Påvirkning av ankervinsj mekanismen på arch-våren mekanikk under dynamisk fot arch deformasjon

Innledning

Gåing og løping er integrerte bevegelser til menneskelig bevegelse. Evnen til å manøvrere over stadig varierende overflater i en rekke hastigheter forenkles av et elegant samspill av bevegelser i de mange små artikulasjonene av føttene. Foten tilpasser seg variasjoner i terreng, der den fungerer som en kompatibel struktur, og styrer energiabsorpsjon og overføring. Foten hjelper imidlertid også med fremdrift under push-off, hvor den oppfører seg mer som en stiv spak. Denne dichotomous kompatibel–stiv funksjon av foten er ofte ansett for å spille en nøkkelrolle i evnen til å gå og løpe på to føtter.

hovedstrukturen som antas å være ansvarlig for å modulere stivheten i foten, er den mediale langsgående buen (MLA). MLA er dannet av ni bein (calcaneus, talus, navicular, tre cuneiforms og tre første metatarsals) som støttes av både ligamentale og muskulære strukturer som spenner over LENGDEN AV MLA . De passive strukturer (f. eks plantar fascia, lange og korte plantar leddbånd og calcaneo-navicular ligament) har en spesielt viktig mekanisk rolle i å modulere to kjente mekanismer som antas å forbedre menneskelig bevegelse: arch-våren og ankervinsj (figur 1).

arch-våren og ankervinsj mekanismer skildre hver side av dikotom kompatibel-stiv oppførsel av foten. Buen er kompatibel og våren-lignende som det komprimerer i høyde og elongates i lengde under tidlig-og mid-holdning faser av gangart. Buen rekyler deretter i sen holdning, stiger og forkorting, noe som kan hjelpe til med stivning av foten og kan hjelpe fremdrift under push-off. På Den annen side foreslo Hicks at buenes overgang fra kompatibel til stiv under sen holdning er en funksjon av ankervinsjvirkningen av plantarfascien . Hicks ankervinsjmekanisme antyder at dorsiflexion av metatarsophalangeal ledd (MTPJ) under sen holdning produserer vikling av plantarfascien rundt metatarsalhodet (eller trommelen i ankervinsjen). Denne viklingen av plantar fascia trekker på calcaneus, forkorter og hever buen, og inverterer subtalar-leddet . Den avgjørende antakelsen I hicks ‘ hypotese er at plantarfascien er ekstremt stiv.

hvis ankervinsjmekanismen riktig modellerte fotens funksjon, VILLE ENHVER MTPJ dorsiflexion tilsvare en endring i buelengde og høyde. Men hvis det er en endring i buelengden og MTPJ-vinkelen er konstant, må plantar fascia strekke / strekke for å imøtekomme denne deformasjonen av foten. Hicks konkluderte med at plantarfascien var stiv nok til å utføre ankervinsjaksjonen, med minimal forlengelse. Men målt forlengelse og energi retur av plantarfascien under gangart tyder på at under dynamiske, lastet oppgaver effekten av ankervinsj kan reduseres. Tidligere kadaveriske og endelige elementstudier har undersøkt effekten av å variere MTPJ-vinkelen på stammen i plantar fascia, og viste at økende dorsiflexion i MTPJ øker belastningen i vevet. Det er imidlertid uklart om varierende MTPJ vinkel in vivo påvirker bue mekanikk og energi retur.

Forlengelse av det myke vevet i buen, da foten er lastet under lokomotiv, er i samsvar med buefjærmekanismen foreslått Av Ker og kolleger . Ved å bruke sykliske kompresjoner til kadaveriske føtter, ved belastninger som ligner på bakkenreaksjonskreftene som oppleves under kjøring, fremhevet de at plantar fascia og andre ligamentstrukturer i buen bidro vesentlig til elastisk energilagring og retur. Vi stiller derfor spørsmål ved hvordan disse to mekanismene—ankervinsjen og buefjæren-samhandler for å påvirke formen og funksjonen til den mediale langsgående buen som EN FUNKSJON AV MTPJ—vinkelen. Ved å bruke et lignende in vivo eksperimentelt paradigme til Ker og kolleger , undersøkte vi hvordan MTPJ-vinkelen påvirker buestivhet, energetikk og kinematikk under fotbelastning. Vi antydet at dorsiflexion av tærne ville redusere deformering av buen ved å forspenne plantar fascia og øke den effektive stivheten i buen. Vi har også antydet at en økt stivhet og redusert deformasjon av buen med en dorsiflexed MTPJ ville føre til mindre absorbert og returnert energi i foten sammenlignet med plantarflexed MTPJ tilstand.

Metoder

Ni friske forsøkspersoner (8M, 1f, gjennomsnittlig ± std. dev., masse 80 ± 12 kg) uten tidligere skade på underekstremitetene gitt skriftlig informert samtykke til å delta i denne studien.

En kraftstyrt elektromagnetisk aktuator (Linmot PS10-70x400u-BL-QJ, Nti AG Linmot, Sveits) påførte en kompresjonskraft ved en av to hastigheter gjennom skaftet til motivets bare fot. Kraften ble påført kneet, direkte vertikalt mot navicularen, med skaftet i en omtrentlig vinkel på 15° mot vertikal (lik sen midtstilling i gang, før hælstigning) (figur 2). EFFEKTEN AV MTPJ-vinkelen på buen deformasjon ble testet ved å fikse MTPJ passivt ved 30° av plantarflexion, nøytral eller 30° av dorsiflexion med hensyn til bakken. En tynn, stiv metallplate vinklet for HVER MTPJ-posisjon ble plassert sikkert under fotkulen. Tærne ble festet med tape for å hindre eventuelle vinkelendringer under testing. Foten var i kontakt med to plattformer, lik Ker et al. , med plattformen under fotkulen festet på plass med grep. Hælplattformen hadde kulelager festet til bunnen, noe som tillot det å oversette fritt i fremre/bakre retning på et lineært stadium. En 6-graders kraftplattform (Bertec, USA), fanget ved 3700 Hz, ble plassert under dette tilpassede apparatet. Deltakerne ble bedt om å slappe av som masse en kroppsvekt ble brukt til kneet, komprimere, holde og deretter slippe buen på foten. Den raske tilstanden lastet foten til en kroppsvekt med en lastehastighet på 3,5 ± 0,7 BW s-1( gjennomsnittlig ± s. d.), som ble valgt for å indusere en lignende tid til første topp av bakkenreaksjonskraften som å gå mellom 1,0 – 1,5 m s-1 . Den langsomme tilstanden ble lastet med en hastighet på 1.3 ± 0.1 BW s-1. Kompresjonen ble holdt i 0.23 ± 0.05 s for rask tilstand og 1.3 ± 0.3 s for den langsomme tilstanden for HVER MTPJ-vinkel, i en randomisert rekkefolge.

Seks kameraer (Qualisys, Sverige), prøvetaking ved 185 Hz, fanget de tredimensjonale posisjonene til 20 reflekterende markører (9.0 mm) plassert på hudoverflaten av foten og skaftet. Markøren sett var lik Leardini et al. , med en ekstra markør på slutten av både andre og fjerde proksimale phalanges. I tillegg ble tre markører plassert på en stiv skaftklynge, en markør ble plassert på den mediale femorale epikondylen, og en markør ble plassert på den laterale femorale epikondylen. En multi-segment fot modell bestående av bakfot, mid-foten og forfoten ble utviklet Fra Leardini et al.markørsett. Fotens tverrplan er flyet som inneholder kalkbanen, første metatarsal og femte metatarsal markører. Sagittalplanet er normalt for dette planet, og skjærer det langs vektoren mellom calcaneus og andre metatarsale markører projisert inn i tverrplanet .

bevegelse og kraft data ble filtrert med en fjerde orden, low-pass Butterworth filter med en cut-off frekvens på 6 Hz, valgt Fra En Rask Fourier transformasjonsanalyse. Forsøkene ble beskåret ved hjelp av den vertikale dimensjonen av bakken reaksjonskraft, ved en terskel på 15 N, ved hjelp av en tilpasset algoritme implementert I Matlab (Mathworks, Natick MA).

den mediale langsgående buevinkelen og MTPJ-vinkelen (kalt F2Ps in ) ble beregnet ut fra en etablert modell . Kort SAGT er mla-vinkelen projeksjonen av vinkelen mellom markørene på den bakre calcaneus, sustentaculum tali av calcaneus og hodet til den første metatarsalen i fotens sagittalplan. MLA-vinkelen ved begynnelsen av komprimeringen trekkes fra den maksimale mla-vinkelen som oppstod i en prøveperiode for å gi Δ-vinkelen. En økt og positiv Δ vinkel indikerer at buen blir horisontalt forlenget og vertikalt komprimert. Vinkelen mellom markørene på den første metatarsale basen, det første metatarsale hodet og den proksimale phalanx, projisert inn i sagittalplanet, ER MTPJ-vinkelen. Referansenøytral posisjon (tær flat) ble tatt uten påført belastning og ble ansett som null grader av tå dorsiflexion.

lengden på buen var avstanden mellom den bakre kalkbanen og den første metatarsale hodemarkøren, langs banen til plantarfasciens primære glid, normalisert til motivets lengste registrerte buelengde (tabell 1). Forlengelse ble definert som rekkevidden av buelengden under en prøve. Arch høyde var den vertikale forskyvning av navicular markør, i samme dimensjon som den påførte kraft på kneet. Den første buehøyden i begynnelsen av forsøket ble trukket fra den laveste buehøyden under forsøket for å beregne buekompresjonen, og normaliseres til den største målte buekompresjonen for det emnet (tabell 1). Buehøyden ble differensiert med hensyn til tid for å beregne buehastighet, som ble multiplisert med den vertikale kraften, noe som resulterte i buekraft. Integrering av arch power curve over tid for en kompresjonssyklus ga arbeidet i buen (figur 3). Den absorberte energien ble tatt som området mellom den absolutte største energien målt i en prøve (mens den var lastet) og begynnelsen av forsøket (losset); den returnerte energien var forskjellen mellom den absorberte energien og energiværdien ved slutten av forsøket; og den dispergerte energien er forskjellen mellom den absorberte energien og den returnerte energien (figur 3). Andelen returnert energi var forholdet mellom energi returnert til energi absorbert.

for å kvantifisere formendringene i buen ble aksen som forfotsegmentet roterte i forhold til bakfotsegmentet under buekompresjonsforsøkene beregnet som den spiralformede bevegelsesaksen . Den spiralformede akse er definert som en enkelt akse om hvilken den tredimensjonale (3D) rotasjonen og langs HVILKEN 3d-oversettelsen av en stiv kropp i forhold til en annen oppstår. Forfot-segmentet ble først registrert på bakfoten for alle rammer. De spiralformede bevegelsesaksene ble deretter beregnet mellom den første rammen av forsøket (uten deformasjon av buen) og fem rammer ved midtpunktet av forsøket (ved maksimal bueformasjon). Det komponentvise gjennomsnittet av rotasjonsaksen for disse fem rammene ble tatt for å redusere støy, og ble uttrykt i det lokale fotkoordinatsystemet. Hovedkomponentanalysen ble fullført på den gjennomsnittlige enhetsvektoren av rotasjonsaksen, for hver prøvetilstand og på tvers av alle fag.

for å teste det statiske inngrep av ankervinsjen ble korrelasjonen MELLOM MTPJ vinkel og buelengde vurdert når foten var statisk og losset. MTPJ-vinkelen og buelengden ble bestemt for hver forsøksbetingelse, og ga seks kombinasjoner for hver deltaker(sakte / rask for dorsiflexed / nøytral/plantarflexed). En analyse av varians (ANOVA) testet den minste kvadraters lineære regresjon for de samlede datapunktene.

En toveis gjentatt måling ANOVA undersøkte effekten AV MTPJ-vinkel (30° av dorsiflexion / 30° av plantarflexion) og lasthastighet (rask/langsom) på buenes energi (absorbert, returnert og spredt energi og energiforholdet) og de kinematiske beregningene til buen (bueforlengelse, buekompresjon, Δ vinkel, Δ spiralakserotasjon). For å forenkle analysen ble den nøytrale tilstanden ikke inkludert I ANOVA.

Parede t-tester evaluerte forskjeller i hovedkomponentene i rotasjonsaksene mellom MTPJ-vinkler og hastigheter.

alfa-nivået ble satt til 0,05. Alle analyser ble gjennomført ved hjelp av tilpasset programvare skrevet I Matlab (Mathworks, Natick MA). Med mindre annet er angitt, er alle verdier gjennomsnittlig ± 1 standardavvik.

Resultater

i en losset, statisk stilling var buelengden kortere med 5 ± 1% (av maksimal lengde) når tærne var dorsiflekserte sammenlignet med plantarflekserte (p < 0,01) (figur 4). Hvert fag opplevde en avtagende buelengde da MTPJ-vinkelen varierte fra plantarflexion til dorsiflexion. Det var en signifikant fagspesifikk lineær korrelasjon mellom buelengden og MTPJ-vinkelen (R2 > 0,92). Den samlede skråningen hadde også et signifikant lineært forhold (R2 = 0,67, p < 0,01) (figur 4).

Tåvinkeltilstand under fotkompresjon hadde en betydelig innflytelse på energien absorbert og spredt av buen (tabell 2) (figur 5). I forhold til plantarflexed MTPJ (P) forårsaket dorsiflexed MTPJ (D) buen å absorbere mer energi (D = 23.1 ± 8.0 mJ kg−1, P = 20.6 ± 5.4 mJ kg−1, p < 0.05) og spre mer energi (d = 7.5 ± 4.4 mJ kg−1, P = 6.2 ± 3.4 mJ kg−1, p < 0,05). MTPJ-vinkelen hadde imidlertid ingen signifikant effekt på den returnerte energien (D = 15.6 ± 5.4 mJ kg−1, P = 14.5 ± 4.9 mJ kg-1, p = 0.08) eller forholdet mellom returnert energi (D = 0.68 ± 0.11, P = 0.70 ± 0.14, p = 0.11).

hastigheten til kompresjonen, enten rask (F) eller langsom (S), påvirket energien til buen (tabell 2). Når foten ble komprimert raskt, ble mer energi absorbert (F = 24.2 ± 8.1 mJ kg−1, S = 19.5 ± 4.5 mJ kg−1, p < 0.05) og returnert (F = 17.3 ± 5.6 mj kg−1, s = 12.8 ± 3.4 mj kg−1, p < 0.01) sammenlignet med når foten ble komprimert sakte. Interessant nok var energien som ble spredt ikke signifikant forskjellig mellom de to hastighetene (F = 6.9 ± 5.0 mJ kg-1, S = 6.7 ± 2.7 mj kg-1, p = 0.86) heller ikke var andelen returnert energi (F = 0.72 ± 0.14, S = 0.66 ± 0.10, p = 0.19).

MTPJ-vinkelen påvirket også kinematikken til fotkompresjon, med en signifikant effekt i forlengelsen av buen. DORSIFLEXED MTPJ økte forlengelsen av buen under belastningsforsøkene (D = 0.0085 ± 0.0026, P = 0.0053 ± 0.0020, p < 0.01), sammenlignet med NÅR MTPJ ble plantarflexed. Det var ingen signifikante effekter på arch komprimering (D = 0.72 ± 0.16, P = 0.69 ± 0.11, p = 0.23), ΔMLA vinkel (D = 2.6 ± 0.9°, P = 2.8 ± 0.7°, s = 0.25) Eller Δ spiralformet akserotasjon (D = 4.2 ± 2.1°, P = 3.6 ± 0.9°, p = 0.20) (tabell 2). Det var ingen signifikante interaksjonseffekter på noen av variablene mellom kompresjonshastighet og tåtilstand.

de første og andre hovedkomponentene i orienteringen av de spiralformede aksene forklarte henholdsvis 65,0% og 30,8% av variansen i orienteringen. Den andre komponenten var signifikant forskjellig mellom tåforholdene (p < 0,05), mens den første komponenten ikke var (p = 0,10). Den første komponenten forklarte primært rotasjonsakse orientering variasjon i anterior-posterior retning (transversal plan rotasjon), og den andre i superior–inferior retning (frontal plan rotasjon) (se elektronisk supplerende materiale, figur S1 for visualisering). Når DEN første MTPJ var dorsiflexed, rotasjonsaksen var orientert mer overlegen-inferiorly, og mer fremre, sammenlignet med NÅR MTPJ var plantarflexed, noe som forårsaket mid-foten å deformere rundt en invertert akse (figur 6). SOM kontrast, når MTPJ var plantarflexed, buen komprimert primært i sagittal planet.

Diskusjon

formålet med denne undersøkelsen var å forstå samspillet mellom ankervinsj og bue-fjær mekanismer, ved å engasjere ankervinsj GJENNOM MTPJ dorsiflexion, og undersøke effekten på buen energetics under en dynamisk komprimering. VI hypotese AT MTPJ dorsiflexion ville pre-spenning plantar fascia og stivne buen. I motsetning til vår hypotese reduserte imidlertid engasjementet av ankermekanismen stivheten i buen og økt energiabsorpsjon og spredning. EFFEKTEN AV MTPJ dorsiflexion har derfor potensial til å påvirke bevegelsen ved å endre den mekaniske energiprofilen i foten.

ankermekanismen forutsier at NÅR MTPJ er dorsiflexed, øker buen i høyde og avtar i lengde, noe som ble bekreftet i resultatene av vår lossede tilstand. Forholdet MELLOM MTPJ vinkel og buen forlengelse var svært korrelert og i stor grad konsistent for alle fag. I motsetning til det statiske, lossede tilfellet, hvis ankermekanismen forklarte buenes dynamiske bevegelse, bør det for konstante tåvinkler ikke være noen endring i lengden på buen. Imidlertid forlenges buen under kompresjonsforsøkene, noe som betyr at plantar fascia må deformere for å imøtekomme denne endringen. Dette er i samsvar med måling av plantar fascia forlengelse i tidligere studier og innebærer at ankervinsj mekanismen ikke helt forklare oppførselen til buen under dynamisk lasting.

ankervinsjen modulerte imidlertid energien til buen under dynamisk lasting. Når ankermekanismen var engasjert, ble buen forkortet betydelig, noe som sannsynligvis plasserte andre vev som krysset buen nærmere hvilelengden. Buen kan derfor gå gjennom en større utflukt på grunn av de ikke-lineære elastiske egenskapene til de buespannende vevene. Dette vil funksjonelt redusere bulkstivheten i buen og føre til større forlengelse, og dermed lette større energiabsorpsjon og dissipasjon under syklisk lasting av foten. Mens effekten av å forstyrre MTPJ-vinkelen på fotens spesifikke indre strukturer ikke kan bestemmes med disse metodene, er det mulig at endring av formen og lengden på buen endret andelen av lasten som ble levert til bueens myke vevstrukturer. Forskjeller i viskositet mellom disse strukturene kan også påvirke den spredte energien i buen.

kompresjonshastigheten hadde en liten, men betydelig innflytelse på buenes energi. Mer energi ble absorbert og returnert av fotbuen når buen ble komprimert i rask tilstand sammenlignet med langsom tilstand. Lignende toppkrefter og toppdeformasjon ble funnet over begge lasthastigheter, men en mer lineær stivhet i rask lastetilstand (noe som muliggjør økt stivhet ved lave krefter) var hovedkilden til økt energi lagret og returnert. Det er sannsynlig at denne lille endringen i stivhet ved lavere krefter kan være et resultat av aktivering av de indre fotmuskulaturene—som har vist seg å endre buestivhet under lignende belastningsforhold . I dette eksperimentet målte vi ikke inneboende fotmuskelaktivering (som krever intramuskulær elektromyografi) og kan derfor ikke bekrefte om det var noen forskjell i muskelaktivering på tvers av forsøk. Vi antar at muskelaktivering primært drives av kraftapplikasjon ; det kan imidlertid også være en subtil forskjell i aktivering på grunn av strekkhastigheten, noe som kan ha ført til forskjellen i både energi absorbert og returnert ved buen. Videre var det ingen forskjell i den spredte energien mellom hastighetsforholdene. Dette er i samsvar med biologiske vev som generelt krever en belastningshastighetsdifferanse på flere størrelsesordener for å fremkalle en endring i viskøse energidispersjoner .

MTPJ dorsiflexion endret hvordan foten deformert. Den spiralformede aksemålingen viser hvordan forfoten beveger seg i forhold til bakfoten, og som et resultat er den beskrevne bevegelsen uavhengig av fotens globale posisjon. Mellom to identiske kompresjoner forventes det at aksen vil forbli den samme. Derimot, når MTPJ var dorsiflexed, forfoten flyttet rundt en skrånende akse i forhold til bak-foten, sammenlignet med plantarflexed MTPJ. Dette betyr funksjonelt at hvis bakfoten er hypotetisk i samme posisjon, roterer forfoten mer i tverrplanet (dvs. eksternt roterer) under en fotkompresjon når MTPJ er dorsiflexed enn den rent sagittale bevegelsen som oppstår når MTPJ er plantarflexed. Hvis det er mer bevegelse i tverrplanet, kan økte belastninger oppleves av forskjellige bueformede strukturer som motstår den ytre rotasjonen av forfoten, som medialbåndet til plantar fascia, deltoidbåndet eller abductor hallucis-muskelen. Med andre ord kan belastningen i foten omfordeles til forskjellige vev, noe som kan påvirke buenes energi som følge av forskjeller mellom vevets moment armer og materialegenskaper.

skiftet av spiralaksen fra sagittalplanet (plantarflexed MTPJ) til alle tre planene (dorsiflexed MTPJ) indikerer at den todimensjonale fagverksmodellen i sagittalplanet ikke hensiktsmessig modellerer oppførselen til den mediale langsgående buen. Dette støttes av den betydelige bueforlengelsen, men den ikke-signifikante buekompresjonen. I tillegg viser verken endringen i Δ-vinkelen eller rotasjonsmengden rundt spiralaksen signifikante forskjeller mellom tåforholdene. Dette antyder at det kan være endringer i tverrbuen som ikke er regnskapsført i disse todimensjonale modellene , som Har blitt foreslått Av Fuller, og at tredimensjonale modeller vil mer hensiktsmessig modellere buenes energi og oppførsel.

en begrensning i denne studien er at vårt eksperimentelle paradigme ikke akkurat gjenskapte forhold som ble funnet under bevegelse. Utvalget AV mla-vinkelverdier i sunn gangavstand (omtrent 4° i midtstilling, ikke inkludert push-off ) var nær det området som oppleves her (2,1-3,7°); den første MTPJ-og buekinematikken opplever imidlertid ikke nødvendigvis kombinasjonen av forhold som kontrolleres her. Selv om det er vanskelig å direkte relatere våre funn til fotfunksjon under gangen, har vi vist en ny interaksjon mellom ankervinsjen og buefjæren, som sannsynligvis vil være konsistent over en rekke tåfleksjonsvinkler. FOR eksempel, hvis DORSIFLEXION AV MTPJ er begrenset før første kontakt under gangart, kan det begrense forlengelsen av buen, og dermed sin energiabsorpsjon under støt, og deretter påvirke fotens evne til å absorbere støt. Det kan også føre til at foten deformeres annerledes, ved å belaste forskjellige buevev, noe som også vil endre bueenergi. Derfor kan ankermekanismen være viktig under første kontakt, så vel som under push-off. Vi kvalifiserte heller ikke fottypen (f. eks. flate føtter, høybue) av fagene; imidlertid fant vi fortsatt betydelige forskjeller mellom forhold, noe som sannsynligvis indikerer at sunne føtter fungerer på samme måte til tross for potensielle morfologiske forskjeller.

foten var i kontakt med to punkter på kraftplaten, noe som forhindret oss i å kjenne andelen kraft på bakfoten og forfoten. Andre studier har allokert kraften til forfoten eller bakfot avhengig av geometri eller plasseringen av sentrum av trykket i forhold til metatarsal hoder . Da retningen av den påførte kraften var endimensjonal i dette tilfellet, var bulkenergimetrikken som ble brukt til å kvantifisere energien til buen en enkel måte å indikere buemekanikk uten å gjøre antagelser om kraftfordelingen på fotsålen. Denne tilnærmingen kan imidlertid undervurdere den totale mekaniske kraften som overføres. Energi er også sannsynligvis absorbert og spredt i andre myke vev, for eksempel fettputen i hælen . Energidisponering i hælfettputen under turgåing har vist seg å være 28.6 ± 6.9% i kadaveriske eksperimenter og 17.8 ± 0.8% under in vivo eksperimenter . Selv om vi ikke kan skille bidragene fra buen og myke vev i underbenet med disse metodene, virker det lite sannsynlig at bløtvevsdisposisjoner i knær – eller ankelleddene, eller hælens fete pute, forstyrres av DORSIFLEXION AV MTPJ.

dette arbeidet har flere applikasjoner. Varierende MTPJ vinkel i sko og ortose design har implikasjoner i å endre absorpsjon av sjokk, funksjonell rotasjonsaksen av buen og energisk besparelser. For eksempel har tidligere arbeid vist at økt bøyestivhet av sko kan begrense MTPJ dorsiflexion, noe som kan redusere energitap i dette leddet , og at et metabolsk minimum eksisterer ved en kritisk stivhet der naturlig MTPJ dorsiflexion ikke hemmes . Spaken arm fra bakken reaksjonskraft vektor til ankelleddet sentrum er også sagt å øke med den økende bøying stivhet av sko ; derimot, virkningen PÅ MLA kinematikk har ikke blitt tatt hensyn til. Studien som ble utført her, ble fullført i fag med bare føtter i en foreskrevet stilling, som kanskje ikke fullt ut oversetter til fottøymekanikk under gangen; imidlertid kan posisjonen til buen og MTPJ inne i skoen fortsatt påvirke energien til fotskokombinasjonen.

Å Legge til forståelsen av ankervinsjens funksjon og samspillet med buefjæren kan ha kliniske implikasjoner i videre forståelse av buerelaterte patologier som plantar fasciitt. Inhibering eller inngrep av ankervinsjen i denne patologien kan ha en funksjonell effekt på gangmekanikk og pasientrehabilitering. Endelig kan klargjøring av disse mekanismene ha implikasjoner innen evolusjonær biologi, fordi samspillet mellom ankervinsj og buefjærmekanisme sannsynligvis påvirker ytelse og økonomi, som antas å være mål for naturlig utvalg.

Konklusjon

ankervinsjmekanismen forklarer buefunksjonen i statiske posisjoner, når buen er i stand til å deformere uten motstand. Men under dynamiske kompresjoner viser forlengelsen av buen i en konstant tåvinkel, og tilhørende energiabsorpsjon og retur, at ankervinsjen ikke fullt ut definerer plantarfascias rolle i buefunksjonen. Samlet sett fungerer ankervinsjen for å endre fotens form, noe som direkte påvirker bue-fjærens oppførsel og fotens energetikk.

Etikk

Etisk klaring ble gitt Av University Of Queensland Medical Research Ethics Committee (godkjenning nr. 2015000955). Informert samtykke ble gitt av alle deltakerne.

datatilgjengelighet

datasettene som støtter denne artikkelen, finnes på nettet (https://goo.gl/xfJi6F).

Forfatterbidrag

alle forfatterne unnfanget studien. L. W. designet og gjennomførte eksperimentet. L. W. analyserte dataene og skrev papiret med hjelp fra M. J. R. L. A. K. og G. A. L. utviklet apparatet. Alle forfatterne assisterte i tolkningen av resultatene og redigerte manuskriptet.

Konkurrerende interesser

vi erklærer at vi ikke har konkurrerende interesser.

Finansiering

G. A. L., L. A. K. og M. J. R. Mottatt finansiering fra Australian Research Council (DP160101117), som støttet dette prosjektet. Mjr og Lw er finansiert AV Nserc Discovery Grant (RGPIN-2015-04688). L. A. K. er finansiert Av National Health & Medical Research Council Peter Doherty Fellowship (APP1111909).

Fotnoter

elektronisk tilleggsmateriale er tilgjengelig online på https://dx.doi.org/10.6084/m9.figshare.c.4179026.