تاثير سرعت راه رفتن بر ويژگي هاي حركت در طول يك گام

The Effect of Speed on Motion Features During a Gait Cycle

راه رفتن از پركاربردترين حركات انساني است؛ از اين رو مطالعه عوامل اثرگذار بر اين حركت، همواره مورد توجه بوده است. از آن جا كه سرعت به‌عنوان يك اختلال فيزيكي بر ابعاد مختلف راه رفتن تاثير مي‌گذارد، هدف اين مطالعه نيز بررسي و تحليل اثر سرعت بر ويژگي‌هاي فيزيكي و فيزيولوژيكي است. اين تحليل بر مبناي پردازش اطلاعات به‌دست‌آمده از يك گام، قرار گرفته است. مطالعه روي 32 آزمودني سالم با ميانگين سني 40/20 ± 56/27 سال، ميانگين وزني 59/20 ± 89/54 كيلوگرم و ميانگين قدي 83/20 ± 19/158 سانتي متر انجام شد، كه %59 از آن‌ها زن بودند. اطلاعات سينتيكي، سينماتيكي و الكترومايوگرافي هر يك از آزمودني ها در پنج سرعت مختلف ثبت شده است. هدف اصلي، بررسي تاثير سرعت بر جنبه هاي مختلفي از سيستم كنترل حركت، تعريف شده است. براي اين منظور، اثر سرعت بر 46 ويژگي‌از اطلاعات زماني- مكاني، سينرژي عضلاني، نرمي حركت، شكل حركات مفاصل و همبستگي بين جابه جايي اندام هاي تحتاني و هم چنين همبستگي بين الگوي فعاليت الكتريكي عضلات بررسي شده است.در بين ويژگي هاي معرفي‌شده در اين مطالعه و نيز از مطالعات حوزه حركت از ويژگي هاي جديدي نظير سينرژي عضلاني، نرمي حركت، همبستگي در اندام هاي تحتاني و شكل حركات توليدي توسط مفاصل استفاده شد، كه تا‌كنون در توصيف اثرگذاري سرعت بر راه رفتن افراد سالم استفاده نشده است؛ براي مثال، استفاده از مفهوم سينرژي نشان داد كه سرعت هاي بيشتر موجب افزايش انداذه فضاي سينرژي مي شود. همين امر مي تواند به‌عنوان نشانه اي از راهكار پيچيده تري باشد كه توسط سيستم اعصاب مركزي، گرفته شده است تا در شرايط ناپايدار، كه در سرعت هاي بالا رخ مي دهد، در وضعيت مطلوبي باقي بماند. نتايج به‌دست‌آمده نشان مي دهد كه سرعت، نقش مهمي در راه رفتن دارد. روش هاي مورد بررسي در اين مقاله را مي توان روي آزمودني هاي بيشتر و بيماران درگير با نقص حركتي نيز بررسي كرد.

Walking is one of the most widely used movements affecting life quality. Therefore, the study of factors affecting human gait has always been an important issue. Walking speed, as a physical perturbation, affects the quality of human walking. The purpose of this study is to estimate the effects of walking speed on the short-time gait parameters. Thirty-two healthy subjects(mean SD, age: 27.56 ± 20.4 years; body height: 158.19 ± 20.83 cm; body weight: 54.89 ± 20.59 kg;gender: 59% female)participated in this study.Kinetic, kinematic and electromyographic data were recorded at the following five walking speed categories: very slow, slow, medium, fast and very fast. The effect of speed on spatio-temporal parameters, muscle synergy space, walking smoothness, representation of joints displacement and the correlation between lower limb displacement and also correlation between muscles activation patterns were studied. Having being used physical perturbation, 46 predictors were extracted from one gait cycle information, some of which were proposed for the first time inthe literature for example size of muscle synergy, minimum angular jerk, lower limb contributions and skewness, kurtosis and curvature of joints movements . Using muscle synergies showed that increasing walking speed leads to increase the size of synergy space. It could be concluded that central nervous system tries to adopt more organaized strategy for recruiting muscles and remaining stable at fast speeds. Our results showed that, speed plays a crucial role in human gait characteristic. We can investigate our methods among more subjects and also patients with gait disorders. We can evaluate other indices like gait stability based on short-term data recording.