I. rész
Talajreakció erő összehasonlító biomechanikai vizsgálat Dr. Rácz Levente Phd., Prof. Dr. Bretz Károly, Dr. Lukas Trzaskoma Phd., Sáfár Sándor, Gál Renátó, Gréger Zsolt Semmelweis Egyetem Testnevelési és Sporttudományi Kar Biomechanika Laboratórium
a vizsgálat célja biomechanikai megközelítéssel megvizsgálni az Enquist lábbeli alsó végtagra gyakorolt hatását feltárni az Enquist lábbeli speciális talpszerkezetéből adódó következményeket igazolni az Enquist és a hagyományos cipő használatából származó eltéréseket
hipotézis A tudományos kutatások szabályai szerint összehasonlító vizsgálatunkban nullhipotézist állítottunk fel. A nullhipotézis statisztikai módszerekkel történő igazolása a két eltérő talpszerkezetű lábbeli közötti különbség hiányát, illetve elvetése a statisztikailag is igazolható eltérések meglétét igazolja.
nullhipotézis Miután még nem volt ez irányú vizsgálat, így az alábbi nullhipotézisekből indultunk ki: járás során nincs különbség a járás fázisainak időszerkezetében az Enquist lábbeli és a hagyományos cipő használatakor a talajreakciós erők hasonlóan alakulnak az Enquist lábbeliben és a hagyományos cipőben? =
vizsgálat körülményei vizsgálati személyek Vizsgálatunk során 20 egészséges, átlagos testalkatú, átlagos fizikai aktivitású személy adatait rögzítettük. Vizsgálatunk ezen személyek járás eredményeit (40 lépését) dolgozta fel. Életkor: 28,8 ± 8,8, testmagasság: 172,2 ± 6, testsúly: 66,15 ± 11,1. vizsgált lábbelik Minden személynél elvégeztük a vizsgálatot a leggyakrabban használt, hagyományos, normál talpú cipőjével (jelölése: N) és a speciális talpszerkezetű Enquist lábbelivel (jelölése: E).
vizsgálat körülményei alkalmazott műszer Kistler Force Plate System (2 erőplatóval háromdimenziós talajreakció elemzés, Bioware 2812D feldolgozó program, mintafelvételi frekvencia 1000 Hz). alkalmazott statisztikai módszer A műszerrel rögzített eredeti, valamint a számított relatív értékeket, változókat a kétféle cipő tekintetében student s t teszttel hasonlítottuk össze.
adatok rögzítése és feldolgozása az erőplatók a járás hossztengelyében a talaj szintjében egymás után úgy helyezkedtek el, hogy egy lépésciklus jobb, illetve bal lábas támaszfázisa került külön-külön rögzítésre a vizsgálati személyek átlagos járás sebességgel 4-5 lépés megtétele után érték el az első platformot és sebességváltozás nélkül haladtak tovább a második platformra, majd sebességük további megtartásával még legalább 3 lépést tettek
A járás irányával párhuzamos vízszintes, vagyis a horizontális, illetve az alátámasztásra merőleges vertikális erőkomponenseket rögzítettük az idő függvényében 1000 Hz frekvenciával. F V1 F V2 F V3 950 550 150 T FH1 F H1 BioWare Demo Fx [N] Fy [N] Fz [N] Fx [N] Fy [N] Fz [N] T FH2-250 T FV1 T FV2 T FV3 0 0.4 0.8 T 1.2 1.6 ÖSSZ Time (seconds) T KÉTLÁB F H2 Az elemzés során a horizontális és vertikális erő-idő görbék nevezetes erőcsúcs értékeit és idő tényezőit hasonlítottuk össze.
a támaszfázis hossza és a kettős támasz ideje 950 550 150 BioWare Demo Fx [N] Fy [N] Fz [N] Fx [N] Fy [N] Fz [N] -250 T KÉTLÁB 0 0.4 0.8 1.2 1.6 Time (seconds) T ÖSSZ
a horizontális talajreakció idő tényezőinek elemzése 950 Fx [N] 550 150 BioWare Demo Fy [N] Fz [N] Fx [N] Fy [N] T FH1 Fz [N] -250 T FH2 0 0.4 0.8 1.2 1.6 Time (seconds)
a vertikális talajreakció idő tényezőinek elemzése 950 Fx [N] 550 150 BioWare Demo Fy [N] Fz [N] Fx [N] Fy [N] Fz [N] T FV1 T FV2 T FV3-250 0 0.4 0.8 1.2 1.6 Time (seconds)
járás időszerkezetének vizsgálata A rögzített adatokat a teljes támaszidőre vonatkoztatva normalizáltuk, hogy a vizsgálati személyek antropometriai méret különbségéből és a haladási sebesség eltéréseiből adódó különbségeket kizárjuk. 120% TKÉTLÁBE TKÉTLÁBN 100% TFH2E 80% TFH2N TFH1E 60% TFH1N TFV3E 40% TFV3N 20% TFV2E TFV2N 0% TFV1E TFV1N TFV1N TFV1E TFV2N TFV2E TFV3N TFV3E TFH1N TFH1E TFH2N TFH2E 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% Az időváltozókban egyetlen mért adat esetében sem találtunk statisztikailag igazolható különbséget.
nullhipotézis igazolása a támaszfázis időtartama nem különbözött, ami közel azonos sebességű járást jelent a két eltérő talpszerkezetű cipőben, továbbá ez a tény jogalapot jelent a további statisztikai összehasonlítások elvégzésére sem a vertikális, sem a horizontális erőcsúcsok megjelenési idejében, sem a kettős támasz időtartamában nem volt statisztikailag igazolható különbség a normál és a speciális talpszerkezetű Enquist cipő összehasonlításakor sem a támaszfázis sem a lengőfázis időszerkezetét nem befolyásolja az Enquist cipő vizsgálati eredmény Az Enquist lábbeli nem változtatja meg a járás saroktámasz, gördítés, elrugaszkodás, kettős támasz és lengés fázisainak időváltozóit.
talajreakció erőadatok járás során A talajreakció erőadatokat (vertikális és horizontális) a testsúlyra vonatkoztatva normalizáltuk, hogy a vizsgálati személyek antropometriai méret különbségéből adódó különbségeket kizárjuk.
vertikális talajreakció erőadatok elemzése F V1 F V2 F V3 950 550 150 BioWare Demo Fx [N] Fy [N] Fz [N] Fx [N] Fy [N] Fz [N] -250 0 0.4 0.8 1.2 1.6 Time (seconds)
vertikális talajreakció erőadatok A RELATÍV VERTIKÁLIS TALAJREAKCIÓ ERŐ 180% 160% 140% P < 0,05 120% fv/ts (%) 100% 80% 60% 40% 20% 0% FV1N FV1E FV2N FV2E FV3N FV3E A vertikális erőknél a támaszfázis elején (fékezéskor) kifejlődő erőcsúcs (FV1N- FV1E) tekintetében szignifikáns különbséget találtunk. Az Enquist cipő használatakor ez az erőcsúcs kisebb, ami a talajjal történő ütközéskor a passzív mozgatórendszert érő kisebb terhelést jelent.
horizontális talajreakció erőadatok elemzése 950 F H1 Fx [N] 550 150 BioWare Demo Fy [N] Fz [N] Fx [N] Fy [N] Fz [N] -250 F H2 0 0.4 0.8 1.2 1.6 Time (seconds)
horizontális talajreakció erőadatok A RELATÍV HORIZONTÁLIS TALAJREAKCIÓ ERŐ 20% P < 0,05 FH/TS (%) 15% 10% 5% 0% -5% -10% -15% FH1N FH1E FH2N FH2E A horizontális erők esetében az elrugaszkodás fázisában (gyorsításkor) kifejlődő erőcsúcs (FH2N-FH2E) az Enquist cipő használatakor szignifikánsan kisebb, ami azonos időváltozók mellett gazdaságosabb haladást jelent az Enquist cipő viselőinek.
nullhipotézis elvetése A talajreakció erők elemzésének eredményei alapján elvetettük a felállított nullhipotézist. alapvető és jelentős különbséget találtunk a járás támaszfázisának (saroktámasz) kezdetén ahol a vertikális erőcsúcs, amely a passzív mozgatórendszert legjobban terheli szignifikánsan alacsonyabb értéket mutatott az Enquist cipő használatakor, miközben a járás irányába eső erőkomponens egyáltalán nem különbözött szintén jelentős különbséget találtunk a járás elrugaszkodási fázisában, ahol a horizontális erőcsúcs az Enquist cipő használatakor szignifikánsan kisebb azonos időváltozók mellett, mely segíti a járásnak ezt a fázisát
összegzés Enquist lábbeliben és hagyományos cipőben a járás fázisainak időváltozói nem mutatnak különbséget. Kimondható, hogy az Enquist lábbeli nem billent ki a már megszokott járásritmusból, vagyis nem kell elsajátítani benne egy új járásmintát.
összegzés Az Enquist lábbeliben ízületkímélőbb a járás, mint a vizsgált hagyományos cipőkben. indikációk egészségmegőrzés arthrosis megelőzése, kezelése, tünetek enyhítése minden olyan kórkép, ahol az alsó végtag ízületeinek, valamint a gerincnek a tehermentesítésére szükség van
összegzés Az Enquist lábbeli segíti a járás elrugaszkodó fázisát, mely megkönnyíti a járást. indikációk alsó végtag rehabilitációja elmerevített boka/térdízület járástanulás alsóvégtagi protézissel idegrendszeri kórképeknél járás könnyítése, segítése