دوره 12، شماره 2 - ( 6-1405 )
جلد 12 شماره 2 صفحات 371-358 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Hosseini Y. Comparison of Symmetrical and Asymmetrical Bag-Carrying on the Vertical Ground Reaction Force During Walking in Healthy Adults. J Sport Biomech 2026; 12 (2) :358-371
URL: http://biomechanics.iauh.ac.ir/article-1-497-fa.html
URL: http://biomechanics.iauh.ac.ir/article-1-497-fa.html
حسینی یاسین. مقایسه روشهای متقارن و نامتقارن حمل کیف بر مؤلفههای عمودی نیروی عکسالعمل زمین حین راه رفتن در افراد سالم. مجله بیومکانیک ورزشی. 1405; 12 (2) :358-371
گروه علوم ورزشی، دانشکده ادبیات و علوم انسانی، دانشگاه ملایر، ایران.
متن کامل [PDF 1800 kb]
(15 دریافت)
| چکیده (HTML) (47 مشاهده)
متن کامل: (14 مشاهده)
مقدمه
حمل کیف با روش های مختلف بهعنوان یکی از فعالیت های پرتکرار در گروههای سنی مختلف و مشاغل مختلف از قبیل کارمندان و دانشجویان می باشد (1). روش های حمل کیف تأثیر معناداری بر بیومکانیک راه رفتن و نیروهای عکس العمل زمین دارد (2). تحقیقات مختلف نشان دادهاند که طراحی کیف و روش حمل کیف نقش بسیار مهمی در نیروهای وارده بر بدن دارند (3-5). تغییر در الگوی راه رفتن و افزایش نیروهای عکسالعمل وارده بر بدن، باعث افزایش فشار بر مفاصل اندام تحتانی و افزایش احتمال آسیبدیدگی میشود (6, 7). انجام حرکات تکراری، مانند راه رفتن با بارهای خارجی میتواند یکی از اصلی ترین سازوکارهای بروز نقص های حرکتی باشد (8). حفظ یک وضعیت برای 20 دقیقه و یا حمل کوله پشتی با بار معادل 10 درصد وزن بدن به مدت 30 دقیقه باعث تغییراتی در بافت عضلانی و اسکلتی می شود و برای مدت کوتاهی برگشتناپذیر می باشد (9, 10). حمل کیف توسط افراد غالباً به دو صورت متقارن و نامتقارن صورت می گیرد (2, 11). حمل کیف بهصورت متقارن، شامل حمل کوله پشتی و حمل کوله جلویی می باشد. حمل کیف نامتقارن شامل حمل کیف با یک دست و حمل کیف بهصورت آویزان از یک شانه می باشد (2, 12). این روش های حمل کیف در بین تمام اقشار جامعه بسیار رایج می باشد. هنگامی که سیستم اسکلتی-عضلانی تحت بارگذاری متقارن قرار می گیرد، نیروهای عکس العمل زمین بهصورت متقارن به اندام تحتانی اعمال می شوند بهعبارتدیگر توزیع همگن نیروها هنگام اعمال بار متقارن وجود دارد اما هنگام اعمال بار نامتقارن، نیروهای عکس العمل زمین بهصورت ناهمگن به مفاصل اندام تحتانی وارد می شود و باعث افزایش فشار وارده بر مفاصل اندام تحتانی می گردد (2, 13).
زاودکا و همکاران به مطالعه تأثیر بار نامتقارن در هر دست در حالت ایستاده (بدون بار، یک بار کوله پشتی در دست راست، یکبار کوله پشتی در دست چپ) در افراد سالم پرداختند تفاوت های بسیار معنیداری بین پای چپ و راست در هر دو وضعیت بارگذاری شده مشاهده شد (14). انورو همکاران در مطالعهای به اثر تکنیک های حمل بار 3 حالته (حمل بار روی سر، روی شانه غالب و در هر دو دست) بر پارامتر راه رفتن، تعادل دینامیکی و پارامترهای فیزیولوژیکی در حین کار در کارگران ساختمانی پرداختند. یافتههای آنها نشان می دهد که حمل بار در هر دو دست، تقارن راه رفتن و تعادل دینامیکی بهتری نسبت به حمل بار روی شانه یا سر دارد (15). تجزیهوتحلیل مؤلفههای نیروی عکسالعمل زمین طی فعالیت هایی مانند ایستادن، راه رفتن و دویدن از اهمیت کلینیکی برخوردار است (16). با استفاده از نیروهای عکس العمل زمین، نرخ بارگذاری عمودی محاسبه می شود. محققان مختلف نشان داده اند که افزایش نرخ بارگذاری هنگام فعالیت های مختلف با استرس فراکچر، درد کشککی رانی و عارضه فاسئیت پلانتار مرتبط است (17-20). ازآنجاکه حمل بار به دو صورت نامتقارن و متقارن باعث تغییر در الگوی اعمال نیروی عمودی عکس العمل زمین می شود، لذا به نظر می رسد بین روش های متقارن و نامتقارن حمل بار، در رابطه با توزیع نیروی عمودی عکس العمل زمین تفاوت وجود دارد؛ اما تاکنون تحقیقی در رابطه با تأثیر نوع حمل کیف بر مؤلفههای نیروی عمودی عکسالعمل زمین صورت نگرفته است لذا در این تحقیق قصد داریم روش های حمل کیف بهصورت متقارن و نامتقارن را مورد بررسی قرار دهیم.
روش شناسی
آزمودنی ها
پژوهش حاضر از نوع شبه تجربی و آزمایشگاهی است. در این پژوهش از بین دانشجویان دختر دانشگاه ملایر تعداد 17 نفر بدون هیچگونه عارضه اسکلتی عضلانی انتخاب و مورد مطالعه قرار گرفتند. آزمودنی ها توسط توزیع فراخوان در دانشگاه ملایر و بهصورت تصادفی انتخاب گردیدند. تعداد 17 آزمودنی در هر گروه با توجه به نرمافزار G*POWER با توان آماری 80% و آلفای 05/0 در نظر گرفته شد (21). میانگین سن، وزن و قد آزمودنی ها به ترتیب برابر 85/0±11/20 سال، 56/51±2/60 کیلوگرم و 02/0±59/1 متر بودند.
ابزار و روش پژوهش
در این آزمون از کیف لپ تاپی پیرکاردین مدل 2189 ساخت ایران استفاده شد. این کیف قابلیت حمل به 4 روش پیشنهادی را دارد و بهطور کامل قابلیت تنظیم بندها در حالت کوله و آویز برای شانه را دارا می باشد. وزن مورد استفاده در این تحقیق برابر با 10 درصد وزن بدن افراد در نظر گرفته شد (22). برای اندازه گیری مؤلفههای عمودی نیروی عکسالعمل زمین از دستگاه فوت اسکن (RRScan-9, Belguim, 578mm*418mm*12mm) ساخت کشور بلژیک با فرکانس نمونهبرداری 300 هرتز استفاده شد. این دستگاه دارای 4096 سنسور فعال می باشد (شکل 1). در تحقیق حاضر آزمودنی ها کیف را به چهار روش با 10 درصد وزن بدنشان، حمل می کردند، این چهار روش شامل، حمل کیف با یک دست، حمل کیف با یک شانه، کوله پشتی و کوله جلویی بود. ترتیب انتخاب نحوه حمل کیف کاملاً تصادفی بود. کیفها متناسب با ارتفاع بالاتنه هر فرد با استفاده از بندها در موقعیت یکسانی قرار می گرفت. فوت اسکن در وسط یک مسیر 18 متری قرار گرفته بود بهطوری که آزمودنی ها قبل از رسیدن به فوت اسکن حداقل پنج گام برمی داشتند. در هر شیوه حمل کیف، کوششی مورد تجزیهوتحلیل قرار می گرفت که پا بهطور کامل به بخش میانی فوت اسکن برخورد نمایید. مدت زمان راه رفتن در مسیر 18 متری توسط کرونومتر Q&Q اندازهگیری شد. بهاینترتیب که با صدور فرمان " رو" از طرف آزمون گر کرونومتر شروع به کار می کرد و وقتی آزمودنی 18 متر را طی می کرد، زمان کرونومتر متوقف میشد. بهمنظور آشنایی با نحوه آزمایش، آزمودنی ها 3 مرتبه بهطور آزمایشی کوشش راه رفتن را انجام دادند. اگر پای آزمودنی به لبه فوت اسکن برخورد نماید، آزمون مجدداً تکرار می گردد.
حمل کیف با روش های مختلف بهعنوان یکی از فعالیت های پرتکرار در گروههای سنی مختلف و مشاغل مختلف از قبیل کارمندان و دانشجویان می باشد (1). روش های حمل کیف تأثیر معناداری بر بیومکانیک راه رفتن و نیروهای عکس العمل زمین دارد (2). تحقیقات مختلف نشان دادهاند که طراحی کیف و روش حمل کیف نقش بسیار مهمی در نیروهای وارده بر بدن دارند (3-5). تغییر در الگوی راه رفتن و افزایش نیروهای عکسالعمل وارده بر بدن، باعث افزایش فشار بر مفاصل اندام تحتانی و افزایش احتمال آسیبدیدگی میشود (6, 7). انجام حرکات تکراری، مانند راه رفتن با بارهای خارجی میتواند یکی از اصلی ترین سازوکارهای بروز نقص های حرکتی باشد (8). حفظ یک وضعیت برای 20 دقیقه و یا حمل کوله پشتی با بار معادل 10 درصد وزن بدن به مدت 30 دقیقه باعث تغییراتی در بافت عضلانی و اسکلتی می شود و برای مدت کوتاهی برگشتناپذیر می باشد (9, 10). حمل کیف توسط افراد غالباً به دو صورت متقارن و نامتقارن صورت می گیرد (2, 11). حمل کیف بهصورت متقارن، شامل حمل کوله پشتی و حمل کوله جلویی می باشد. حمل کیف نامتقارن شامل حمل کیف با یک دست و حمل کیف بهصورت آویزان از یک شانه می باشد (2, 12). این روش های حمل کیف در بین تمام اقشار جامعه بسیار رایج می باشد. هنگامی که سیستم اسکلتی-عضلانی تحت بارگذاری متقارن قرار می گیرد، نیروهای عکس العمل زمین بهصورت متقارن به اندام تحتانی اعمال می شوند بهعبارتدیگر توزیع همگن نیروها هنگام اعمال بار متقارن وجود دارد اما هنگام اعمال بار نامتقارن، نیروهای عکس العمل زمین بهصورت ناهمگن به مفاصل اندام تحتانی وارد می شود و باعث افزایش فشار وارده بر مفاصل اندام تحتانی می گردد (2, 13).
زاودکا و همکاران به مطالعه تأثیر بار نامتقارن در هر دست در حالت ایستاده (بدون بار، یک بار کوله پشتی در دست راست، یکبار کوله پشتی در دست چپ) در افراد سالم پرداختند تفاوت های بسیار معنیداری بین پای چپ و راست در هر دو وضعیت بارگذاری شده مشاهده شد (14). انورو همکاران در مطالعهای به اثر تکنیک های حمل بار 3 حالته (حمل بار روی سر، روی شانه غالب و در هر دو دست) بر پارامتر راه رفتن، تعادل دینامیکی و پارامترهای فیزیولوژیکی در حین کار در کارگران ساختمانی پرداختند. یافتههای آنها نشان می دهد که حمل بار در هر دو دست، تقارن راه رفتن و تعادل دینامیکی بهتری نسبت به حمل بار روی شانه یا سر دارد (15). تجزیهوتحلیل مؤلفههای نیروی عکسالعمل زمین طی فعالیت هایی مانند ایستادن، راه رفتن و دویدن از اهمیت کلینیکی برخوردار است (16). با استفاده از نیروهای عکس العمل زمین، نرخ بارگذاری عمودی محاسبه می شود. محققان مختلف نشان داده اند که افزایش نرخ بارگذاری هنگام فعالیت های مختلف با استرس فراکچر، درد کشککی رانی و عارضه فاسئیت پلانتار مرتبط است (17-20). ازآنجاکه حمل بار به دو صورت نامتقارن و متقارن باعث تغییر در الگوی اعمال نیروی عمودی عکس العمل زمین می شود، لذا به نظر می رسد بین روش های متقارن و نامتقارن حمل بار، در رابطه با توزیع نیروی عمودی عکس العمل زمین تفاوت وجود دارد؛ اما تاکنون تحقیقی در رابطه با تأثیر نوع حمل کیف بر مؤلفههای نیروی عمودی عکسالعمل زمین صورت نگرفته است لذا در این تحقیق قصد داریم روش های حمل کیف بهصورت متقارن و نامتقارن را مورد بررسی قرار دهیم.
روش شناسی
آزمودنی ها
پژوهش حاضر از نوع شبه تجربی و آزمایشگاهی است. در این پژوهش از بین دانشجویان دختر دانشگاه ملایر تعداد 17 نفر بدون هیچگونه عارضه اسکلتی عضلانی انتخاب و مورد مطالعه قرار گرفتند. آزمودنی ها توسط توزیع فراخوان در دانشگاه ملایر و بهصورت تصادفی انتخاب گردیدند. تعداد 17 آزمودنی در هر گروه با توجه به نرمافزار G*POWER با توان آماری 80% و آلفای 05/0 در نظر گرفته شد (21). میانگین سن، وزن و قد آزمودنی ها به ترتیب برابر 85/0±11/20 سال، 56/51±2/60 کیلوگرم و 02/0±59/1 متر بودند.
ابزار و روش پژوهش
در این آزمون از کیف لپ تاپی پیرکاردین مدل 2189 ساخت ایران استفاده شد. این کیف قابلیت حمل به 4 روش پیشنهادی را دارد و بهطور کامل قابلیت تنظیم بندها در حالت کوله و آویز برای شانه را دارا می باشد. وزن مورد استفاده در این تحقیق برابر با 10 درصد وزن بدن افراد در نظر گرفته شد (22). برای اندازه گیری مؤلفههای عمودی نیروی عکسالعمل زمین از دستگاه فوت اسکن (RRScan-9, Belguim, 578mm*418mm*12mm) ساخت کشور بلژیک با فرکانس نمونهبرداری 300 هرتز استفاده شد. این دستگاه دارای 4096 سنسور فعال می باشد (شکل 1). در تحقیق حاضر آزمودنی ها کیف را به چهار روش با 10 درصد وزن بدنشان، حمل می کردند، این چهار روش شامل، حمل کیف با یک دست، حمل کیف با یک شانه، کوله پشتی و کوله جلویی بود. ترتیب انتخاب نحوه حمل کیف کاملاً تصادفی بود. کیفها متناسب با ارتفاع بالاتنه هر فرد با استفاده از بندها در موقعیت یکسانی قرار می گرفت. فوت اسکن در وسط یک مسیر 18 متری قرار گرفته بود بهطوری که آزمودنی ها قبل از رسیدن به فوت اسکن حداقل پنج گام برمی داشتند. در هر شیوه حمل کیف، کوششی مورد تجزیهوتحلیل قرار می گرفت که پا بهطور کامل به بخش میانی فوت اسکن برخورد نمایید. مدت زمان راه رفتن در مسیر 18 متری توسط کرونومتر Q&Q اندازهگیری شد. بهاینترتیب که با صدور فرمان " رو" از طرف آزمون گر کرونومتر شروع به کار می کرد و وقتی آزمودنی 18 متر را طی می کرد، زمان کرونومتر متوقف میشد. بهمنظور آشنایی با نحوه آزمایش، آزمودنی ها 3 مرتبه بهطور آزمایشی کوشش راه رفتن را انجام دادند. اگر پای آزمودنی به لبه فوت اسکن برخورد نماید، آزمون مجدداً تکرار می گردد.
در هر شیوه حمل کیف 3 تکرار صحیح مورد ارزیابی قرار گرفت. مدت زمان استراحت بین هر کوشش 1 دقیقه در نظر گرفته شده بود. داده های نیروی عکسالعمل عمودی زمین در فاز استانس راه رفتن استخراج شد. از لحظه تماس پاشنه با زمین تا لحظه جدا شدن پنجه پا از زمین، فاز استانس در نظر گرفته می شود. با استفاده از نیروی عمودی عکسالعمل زمین مطابق شکل 2 می توان اوج نیروی عکس العمل زمین در لحظه تماس پاشنه پا با زمین (FzI.C)، نیروی عمودی عکس العمل زمین در میانه فاز استانس (FzM.S)، نیروی عمودی عکسالعمل زمین در فاز پیشروی (FzP.O)، زمان رسیدن به اوج نیروی عکسالعمل زمین در لحظه تماس پاشنه با زمین، میانه فاز استانس و زمان رسیدن به اوج نیروی عکس العمل زمین در فاز پیشرو را محاسبه کرد (2). نرخ بارگذاری عمودی بهعنوان شیب خطی است که لحظه تماس پاشنه با زمین تا اوین اوج نیروی عکسالعمل زمین در نظر گرفته می شود و بر اساس فرمول زیر مورد اندازهگیری قرار گرفت (18).
Loading rate = ⟦(peak Fz(N)/body weight(N))/(time to peak Fz)⟧
برای محاسبه ایمپالس مؤلفه عمودی عکس العمل زمین از روش انتگرالگیری Trapezoidal استفاده شد (23).
Impulse=∆t(((F1+Fn)/2)+∑_(i=2)^(n-1)▒Fi)
داده های کینتیک با استفاده از فیلتر Butterworth سطح چهار و بدون اختلاف فازی با فرکانس برشی 20 هرتز هموار شدند. برای همسان سازی مقادیر نیروی عمودی عکس العمل زمین، این مقادیر بر وزن افراد تقسیم و در عدد 100 ضرب شدند.
تجزیهوتحلیل آماری
در تحقیق حاضر برای بررسی طبیعی بودن توزیع داده ها از آزمون شاپیروویلک استفاده شد. با توجه به طبیعی بودن توزیع داده ها از آزمون آنالیز واریانس با اندازه گیری های تکراری برای مقایسه تفاوت های درونگروهی در سطح معناداری 0.05 استفاده گردید. کلیه تجزیهوتحلیلهای آماری با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه 23 انجام شد.
نتایج
نتایج تحقیق حاضر نشان داد، اوج نیروی عمودی عکس العمل زمین در لحظه های تماس پاشنه با زمین، میانه فاز استقرار و فاز پیشروی بین روش های حمل کیف اختلاف معناداری وجود ندارد (0.05<P) (جدول 1). مقایسه زمان رسیدن به اوج نیروی عمودی عکس العمل زمین در مراحل مختلف نشان داد هنگام حمل کیف با یک دست زمان رسیدن به اوج نیروی عکسالعمل زمین در لحظه تماس پاشنه پا با زمین، بهطور معناداری کمتر از حمل کیف با یک شانه (d=0.032, p=0.03) و حمل کیف با کوله پشتی (d=0.043, p=0.03) می باشد (جدول 2). همچنین در زمان رسیدن به اوج نیروی عکس عمودی زمین در میانه فاز استقرار هنگام حمل کیف با یک دست بهطور معناداری کمتر از حمل کیف با یک شانه می باشد (d=0.052, p=0.018).
برای محاسبه ایمپالس مؤلفه عمودی عکس العمل زمین از روش انتگرالگیری Trapezoidal استفاده شد (23).
Impulse=∆t(((F1+Fn)/2)+∑_(i=2)^(n-1)▒Fi)
داده های کینتیک با استفاده از فیلتر Butterworth سطح چهار و بدون اختلاف فازی با فرکانس برشی 20 هرتز هموار شدند. برای همسان سازی مقادیر نیروی عمودی عکس العمل زمین، این مقادیر بر وزن افراد تقسیم و در عدد 100 ضرب شدند.
تجزیهوتحلیل آماری
در تحقیق حاضر برای بررسی طبیعی بودن توزیع داده ها از آزمون شاپیروویلک استفاده شد. با توجه به طبیعی بودن توزیع داده ها از آزمون آنالیز واریانس با اندازه گیری های تکراری برای مقایسه تفاوت های درونگروهی در سطح معناداری 0.05 استفاده گردید. کلیه تجزیهوتحلیلهای آماری با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه 23 انجام شد.
نتایج
نتایج تحقیق حاضر نشان داد، اوج نیروی عمودی عکس العمل زمین در لحظه های تماس پاشنه با زمین، میانه فاز استقرار و فاز پیشروی بین روش های حمل کیف اختلاف معناداری وجود ندارد (0.05<P) (جدول 1). مقایسه زمان رسیدن به اوج نیروی عمودی عکس العمل زمین در مراحل مختلف نشان داد هنگام حمل کیف با یک دست زمان رسیدن به اوج نیروی عکسالعمل زمین در لحظه تماس پاشنه پا با زمین، بهطور معناداری کمتر از حمل کیف با یک شانه (d=0.032, p=0.03) و حمل کیف با کوله پشتی (d=0.043, p=0.03) می باشد (جدول 2). همچنین در زمان رسیدن به اوج نیروی عکس عمودی زمین در میانه فاز استقرار هنگام حمل کیف با یک دست بهطور معناداری کمتر از حمل کیف با یک شانه می باشد (d=0.052, p=0.018).
نرخ بارگذاری حین حمل کیف با یک دست بهطور معناداری بزرگتر از روش های حمل کیف بهصورت کوله پشتی (d=1.1, p=0.005) و حمل با یک شانه (d=1.3, p=0.007) گزارش شد (شکل 3). نتایج مربوط به ایمپالس در شرایط مختلف حمل کیف نشان داد بین روش های مختلف اختلاف معناداری وجود ندارد (0.05<P) (شکل 4).
بحث
هدف از پژوهش حاضر بررسی روش های متقارن و نامتقارن حمل کیف و تأثیر آنها بر مؤلفههای عمودی نیروی عکس العمل زمین بود. یکی از عوامل تأثیرگذار بر مؤلفههای عمودی عکسالعمل زمین سرعت راه رفتن است لذا در این تحقیق با کنترل سرعت توسط کرونومتر اختلاف معناداری بین روش های مختلف وجود نداشت لذا هرگونه اختلاف مشاهده شده در مؤلفههای نیروی عمودی عکس العمل زمین ناشی از تفاوت در روش های حمل کیف می باشد.
نتایج تحقیق حاضر نشان داد بین روش های مختلف حمل کیف هیچ گونه اختلاف معناداری در اوج نیروهای عکس العمل عمودی زمین در مراحل تماس پاشنه با زمین، میانه فاز استقرار و فاز پیشروی وجود ندارد. اسکامیلا و همکارانش در سال 2017 نشان دادند که روش های مختلف حمل کیف در اوج نیروهای عکسالعمل زمین تأثیر معناداری ایجاد نمی کند (24). از طرفی دیگر با بررسی نتایج مربوط به زمان رسیدن به اوج نیروهای عکس العمل زمین مشخص شد، در روش حمل کیف با یک دست در لحظه تماس پاشنه با زمین نسبت به سایر روش ها زمان رسیدن به اوج کمتر می باشد. هرچه زمان رسیدن به اوج کمتر باشد به این معنی است که شیب نمودار در لحظه تماس پاشنه با زمین بیشتر می شود (18). افزایش شیب باعث می شود توانایی سازگاری بدن برای تعدیل نیروها کاهش یابد و احتمال ریسک آسیب را افزایش می دهد (17, 18). بهمنظور بررسی دقیق تر اثرات کاهش زمان رسیدن به اوج نیروهای عکسالعمل زمین در لحظه تماس پاشنه با زمین از روش محاسبه نرخ بارگذاری استفاده می شود. همانطور که در قسمت روششناسی ذکر شد، نرخ بارگذاری عمودی بهعنوان شیب خطی است که لحظه تماس پاشنه با زمین تا اولین اوج نیروی عکسالعمل زمین در نظر گرفته می شود (18). در محاسبه نرخ بارگذاری دو عامل اوج نیروی عکس العمل عمودی و زمان رسیدن به آن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. بهعبارتدیگر نرخ بارگذاری با اوج نیروی عکس العمل زمین در لحظه تماس پاشنه با زمین نسبت مستقیم و با زمان رسیدن به اوج نیروی عکس العمل زمین نسبت عکس دارد بهاینترتیب که افزایش نیروی عکس-العمل عمودی زمین در لحظه تماس پاشنه پا با زمین و کاهش زمان رسیدن به آن باعث افزایش نرخ بارگذاری می شود (18). در تحقیق حاضر تفاوتی بین روش های حمل کیف در نیروهای عمودی عکس العمل زمین مشاهده نشد اما در زمان رسیدن به اوج نیروهای عمودی عکس العمل زمین در لحظه تماس پاشنه پا با زمین مشاهده شد در نتیجه این تغییرات نتایج مربوط به مؤلفه نرخ بارگذاری نشان داد نرخ بارگذاری در شرایط حمل کیف با یک دست بهطور معناداری بیشتر از شرایط حمل کیف با یک شانه و حمل کیف بهصورت کوله پشتی می باشد. پژوهشگران مختلف نشان داده اند که هرچه بار خارجی به مرکز بدن نزدیک تر باشد، بازوی گشتاوری کمتر خواهد بود در نتیجه با حمل یک بار ثابت در شرایطی که بازوی گشتاوری بیشتر باشد گشتاور اعمال شده بر بدن بیشتر است (25). در شرایط حمل کیف با یک دست ازآنجاکه نسبت به سه روش دیگر کیف از مرکز بدن فاصله ای بیشتری دارد، لذا گشتاور بیشتری به بدن وارد می شود، به نظر می رسد همین قضیه باعث ریسک مفاصل اندام تحتانی و حتی ستون فقرات می شود. یکی دیگر از دلایل افزایش نرخ بارگذاری حین حمل کیف با یک دست می تواند ناشی از تغییر در موقعیت مرکز ثقل بدن به سمت راست و خارج و ایجاد ناپایداری بیشتر باشد که منجر به تغییر در الگوی توزیع نیروی عکس العمل عمودی در مرحله ی تماس پاشنه با زمین می شود (26). حمل کیف بهصورت نامتقارن مانند حمل کیف با یک دست باعث جابجایی مرکز ثقل می-شود، در نتیجه بدن با اتخاذ مکانیسم جبرانی فلکشن جانبی تنه به جابجایی مرکز ثقل پاسخ می دهد (27). تکرار این بارهای نامتقارن باعث اعمال نیروهای فشردگی و برشی بزرگتری بر مهره های ستون فقرات می شود (27, 28). از طرفی دیگر نشان داده شده است که بلند کردن نامتقارن بار استرس بسیار بیشتری نسبت به بلند کردن بار در صفحه فرونتال اعمال می کند (28). همچنین به نظر می رسد افزایـش وزن کولـه پشـتی مـی توانـد الگـوی توزیـع نیـرو را تغییـر دهـد و تغییـر در الگوی توزیع نیرو، پاسـچرهای نامناسـب و افزایـش ریسـک آسـیب هـای اسـکلتی- عضلانی در دانـش آمـوزان را به دنبال دارد (29-31). در تحقیق حاضر حمل کیف با یک دست هم جز حمل بهصورت نامتقارن طبقه بندی می شود و هم حمل بار در صفحه فرونتال می-باشد و لذا ترکیب این دو شرایط باهم ریسک آسیب مفاصل اندام تحتانی و ستون فقرات را بسیار زیاد می کند. با توجه به نتایج تحقیق حاضر به نظر می رسد حمل کیف باید بهصورت متقارن و نزدیک به خط میانی بدن باشد. لذا به دانشجویان و دانش آموزان توصیه می شود بههیچعنوان از حمل کیف بهصورت یکطرفه با یک دست استفاده نکنند.
از جمله محدودیت های این تحقیق می توان به مواردی چون عدم مطالعه در رابطه با مردان، عدم آگاهی کامل از شرایط روحی افراد شرکتکننده در مطالعه را اشاره کرد در تحقیق حاضر ازآنجاکه بر روی دختران انجام گرفت و به دلیل اختلاف آنتروپومتریک و بیومکانیکی موجود بین زنان و مردان، نتایج این تحقیق قابل تعمیم به کل جامعه نمی باشد. همچنین برای نتیجه گیری دقیق تر استفاده از داده های الکترومایوگرافی و داده های کینماتیکی توصیه می شود.
نتیجه گیری نهایی
نتایج تحقیق حاضر نشان داد که حمل نامتقارن کیف با یک دست باعث کاهش زمان رسیدن به اوج نیروی عکس العمل عمودی زمین و در نتیجه افزایش نرخ بارگذاری نسبت به سایر روش های حمل کیف می شود. به دانش آموزان و افرادی که با حمل کیف سروکار دارند توصیه می شود از روش های حمل کیف متقارن استفاده کنند. به نظر می رسد استفاده از روش های حمل کیف می-تواند به کاهش آسیب های عضلانی اسکلتی کمک بسزایی کند.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
تمامی اصول اخلاقی در این پژوهش رعایت شده است. کلیه ملاحظات اخلاقی و روش تحقیق بهصورت شفاف برای آزمودنی ها توضیح داده شد. سپس رضایتنامه آگاهانه از آزمودنی ها اخذ گردید.
حامی مالی
این پژوهش هیچگونه کمک مالی از سازمان های دولتی، خصوصی و غیرانتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
تمام مراحل پژوهش شامل ایده، جمعآوری داده ها، تحلیل و تفسیر داده ها، نگارش نسخه اولیه و تأیید نسخه نهایی مقاله، توسط نویسنده واحد انجام شده است.
تعارض
بنا بر اظهار نویسنده، این مقاله تعارض منافع ندارد.
هدف از پژوهش حاضر بررسی روش های متقارن و نامتقارن حمل کیف و تأثیر آنها بر مؤلفههای عمودی نیروی عکس العمل زمین بود. یکی از عوامل تأثیرگذار بر مؤلفههای عمودی عکسالعمل زمین سرعت راه رفتن است لذا در این تحقیق با کنترل سرعت توسط کرونومتر اختلاف معناداری بین روش های مختلف وجود نداشت لذا هرگونه اختلاف مشاهده شده در مؤلفههای نیروی عمودی عکس العمل زمین ناشی از تفاوت در روش های حمل کیف می باشد.
نتایج تحقیق حاضر نشان داد بین روش های مختلف حمل کیف هیچ گونه اختلاف معناداری در اوج نیروهای عکس العمل عمودی زمین در مراحل تماس پاشنه با زمین، میانه فاز استقرار و فاز پیشروی وجود ندارد. اسکامیلا و همکارانش در سال 2017 نشان دادند که روش های مختلف حمل کیف در اوج نیروهای عکسالعمل زمین تأثیر معناداری ایجاد نمی کند (24). از طرفی دیگر با بررسی نتایج مربوط به زمان رسیدن به اوج نیروهای عکس العمل زمین مشخص شد، در روش حمل کیف با یک دست در لحظه تماس پاشنه با زمین نسبت به سایر روش ها زمان رسیدن به اوج کمتر می باشد. هرچه زمان رسیدن به اوج کمتر باشد به این معنی است که شیب نمودار در لحظه تماس پاشنه با زمین بیشتر می شود (18). افزایش شیب باعث می شود توانایی سازگاری بدن برای تعدیل نیروها کاهش یابد و احتمال ریسک آسیب را افزایش می دهد (17, 18). بهمنظور بررسی دقیق تر اثرات کاهش زمان رسیدن به اوج نیروهای عکسالعمل زمین در لحظه تماس پاشنه با زمین از روش محاسبه نرخ بارگذاری استفاده می شود. همانطور که در قسمت روششناسی ذکر شد، نرخ بارگذاری عمودی بهعنوان شیب خطی است که لحظه تماس پاشنه با زمین تا اولین اوج نیروی عکسالعمل زمین در نظر گرفته می شود (18). در محاسبه نرخ بارگذاری دو عامل اوج نیروی عکس العمل عمودی و زمان رسیدن به آن از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. بهعبارتدیگر نرخ بارگذاری با اوج نیروی عکس العمل زمین در لحظه تماس پاشنه با زمین نسبت مستقیم و با زمان رسیدن به اوج نیروی عکس العمل زمین نسبت عکس دارد بهاینترتیب که افزایش نیروی عکس-العمل عمودی زمین در لحظه تماس پاشنه پا با زمین و کاهش زمان رسیدن به آن باعث افزایش نرخ بارگذاری می شود (18). در تحقیق حاضر تفاوتی بین روش های حمل کیف در نیروهای عمودی عکس العمل زمین مشاهده نشد اما در زمان رسیدن به اوج نیروهای عمودی عکس العمل زمین در لحظه تماس پاشنه پا با زمین مشاهده شد در نتیجه این تغییرات نتایج مربوط به مؤلفه نرخ بارگذاری نشان داد نرخ بارگذاری در شرایط حمل کیف با یک دست بهطور معناداری بیشتر از شرایط حمل کیف با یک شانه و حمل کیف بهصورت کوله پشتی می باشد. پژوهشگران مختلف نشان داده اند که هرچه بار خارجی به مرکز بدن نزدیک تر باشد، بازوی گشتاوری کمتر خواهد بود در نتیجه با حمل یک بار ثابت در شرایطی که بازوی گشتاوری بیشتر باشد گشتاور اعمال شده بر بدن بیشتر است (25). در شرایط حمل کیف با یک دست ازآنجاکه نسبت به سه روش دیگر کیف از مرکز بدن فاصله ای بیشتری دارد، لذا گشتاور بیشتری به بدن وارد می شود، به نظر می رسد همین قضیه باعث ریسک مفاصل اندام تحتانی و حتی ستون فقرات می شود. یکی دیگر از دلایل افزایش نرخ بارگذاری حین حمل کیف با یک دست می تواند ناشی از تغییر در موقعیت مرکز ثقل بدن به سمت راست و خارج و ایجاد ناپایداری بیشتر باشد که منجر به تغییر در الگوی توزیع نیروی عکس العمل عمودی در مرحله ی تماس پاشنه با زمین می شود (26). حمل کیف بهصورت نامتقارن مانند حمل کیف با یک دست باعث جابجایی مرکز ثقل می-شود، در نتیجه بدن با اتخاذ مکانیسم جبرانی فلکشن جانبی تنه به جابجایی مرکز ثقل پاسخ می دهد (27). تکرار این بارهای نامتقارن باعث اعمال نیروهای فشردگی و برشی بزرگتری بر مهره های ستون فقرات می شود (27, 28). از طرفی دیگر نشان داده شده است که بلند کردن نامتقارن بار استرس بسیار بیشتری نسبت به بلند کردن بار در صفحه فرونتال اعمال می کند (28). همچنین به نظر می رسد افزایـش وزن کولـه پشـتی مـی توانـد الگـوی توزیـع نیـرو را تغییـر دهـد و تغییـر در الگوی توزیع نیرو، پاسـچرهای نامناسـب و افزایـش ریسـک آسـیب هـای اسـکلتی- عضلانی در دانـش آمـوزان را به دنبال دارد (29-31). در تحقیق حاضر حمل کیف با یک دست هم جز حمل بهصورت نامتقارن طبقه بندی می شود و هم حمل بار در صفحه فرونتال می-باشد و لذا ترکیب این دو شرایط باهم ریسک آسیب مفاصل اندام تحتانی و ستون فقرات را بسیار زیاد می کند. با توجه به نتایج تحقیق حاضر به نظر می رسد حمل کیف باید بهصورت متقارن و نزدیک به خط میانی بدن باشد. لذا به دانشجویان و دانش آموزان توصیه می شود بههیچعنوان از حمل کیف بهصورت یکطرفه با یک دست استفاده نکنند.
از جمله محدودیت های این تحقیق می توان به مواردی چون عدم مطالعه در رابطه با مردان، عدم آگاهی کامل از شرایط روحی افراد شرکتکننده در مطالعه را اشاره کرد در تحقیق حاضر ازآنجاکه بر روی دختران انجام گرفت و به دلیل اختلاف آنتروپومتریک و بیومکانیکی موجود بین زنان و مردان، نتایج این تحقیق قابل تعمیم به کل جامعه نمی باشد. همچنین برای نتیجه گیری دقیق تر استفاده از داده های الکترومایوگرافی و داده های کینماتیکی توصیه می شود.
نتیجه گیری نهایی
نتایج تحقیق حاضر نشان داد که حمل نامتقارن کیف با یک دست باعث کاهش زمان رسیدن به اوج نیروی عکس العمل عمودی زمین و در نتیجه افزایش نرخ بارگذاری نسبت به سایر روش های حمل کیف می شود. به دانش آموزان و افرادی که با حمل کیف سروکار دارند توصیه می شود از روش های حمل کیف متقارن استفاده کنند. به نظر می رسد استفاده از روش های حمل کیف می-تواند به کاهش آسیب های عضلانی اسکلتی کمک بسزایی کند.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
تمامی اصول اخلاقی در این پژوهش رعایت شده است. کلیه ملاحظات اخلاقی و روش تحقیق بهصورت شفاف برای آزمودنی ها توضیح داده شد. سپس رضایتنامه آگاهانه از آزمودنی ها اخذ گردید.
حامی مالی
این پژوهش هیچگونه کمک مالی از سازمان های دولتی، خصوصی و غیرانتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
تمام مراحل پژوهش شامل ایده، جمعآوری داده ها، تحلیل و تفسیر داده ها، نگارش نسخه اولیه و تأیید نسخه نهایی مقاله، توسط نویسنده واحد انجام شده است.
تعارض
بنا بر اظهار نویسنده، این مقاله تعارض منافع ندارد.
فهرست منابع
1. Hudson S, Cooke C, Davies S, West S, Gamieldien R, Low C, Lloyd R. A comparison of economy and sagittal plane trunk movements among back-, back/front- and head-loading. Ergonomics. 2018;61(9):1216-1222. [DOI:10.1080/00140139.2018.1474267]
2. Zagrodny B, Ludwicki M, Wojnicz W. The influence of external additional loading on the muscle activity and ground reaction forces during gait. Applied Bionics and Biomechanics. 2021;2021:5532012. [DOI:10.1155/2021/5532012]
3. Al-Khabbaz YS, Shimada T, Hasegawa M. The effect of backpack heaviness on trunk-lower extremity muscle activities and trunk posture. Gait and Posture. 2008;28(2):297-302. [DOI:10.1016/j.gaitpost.2008.01.002]
4. Adeyemi AJ, Rohani JM, Rani MRA. Backpack-back pain complexity and the need for multifactorial safe weight recommendation. Applied Ergonomics. 2017;58:573-582. [DOI:10.1016/j.apergo.2016.04.009]
5. Korovessis P, Koureas G, Papazisis Z. Correlation between backpack weight and way of carrying, sagittal and frontal spinal curvatures, athletic activity, and dorsal and low back pain in schoolchildren and adolescents. Clinical Spine Surgery. 2004;17(1):33-40. [DOI:10.1097/00024720-200402000-00008]
6. Abdon APV, Moraes TEG, Prado M, dos Santos Vasconcelos R, Braga TSP, Ferreira TSP, Mont'Alverne DGB. Relationship between shoulder pain and weight of shoulder bags in young women. Motricidade. 2018;14(2-3):40-47. [DOI:10.6063/motricidade.13180]
7. Menezes LTD, Barbosa PHFDA, Costa AS, Mundim AC, Ramos GC, Paz CCSC, Martins EF. Baropodometric technology used to analyze types of weight-bearing during hemiparetic upright position. Fisioterapia em Movimento. 2012;25(1):583-594. [DOI:10.1590/S0103-51502012000300014]
8. Sahrmann S, Azevedo DC, Van Dillen L. Diagnosis and treatment of movement system impairment syndromes. Brazilian Journal of Physical Therapy. 2017;21(6):391-399. [DOI:10.1016/j.bjpt.2017.08.001]
9. Lederman E. Neuromuscular rehabilitation in manual and physical therapies: Principles to practice. London: Churchill Livingstone; 2010. [DOI:10.1016/B978-0-443-06969-7.00014-0]
10. Chow DHK, Hin CKF, Ou D, Lai A. Carry-over effects of backpack carriage on trunk posture and repositioning ability. International Journal of Industrial Ergonomics. 2011;41(5):530-535. [DOI:10.1016/j.ergon.2011.04.001]
11. Phonpichit C, Chansirinukor W, Akamanon C. The response of the body when carrying a handbag. Work. 2016;55(3):673-678. [DOI:10.3233/WOR-162429]
12. Alami A, Lael-Monfared E, Teimori-Boghsani G, Fouladi B, Jafari A. A study of features of backpack carrying methods by schoolchildren: a population-based study. Journal of Pediatric Perspectives. 2018;6(11):8517-8525.
13. Talar I, Hasiński K, Semmad PA, Zagrodny B. Influence of an asymmetrical load on ground reaction forces during gait. Russian Journal of Biomechanics. 2019;23(4):557-565. [DOI:10.15593/RJBiomech/2019.4.06]
14. Zawadka M, Kochman M, Jablonski M, Gawda P. Effects of external light load on posture and foot pressure distribution in young adults: a pilot study. International Journal of Industrial Ergonomics. 2021;82:103102. [DOI:10.1016/j.ergon.2021.103102]
15. Anwer S, Li H, Antwi-Afari MF, Umer W, Mehmood I, Wong AYL. Effects of load carrying techniques on gait parameters, dynamic balance, and physiological parameters during a manual material handling task. Engineering, Construction and Architectural Management. 2022;29(9):3415-3438. [DOI:10.1108/ECAM-03-2021-0245]
16. Castro MP, Figueiredo MC, Abreu S, Sousa H, Machado L, Santos R, Vilas-Boas JP. The influence of gait cadence on the ground reaction forces and plantar pressures during load carriage of young adults. Applied Ergonomics. 2015;49:41-46. [DOI:10.1016/j.apergo.2015.01.004]
17. Zadpoor AA, Nikooyan AA. The relationship between lower-extremity stress fractures and the ground reaction force: a systematic review. Clinical Biomechanics. 2011;26(1):23-28. [DOI:10.1016/j.clinbiomech.2010.08.005]
18. Crowell HP, Davis IS. Gait retraining to reduce lower extremity loading in runners. Clinical Biomechanics. 2011;26(1):78-83. [DOI:10.1016/j.clinbiomech.2010.09.003]
19. Cheung RT, Davis IS. Landing pattern modification to improve patellofemoral pain in runners: a case series. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy. 2011;41(12):914-919. [DOI:10.2519/jospt.2011.3771]
20. Davis IS, Bowser BJ, Hamill J. Vertical impact loading in runners with a history of patellofemoral pain syndrome. Medicine and Science in Sports and Exercise. 2010;42(5):682. [DOI:10.1249/01.MSS.0000385903.65728.85]
21. Faul F, Erdfelder E, Lang AG, Buchner A. G*Power 3: A flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences. Behavior Research Methods. 2007;39(2):175-191. [DOI:10.3758/BF03193146]
22. Zhou N, Yan J, Zhou J. Effects of different loads schoolbags on body posture of elementary students. China Leather. 2016;45(2):69-73.
23. Robertson DGE, Caldwell GE, Hamill J, Kamen G, Whittlesey S. Research methods in biomechanics. Champaign: Human Kinetics; 2013. [DOI:10.5040/9781492595809]
24. Escamilla-Galindo VL, Estal-Martínez A, Adamczyk JG, Brito CJ, Arnaiz-Lastras J, Sillero-Quintana M. Skin temperature response to unilateral training measured with infrared thermography. Journal of Exercise Rehabilitation. 2017;13(5):526-532. [DOI:10.12965/jer.1735046.523]
25. Oatis CA. Kinesiology: The mechanics and pathomechanics of human movement. 2nd ed. Philadelphia: Lippincott Williams and Wilkins; 2009.
26. Simonetti E, Bergamini E, Vannozzi G, Bascou J, Pillet H. Estimation of 3D body center of mass acceleration and instantaneous velocity from a wearable inertial sensor network in transfemoral amputee gait: a case study. Sensors. 2021;21(9):3129. [DOI:10.3390/s21093129]
27. Awrejcewicz J, Byczek S, Zagrodny B. Influence of the asymmetric loading of the body during the walk on the temperature distribution. Acta Bio-Optica et Informatica Medica. Biomedical Engineering. 2012;18(2):-.
28. DeVita P, Hong D, Hamill J. Effects of asymmetric load carrying on the biomechanics of walking. Journal of Biomechanics. 1991;24(12):1119-1129. [DOI:10.1016/0021-9290(91)90004-7]
29. Oliaei F, Jafarnezhadgero A, Fatahi A, Khezri D. The effect of using backpacks with different weights on plantar kinetics and balance variables among adolescent females during walking. Iranian Journal of Rehabilitation Research. 2024;10(2):1-9.
30. Piri E, Jafarnezhadgero A, Stålman A, Alihosseini S, Panahighaffarkandi Y. Comparison of the ground reaction force frequency spectrum during walking with and without anti-pronation insoles in individuals with pronated feet. Journal of Sport Biomechanics. 2025;11(1):20-33. [DOI:10.61186/JSportBiomech.11.1.20]
31. Khazaei G, Ilbeigi S, Saghebjoo M, Farjad Pezeshk A. Effects of a 6-week TRX training program with and without curcumin supplementation on ground reaction forces and center of pressure in overweight women with nonspecific chronic low back pain. Journal of Sport Biomechanics. 2026;12(2):264-285. [https://doi.org/10.61882/JSportBiomech.12.2.264]
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
تماس با ما
فصلنامه بیومکانیک ورزشی
همدان،شهرک مدنی، بلوار امام خمینی(ره)، بلوار پروفسور موسیوند، مجتمع دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان، معاونت پژوهش و فناوری، دفتر مجلات علمی
صندوق پستی: 734
تلفن دفتر نشریه: 08134494042
وبسایت: http://biomechanics.iauh.ac.ir
ایمیل: sportbiomechanics@iauh.ac.ir
