Tapowanie kinezjologiczne i stabilność kostki w ostrych obrażeniach podczas pochodzenia schodowego (KTAS-SD)

Tło ostre kontuzje kostki (ATIS) należą do najczęstszych kontuzji doświadczanych przez sportowców, szczególnie w sportach takich jak piłka nożna, koszykówka i bieganie. Badania wskazują, że ostre urazy kostki, szczególnie te utrzymane podczas sportu o wysokiej intensywności, są związane ze zwiększonym ryzykiem długoterminowej niestabilności funkcjonalnej u sportowców. Maresh dokonał przeglądu niestabilności funkcjonalnej, która może wynikać z uszkodzenia więzadła skokowego i podkreśliła znaczenie wczesnej interwencji i skutecznej rehabilitacji ostrych urazów kostki. Badania biomechaniczne ujawniły ponadto wpływ ostrych urazów kostki na stabilność kinetyki kończyn dolnych. Ostre urazy kostki mogą wpływać na wzorce ruchu stawu skokowego i jego sąsiednich stawów (kolano, bioder), powodując zmniejszoną stabilność podczas ruchu i zwiększone ryzyko innych obrażeń. Ponadto Wang i in. Badał biomechanikę stawu kolanowego poprzez szerokość kroku i zaproponował ideę stawów współpracujących podczas ruchu, co ma również ogromne znaczenie dla zrozumienia ostrych urazów stawu kostki. Aby zminimalizować ryzyko ostrych urazów kostki, Willson przeprowadził systematyczny przegląd podkreślający kilka strategii zapobiegania. Obejmują one użycie aparatów ortodontycznych przez sportowców, staranne wybór odpowiedniego obuwia sportowego oraz optymalizację programów treningowych. Razem środki te mają na celu skuteczne zapobieganie i zmniejszenie częstości występowania takich urazów. Dlatego ważne jest zbadanie teoretycznego i praktycznego znaczenia, aby zbadać, jak poprawić stabilność stawu kostki za pomocą skutecznych środków, zmniejszyć ryzyko obrażeń sportowych i poprawić stabilność ciała.

Wśród wielu eksperymentalnych publikacji badawczych, które badają cechy kinematyczne, mechanizmy kinetyczne i zmiany sztywności stawów u pacjentów z ostrymi urazami kostki podczas wspinaczki i zstępujących schodów, wiele badań badało wpływ różnych czynników na stabilność stawu kostki. Badania wykazały, że istnieje ścisły związek między zmianami zgięcia kostki i kątami rozszerzenia a wydajnością i stabilnością chodu. Wang i in. Skoncentrowali swoją perspektywę badawczą na wpływie szerokości kroku na właściwości biomechaniczne stawu kolanowego i podkreślił, że synergia między stawem skokowym a stawem kolanowym odgrywa niezbędną rolę w utrzymywaniu ogólnej stabilności. Protopapadaki i in. Przeprowadził kompleksową analizę zmian kąta przedłużania zgięcia i momentów stawu kostki podczas wznoszenia się i zstępującego schodów. Podkreślili, że większy kąt zgięcia kostki podczas zstępujących schodów może znacznie zwiększyć ryzyko uszkodzenia stawu kostki. Badanie przeprowadzone przez Riener i in. skupił się na maksymalnym kącie zgięcia stawu kolanowego podczas schodzących schodów i stwierdził, że istnieje znacząca korelacja między zmianą kąta stawu kolanowego, zakresem ruchu i obciążeniem złącza kostki. Novak i Brouwer przeanalizowali fluktuacje wspólnych momentów podczas procesu wznoszenia się i zstępujących schodów, ujawniając, że wzrost obciążenia stawu kostki u osób starszych może wywoływać ryzyko obrażeń. Badanie Gill i in. Dalej zbadał wewnętrzny związek między napięciem tułowia a równowagą postawy, podkreślając ważną rolę koordynacji między pniem i kończynami dolnymi w utrzymaniu stabilności stawów kostki. Major i in. Zbadał wpływ sztywności stopy protetycznej na funkcję chodu i mięśni i wskazał, że podobne zmiany sztywności mogą również mieć głęboki wpływ na stabilność stawu stawu na stawie stawów na kostkę.

Kinesiology Taping (K-Taping), jako technologia powszechnie stosowana w leczeniu medycyny sportowej i rehabilitacji i była szeroko stosowana na całym świecie w ostatnich latach. Dzięki unikalnej elastycznej technice projektowania i dopasowania materiałów K-Taping zapewnia dodatkowe wsparcie i ochronę mięśni i stawów bez ograniczania ruchu stawu, zwiększając w ten sposób skurcz mięśni, poprawę wytrzymałości, zmniejszając drżenie i ból, a ostatecznie poprawiając stabilność stawów. Jednakże, chociaż kading K jest coraz częściej stosowany w dziedzinie medycyny sportowej, jego specyficzny wpływ na stabilność i wydajność ruchu określonych stawów (takich jak stawy kostki) nadal wymaga dalszej dogłębnej analizy. Badania Biz i in. ujawnił pozytywny wpływ kadłuby K na zakres ruchu stawów kostek podczas działań biegowych, pomagając poprawić stabilność stawów i ogólną wydajność sportową. Badanie Wikstrom i in. podkreślił znaczącą rolę stukania K w dostosowywaniu wzorców aktywacji mięśni i momentów stawowych u pacjentów z ostrymi urazami kostki, szczególnie w kontrolowaniu momentów stłuszania kostki. W kontekście schodów rosnących i zstępujących, badania zespołu Paquette pokazują, że kadrowanie K może zmniejszyć obciążenie stawu kostki, optymalizując trajektorię ruchu stawu, a tym samym zmniejszyć ryzyko obrażeń. Aytar i in. Dalej zbadał wpływ kadrowania K na siłę mięśni i sztywność stawów i stwierdził, że może znacznie poprawić siłę mięśni w obszarze poszkodowanym i zwiększyć sztywność stawów, zwiększając w ten sposób zdolność ruchu i stabilności pacjenta. Badania zespołu Ellisa ujawniły unikalną rolę kinchowania K w koordynacji kinematycznych wzorców stawu skokowego i stawu kolanowego, pomagając zmniejszyć obciążenie stawu kostki i poprawić ogólną koordynację ruchu. Halseth i in. Dalej zweryfikował pozytywny wpływ wykrywania K na rozszerzenie zakresu ruchu stawu skokowego i poprawie poziomów aktywacji mięśni, zapewniając silne poparcie dla rehabilitacji pacjentów. Jednocześnie badania zespołu Lee zaobserwowały, że K-Taping ma znaczący wpływ na poprawę stabilności stawów kostki i poziomów aktywacji mięśni, szczególnie w ruchach kinetycznych. Ponadto badania Faysona i in. Wykazano również, że klejenie K może poprawić sztywność stawu i moc siły mięśni stawu kostki, zapewniając skuteczne środki dla pacjentów z ostrymi urazami kostki w celu poprawy stabilności kończyn dolnych i zmniejszenia ryzyka ponownego powstania.

Celem tego badania było zbadanie wpływu KT i ST na biomechanikę pacjentów z ostrymi urazami przy użyciu zadania po schodach. Inwestorzy postawili hipotezę, że poprzez interwencję stężenia domięśniowego, stabilność stawu kostki pacjentów z kadrującym K, co pomogłoby zwiększyć stabilność stawu skokowego, a tym samym lepiej zachować równowagę podczas procesu zejścia po zysku.

Metody W badaniu wykorzystano randomizowany projekt crossovera w celu zbadania biomechanicznych skutków łat wydajności mięśni podczas schodzenia po zstępujących schodach. W badaniu wzięło udział dwudziestu siedmiu osób z ostrymi obrażeniami kostki. Badani uczestniczyli w dwóch zestawach warunków interwencyjnych: grupa eksperymentalna KT (Ćwiczenie kinesio) i grupa kontrolna ST (bez kinesio), z trzema osobnymi testami po schodach dla każdego warunku. Wydajność biomechaniczna ostro rannych osób podczas zadania zstępujących schodów została porównana z grupą ST koncentrującą się na stabilności ruchu kończyn dolnych i analizie chodu, siłach uderzenia itp. System przechwytywania ruchu Vicon, zawierający osiem kamer, został zintegrowany z platformą AMTI Force do jednoczesnego zbierania danych biomechanicznych. Dane te obejmowały wspólne kąty, momenty i moc podczas fazy zawierającej przedważanie, w połowie i odpychania, dotkniętej kończyny, jak udokumentowano w odniesieniu. Dodatkowo zastosowano sprzęt elektromiograficzny (EMG) z opóźnień, Boston, MA, USA, do oceny wzorców aktywacji mięśni, jak opisano w odniesieniu.

Uczestnicy tego badania przeprowadzono analizy skuteczności z góry przy użyciu oprogramowania G*Power (wersja: 3.1.9.7; Henry Düsseldorf University, Düsseldorf, Niemcy) w celu ustalenia wielkości próby wymaganej do projektu eksperymentalnego. Odkrycia wykazały, że konieczna była minimalna wielkość próby 27 uczestników, aby osiągnąć umiarkowaną wielkość efektu 0,50. Zakończając AOFA (American Orthopeedical Foot & Ankle Society) Skala kostki, a także Skala VAS, 27 pacjentów z ostrymi obrażeniami kostki na Uniwersytecie Ningbo (wiek: 18,30 ± 25,80 lata; Wysokość: 162,45 ± 185,14 cm; Waga: 60,20 ± 85,05 kg). Uczestnicy zostali wybrani zgodnie z następującymi kryteriami: badani doświadczyli co najmniej jednego ostrego skręcenia stawu kostki. Ci, którzy doświadczyli objawów bólu i niestabilności podczas codziennych czynności lub sportu. Żadne inne poważne choroby nie wpływają na funkcję kończyn dolnych (np. Zapalenie stawów, ciężkie zmiany kolana itp.). AOFA <80 punktów i VAS ≤ 3 po dotkniętej stronie. Początek urazu jest zwykle ograniczony do 7 dni, aby upewnić się, że jest on w fazie ostrej. Uczestnicy utrzymywali stały poziom dziennej aktywności w okresie badania. Kryteria wykluczenia: historia ciężkiego uszkodzenia strukturalnego lub operacji kostki (np. Chirurgia rekonstrukcji więzadła, chirurgia artroskopowa itp.). Obecność chorób nerwowo -mięśniowych lub kobiet podczas ciąży. Alergia na materiały platformowe lub historia chorób skóry. Operacja lub rehabilitacja związana z kostką w ciągu ostatnich 6 miesięcy. Przed rozpoczęciem gromadzenia danych wszyscy uczestnicy wyrazili swoją pisemną świadomą zgodę. Ponadto badanie otrzymało zatwierdzenie etyczne Komitetu Etyki Uniwersytetu Ningbo, zapewniając, że badania przestrzegały najwyższych standardów etycznych (numer zatwierdzenia: TY2025004).

Procedury gromadzenia danych Wszystkie testy eksperymentalne przeprowadzono w laboratorium Biomechanics Institute of Greater Health, położonym na Uniwersytecie Ningbo w Ningbo w Chinach. Laboratorium jest wyposażone w wyrafinowany system przechwytywania ruchu Vicon (Oxford Metrics Ltd, Oxford, Wielka Brytania). Ten najnowocześniejszy system zawiera osiem bardzo precyzyjnych kamer, które zostały wykorzystane do dokładnego rejestrowania danych o ruchu trójwymiarowym, ponieważ uczestnicy byli zaangażowani w działalność zstępujących schodów. Częstotliwość próbkowania systemu przechwytywania ruchu Vicon (Oxford Metrics Ltd, Oxford, Wielka Brytania) została skonfigurowana przy 200 Hz, a system przeszedł skrupulatną kalibrację przed każdym testem, aby zapewnić precyzyjne pomiary kinematyki i ruchu stawu. Kalibracja obejmowała pozycjonowanie markerów odblaskowych w predefiniowanych lokalizacjach w obszarze przechwytywania i dostosowanie kamer w celu optymalnego wyrównania i dokładności. Procedurę tę powtórzono na początku każdej sesji gromadzenia danych, aby zachować spójność pomiarów. Platforma siłowa, pochodząca z Amti w Watertown, Massachusetts, USA, została skonfigurowana z częstotliwością próbkowania 1000 Hz. To konkretne ustawienie częstotliwości zostało celowo wybrane, aby zapewnić precyzyjne i szczegółowe rejestrowanie sił reakcji naziemnej, gdy uczestnicy zstąpili po schodach. Dzięki tej wysokiej szybkości próbkowania wszelkie subtelne zmiany i dynamiczne zmiany sił wywierane na ziemi podczas schodów - proces zejścia można dokładnie przechwycić i przeanalizować. Oba systemy zostały dokładnie zsynchronizowane, aby zapewnić bezproblemowe gromadzenie danych. Początkowy punkt kontaktu podczas zejścia schodowego określono na podstawie określonego kryterium. Zidentyfikowano, gdy pionowa siła reakcji uziemienia zarejestrowała wartość przekraczającą 10 nm. Ta znormalizowana metoda identyfikacji początkowego punktu kontaktowego dozwolona dla spójnej i dokładnej analizy danych, ułatwiając bardziej dogłębne zrozumienie procesów biomechanicznych zaangażowanych w pochodzenie schodowe. Platforma AMTI Force została również skalibrowana przed każdym testem zgodnie z instrukcjami producenta, które polegały na zastosowaniu znanego obciążenia w celu weryfikacji i dostosowania mocy wyjściowej do dokładnych odczytów.

Wszyscy uczestnicy nosili znormalizowaną ciasną odzież i pozostali boso, aby zapewnić widoczność znaczników ciała używanych do przechwytywania ruchu. Pomiary antropometryczne, w tym wysokość, wagę i długość nogi. W sumie 38 markerów, każda o średnicy 14 mm, umieszczono na dolnych kończynach i tułowia po modelu OpenSim GAIT-2392. Markery odblaskowe umieszczono na specyficznych anatomicznych punktach orientacyjnych, umieszczanie czujników EMG przyległych do wytycznych Seniam, z ośmioma czujnikami umieszczonymi na grupach mięśni soleusa, systemu środkowego i bocznego brzucha brzuchionego, danych aktywacji mięśniowej, standardowej kalibracji, standardowej odbytnicy, standardowej i bocznej. Protokoły, które obejmowały weryfikację dokładności sygnału czujnika i optymalizację systemu w celu zminimalizowania szumu i zapewnienia spójnego pozyskiwania danych. Aby zwiększyć jakość sygnału, wykonano techniki przygotowania skóry, takie jak golenie i stosowanie żeli oczyszczających. Niezawodność systemu EMG w rejestrowaniu aktywności mięśni podczas ćwiczeń została zatwierdzona w poprzednich badaniach.

System przechwytywania ruchu Vicon, platforma siłowa AMTI i system EMG zostały zsynchronizowane, aby umożliwić zintegrowane pozyskiwanie danych. Przed rozpoczęciem eksperymentu przeprowadzono statyczną procedurę kalibracji w celu wsparcia późniejszego tworzenia manikin. Uczestnicy zostali po raz pierwszy wprowadzeni do warunków i procedur eksperymentalnych. Podczas gromadzenia danych statycznych uczestnicy stali na platformie sił, a stopy są wyrównane równolegle do osi Y, ramiona rozciągane pod kątem 45 ° z boków, a spojrzenie ustalone do przodu. Ta postawa była utrzymywana do momentu zakończenia statycznego gromadzenia danych. Zastosowano metodę analizy chodu RLA Rancho Los Amigos (RLA), Kalifornia, USA.

W tym badaniu zastosowano kinesiotaping o szerokości 5 cm (Kinesio®tex Goldtm), które zostały scharakteryzowane jako możliwe rozciąganie do 140% ich pierwotnej długości. Technikę kadrowania K zastosowano zgodnie z metodologią opisaną przez Jacksona i in. W tym eksperymencie wykorzystano randomizowany projekt grupowania i crossovera, aby podzielić badanych na grupę KT i grupę ST. Grupa KT użyła kadrowania K (na stopę nałożono cztery taśmy (stopa utrzymywano w zgiełku grzbietowym w temperaturze 90 stopni) w celu zapewnienia wsparcia i stabilności. Pierwsza taśma została zakotwiczona w punkcie środkowym poniżej kości pięty, z 20% napięciem nakładanym na obu końcach, aby przedłużyć boki pięty i talus, i lekko obracał się nad mięśniem przednim piszczelowym, aby zminimalizować obrót kostki po stronie bocznej; Drugą taśmę nałożono bocznie przy 50% napięciu do bocznej kości pięty, rozciągając się wokół pięty do przyśrodkowej kości pierwszej śródstopia, aby ograniczyć obrót stopy; I trzecia taśma, ponownie przy 50% napięciu, została zastosowana do przyśrodkowego skoków, owiniętej wokół pięty i owiniętej wokół przyśrodkowej pierwszej kości śródstopowej, aby ograniczyć obrót stopy.

Trzecia taśma, również przy 50% napięciu, zaczyna się od przyśrodkowego skokowania, owija się wokół pięty oraz w czwartej i piątej śródstopie, aby jeszcze bardziej zwiększyć stabilność podeszwę; Czwarta taśma jest zakotwiczona z kości żerskiej, owija się wokół stopy podeszwowej do bocznej kości klinowej z napięciem 20%, a następnie zwiększa do 80% napięcia wokół kości ścięgna Achillesa w celu zakotwiczenia do bocznej kostki, a ostatecznie rozciąga się przy 50% napięciu do pokrycia pierwszego i drugiego metatarsowego kości i opakowuje wokół całego obszaru. (Ta metoda stosowania łatki jest odpowiednia dla potrzeb ochrony i wsparcia w sporcie poprzez dokładny rozkład napięcia i kontroli kierunkowej w celu pełnego ograniczenia obrotu i obracania stopy, a jednocześnie wykonano stabilność stawu skokowego i podeszwy stopy) w grupie ST nie zastosowano plastra mięśni, a tylko rutynowy test. Zadaniem eksperymentalnym było opadającego testu schodów, który został wykonany na czterostopniowym schodach (każdy krok miał długość 300 mm, szerokość 900 mm i 170 mm wysokości), a badani poproszono o wykonanie zadania polegającego na zejściu ze schodów 20 razy z naturalnym zabezpieczeniem w każdym stanie eksperymentalnym. Wszyscy badani musieli być boso. Test podzielono na dwa warunki, grupę KT i Grupę ST, z od 5 do 10 minut przerwy między warunkami, aby uniknąć zakłóceń zmęczeniowych. Dane kinematyczne, zstępujące czas schodów i stabilność chodu zostały zarejestrowane podczas eksperymentu i zebrano subiektywne postrzeganie. Pod koniec eksperymentu łatka mięśniowa usunięto, miejsce łatki oczyszczono, a dane zorganizowano i utworzone, aby zapewnić podstawę do późniejszej analizy. Bezpieczeństwo badanych zapewniono podczas eksperymentu, aby uniknąć wypadków.

Aby zebrać dane biomechaniczne i upewnić się, że badani dokładnie wykonują zadanie pochodzące, badanie najpierw zaplanuje badanych do wykonania znormalizowanego rozgrzewki, aby zapewnić w pełni aktywowane mięśnie kończyn dolnych. Przed rozpoczęciem testu badani zapoznali się z manewrem zstępujących schodów, ćwicząc i oznaczając wyraźne pozycje początkowe i końcowe na schodach, aby zapewnić spójne tempo dla każdego testu. Dane dla każdego testu zostały zebrane przy użyciu wysokiej precyzji systemu przechwytywania ruchu i platformy siłowej, obejmującego głównie zmiany kątów stawu kolanowego i kostki, sygnałów EMG i sił stawowych. Jeżeli pacjent nie ukończył ruchu lub nie został ustandaryzowany, uznano go za awarię i nie został policzony w analizie danych.

System obrazowania Fluoroskopii Fluoroskopii Fluoroskopii Fluoroskopii Fluoroskopii Szybko-prędkości Dwuplanowa Fluorescencja Fluoroskopii System obrazowania (DFIS) zawiera system fluoroskopii ruchu i system rozdzielczości danych. Pierwszy składa się z dwóch emiterów wysokiego napięcia i źródeł światła, dwóch ruchomych ramion robotycznych z odbiornikami i intensyfikatorami fluorescencyjnymi oraz dwóch szybkich kamer. Odległości między 2 emiterami wysokiego napięcia i odbiornikami wynoszą 132,2 CM i 128,6 cm odpowiednio o kącie 119,6 ° między odbiornikami obrazu; Parametry strzelania zostały ustawione w następujący sposób: napięcie 60 kV, prąd 63 Ma, częstotliwość strzelania 100 Hz, prędkość ekspozycji 1/1000 s i rozdzielczość obrazu 1024 * 1024 pikseli.

Plik kalibracji środowiska wygenerowany przez XMalab został zaimportowany do oprogramowania Rhinoceros w celu dalszego przetwarzania. Jego moduł modelowania zastosowano do rekonstrukcji przestrzeni strzelania i przywrócenia względnych pozycji dwóch par emiterów fluorescencyjnych i odbiorników obrazu w przestrzeni wirtualnej; Tymczasem zaimportowano obrazy rentgenowskie stóp i kostki i kostki oraz modele 3D piszczeli, talus i kalcynowe. Układy współrzędnych piszczeli, talusa i pięty zostały ustanowione zgodnie z poprzednimi standardami, a kierunki piszczelowe, boczne i wyższe i wyższe odpowiadały odpowiednio osi X, osi Y i osi Z, a także temperatura piszpli-tybia-tybia-pionowa, boczna, letnia i letnia i grzbiet grzbietowa, inwersja obrotowa, a wewnętrzna/zewnętrzna. Odpowiednio osie wyższego. Importowane modele szkieletowe zostały następnie obrócone i przetłumaczone w przestrzeni 3D zrekonstruowanej przez oprogramowanie Rhinoceros, aż projekcje szkieletowe w każdej ramce dopasowały kontury szkieletowe na obrazach fluoroskopowych.

Dane 6DOF najwyższego stawu talarowego (talus kontra piszczel) i gorszy staw skalowy (pięta kontra talus) obliczono przy użyciu nosorożca wtyczkowego układu współrzędnego, które obejmują dane kinematyczne w trzech translacyjnych (rotation-piszczelowych, bocznych i lepszych). Wartości dodatnie reprezentują przekłada na zewnątrz, naprzód i w górę sknalusa w stosunku do piszczeli (pięty w stosunku do talusa), a także zgięcia grzbietowe, inwersję i rotację wewnętrzną; Wartości ujemne reprezentują tłumaczenie do wewnątrz, do tyłu i w dół, a także obrót podeszwy, wyrwanie i obrót zewnętrzny.

Dane kinematyczne i kinetyczne zebrane z Vicon zostały wyeksportowane do formatu pliku C3D, a następnie przekonwertowano na układ współrzędnych, filtrowane i sformatowane dane dla danych kinematycznych i gruntowych (GRF) przy użyciu MATLAB (Mathworks, Massachusetts, USA). Pliki C3D zostały przekonwertowane na formaty plików TRC i MOT przy użyciu MATLAB, a następnie zaimportowano do OpenSim (Stanford University, Stanford, Kalifornia, USA) w celu obliczenia parametrów biomechanicznych. Symulacje mięśniowo -szkieletowe przeprowadzono przy użyciu modelu o 23 stopniach swobody i 92 siłownikach mięśni. Narzędzia skalowania OpenSim umożliwiły tworzenie modeli mięśniowo-szkieletowych specyficznych dla podmiotu poprzez dostosowanie modelu ogólnego w celu dostosowania się do poszczególnych wymiarów ciała. Te korekty skalowania zastosowano do długości segmentu, właściwości bezwładności segmentu i punktów mocowania mięśni. Pochodzenie mięśni i punkty wstawiania, wraz z ramionami momentu mięśni, zostały dostosowane do wymiarów kończyny każdego uczestnika. Resztkowe momenty w samolotach czołowych i bocznych zostały zminimalizowane podczas procesu symulacji. Odwrotne narzędzie kinematyczne wykorzystało ważoną optymalizację najmniejszych kwadratów do obliczania kąty stawów, zmniejszając rozbieżności między pozycjami markerów generowanych i eksperymentalnymi. Odwrotne narzędzie kinetyczne obliczyło momenty wspólne dla każdego stopnia swobody, a moc stawu określono przez pomnożenie prędkości kątowej przez moment stawu na każdym etapie.

Do oszacowania aktywacji mięśni i siły mięśni zastosowano algorytm optymalizacji statycznej, a wyniki porównano z aktywnością powierzchniową EMG zarejestrowaną podczas eksperymentów w celu potwierdzenia modelu. Stosunek sygnału do szumu został zoptymalizowany poprzez przeprowadzenie resztkowej analizy na podzbiorze danych z poprzednich badań. Dane kinematyczne i kinetyczne przefiltrowano za pomocą filtra zerowego zerowego Butterworth zerowego zerowego rzędu z częstotliwościami odcięcia odpowiednio 12 i 20 Hz. Sygnały Surface EMG zostały wstępnie przetworzone przez filtrowanie pasmowo-pasmowego z filtrem Butterworth z czwartego rzędu w zakresie częstotliwości 10-400 Hz. Potem nastąpiła rektyfikacja pełnej fali i filtrowanie dolnoprzepustowego z częstotliwością odcięcia 6 Hz. Dodatkowo sygnały EMG znormalizowano, dzieląc amplitudę EMG przez maksymalną amplitudę o powierzchni kwadratowej (RMS). Sygnały zostały dalej znormalizowane przy użyciu maksymalnego dobrowolnego skurczu (MVC) w celu ustalenia poziomu aktywacji każdego mięśnia. Wyniki aktywacji mięśni zarejestrowane przez czujniki EMG porównano z wynikami symulowanymi przez model mięśniowo -szkieletowy w celu oceny ważności i dokładności modelu.

Dokładność modelu została zwiększona przy użyciu określonych równań i wtyczek w OpenSim. Kąty stawowe obliczono przy użyciu odwrotnego algorytmu kinematycznego, podczas gdy momenty stawowe określono przy użyciu odwrotnego algorytmu kinetycznego. Zastosowano również resztkowy algorytm redukcji, aby zająć się niespójnościami kinetycznymi w modelu. Odwrotne narzędzie kinematyczne zoptymalizowało obliczenia kąta stawu, stosując podejście ważone najmniej kwadratów w celu zminimalizowania rozbieżności między pozycjami markerów przestronnych i eksperymentalnych. Momenty stawowe obliczono dla każdego stopnia swobody w modelu, a następnie moc stawu obliczono jako iloczyn prędkości kątowej i momentu stawu w każdym punkcie czasowym.

Dane analizy statystycznej z dolnych badań schodów analizowano przy użyciu sparowanych próbek t próbek (o poziomie istotności 0,05 i mocy testowej 0,80) i statystycznym mapowaniu parametrycznym (SPM1D) w celu oceny różnic między warunkami kontrolnymi. Kinetyka, kinematyka, siły mięśniowe i przemieszczenia kości były przetwarzane i analizowane przy użyciu SPSS dla Windows (wersja 25.0, SPSS Science Inc., Chicago, IL, USA).