Kinesiologie -taping en enkelstabiliteit bij acute verwondingen tijdens de trapafkomst (KTAS-SD)

Achtergrondacute enkelblessures (ATIS) behoren tot de meest voorkomende blessures die atleten ervaren, met name in sporten zoals voetbal, basketbal en hardlopen. Onderzoek geeft aan dat acute enkelletsels, met name die opgelopen tijdens sporten met een hoge intensiteit, worden geassocieerd met een verhoogd risico op langdurige functionele instabiliteit bij atleten. Maresh beoordeelde de functionele instabiliteit die kan resulteren na enkelligamentletsel en benadrukte het belang van vroege interventie en effectieve revalidatie van acute enkelletsels. Biomechanische studies hebben verder de impact van acute enkelletsels op de stabiliteit van de kinetiek van de onderste ledematen aangetoond. Acute enkelletsels kunnen de bewegingspatronen van het enkelgewricht en zijn aangrenzende gewrichten (knie, heup) beïnvloeden, wat resulteert in een verminderde stabiliteit tijdens beweging en een verhoogd risico op andere verwondingen. Bovendien, Wang, et al. bestudeerde de biomechanica van het kniegewricht door stapbreedte en stelde het idee voor dat gewrichten tijdens de beweging samenwerken, wat ook van groot belang is voor het begrip van acute enkelgewrichtsletsels. Om het risico op acute enkelletsels te minimaliseren, voerde Willson een systematische review uit met de aandacht van verschillende preventiestrategieën. Deze omvatten het gebruik van enkelbeugels door atleten, zorgvuldige selectie van passend sportschoenen en de optimalisatie van trainingsprogramma's. Samen zijn deze maatregelen bedoeld om de incidentie van dergelijke verwondingen effectief te voorkomen en te verminderen. Daarom is het belangrijk om theoretische en praktische betekenis te onderzoeken om te onderzoeken hoe de stabiliteit van het enkelgewricht te verbeteren door effectieve middelen, het risico op sportletsels te verminderen en de lichaamsstabiliteit te verbeteren.

Onder de vele experimentele onderzoekspublicaties die de kinematische kenmerken, kinetiekmechanismen en gewrichtsstijfheidsveranderingen bij patiënten met acute enkelletsels tijdens het klimmen en dalende trappen onderzoeken, hebben meerdere onderzoeken de impact van verschillende factoren op de stabiliteit van de enkel. Onderzoek heeft aangetoond dat er een nauwe relatie bestaat tussen veranderingen in enkelflexie en uitbreidingshoeken en loopefficiëntie en stabiliteit. Wang et al. Gericht hun onderzoeksperspectief op de impact van stapbreedte op de biomechanische eigenschappen van het kniegewricht en benadrukte dat de synergie tussen het enkelgewricht en het kniegewricht een onmisbare rol speelt bij het handhaven van de algehele stabiliteit. Protopapadaki et al. een uitgebreide analyse uitgevoerd van de veranderingen in flexie-uitbreidingshoeken en momenten van het enkelgewricht tijdens het oplopen van en dalende trap lopen. Ze benadrukten dat een grotere flexiehoek van enkel tijdens het dalende trapacties het risico op enkelgewrichtsletsel aanzienlijk kan verhogen. De studie van Riener et al. Gericht op de maximale flexiehoek van het kniegewricht bij het afdalen van de trappen en ontdekten dat er een significante correlatie is tussen de hoekverandering van het kniegewricht, het bewegingsbereik en de belasting die wordt gedragen door het enkelgewricht. Novak en Brouwer analyseerden de fluctuaties van gezamenlijke momenten tijdens het proces van oplopende en afnemende trappen, waaruit bleek dat de toename van de enkelgewrichtsbelasting bij ouderen het risico op letsel kan veroorzaken. De studie door Gill et al. Verder onderzocht de intrinsieke verbinding tussen trunkspanning en houdingsbalans, waarbij de belangrijke rol van coördinatie tussen de stam en de onderste ledematen bij het handhaven van de stabiliteit van de enkelgewrichtsstabiliteit wordt benadrukt. Major et al. Onderzocht de impact van prothetische voetstijfheid op het looppatroon en spierfunctie en wees erop dat vergelijkbare stijfheidsveranderingen ook een diepgaande invloed kunnen hebben op de enkelgewrichtsstabiliteit van gezonde individuen.

Kinesiology Taping (K-Taping), als een technologie die vaak wordt gebruikt in sportgeneeskunde en revalidatiebehandeling en is de afgelopen jaren over de hele wereld op grote schaal gebruikt. Door zijn unieke elastische materiaalontwerp en montagetechniek biedt K-Taping extra ondersteuning en bescherming voor spieren en gewrichten zonder gewrichtsbeweging te beperken, waardoor spiercontractie wordt verbeterd, het uithoudingsvermogen wordt verbeterd, tremoren en pijn wordt verminderd en uiteindelijk de gewrichtsstabiliteit verbeterd. Hoewel K-Taping in toenemende mate wordt gebruikt op het gebied van sportgeneeskunde, vereist de specifieke impact ervan op de stabiliteit en bewegingsefficiëntie van specifieke gewrichten (zoals enkelgewrichten) nog steeds een verdere diepgaande analyse. Onderzoek door Biz et al. onthulde de positieve impact van K-Taping op het bewegingsbereik van de enkelverbindingen tijdens hardloopactiviteiten, waardoor de gezamenlijke stabiliteit en de algehele sportprestaties werden verbeterd. De studie van Wikstrom et al. benadrukte de significante rol van K-Taping bij het aanpassen van spieractiveringspatronen en gewrichtsmomenten bij patiënten met acute enkelletsels, vooral bij het beheersen van ankle eversion-momenten. In de context van het oplopen van en dalende trappen toont onderzoek door het team van Paquette aan dat K-Taping de belasting op het enkelgewricht kan verminderen, het gezamenlijke bewegingstraject kan optimaliseren en bijgevolg het risico op letsel kan verlagen. Aytar et al. Verder onderzocht het effect van K-Taping op spierkracht en gewrichtsstijfheid en ontdekte dat het de spierkracht in het gewonde gebied aanzienlijk kan verbeteren en de stijfheid van de gewrichten kan vergroten, waardoor het bewegingsvermogen en de stabiliteit van de patiënt worden verbeterd. Onderzoek door het team van Ellis onthulde de unieke rol van K-Taping bij het coördineren van de kinematische patronen van het enkelgewricht en het kniegewricht, waardoor de last op het enkelgewricht werd verminderd en de algehele bewegingscoördinatie te verbeteren. Halseth et al. Verder geverifieerd het positieve effect van K-Taping bij het uitbreiden van het bereik van de enkelgewrichtsbeweging en het verbeteren van de spieractivatieniveaus, waardoor sterke ondersteuning wordt geboden voor revalidatie van de patiënt. Tegelijkertijd merkte onderzoek door het team van Lee op dat K-Taping een significant effect heeft op het verbeteren van de stabiliteit van het enkelgewricht en spieractiveringsniveaus, vooral in kinetische bewegingen. Bovendien, het onderzoek door Fayson et al. toonde ook aan dat K-taping de gewrichtstijfheid en de spierkrachtoutput van het enkelgewricht kan verbeteren, wat een effectief middel biedt voor patiënten met acute enkelletsels om de stabiliteit van de onderste ledematen te verbeteren en het risico op let te verminderen.

Het doel van deze studie was om de effecten van KT en ST op de biomechanica van patiënten met acuut verwondingen te onderzoeken met behulp van een dalende traptaak. De investeringactoren veronderstelden dat door de interventie van intramusculaire patching de stabiliteit van het enkelgewricht van K-Taping-patiënten zou worden versterkt, wat zou helpen om de stabiliteit van het enkelgewricht te verbeteren en daarmee beter het evenwicht te behouden tijdens het lopen van dalende trappen.

Methoden De studie gebruikte een gerandomiseerd crossover -ontwerp om de biomechanische effecten van spierefficiëntiepleisters te onderzoeken terwijl ze aflopende trappen aflopen. Zevenentwintig proefpersonen met acute enkelletsels namen deel aan het onderzoek. Proefpersonen namen deel aan twee sets van interventiecondities: de KT -experimentele groep (Oefening Kinesio Tape) en de ST -controlegroep (geen Kinesio -tape), met drie afzonderlijke dalende traptests voor elke voorwaarde. De biomechanische prestaties van de acuut gewonde proefpersonen tijdens een dalende trap -taak werden vergeleken met de ST -groep gericht op bewegingsstabiliteit van de onderste extremiteit en loopanalyse, impactkrachten, enz. Een Vicon Motion Capture -systeem, met acht camera's, werd geïntegreerd met het AMTI Force -platform om gelijktijdig biomechanische gegevens te verzamelen. Deze gegevens omvatten gezamenlijke hoeken, momenten en kracht tijdens de pre-weight-draging, mid-stance- en push-off-fasen van het aangetaste ledemaat, zoals gedocumenteerd in referentie. Bovendien werd elektromyografie (EMG) apparatuur uit vertragingen, Boston, MA, VS, gebruikt om spieractiveringspatronen te beoordelen, zoals beschreven in referentie.

Deelnemers aan deze studie werden a priori werkzaamheidsanalyses uitgevoerd met behulp van G*Power (versie: 3.1.9.7; Henry Düsseldorf University, Düsseldorf, Duitsland) software om de steekproefomvang te bepalen die nodig is voor het experimentele ontwerp. De bevindingen toonden aan dat een minimale steekproefgrootte van 27 deelnemers nodig was om een ​​matige effectgrootte van 0,50 te bereiken. Door de AOFAS (American Orthopaedical Foot & Ankle Society) enkelhindfootschaal en de VAS-schaal te voltooien, werden 27 proefpersonen met acute enkelletsels van de Ningbo University geselecteerd (leeftijd: 18,30 ± 25,80 jaren; Hoogte: 162,45 ± 185,14 cm; Gewicht: 60,20 ± 85,05 kg). Deelnemers werden gekozen volgens de volgende criteria: proefpersonen hadden ten minste één acute verstuiking van het enkelgewricht ervaren. Degenen die symptomen van pijn en instabiliteit ervoeren tijdens dagelijkse activiteiten of sport. Geen andere ernstige ziekten beïnvloeden de functie van de onderste ledematen (bijv. Artritis, ernstige knie -laesies, enz.). Aofas <80 punten en vas ≤ 3 aan de aangetaste zijde. Het begin van letsel is meestal beperkt tot 7 dagen om ervoor te zorgen dat het zich in de acute fase bevindt. Deelnemers handhaafden een gestaag niveau van dagelijkse activiteit tijdens de studieperiode. Uitsluitingscriteria: Geschiedenis van ernstige structureel letsel of chirurgie bij de enkel (bijv. Ligamentreconstructiechirurgie, arthroscopische chirurgie, enz.). Aanwezigheid van neuromusculaire aandoeningen of vrouwen tijdens de zwangerschap. Allergie voor spierpatch -materialen of geschiedenis van huidziekten. Ankle-gerelateerde chirurgie of revalidatie binnen de afgelopen 6 maanden. Vóór de start van het verzamelen van gegevens gaven alle deelnemers hun schriftelijke geïnformeerde toestemming. Bovendien ontving de studie ethische goedkeuring van de Ethics Committee van Ningbo University, zodat het onderzoek zich aan de hoogste ethische normen hield (goedkeuringsnummer: TY2025004).

Procedures voor gegevensverzameling Alle experimentele tests werden uitgevoerd binnen het Biomechanics Laboratory van het Instituut voor Greater Health, gelegen aan de Ningbo University in Ningbo, China. Het laboratorium is uitgerust met een geavanceerd Vicon Motion Capture -systeem (Oxford Metrics Ltd, Oxford, VK). Dit state-of-the-art systeem bevat acht camera's met een hoog nauwkeurige, die werden gebruikt om driedimensionale bewegingsgegevens nauwkeurig op te nemen, omdat de deelnemers bezig waren met de activiteit van dalende trappen. De bemonsteringsfrequentie voor het Vicon Motion Capture -systeem (Oxford Metrics Ltd, Oxford, VK) werd geconfigureerd op 200 Hz en het systeem onderging een zorgvuldige kalibratie vóór elke test om precieze metingen van gezamenlijke kinematica en beweging te garanderen. Kalibratie omvatte het positioneren van reflecterende markers op vooraf gedefinieerde locaties in het vanggebied en het aanpassen van de camera's voor optimale afstemming en nauwkeurigheid. Deze procedure werd herhaald aan het begin van elke gegevensverzamelingssessie om de consistentie in metingen te behouden. Het krachtplatform, afkomstig van AMTI in Watertown, Massachusetts, VS, werd geconfigureerd met een bemonsteringsfrequentie van 1000 Hz. Deze specifieke frequentie -instelling werd opzettelijk gekozen om te zorgen voor een precieze en gedetailleerde opname van grondreactiekrachten terwijl de deelnemers de trap afdaalden. Door deze hoge bemonsteringssnelheid kunnen eventuele subtiele variaties en dynamische veranderingen in de krachten die op de grond worden uitgeoefend tijdens het trapproces nauwkeurig worden vastgelegd en geanalyseerd. De twee systemen waren precies gesynchroniseerd om naadloze gegevensverzameling te garanderen. Het initiële contactpunt tijdens de trapafval werd bepaald op basis van een specifiek criterium. Het werd geïdentificeerd wanneer de verticale grondreactiekracht een waarde van meer dan 10 nm registreerde. Deze gestandaardiseerde methode voor het identificeren van het initiële contactpunt toegestaan ​​voor consistente en nauwkeurige gegevensanalyse, waardoor een meer diepgaand begrip van de biomechanische processen die betrokken zijn bij trappenafdaling vergemakkelijken. Het AMTI Force -platform werd ook vóór elke test na de instructies van de fabrikant gekalibreerd, waarbij een bekende belasting werd toegepast om de krachtuitgang te verifiëren en aan te passen voor nauwkeurige metingen.

Alle deelnemers droegen gestandaardiseerde nauwsluitende kleding en bleven op blote voeten om te zorgen voor de zichtbaarheid van lichaamsmarkers die worden gebruikt voor bewegingsopvang. Anthropometrische metingen, inclusief lengte, gewicht en beenlengte, werden gedocumenteerd. Een totaal van 38 markers, elke 14 mm in diameter, werden op de onderste ledematen en torso geplaatst volgens het OpenSim Gait-2392-model. Reflecterende markers werden geplaatst op specifieke anatomische oriëntatiepunten, de plaatsing van EMG -sensoren hechtte zich aan de Seniam -richtlijnen, met acht sensoren geplaatst op de spiergroepen van de Soleus, mediale en laterale gastrocnemius, tibialis anterior, rectus femoris en mediale en latere vastus spieren, het emg -systeem, het emg -spieren, de capture activatiegegevens, underwented. Protocollen, waaronder het verifiëren van de nauwkeurigheid van de sensor signaal en het optimaliseren van het systeem om ruis te minimaliseren en consistente gegevensverwerving te waarborgen. Om de signaalkwaliteit te verbeteren, werden huidbereidingstechnieken zoals scheren en het aanbrengen van reinigingsgels uitgevoerd. De betrouwbaarheid van het EMG -systeem bij het opnemen van spieractiviteit tijdens het sporten is gevalideerd in eerdere studies.

Het Vicon Motion Capture -systeem, het AMTI Force -platform en het EMG -systeem werden gesynchroniseerd om geïntegreerde data -acquisitie mogelijk te maken. Voordat het experiment begon, werd een statische kalibratieprocedure uitgevoerd om de daaropvolgende creatie van manikins te ondersteunen. Deelnemers werden voor het eerst geïntroduceerd in de experimentele omstandigheden en procedures. Tijdens het verzamelen van statische gegevens stonden de deelnemers op het krachtplatform met hun voeten parallel aan de y-as, armen strekken zich uit in een hoek van 45 ° vanaf hun zijkanten en staren naar voren gericht. Deze houding werd gehandhaafd totdat de statische gegevensverzameling voltooid was. De RLA -loopanalysemethode van Rancho Los Amigos (RLA) Medical Center, Californië, VS werd gebruikt.

In deze studie werden 5 cm brede kinesiotaping (Kinesio®Tex GoldTM) toegepast op de deelnemers, die werden gekenmerkt als in staat om te worden uitgerekt tot 140% van hun oorspronkelijke lengte. De K-Taping-techniek werd toegepast volgens de methodologie die werd beschreven door Jackson et al. Dit experiment gebruikte een gerandomiseerde groepering en crossover -ontwerp om de onderwerpen te verdelen in de KT -groep en ST -groep. KT-groep gebruikte K-Taping (vier banden werden op de voet aangebracht (de voet werd in dorsiflexie gehouden op 90 graden) om ondersteuning en stabiliteit te bieden. De eerste tape was verankerd op het middelpunt onder het hielbot, met 20% spanning aangebracht aan beide uiteinden om de zijkanten van de hiel en talus uit te strekken, en enigszins roteren over de voorste spier van de tibialis om zijrotatie aan de zij aan zij te minimaliseren; De tweede tape werd lateraal aangebracht bij 50% spanning op het laterale hielbot, dat zich uitstrekt rond de hiel tot het mediale eerste middenvoetbot om voetrotatie te beperken; en de derde tape, opnieuw bij 50% spanning, werd aangebracht op de mediale talus, rond de hiel gewikkeld en rond het mediale eerste middenvoetbot gewikkeld om voetrotatie te beperken.

De derde tape, ook bij 50% spanning, begint bij de mediale talus, wikkelt zich rond de hiel en over de vierde en vijfde metatarsals om plantaire stabiliteit verder te verbeteren; De vierde tape is verankerd van het naviculaire bot, wikkelt rond de plantaire voet naar het laterale spijkerbeen met 20% spanning en neemt vervolgens toe tot 80% spanning rond de achillespees posterieur om het te verankeren tot de laterale enkel, en strekt zich uiteindelijk uit op 50% spanning om de eerste en tweede metatarsale botten te bedekken en te wikkelen rond het hele gebied. (Deze methode voor het toepassen van de patch is geschikt voor de beschermings- en ondersteuningsbehoeften in sport door de precieze verdeling van spanning en directionele controle om de rotatie en het draaien van de voet volledig te beperken, en tegelijkertijd werd de stabiliteit van het enkelgewricht en de zool van de voet) in ST Group, de spierpatch niet gebruikt en alleen de routine -test werd uitgevoerd. De experimentele taak was een dalende traptest, die werd gedaan op een trap met vier stappen (elke stap was 300 mm lang, 900 mm breed en 170 mm hoog), en proefpersonen werden gevraagd om de taak te voltooien om de trap 20 keer af te dalen met een natuurlijke loop in elke experimentele toestand. Alle proefpersonen moesten op blote voeten zijn. De test werd verdeeld in twee voorwaarden, KT-groep en ST-groep, met een pauze van 5 tot 10 minuten tussen de omstandigheden om vermoeidheidsinterferentie te voorkomen. Kinematische gegevens, dalende traptijd en loopstabiliteit werden opgenomen tijdens het experiment en subjectieve perceptie werd verzameld. Aan het einde van het experiment werd de spierpatch verwijderd, werd de patch -site schoongemaakt en de gegevens werden georganiseerd en ondersteund om een ​​basis te bieden voor latere analyse. De veiligheid van de proefpersonen werd gedurende het experiment verzekerd om ongevallen te voorkomen.

Om biomechanische gegevens te verzamelen en ervoor te zorgen dat proefpersonen de dalende traptaak ​​nauwkeurig voltooien, zal de studie eerst de proefpersonen plannen om een ​​gestandaardiseerde opwarming uit te voeren om ervoor te zorgen dat de onderste extremiteitsspieren volledig worden geactiveerd. Voorafgaand aan het begin van de test, maakten de proefpersonen zich vertrouwd met de dalende trapmanoeuvre door duidelijke start- en eindposities op de trap te oefenen en te markeren om een ​​consistent tempo voor elke test te garanderen. Gegevens voor elke test werden verzameld met behulp van een zeer nauwkeurige bewegingsopvangsysteem en krachtplatform, met voornamelijk veranderingen in knie- en enkelgewrichtshoeken, EMG-signalen en gewrichtskrachten. Als het onderwerp de beweging niet heeft voltooid of de motie niet gestandaardiseerd was, werd het als een mislukking beschouwd en werd het niet geteld in de gegevensanalyse.

High-speed biplaan fluorescentie fluoroscopie beeldvormingssysteem Hoge snelheid biplaan fluorescentie fluoroscopie beeldvormingssysteem (DFIS) omvat een bewegingsfluoroscopiesysteem en een gegevensresolutiesysteem. De eerste bestaat uit twee hoogspanningsemitters en lichtbronnen, twee beweegbare robotarmen met fluorescentie-ontvangers en intensiveringsvermogen en twee hogesnelheidscamera's. De afstanden tussen de 2 hoogspanningsemitters en ontvangers zijn 132.2 cm en 128,6 cm, respectievelijk, met een hoek van 119,6 ° tussen de beeldontvangers; De schietparameters werden als volgt ingesteld: een spanning van 60 kV, een stroom van 63 mA, een schietfrequentie van 100 Hz, een blootstellingssnelheid van 1/1000 s en een beeldresolutie van 1024 * 1024 pixels.

Het omgevingskalibratiebestand gegenereerd door xmalab werd geïmporteerd in neushoornsoftware voor verdere verwerking. De module module werd gebruikt om de schietruimte te reconstrueren en de relatieve posities van de twee paren fluorescentie -emitters en beeldontvangers in de virtuele ruimte te herstellen; Ondertussen werden de aberratie-gekalibreerde voet- en enkelröntgenbeelden en de 3D-modellen van het scheenbeen, de talus en de calcaneus geïmporteerd. De coördinatensystemen van de Tibia, Talus en Heel werden vastgesteld volgens eerdere normen, en de tibiale-posterior, laterale-mediale en superieur-inferior richtingen kwamen overeen met de x-as, y-as en z-as, respectievelijk, terwijl plantensiflexie, inversie/eversie en interne/externe rotatie was gedefinieerd als de beweging rond de tibiale posterieur, en de interne/externe rotatie, en interne/externe rotatie, en interne/externe rotatie, en interne/externe rotatie, waren de beweging rond de tibiale posterieur en de interne rotatie rond de tiBial-posterieur, en de beweging van de tibiale poster. Superior-inferieure assen, respectievelijk. De geïmporteerde skeletmodellen werden vervolgens gedraaid en vertaald in de 3D -ruimte gereconstrueerd door de neushoornsoftware totdat de skeletprojecties in elk frame overeenkwamen met de skeletcontouren in de fluoroscopische beelden.

De 6DOF-gegevens van de Superior Talar Joint (Talus versus Tibia) en het inferieure talar-gewricht (Heel versus Talus) werden berekend met behulp van het coördinatensysteemberekening plug-in Rhinoceros, die kinematische gegevens omvatten in drie translationele (tibial-posterior, laterale, laterale, laterale, laterale, laterale, laterale, laterale rotatie), inversie, inversie, inversie, inversie, inversie, inversie, inversie, inversie, inversie, inversie, inversie, inversie, insversie, inversie, en altijd rotatie), inversie, inversie, inversie, en altijd rotatie), inversie, insversie, inversie, en altijd in het begin van de insion, insversie, insversie, en altijd in het binnenland, en in het interieur, en in het interieur, en in het interieur, insion, insversie, insversie, en altijd rotatie). Routebeschrijving. Positieve waarden vertegenwoordigen uiterlijke, voorwaartse en opwaartse vertaling van de talus ten opzichte van het scheenbeen (hiel ten opzichte van de talus), evenals dorsiflexie, inversie en interne rotatie; Negatieve waarden vertegenwoordigen binnenwaartse, achterwaartse en neerwaartse vertaling, evenals plantarflexie, eversie en externe rotatie.

Kinematische en kinetiekgegevens verzameld uit Vicon werden geëxporteerd naar C3D -bestandsindeling, vervolgens omgezet in een coördinatensysteem, lage pass gefilterd, gegevens geëxtraheerd en geformatteerd voor kinematische en grondreactiekracht (GRF) -gegevens met behulp van MATLAB (MathWorks, Massachusetts, VS). De C3D -bestanden werden geconverteerd naar TRC- en MOT -bestandsindelingen met behulp van MATLAB en vervolgens geïmporteerd in OpenSim (Stanford University, Stanford, CA, VS) om biomechanische parameters te berekenen. Musculoskeletale simulaties werden uitgevoerd met behulp van een model met 23 vrijheidsgraden en 92 spieractuatoren. OpenSIM's schaalhulpmiddelen maakten het creëren van onderwerpspecifieke musculoskeletale modellen mogelijk door een generiek model aan te passen om af te stemmen op individuele lichaamsdimensies. Deze schaalaanpassingen werden toegepast op segmentlengtes, segment traagheidseigenschappen en spierafhankelijkheidspunten. Spieroorsprong en invoegpunten, samen met spiermomentarmen, werden afgestemd op de ledematenafmetingen van elke deelnemer. Restmomenten in de frontale en laterale vlakken werden geminimaliseerd tijdens het simulatieproces. Het omgekeerde kinematica-tool gebruikte een gewogen minst vierkantenoptimalisatie om gewrichtshoeken te berekenen, waardoor discrepanties tussen door model gegenereerde en experimentele markerposities worden verminderd. Het omgekeerde kinetiekgereedschap berekende gezamenlijke momenten voor elke mate van vrijheid, en gewrichtskracht werd bepaald door de hoeksnelheid te vermenigvuldigen met het gewrichtsmoment bij elke tijdstap.

Een statisch optimalisatie -algoritme werd gebruikt om spieractivering en spierkracht te schatten, en de resultaten werden vergeleken met EMG -activiteit op het oppervlak geregistreerd tijdens experimenten om het model te valideren. De signaal-ruisverhouding werd geoptimaliseerd door resterende analyse uit te voeren op een subset van gegevens uit eerdere studies. Kinematische en kinetische gegevens werden gefilterd met behulp van een vierde-orde nul-lag Butterworth low-pass filter met afsnijfrequenties van respectievelijk 12 en 20 Hz. EMG-signalen van het oppervlak werden voorverwerkt door band-pass filtering met een Butterworth-filter van de vierde orde in het frequentiebereik van 10-400 Hz. Dit werd gevolgd door full-wave rectificatie en laagdoorlaatfiltering met een afsnijfrequentie van 6 Hz. Bovendien werden de EMG-signalen genormaliseerd door de EMG-amplitude te delen door de maximale wortelgemiddelde (RMS) -amplitude. De signalen werden verder genormaliseerd met behulp van de maximale vrijwillige contractie (MVC) om het activeringsniveau van elke spier te bepalen. De spieractiveringsresultaten die door de EMG -sensoren werden geregistreerd, werden vergeleken met die gesimuleerd door het musculoskeletale model om de geldigheid en nauwkeurigheid van het model te evalueren.

Modelnauwkeurigheid werd verbeterd met behulp van specifieke vergelijkingen en plug-ins in OpenSIM. Gezamenlijke hoeken werden berekend met behulp van een omgekeerd kinematica -algoritme, terwijl gezamenlijke momenten werden bepaald met behulp van een omgekeerd kinetisch algoritme. Een residueel reductie -algoritme werd ook toegepast om kinetische inconsistenties in het model aan te pakken. De omgekeerde kinematica-tool heeft gezamenlijke hoekberekeningen geoptimaliseerd door een gewogen kleinste kwadratenbenadering te gebruiken om discrepanties tussen modelvoorspelling en experimentele markerposities te minimaliseren. Gezamenlijke momenten werden berekend voor elke mate van vrijheid in het model en gewrichtskracht werd vervolgens berekend als het product van hoeksnelheid en gezamenlijk moment op elk tijdstip.

Statistische analysegegevens van de lagere traponderzoeken werden geanalyseerd met behulp van een gepaarde monsters t-test (met een significantieniveau van 0,05 en een testvermogen van 0,80) en statistische parametrische mapping (SPM1D) om verschillen tussen controlecondities te evalueren. Kinetiek van proefpersonen, kinematica, spierkrachten en botverplaatsingen werden verwerkt en geanalyseerd met behulp van SPSS voor Windows (versie 25.0, SPSS Science Inc., Chicago, IL, VS).