آنالیز راه رفتن (Gait Analysis) که زیرمجموعه تحلیل حرکت (motion analysis) است، شامل اندازه‌گیری عوامل مکانیکی بارگذاری مفصل، جهت گیری و عملکرد عصبی عضلانی هنگام راه رفتن است. از این جهت مباحث آنالیز راه رفتن و تحلیل حرکت بسیار مرتبط با مباحث بیومکانیک در ورزش است. فناوری اصلی آنالیز راه رفتن، سیستم ضبط حرکت است. با ردیابی نشانگرها در هر قسمت اندام تحتانی، می‌توان زاویه مفصل ران و مچ پا را اندازه گرفت. این نوع حرکت شناسی هم در فاز خطی و هم در فاز زاویه ای به ما کمک می‌کند که آسیب‌ها یا عوامل آسیب رسان به ساختار اسکلتی و عضلانی مفصل را یافته و بتوانیم راه حل‌های مناسبی برای مقابله با این آسیب‌ها طراحی کنیم. به عنوان مثال ساخت کفش‌های طبی در ابتدا به صورت بالینی برای کمک به درمان بیماری‌هایی مانند ورم کف پا، دیابت ملیتوس و بهبود آسیب‌های مفصل مچ پا مورد استفاده قرار می‌گرفت. با این حال این کفش‌های طبی در حال حاضر به طور فزاینده ای در بین مصرف کنندگان محبوب هستند که آن‌ها را خریداری می‌کنند با این اعتقاد که فشار را بر روی مفاصل پایین بدن کاهش می‌دهند و باعث فعال شدن عضلات اندام تحتانی می‌شوند.
تعاریف ابتدایی آنالیز راه رفتن و تحلیل حرکت
Gait recycle) چرخه راه رفتن که یک الگوی تکراری بوده و شامل مراحل مختلف است.
Step time) فاصله زمانی از جایی که یک پا به زمین می‌خورد تا جایی که پای دیگر به زمین اصابت می‌کند.
Step width) عرض گام بوده که فاصله عرضی بین دو پا در هنگام راه رفتن می‌باشد. در حالت عادی بین ۵ تا ۱۰ سانتی‌متر می‌باشد.
مراحل کامل شکل گیری حرکت در آنالیز راه رفتن
به طور کل فعالیت‌های مختلف بدن که به هنگام راه رفتن انجام می‌شود عبارت است از:
۱- ثبت و فعال‌سازی دستور راه رفتن در سیستم عصبی مرکزی
۲- انتقال پیام‌های راه رفتن به سیستم عصبی محیطی
۳- انقباض عضلات
۴- تولید چندین نیرو
۵- تنظیم نیروها و لحظه‌های مفصلی در سراسر مفاصل سینوویال و بخش‌های اسکلتی
۶- تولید نیروهای واکنش زمینی
مراحل اصلی در آنالیز راه رفتن
در آنالیز راه رفتن و تحلیل حرکت عادی به طور کلی دو بخش روبرو را برای گیت در نظر می‌گیریم: فازstance و فاز swing
در مورد یک پا به عنوان مثال پای راست فاز stance زمانی است که پا روی زمین قرار دارد ولی در مقابل فاز swing زمانی است پا بر بروی زمین قرار ندارد. تداخل فاز stance دو پا double support نامیده می‌شود. در زمان double support دو پا بر روی زمین قرار دارد.
به طور کلی درصد هریک از سه مرحله فوق به این شکل است:
۱- ۴۰ درصد فاز stance
۲- ۴۰ درصد فاز swing
۳- ۲۰ درصد فاز double support
مراحل جزئی‌تر در تحلیل حرکت
حال اگر در تحلیل راه رفتن به صورت جزیی دقت کنیم می‌بینیم که آنالیز راه رفتن به طور دقیق‌تر شامل هشت مرحله است:
- Initial Contact
- Loading Response
- Midstance
- Terminal Stance
- Pre swing
- Initial Swing
- Mid Swing
- Late Swing
۱- initial contact: در این مرحله پا از پاشنه شروع به اتصال با زمین می‌کند که در واقع شروع فاز swing می باشد.
۲- loading response: در این مرحله همزمان با حرکت ضربه وارد بر پا مهار می‌شود.
۳- midstance: در این هنگام پا تقریبا در وضعیتی عمود نسبت به زمین قرار دارد و وزن بدن توسط این پا مهار می‌شود.
۴- terminal stance: در این قسمت پاشنه پا از زمین جدا شده و وزن بدن بر روی انگشتان پا قرار می‌گیرد.
۵- preswing: در این مرحله انگشتان پا هم از زمین شروع به جدا شدن می‌کنند.
۶- initial swing: در این مرحله پا در حال شتاب گیری است و به طور کامل از زمین جدا می‌شود.
۷- mid swing: در این مرحله کل وزن بدن بر روی پای دیگر قرار داشته و پای متحرک در میانه مسیر کمانی شکل خود قرار دارد.
۸- late swing: پایان مرحله گیت بوده و پا در حال کاهش شتاب و توقف می‌باشد.
تفاوت بین دویدن و راه رفتن در تحلیل حرکت
دویدن هم مانند راه رفتن است ولی با این تفاوت که سرعت حرکت در دویدن بیش‌تر بوده و به جای فاز double support، فاز double swing خواهیم داشت یعنی زمانی که هر دو پا رو زمین نبوده و معلق هستند.
حدود انحراف مفاصل لگن و زانو و مچ پا در مراحل آنالیز راه رفتن
در آنالیز راه رفتن می‌بینیم که مفاصل زانو و لگن و مچ پا دارای انحراف‌های متفاوتی در بخش‌های مختلف گیت راه رفتن هستند:
- در زمان initial contct مفصل لگن ۲۰ درجه منحرف می‌شود و مفصل زانو ۵ درجه و مفصل مچ پا بدون انحراف باقی می‌ماند.
- در زمان loading response مفصل لگن ۲۰ درجه و مفصل زانو ۱۵ درجه و مفصل مچ پا ۵ درجه منحرف می‌شود .
- در زمان midstance مفصل لگن انحرافی ندارد ولی مفصل زانو و مچ پا ۵ درجه انحراف دارند.
- در زمان terminal stance مفصل لگن ۲۰ درجه و مفصل زانو ۵ درجه و مفصل لگن ۱۰ درجه انحراف دارند.
- در زمان preswing مفصل لگن ۱۰ درجه و مفصل زانو ۴۰ درجه و مفصل مچ پا ۱۵ درجه انحراف دارد.
- در زمان initial swing مفصل لگن ۱۵ درجه و مفصل زانو ۶۰ درجه و مفصل مچ پا ۵ درجه منحرف می‌شود.
- در زمان midswing مفصل زانو ۲۵ درجه و مفصل لگن ۲۵ درجه و مفصل مچ پا ۰ درجه انحراف دارد.
- در زمان terminal swing مفصل لگن ۲۰ درجه و مفصل زانو ۵ درجه انحراف دارد ولی مفصل مچ پا انحرافی ندارد.
مسیر حرکت مرکز جرم بدن در تحلیل حرکت
اگر در تحلیل حرکت، بتوانیم به طریقی حرکت مرکز جرم بدن را ثبت کنیم می‌بینیم که در هر صفحه از مختصات سه بعدی مسیر حرکت خاص خود را دارد و این به ما در محاسبات این تحلیل کمک زیادی خواهد کرد.
۱- در صفحه xy: در صفحهxy مسیر حرکت به شکل یک نمودار سینوسی است .
۲- در صفحه yz: در صفحه yz هم مسیر حرکت به شکل یک نمودار سینوسی است.
۳- در صفحه xz: اگر تصویر حرکت مرکز جرم بدن را در هنگام راه رفتن بر روی صفحه xz بگیریم می‌بینیم که مسیر حرکت به شکل یک علامت بی نهایت است.
۴- مسیر حرکت کلی: اگر از مسیر حرکت مرکز جرم بدن روی هر صفحه برایند بگیریم، می‌بینیم مسیر حرکت کلی مرکز جرم بدن در یک سیکل راه رفتن به شکل یک دمبل است.
اصلاح راه رفتن نادرست
در تحلیل حرکت می‌بینیم حرکت لازمه تعامل انسان‌ها با دنیای اطراف بوده که در نتیجه اعمال دستورات و پیام‌های عصبی بر گروه‌های مختلف عضلات بدن ایجاد می‌شود. هر حرکت فیزیکی به دلیل پیشروی در محیط و ارتباط با مولفه‌های گوناگون، نوعی چالش برای مغز محسوب شده، که برای مدیریت بهینه آن، کاملا وابسته به اطلاعات حسی دریافتی از دنیای اطراف می‌باشد. کلیه حرکات ارادی از جمله راه رفتن در نتیجه یک فرایند پیچیده بین مغز، نخاع، اعصاب محیطی، عضلات، استخوان‌ها و مفاصل می‌باشد. با این حال، توانایی فرد در نگهداری الگوی صحیح راه رفتن در برخی شرایط نظیر قطع عضو، همی‌پلژی، ام‌اس، پارکینسون، سال‌خوردگی، کمر دردهای پوسچرال، دردهای مزمن و … دچار اختلال می‌گردد.
تحلیل حرکت و فیزیوتراپی
تحلیل حرکت همچون بیومکانیک در ورزش کاربردهای درمانی و پزشکی دارد. یکی از مهم‌ترین کاربردهای آن در فیزیوتراپی است. ابتدا درمان‌گر با آنالیز راه رفتن بیمار از طریق مشاهده و ارزیابی گیت بیمار با گام و گیت نرمال و نیز در نظر گرفتن اختلالاتی که در اثر سن، سرعت، شیب‌ها، پله‌ها و … به وجود می‌آیند و اثرات غیر نرمال مانند ضعف، تشنج، تغییر شکل و درد که می‌توانند تا حد زیادی در عملکرد نرمان موثر باشند، برنامه درمانی بیمار را تعیین می‌کنند.
لزوم آگاهی از دانش حاصل از آنالیز راه رفتن و تحلیل حرکت می‌تواند به ارزیابی دقیق و بررسی سایر مشکلات بیمار از قبیل درگیری سیستم‌های عصبی و اسکلتی عضلانی کمک کند، که فیزیوتراپیست با داشتن چنین دانشی می‌تواند یکی از بهترین درمان‌گرها در این زمینه باشد. به هرحال اختلالات گام و گیت یا به وسیله فیزیوتراپیست و جراح و یا از طریق اعضای مصنوعی یا ارتوزیست، بهبود یافته و ترمیم می‌شوند. متخصص فیزیوتراپی با ارزیابی پارامترهای فضایی-زمانی گیت، اندازه‌گیری کینماتیک گام، آنالیز سه‌بعدی گام، بیومکانیک ایستادن، نیروی عکس‌العمل زمین در راه رفتن نرمال، اندازه‌گیری فشار کف‌پایی، گشتاور مفصل، عضلات، آنالیز راه رفتن نرمال و پاتولوژیک و سایر پارامترهای گیت، با دادن آموزش‌های صحیح، تمرینات ورزشی اصلاحی، ارائه الگوی صحیح راه رفتن در کنار درمان علت زمینه‌ای اختلال، به اصلاح نحوه راه رفتن و درمان آن کمک می‌کند. موضوع حرکت و راه رفتن بیماران برای فیزیوتراپیست و درمان‌گران بسیار با اهمیت تلقی می‌شود و بخش مهمی از درمان را برای بازگرداندن افراد مبتلا به جامعه در بر می‌گیرد. شناخت و ارزیابی حرکت به عنوان نقطه ابتدایی برای شروع درمان و توان‌بخشی از جایگاه مهمی برخوردار است.
منبع: PhysoPedia
سلام خسته نباشید
ممنون از مطالب تون
میخواستم ببینم امکانش هست در رابطه با معادلات و روابط آنالیز راه رفتن و دینامیک حرکت انسان راهنماییم بکنید ؟
سلام دوست عزیز
ببینید دربحث به دست آوردن معادلات آنالیز حرکت یک راه عمده ای هست
ابتدا نقاط مختلف بدن و به خصوص مفاصل را با یک سری چراغ های ریز مارکر گذاری می کنند
سپس در یک اتاق تاریک از حرکت بدن فرد فیلم می گیرند
این فیلم را روی سه صفحه مختصات تصویر می کنند
در هر صفحه مارکر های متوالی را با خط به هم متصل می کنند.
به این شیوه حرکت بدن به حرکت سه بعدی یک سازه مکانیکی مثل قاب و فریم تشبیه می شود.
در این راستا از ابزاری مانند شتاب سنج ها هم بهره می گیرند و شتاب و سایر پارامتر های سینماتیکی اعضا مختلف بدن را می سنجند.
در نهایت با این شبیه سازی انجام شده معادله دوم نیوتون را در سه صفحه مختصات هم برای نیرو ها و جابجایی های خطی اعضا بدن و هم برای گشتاور ها و جابجایی زاویه ای اعضا بدن می نویسند.
به خصوص این معادلات برای مرکز جرم اعضا مختلف بدن و مرکز جرم کل بدن نوشته می شود.
همچنین برای نوشتن این معادلات از داده های آنتروپومتری استفاده می شود تا جرم و اندازه و ممان اینرسی اعضا مختلف بدن معلوم باشد.
سلام ممنون برای مطلب خوبتون با اجازه با ذکر منبع برای ارایه دانشگاه بخشی از مطالب رو کپی گرفتم
سلام دوست عزیز
خواهش میکنم
خوشحال می شویم که بتوانیم به شما کمک کنیم.
رسالت کاری تیم تریتا همواره گسترش هر چه بیشترعلم وسلامتی درجامعه می باشد.
سلام. ممنون از اشتراک گزاری مطالب مفیدتون. فاز stance در نمودار نیرو بر روی کدام بخش ها منطبق است؟
سلام دوست عزیز
کدام نمودار را میفرمایید؟
سلام من یه مشکلی دارم در راه رفتن که نمیتوانم اینجا بیان کنم وبلاگ خصوصی یا جایی میتونم باهاتون اراباط داشته باشم
درود بیکران به جناب دکتر عزیز و متخصص خوب کاربلد، من حقیر با تنی چند از دوستان ورزشکارم
یه مدرسه فوتبال نیمه حرفه ای در غرب راه انداختیم و به عمیقآ به مقوله اصلاح و تمرینات صحیح مطابق با علم روز و اصللحی بسیار بها میدیم ، چراکه بچه های مستعد زیادی دیدم و شوربختانه هم کم نیستند که بوسیله تمرینات غلط و غیر تخصصی به عینه بیش از نیمه از پتانسسل وجودی و خدادی خودشون رو بخاطر همین انتخاب غلط از دست دادن و …. زیا د مسدع اوقات گرانبهاتون نمیشم ، و در اینجا آمادگی خودم رو جهت راهنمائی شما در یادگیری گفتارهای تخصصی( که ی تردید جزو کم نظیرتربن و موجزترین تخصص های ورزشی ست) خواستار هستم ،با سپاس بیکران ،محمد اهل دیار کهن ری ( شهرری)