 이미지 수신기의 상대 위치를 복원하는 데 사용되었습니다. 한편, 수차 구경 발과 발목 엑스레이 이미지와 경골의 3D 모델, talus 및 calcaneus가 수입되었습니다. 경골, 탈루스 및 발 뒤꿈치의 좌표계는 이전 표준에 따라 확립되었으며, 경골-경골, 측면-의료 및 우수한 방향은 각각 X 축, Y 축 및 Z- 축에 해당하는 반면, 발바닥/배반, 반전/eversion 및 내부/외부 회전은 유적지의 동작으로 정의되었습니다. 각각 축. 그런 다음 수입 된 골격 모델을 회전시키고 Rhinoceros 소프트웨어에 의해 재구성 된 3D 공간에서 각 프레임의 골격 투영이 형광 측면 이미지의 골격 윤곽과 일치 할 때까지 번역되었습니다.

우수한 탈라 조인트 (Talus vs tlus)와 열등한 탈라 관절 (발 뒤꿈치 대 탈루스)의 6DOF 데이터는 좌표계 계산 플러그인 코뿔소를 사용하여 계산되었으며, 여기에는 3 개의 번역 (경골-전기, 측면-의료 및 우수한 인기) 및 3 개의 회전 (발바닥/도로/도로, 반전/내부/내부/외부의 외계인)의 운동 학적 데이터를 포함합니다. 양수 값은 경골 (탈루스에 대한 발 뒤꿈치)뿐만 아니라 배측 굴곡, 반전 및 내부 회전에 대한 탈루스의 바깥 쪽, 앞으로 및 상향 번역을 나타냅니다. 음수 값은 내면, 뒤로 및 하향 번역뿐만 아니라 발바닥 굴곡, eversion 및 외부 회전을 나타냅니다.

Vicon에서 수집 된 운동 학적 및 동역학 데이터는 C3D 파일 형식으로 내보낸 다음 Matlab (Mathworks, Massachusetts, USA)을 사용하여 코디네이션 시스템, 저 패스 필터링, 추출 및 형식으로 형식화되었습니다. C3D 파일은 MATLAB을 사용하여 TRC 및 MOT 파일 형식으로 변환 한 후 OpenSim (Stanford University, CA, 미국 스탠포드)으로 가져와 생체 역학적 매개 변수를 계산했습니다. 근골격계 시뮬레이션은 23 도의 자유 및 92 개의 근육 액추에이터를 갖는 모델을 사용하여 수행되었다. Opensim의 스케일링 도구를 사용하면 개별 신체 치수와 일치하도록 일반 모델을 조정하여 주제 별 근골격 모델을 생성 할 수있었습니다. 이러한 스케일링 조정은 세그먼트 길이, 세그먼트 관성 특성 및 근육 부착 지점에 적용되었습니다. 근육 기원과 삽입 지점은 근육 모멘트 팔과 함께 각 참가자의 사지 치수와 일치하도록 조정되었습니다. 시뮬레이션 프로세스 동안 정면 및 측면 평면의 잔류 모멘트가 최소화되었습니다. 역 운동학 도구는 가중 최소 제곱 최적화를 사용하여 관절 각도를 계산하여 모델 생성 및 실험 마커 위치 간의 불일치를 줄였습니다. 역 동역학 공구는 각 자유도에 대한 관절 모멘트를 계산했으며, 각 시간 단계에서 각속 속도에 관절 모멘트를 곱하여 관절 전력을 결정 하였다.

정적 최적화 알고리즘을 사용하여 근육 활성화 및 근육 힘을 추정하였고, 결과는 모델을 검증하기 위해 실험 중에 기록 된 표면 EMG 활성과 비교 하였다. 신호 대 잡음비는 이전 연구의 데이터의 하위 집합에 대한 잔류 분석을 수행함으로써 최적화되었습니다. 운동 학적 및 동역학 데이터는 각각 컷오프 주파수가 12 및 20Hz 인 4 차 제로 레이그 버터 워스 저역 통과 필터를 사용하여 필터링되었다. 표면 EMG 신호를 10-400Hz의 주파수 범위에서 4 차 버터 워스 필터로 대역 통과 필터링하여 전처리 하였다. 그 후 6Hz의 컷오프 주파수로 전파 정류 및 저역 통과 필터링이 이어졌습니다. 또한, EMG 신호를 EMG 진폭을 최대 루트 평균 (RMS) 진폭으로 나누어 표준화 하였다. 최대 자발적 수축 (MVC)을 사용하여 신호를 추가로 정규화하여 각 근육의 활성화 수준을 결정했습니다. EMG 센서에 의해 기록 된 근육 활성화 결과는 모델의 유효성과 정확성을 평가하기 위해 근골격계 모델에 의해 시뮬레이션 된 것과 비교되었습니다.

Opensim의 특정 방정식 및 플러그인을 사용하여 모델 정확도가 향상되었습니다. 역 동역학 알고리즘을 사용하여 관절 각도를 계산했으며, 역 운동 알고리즘을 사용하여 관절 모멘트를 결정했습니다. 모델의 동역학 불일치를 해결하기 위해 잔류 감소 알고리즘도 적용되었습니다. 역 동역학 도구는 가중 최소 제곱 접근법을 사용하여 모델 예약 된 마커 위치와 실험 마커 위치 사이의 불일치를 최소화함으로써 최적화 된 조인트 각도 계산을 최적화했습니다. 공동 모멘트는 모델에서 각 자유도에 대해 계산되었고,이어서 각 시점에서 각속도 및 관절 모멘트의 산물로서 관절 전력을 계산 하였다.

하부 계단 시험의 통계 분석 데이터는 쌍을 이루는 샘플 T- 검정 (유의 수준 0.05 및 테스트 전력 0.80) 및 통계적 파라 메트릭 매핑 (SPM1D)을 사용하여 제어 조건 간의 차이를 평가하여 분석 하였다. 피험자의 동역학, 운동학, 근육 및 뼈 변위는 Windows 용 SPSS를 사용하여 처리하고 분석했습니다 (버전 25.0, SPSS Science Inc., Chicago, IL, USA).