مقایسه تأثیر کفش های زیره غلتکی پنجه با زوایای مختلف راکر بر تعادل دینامیک و نیروهای تماسی بین مفصلی اندام تحتانی طی راه رفتن در سالمندان
[پایان نامه]
Comparison of the effect of toe only rocker sole shoes with different rocker angles on dynamic balance and lower extremity joints contact force during walking in elderly
علوم بهزیستی و توانبخشی University of Social Welfare and Rehabilitation
۱۳۹۹
۲۰۶ص.
پیوست
دکترا
اعضاء مصنوعی و وسایل عمومی Orthotics & prosthetics
استفاده از مدل سازی اسکلتی عضلانی می تواند بینش مهمی راجع به جنبه های بیومکانیک استاتیک و دینامیک بدن انسان در شرایط نرمال و پاتولوژیک فراهم کند. اختلالات راه رفتن و تعادل در افراد سالمند شایع می باشد. مداخلات درمانی متعددی برای بهبود حرکت وجود دارد. زیره غلتکی یکی از رایج ترین تغییرات کفش می باشد که می تواند به پیشروی به جلو کمک کرده و حرکت را تسهیل کند. اهداف این پروژه به ترتیب شامل بررسی اعتبار مدل اسکلتی عضلانی با نرم افزار «اپن سیم» برای تخمین نیروهای عضلانی طی راه رفتن در سالمندان و سپس ارزیابی تأثیرات آنی و کوتاه مدت کفش های زیره غلتکی پنجه با زوایای مختلف راکر بر تعادل دینامیک و نیروی تماسی مفاصل اندام تحتانی در سالمندان بود. در زیر مطالعه اول ارتباط بین نیروهای عضلانی تخمین زده شده با نرم افزار «اپن سیم» و فعالیت عضلانی اندازه گیری شده با الکترومایوگرافی در 9 فرد سالمند و بر اساس آنالیز همبستگی بررسی شد. نتایج نشان داد یک همبستگی ضعیف تا متوسطی در پیک نیروی عضلات و فعالیت عضلانی طی فازهای راه رفتن وجود دارد. براساس ارزیابی کیفی، الگوی نیروی عضلات به دست آمده از نرم افزار «اپن سیم» تقریباً مشابه با الکترومایوگرافی بود؛ مخصوصا درمورد سرداخلی عضله گاستروکنمیوس. در زیر مطالعه دوم، تأثیرات آنی استفاده از چهار نوع کفش زیره غلتکی پنجه با چهار زاویه مختلف راکر (راکر10، راکر20، راکر30 و راکر 40) روی تغییرپذیری راه رفتن و نیروی تماسی مفاصل اندام تحتانی در 28 فرد سالمند بررسی شد. نتایج نشان داد تغییرپذیری زمان استانس در کفش با راکرهای 20 و 30 و 40 درجه و همچنین کفش استاندارد به طرز معنی داری بیشتر از وضعیت بدون کفش می باشد. همچنین کاهش معنی دار نیروی تماسی مفصل مچ پا طی راه رفتن با راکرهای 10 و 20 و 40 درجه در مقایسه با کفش استاندارد مشاهده شد. کفش با راکر 10 درجه در مقایسه با راکر 40 درجه منجر به کاهش معنی دار زمان انجام آزمون تعادلی برخاستن و رفتن زمان دار شد. در زیر مطالعه سوم تأثیرات کوتاه مدت کفش با راکر 10 درجه روی تغییرپذیری راه رفتن و نیروهای تماسی مفصلی در سالمندان بررسی شد. کاهش معنی دار نیروی تماسی مفصل مچ پا در جهت قدامی خلفی پس از یک ماه استفاده از این کفش مشاهده شد. پس از یک ماه استفاده از راکر 10 درجه، هیچ تأثیر منفی بر تغییرپذیری راه رفتن و مقادیر آزمون تعادلی برخاستن و رفتن زمان دار مشاهده نشد. نیاز است در مطالعات آینده به بررسی تأثیر بلند مدت استفاده از کفش های زیره غلتکی بر بارگذاری مفاصل و تعادل در نمونه بزرگتری از سالمندان پرداخته شود.کلید واژه ها: سالمندی، کفش زیره غلتکی پنجه، تعادل دینامیک، نیروی تماسی مفصلی، اپن سیم
The use of musculoskeletal modelling can provide important insights to the static and dynamic biomechanical aspects of the human body in normal and pathologic conditions. Gait and balance disorders are prevalent in the elderly. There are different therapeautic intervenitions to improve gait. Rocker sole is a prevalent shoe modification which assist to forward progression and facilitate movement. The objectives of the current research were the study of estimated muscle forces analysis validity with OpenSim in walking of elderly subjects and also, evaluation of the immediate effects and of short-term effects of toe-only rocker sole shoes with different rocker angles on dynamic balance and lower extremity joints contact force (JCF) in the elderly. The first sub-study assessed the relationships between the estimated muscle forces based on OpenSim and measured muscle activities based on EMG in nine elderly according to correlation analysis. A low to moderate correlation was observed for the peak of muscle force and muscle activation during sub phases of gait. Based on qualitative assessment, the muscle forces pattern from OpenSim were found to be relatively similar to the muscle activity pattern from EMG especially for Gastrocnemius Medialis. In the second sub-study, the immediate effects of four types of toe-only rocker sole shoes with variety of rocker angles (RS10, RS20, RS30, and RS40) were compared on gait variability and joints contact force in twenty-eight elderly. The result was found stance time variability was significantly smaller in barefoot than rocker sole shoes except the RS10 and standard shoe. Also significant decrease of ankle contact force was observed when wearing RS10, RS20, and RS40 compared to standard shoe. RS10 led to decrease of time of TUG test compared to RS40. In the third sub-study short-term effects of toe-only rocker sole shoe (RS10) were evaluated on gait variability and JCF in ten elderly. There was a significant reduction of ankle contact force (AP) after 1 months wearing. There was no negative effect of RS10 on gait variability and TUG measures after short-term use. Further study is needed to assess the long-term effects of rocker sole shoes on joint loding and balance in a larger sample of the elderly.Key words: Elderly, Toe-only rocker sole, Dynamic balance, Joint Contact Force, OpenSim