БИОМЕХАНИКА ХОДЬБЫ В НОРМЕ И ПРИ НАЛИЧИИ ПРОТЕЗА НОГИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЛЕКСА Xsens
Аннотация
Цель: сравнительная оценка кинематики движений человека с протезом и без протеза с использованием компьютерного комплекса захвата движений. Материалы и методы. Исследование проводилось с использованием компьютерного комплекса захвата движений Xsens. В исследовании приняли участие 2 добровольца, схожих по антропометрическим данным: № 1 – здоровый доброволец (масса тела 78,1 кг), № 2 – доброволец с ампутированной левой нижней конечностью на уровне верхней 1/3 бедра (масса тела без протеза 67 кг). Сравнительная оценка ходьбы со скоростью 3 км/ч на расстояние 100 м проводилась на беговой дорожке Life Fitness. Для косвенного определения энергетической стоимости ходьбы проводилось измерение ЧСС до ходьбы и сразу после. Результаты. У добровольца с протезом при ходьбе на тредбане со скоростью 3 км/час зафиксированы большие (на 28,5 %) вертикальные колебания таза, большая вариация вертикальных ускорений таза. У добровольца с протезом ходьба на 100 м приводит к увеличению ЧСС на 22 уд./мин (с 74 до 96 уд./мин), что в совокупности с кинематическими параметрами ходьбы свидетельствует о существенно большем количестве энергии, затрачивающемся на движение. Заключение. На основе данных, полученных с комплекса Xsens, а также расчётных массовых параметров сегментов тел разработана методика и определены максимальные усилия в точках контакта с поверхностью беговой дорожки, а также энергетические затраты на движение по изменению ЧСС. Поскольку ЦТ расположен в зоне таза, то для повышения оперативности отмеченных выше измерений для будущих исследований предлагается использовать тазовый сенсор (pelvis). В этом случае не потребуется численное дифференцирование, так как система Xsens это делает на аппаратном уровне для всех сегментов тела человека.
Литература
2. Григоренко, Д.Н. Анализ кинематических параметров движений в упражнении «подъем по штурмовой лестнице на четвертый этаж учебной башни» / Д.Н. Григоренко, К.К. Бондаренко, С.В. Шилько // Рос. журнал биомеханики. – 2012. – Т. 16, № 2 (56). – С. 95–106.
3. Кручинин, П.А. Об использовании свойств решений оптимальных механических задач при оценке эффективности движений человека. Материалы Всероссийской научно-практической конференции по вопросам спортивной науки в детско-юношеском спорте и спорте высших / П.А. Кручинин. – М.: ГКУ «ЦСТиСК» Москомспорта, 2016. – С. 189–195.
4. Рукина, Н.Н. Особенности биомеханических характеристик опороспособности и походки у пациентов с экзопротезом нижней конечности / Н.Н. Рукина, А.Н. Кузнецов, А.Н. Белова // Рос. журнал биомеханики. – 2014. – Т. 18, № 3 (65). – С. 389–397.
5. Ципин, Л.Л. Анализ движения общего центра масс легкоатлетов-спринтеров при старте / Л.Л. Ципин, М.А. Самсонов // Рос. журнал биомеханики. – 2013. – Т. 17, № 3 (61). – С. 122–130.
6. Brave steps to the future. https://kinez.ru/en.
7. Freedom Innovations Portfolio. https://us.proteor.com/freedom-innovations-portfolio.
8. Looney, D.P. Metabolic Costs of Military Load Carriage over Complex Terrain / D.P. Looney // Military Medicine. – 2018. – Vol. 183. – P. 357–362.
9. MTw Awinda. – https:/www.movella.com/products/wearables/xsens-mtw-awinda.
10. Pandolf, K.B. Metabolic energy expenditure and terrain coefficients for walking on snow / K.B. Pandolf, M.F. Haisman, R.F. Goldman // Ergonomics. – 1976. – Vol. 19. – Р. 683–690.
11. Products and services from Ottobock. https:/www.ottobock.com.
12. The Most Advanced Lower Limb Prosthetics in the World– https:/www.blatchfordmobility.com.
13. Voloshina, A.S. Biomechanics and energetics of walking on uneven terrain / A.S. Voloshina, A.D. Kuo, M.A. Daley // Journal Experimental Biology. – 2013. – Vol. 216. – Р. 3963–3970.
14. Welfare Equipment. www.nabtesco.com/en/products/welfare.html.
References
1. Belyanin O.L., Smirnova L.M., Belyayev I.M. [Biomechanics of Walking of Disabled People with Short Stumps of the Thighs on Improved Prostheses]. Vestnik gil’dii protezistov-ortopedov [Bulletin of the Guild of Prosthetists and Orthopedists], 2003, no. 2, pp. 18–24. (in Russ.)2. Grigorenko D.N., Bondarenko K.K., Shil’ko S.V. [Analysis of Kinematic Parameters of Movements in the Exercise Climbing the Assault Ladder to the Fourth Floor of the Training Tower]. Rossiyskiy zhurnal biomekhaniki [Russian Journal of Biomechanics], 2012, vol. 16, no. 2 (56), pp. 95–106. (in Russ.) DOI: 10.1134/S0036029512010041
3. Kruchinin P.A. [On the Use of Properties of Solutions to Optimal Mechanical Problems in Assessing the Effectiveness of Human Movements]. Materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii po voprosam sportivnoy nauki v detsko-yunosheskom sporte i sporte vysshikh [Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference on Sports Science in Children's and Youth Sports and Higher Sports], 2016, pp. 189–195. (in Russ.)
4. Rukina N.N., Kuznetsov A.N., Belova A.N. [Features of Biomechanical Characteristics of Support Ability and Gait in Patients with Lower Limb Exoprosthesis]. Rossiyskiy zhurnal biomekhaniki [Russian Journal of Biomechanics], 2014, vol. 18, no. 3 (65), pp. 389–397. (in Russ.)
5. Tsipin L.L., Samsonov M.A. [Analysis of the Movement of the General Center of Mass of Track and Field Sprinters at the Start]. Rossiyskiy zhurnal biomekhaniki [Russian Journal of Biomechanics], 2013, vol. 17, no. 3 (61), pp. 122–130. (in Russ.)
6. Brave Steps to the Future. Available at: https://kinez.ru/en.
7. Freedom Innovations Portfolio. Available at: https://us.proteor.com/freedom-innovations-portfolio.
8. Looney D.P. Metabolic Costs of Military Load Carriage over Complex Terrain. Military Medicine, 2018, vol. 183, pp. 357–362. DOI: 10.1093/milmed/usx099.
9. MTw Awinda. Available at: https:/www.movella.com/products/wearables/xsens-mtw-awinda.
10. Pandolf K.B., Haisman M.F., Goldman R.F. Metabolic Energy Expenditure and Terrain Coefficients for Walking on Snow. Ergonomics, 1976, vol. 19, pp. 683–690. DOI: 10.1080/ 00140137608931583
11. Products and Services from Ottobock. Available at: https:/www.ottobock.com
12. The Most Advanced Lower Limb Prosthetics in the World. Available at: https:/www.blatchford-mobility.com
13. Voloshina A.S., Kuo A.D., Daley M.A. Biomechanics and Energetics of Walking on Uneven Terrain. Journal Experimental Biology, 2013, vol. 216, pp. 3963–3970. DOI: 10.1242/jeb.081711
14. Welfare Equipment. Available at: www.nabtesco.com/en/products/welfare.html
Copyright (c) 2024 Человек. Спорт. Медицина
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
