Механика суставов стопы и голеностопного сустава при беге: сравнение многосегментной и односегментной моделей стопы

Основной целью этого исследования было сравнить механику голеностопного сустава в опорную фазу бега, рассчитанную с использованием многосегментной модели стопы (MULTI; три сегмента) и традиционной односегментной модели стопы (SINGLE). В традиционных моделях голеностопного сустава все кости между голеностопным и плюснефаланговым суставами представлены как единый жёсткий сегмент (SINGLE). Однако это не соответствует сложному строению и подвижности стопы человека. Недавние исследования ходьбы с использованием многосегментных моделей стопы выявили ошибки в оценке кинематики и кинетики голеностопного сустава, возникающие при чрезмерном упрощении модели стопы. В настоящем исследовании сравнивали кинематику и кинетику голеностопного сустава при беге, рассчитанные с использованием односегментной (SINGLE) и многосегментной (MULTI) моделей стопы. Семь участников бежали со скоростью 3,1 м/с; регистрировали положение маркеров на голени и стопе, а также измеряли реакции опоры. С помощью обеих моделей определяли кинематику голеностопного сустава, результирующие суставные моменты, работу сустава и мгновенную суставную мощность. Различия между моделями на протяжении всей опорной фазы оценивали методом статистического параметрического картирования. В опорную фазу модель MULTI обычно давала углы в голеностопном суставе, более близкие к нейтральному положению, и меньшие угловые скорости по сравнению с моделью SINGLE. В позднюю опорную фазу мгновенная суставная мощность (p<0,001) и работа сустава (p<0,001) также были ниже при использовании модели MULTI, что подтверждает важность топологии модели стопы при анализе голеностопного сустава во время бега. Результаты показывают, что представление стопы как единого жёсткого сегмента от голеностопного до плюснефалангового сустава приводит к неточной оценке кинематики и кинетики голеностопного сустава, что имеет важные последствия для понимания его роли в беге.