نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشیار گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

3 استاد گروه بیومکانیک، دانشکده مهندسی پزشکی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

4 استاد گروه کنترل، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

5 استادیار گروه مغز و اعصاب، دانشکده پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان

6 کارشناس ارشد بیومکانیک واحد علوم تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی، دانشکده مهندسی پزشکی

10.22041/ijbme.2008.13459

چکیده

در این مطالعه متغیرهای سینتیکی حاصل از نیروهای عکس العمل زمین برای محدود کردن تشخیص های افتراقی در بیماران نوروپاتی و اندازه گیری شدت ناتوانایی در طی گام برداشتن ارزیابی شده است. 25 بیمار نوروپاتی با راه رفتن اسبی و 20 فرد سالم در این مطالعه شرکت کردند که از نظر متغیرهای قد، وزن، سن بین دو گروه تفاوت معناداری وجودنداشت ( .(P<0.05هر شرکت کننده به طور میانگین 2±10 بار برای محاسبه متغیرهای سینتیکی نیروهای عکس العمل زمین مورد آزمایش قرارگرفت. سپس پارامترهای زمانی و نیرویی مولفه های نیروی عمودی عکس العمل زمین که بیانگر فازهای مختلف راه رفتن هستند، متغیرهای زمانی و نیروی قدامی– خلفی نیروی عکس العمل زمین، بیشترین نیروی رانش پا به جلو، بیشترین نیروی توقف در خلال مرحله بارگذاری و حداکثر نیروی خلفی شتاب گیرنده در انتهای فاز ترمینال استنس، ضربه حاصل از برخورد پای بیمار با زمین، نرخ بارگذاری و باربرداری نیروهای عمودی طی فاز تماس پا با زمین و جابجایی مرکز فشار در کف پا وضریب اصطکاک بین پا و زمین محاسبه شدند. نتیجه این تحقیق نشان داد که همبستگی میان اولین و دومین قله مولفه های قدامی-خلفی نیروهای عکس العمل زمین، الگوی جابجایی مرکز فشار در کف پا و متغیرهای زمانی نیروی عکس العمل می توانند شاخص های خوبی برای تشخیص افتراقی و اندازه گیری شدت ناتوانایی ها باشند. این مطالعه می تواند سبب گسترش کاربردهای بالینی صفحات سنجش نیروی عکس العمل زمین و معرفی معیارهای مناسبی برای محدود کردن تشخیص های افتراقی و اندازه گیری شدت ناتوانایی ها در نوروپاتی ها گردد. گسترش مطالعات با نمونه های بیشتری از افراد بیمار و سالم برای تایید یافته های این پژوهش ضروری به نظر می رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Clinical Assessment of Force Plate for Predicting the Intensity of Disorder and Limit differential Diagnoses in Steppage Gait

نویسندگان [English]

  • Nima Jamshidi 1
  • Mostafa Rostami 2
  • Siamak Najarian 3
  • Mohammad Bagher Menhaj 4
  • Mohammad Saadatnia 5
  • Firouz Salami 6

1 PhD Candidate, Department of Biomechanics, Biomedical Engineering School, Amirkabir University of Technology

2 Associate Professor, Department of Biomechanics, Biomedical Engineering School, Amirkabir University of Technology

3 Professor, Department of Biomechanics, Biomedical Engineering School, Amirkabir University of Technology

4 Professor, Department of Biomechanics, Electrical Engineering School, Amirkabir University of Technology

5 Assistant Professor, Department of Neurology, Medical School, Isfahan University of Medical Sciences

6 MSc Graduate, Department of Biomechanics, Biomedical Engineering School, Science and Research Branch, Islamic Azad University

چکیده [English]

In this research the kinematics parameters derived from ground reaction forces were evaluated to limit the differential diagnoses and measure the degree of disabilities during the walking among neuropathic subjects. 25 neuropathic subjects affected by drop foot and 20 normal subjects were enrolled in the study. There were no differences in the age, weight and height between the patients and normal subjects (p > 0.05). Each subject was tested in average 10±2 times for calculating the kinetic parameters derived from ground reaction forces. Then time parameters and vertical components of force including three extremums of vertical forces, which state various phases in gait, anterior­-posterior component of ground reaction force, maximum propulsion force, maximum breaking force during loading stage, maximum propulsion force in the end phase of terminal stance, impact derived from the contact of the patient' foot with floor, loading rate and unloading of vertical forces during the contact' phase of the patient's foot with floor and center of pressure displacement in sole of foot and friction' coefficient between foot and floor were calculated. The results revealed that correlation between the first and second peaks of the anterior-posterior component of ground reaction forces, center of pressure displacement pattern in the sole of foot and time parameters of the vertical forces can be good indexes for differential diagnoses and measuring the degree of disabilities. This research can extend the clinical applications of ground reaction force plate, introduce suitable criteria to limit differential diagnoses and measure the degree of disabilities among the neuropathies. There is a need to replicate this research with more patients and normal subjects to confirm our findings. 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Neuropathy
  • Drop foot
  • Center of pressure
  • gait
  • kinetic
  • Disorder intensity

[1]     سلطان زاده اکبر؛ بیماریهای مغز و اعصاب و عضلات، نشر جعفری، تهران، چاپ چهارم، 1383.

[2]     Trew M., Everett T., Human Movement an Introductory Text, Churchill Livingstone; Elsevier Health Sciences; 2001: 151 155.

[3]     Takahashi T., Ishida K., Hirose D., Nagano Y., Okumiya K., Nishinaga M., et al, Vertical Ground Reaction Force Shape is Associated with Gait Parameters, Timed Up and Go, and Functional Reach in Elderly Females; J Rehabil Med 2004; 36(1): 42 45.

[4]     Wu G., Hitt J., Ground Contact Characteristics of Tai Chi Gait; Gait Posture 2005; 22(1): 32-39.

[5]     Gottschall J., Kram R.; Ground Reaction Forces during Downhill and Uphill Running; J Biomech 2005; 38(3): 445-452.

[6]     Veltink P.H., Liedtke C., Droog E., VAN DER KOOIJ H; Ambulatory Measurement of Ground Reaction Forces; IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 2005; 13(3): 423-427.

[7]     Ellen L.C., Maureen J.S., Bruce R.E., Stephen G.; Influence of Pain Distribution on Gait Characteristics in Patients with Low Back Pain: Part 1: Vertical Ground Reaction Force; Spine J 2007; 32(12): 1329- 1336.

[8]     Morrison K.E., Hudson D.J., Kaminski T.W., Assessment of Center of Pressure Trajectory during a Running Gait in Subjects with Chronic Ankle Instability; Med Sci Sports Exerc 2008; 40(5) Supplement 1, S340.

[9]     Jameson G., Anderson J., Davis R., Davids J., Christopher L., A Comparison of Methods for Using Center of Pressure Progression in the Classification of Foot Deformity; Gait Posture 2006; 24: S83-S84.

[10] Zernicke R.F., Hoy M.G., Whiting W.C., Ground Reaction Forces and Center Of Pressure Patterns in the Gait of Children with Amputation; Arch Phys Med Rehabil 1985; 66(11): 736-741.

[11] Robain G., Valentini F., Renard-Deniel S., Chennevelle J.M., Piera J.B., A Baropodometric Parameter to Analyze the Gait of Hemiparetic Patients: the Path of Center of Pressure; Ann Readapt Med Phys 2006; 49(8): 609-613.

[12] Chen C.Y., Hong P.W., Chen C.L., Chou S.W., Wu C.Y., Cheng P.T., et al., Ground Reaction Force Patterns in Stroke Patients with Various Degrees of Motor Recovery Determined by Plantar Dynamic Analysis; Chang Gung Med J 2007; 30(1): 62-72.

[13] Ferencz D.C., Zhenxing J., Chizeck H.J.; Estimation of Center-Of-Pressure during Gait Using an Instrumented Ankle-Foot Orthosis; Eng Med Biol Soc Annu Conf 15th 1993; 981-982.

[14] Chockalingam N., Dangerfield P.H., Rahmatalla A., Ahmed E.L.N., Cochrane T., Assessment of Ground Reaction Force during Scoliotic Gait; Eur Spine J 2004; 13(8): 750-754.

[15] BioWare software. 2008. [Online]. Available at: http://www.johnmorris.com.au/ssl/store/zcust_displayp roduct.asp?id=96602 [Accessed 10 April 2008].

[16] Vaughan K., 2008; Kistler document [Online]. Available at: http://isbweb.org/software/movanal/ vaughan/kistler.pdf [Accessed April, 2008].

[17] Perry J., Gait Analysis: Normal and Pathological Function; SLACK Incorporated; USA; 1992.