مطالعات طب ورزشی

مقایسه متغیرهای حوزه زمان نیروی عکس‌العمل زمین طی مرحله استقرار دویدن در زنان فعال جوان با استفاده از کفش ناپایدار و معمولی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

هما منصوری 1
حیدر صادقی 2، 3
منصور اسلامی 4
رغد معمار 1

1 گروه بیومکانیک و آسیب‌شناسی ورزشی، دانشکده تربیت‌بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

2 گروه بیومکانیک ورزشی و توانبخشی، پژوهشکده علوم حرکتی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

3 استاد تمام گروه بیومکانیک ورزشی، پژوهشکده علوم حرکتی، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران.

4 گروه بیومکانیک ورزشی ، دانشکده تربیت‌بدنی و علوم ورزشی، دانشگاه مازندران، بابلسر، ایران

https://doi.org/10.22089/smj.2023.14160.1646
چکیده
با توجه به ادعای مطرح‌شده درخصوص نقش آسیب‌رسان کفش‌های دویدن به‌عنوان یکی از علل یازده‌گانه مشاهده صدمه در هر 1000 ساعت تمرین، هدف این مطالعه، مقایسه متغیرهای حوزه زمان نیروی عکس‌العمل زمین طی مرحله استقرار دویدن با کفش ناپایدار و معمولی بود. بیست زن جوان فعال با یک کفش معمولی با کفی صاف و یک کفش ناپایدار با کفی گهواره‌ای شکل با سرعت 5/2 متر بر ثانیه روی سطح آزمایشگاه دویدند. داده‌های سه‌بعدی نیروی عکس‌العمل زمین طی مرحله استقرار دویدن با استفاده از یک صفحه نیرو با فرکانس 1000 هرتز جمع‌آوری شد و مقادیر اوج نیروهای عکس‌العمل زمین، زمان رسیدن به اوج آن‌ها، اوج گشتاور آزاد، ایمپالس و نرخ بارگذاری لحظه‌ای و متوسط نیروی عمودی توسط نرم‌ افزار متلب محاسبه شدند. برای مقایسه متغیرهای وابسته بین دو شرایط، از آزمون‌های تی زوجی و ویلکاکسون استفاده شد (05/0≥P). زمان رسیدن به اوج نیروی غیرفعال عمودی، زمان رسیدن به اوج نیروی ترمزی و مقدار اوج گشتاور آزاد طی مرحله استقرار دویدن با کفش ناپایدار نسبت به کفش معمولی به‌طور معناداری کمتر بود؛ در حالی ‌که اوج نیروی خارجی و نرخ بارگذاری متوسط و لحظه‌ای نیروی عمودی با کفش ناپایدار در مقایسه با کفش معمولی به طور معناداری بیشتر بود (05/0≥P). با توجه به یافته‌های پژوهش، ازآنجاکه کفش‌های‌ ناپایدار باعث کاهش زمان رسیدن به اوج نیروی غیرفعال عمودی و افزایش نرخ‌های بارگذاری عمودی و ایجاد شوک بیشتر مرتبط با آسیب‌های دویدن می‌شوند، به نظر نمی‌رسد استفاده از این نوع کفش‌ها مزیتی برای دوندگان در پیشگیری یا درمان آسیب‌ها داشته باشد

کلیدواژه‌ها

دویدن
کفش ناپایدار
نیروی عکس‌العمل زمین
متغیرهای حوزه زمان

موضوعات

عنوان مقاله English

Comparison of time domain variables of ground reaction force during the stance phase of running using unstable and ordinary shoes

نویسندگان English

Homa Mansouri 1
Heydar Sadeghi 2 3
Mansour Elami 4
Raghad Memar 1
1 Department of Sports Biomechanics and injuries, Faculty of Physical Education and Sports Sciences, Kharazmi University, Tehran, Iran
2 Department of Sports Biomechanics and Rehabiltation, Kinesilogy Research Center, Kharazmi University, Tehran, Iran
3 Professor, Department of Sport Biomechanics Kinesiology Research Center, Kharazmi University, Tehran, Iran.
4 Department of Sports Biomechanics, Faculty of Physical Education and Sports Sciences, University of Mazandaran, Babolsar, Iran
چکیده English

Background and objective: According to the assertion made about the damaging role of running shoes as one of the 11 causes of injury seen in every 1000 hours of training, The purpose of this study was to compare the time domain variables of ground reaction force during the stance phase of running using unstable and ordinary shoes.
Method: 20 active females ran in two conditions using an ordinary shoe with a flat sole and an unstable shoe with a rounded sole. The peak values of the ground reaction forces and their related time to peak, free moment peak, impulse, instantaneous and average loading rates were collected and evaluated using a force Plate at a sampling rate of 1000 Hz during stance phase of running. Paired t-test and Wilcoxon test were used to compare the dependent variables between the two conditions (p≤0/05).
Results: Time to peak of vertical passive force and braking force and free moment peak were significantly lower in unstable shoe condition in compared to the ordinary shoe condition while lateral force peak and instantaneous and average loading rates were significantly higher in unstable shoe condition in compared to the ordinary shoe condition (p≤0.05).
Conclusion: According to the findings of the research, since unstable shoes decrease vertical passive force peak time and increase vertical loading rates and create more shock-related running injuries, it does not seem that using these types of shoes have an advantage for runners in preventing or treating injuries.

کلیدواژه‌ها English

Running
unstable shoes
ground reaction force
 
1.   Napier C, MacLean CL, Maurer J, Taunton JE, Hunt MA. Kinetic risk factors of running‑related injuries in female recreational runners. Scand J Med Sci Sports. 2018;28(10):2164–72. https://doi.org/10.1111/sms.13228
2.   Bischof JE, Abbey AN, Chuckpaiwong B, Nunley JA, Queen RM. Three‑dimensional ankle
kinematics and kinetics during running in women. Gait Posture. 2010;31(4):
502-5. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2010.02.010
3.   Sinclair J, Greenhalgh A, Edmundson CJ, Brooks D, Hobbs SJ. Gender differences in the kinetics and kinematics of distance running: implications for footwear design. Int J Sports Sci Eng. 2012;6(2):118–28.
4.   Bennell K, Crossley K, Jayarajan J, Walton E, Warden S, Kiss ZS, et al. Ground reaction forces and bone parameters in females with tibial stress fracture. Med Sci Sports Exerc. 2004;36(3):397–404. https://doi.org/10.1249/01.MSS.0000117133.90626.AC
5.   Laughton CA, Davis IM, Hamill J. Effect of strike pattern and orthotic intervention on tibial shock during running. J Appl Biomech. 2003;19(2):153–168. https://doi.org/10.1123/jab.19.2.153
6.   Hreljac A, Marshall RN, Hume PA. Evaluation of lower extremity overuse injury potential in runners. Med Sci Sports Exerc. 2000;32(9):1635–1641. https://doi.org/10.1097/00005768-200009000-00021
7.   Jafarnezhadgero AA, Farahpour N, Damavandi M. The immediate effects of arch support insole on ground reaction forces during walking. J Rehabil Sci. 2015;11(3):172–181.
8.   Sadeghi H, Mousavi S, Ghasempur H, Nabavinik H. A comparison of the vertical ground reaction force during forward and backward walking in athletes with ankle sprain. J Mod Rehabil. 2013;7(1):1–7.
9.   Yu L, Mei Q, Xiang L, Liu W, Mohamad NI, István B, et al. Principal component analysis of the running ground reaction forces with different speeds. Front Bioeng Biotechnol. 2021; 9:629809. https://doi.org/10.3389/fbioe.2021.629809
10. Milner CE, Ferber R, Pollard CD, Hamill J, Davis IS. Biomechanical factors associated with tibial stress fracture in female runners. Med Sci Sports Exerc. 2006;38(2):323–8. https://doi.org/10.1249/01.MSS.0000183477.75808.92
11. Sahebi F, Eslami M, Shirzad E. Comparison of rate of loading and frequency contents of impact force between dominant and non‑dominant leg during anticipated and unanticipated sidestep cutting tasks. Res Sport Med. 2017;9(21):131–48.
12. Eslami M, Hoseini Nejad S, Gandomkar A, Jahedi V. Effect of unstable shoes on ground reaction force parameters during stance phase of running. J Res Sport Med Technol. 2013;11(6):90–101.
13. Braunstein B, Arampatzis A, Eysel P, Brüggemann G‑P. Footwear affects the gearing at the ankle and knee joints during running. J Biomech. 2010;43(11):2120–5. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2010.05.039
14. Agresta C, Giacomazzi C, Harrast M, Zendler J. Running Injury Paradigms and Their Influence on Footwear Design Features and Runner Assessment Methods. Front Sports Act Living. 2022; 4:815675. https://doi.org/10.3389/fspor.2022.815675
15. Sun X, Lam W‑K, Zhang X, Wang J, Fu W. Systematic review of the role of footwear constructions in running biomechanics: implications for running‑related injury and performance. J Sports Sci Med. 2020;19(1):20–35.
16. Hong Y, Wang L, Li JX, Zhou JH. Changes in running mechanics using conventional shoelace versus elastic shoe cover. J Sports Sci. 2011;29(4):373–9. https://doi.org/10.1080/02640414.2010.533426
17. Nigg BM, Ket G, Federolf P, Landry SC. Gender differences in lower extremity gait biomechanics during walking using an unstable shoe. Clin Biomech. 2010;25(10):
1047–52. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2010.05.013
18. Trama R, Blache Y, Hautier C. Effect of rocker shoes and running speed on lower limb mechanics and soft tissue vibrations. J Biomech. 2019; 82:171–7. https://doi.org/10.1016/j.jbiomech.2018.11.003
19. Hoitz F, Mohr M, Asmussen M, Lam W‑K, Nigg S, Nigg B. The effects of systematically altered footwear features on biomechanics, injury, performance, and preference in runners. Footwear Sci. 2020;12(3):193–215. https://doi.org/10.1080/19424280.2020.1766592
20. Willwacher S. Running shoes: injury protection and performance enhancement. In: Handbook of Human Motion. 2017; 432:1613–28.
21. Taniguchi M, Tateuchi H, Takeoka T, Ichihashi N. Kinematic and kinetic characteristics of Masai Barefoot Technology footwear. Gait Posture. 2012;35(4):567–572. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2012.01.018
22. Ahmadi Ganjeh S, Yazdani Charati J, Hoseininejad SE. The effect of unstable shoe on kinetic parameters associated with lower limbs during walking among healthy male students. Iran J Ergon. 2019;6(4):37–45.
23. Boyer KA, Andriacchi TP. Changes in running kinematics and kinetics in response to a rockered shoe intervention. Clin Biomech. 2009;24(10):872–6. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2009.07.004
24. Sacco ICN, Sartor CD, Cacciari LP, Onodera AN, Dinato RC, Pantaleão E, et al. Effect of a rocker non‑heeled shoe on EMG and ground reaction forces during gait without previous training. Gait Posture. 2012;36(2):312-5. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2012.01.006
25. Hobara H, Sato T, Sakaguchi M, Nakazawa K. Step frequency and lower extremity loading during running. Int J Sports Med. 2012;33(4):310–3. https://doi.org/10.1055/s-0031-1283199
26. Robertson DGE, Caldwell GE, Hamill J, Kamen G, Whittlesey S. Research methods in biomechanics. 2nd  ed. Cham: Human Kinetics; 2013.
27. Kulin RM, Jiang F, Vecchio KS. Effects of age and loading rate on equine cortical bone failure. J Mech Behav Biomed Mater. 2011;4(1):57–62. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2010.06.002
28. Seeley MK, Evans‑Pickett A, Collins GQ, Tracy JB, Tuttle NJ, Rosquist PG, et al. Predicting vertical ground reaction force during running using novel piezoresponsive sensors and accelerometry. J Sports Sci. 2020;38(16):1844–58. https://doi.org/10.1080/02640414.2020.1794572
29. de Sousa ASP. Biomechanical analysis of human movement and postural control based on multifactorial correlation and clinical implications [doctoral dissertation]. Porto: Universidade do Porto; 2013.
30. Yang PF, Sanno M, Ganse B, Koy T, Brüggemann G‑P, Müller LP, et al. Torsion and antero‑posterior bending in the in vivo human tibia loading regimes during walking and running. PLoS One. 2014;9(4): e94525. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0094525
31. Milner CE, Hamill J, Davis I. Are knee mechanics during early stance related to tibial stress fracture in runners? Clin Biomech. 2007;22(6):697–703. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2007.03.004
مطالعات طب ورزشی
دوره 17، شماره 43
بهار 1404
صفحه 17-32

  • تاریخ دریافت 27 دی 1401
  • تاریخ بازنگری 17 اردیبهشت 1402
  • تاریخ پذیرش 03 خرداد 1402

صفحه اصلی

اصول اخلاقی

ارسال مقاله

اخبار واعلانات

اطلاعات آماری نشریه

تماس با ما