Mis on kõnnaku biomehaanika?

Mõiste “kõnni biomehaanika” viitab füsioloogiliste funktsioonide summale, mis ühinevad, võimaldades kehal kõndida või joosta teatud mustri järgi. Jooksmise või kõndimise biomehaanikat uurides vaatleb teadlane keha kui masinat ning kasutab füüsikateaduse ja mehaanika põhimõtteid, et analüüsida, kas kõnnak on normaalne ja tervislik või ebanormaalne ja kahjulik. Liikumisuuringud keskenduvad tavaliselt kõnnaku biomehaanika kahele erinevale aspektile: liikumisega seotud kinemaatika ja sama liigutustega seotud kineetika.

Igal füüsilisel kehal on iseloomulik seismise ja liikumise stiil. Kinemaatika uurimine puudutab seda liikumisstiili; see keskendub kehahoiakule, sellele, kuidas jalad kõiguvad, kuidas puusad ja vaagnad painduvad ning kas varbad on kõnni ajal suunatud üles või ette. Põlve sirutamine ja pöörlemine ning see, kas jalad on kumerad või lamedad, on kinemaatikas uuritud kõnnaku mehaanilised omadused. Kineetikauuringud keskenduvad aga ainult kõnnaku füüsikale, mõõdetakse kõnnikiirust, kuidas gravitatsioon kõnni või jooksu ajal keha tõmbab ja kui suure jõuga jalg vastu maad põrkab. Kõnnaku biomehaanika seda valdkonda uurides märgivad teadlased ka seda, kui palju lööke jalad, jalad, liigesed ja luud iga sammuga neelavad ning kas see šokk mõjutab oluliselt kõnnikiirust.

Kuigi kõnnaku biomehaanika eksperdid saavad kineetika ja kinemaatika visuaalseks jälgimiseks kasutada silmi ja kaameraid, toetuvad paljud teadlased keerukatele seadmesüsteemidele. Jõuplatvorm, mis sarnaneb jooksulindile, on tavaline seade, mida kasutatakse kõnnaku uurimiseks. See salvestab, kui kõvasti ja kiiresti inimene kõnnib või jookseb.

Platvorme kasutatakse sageli laborites katsealustel, kellel on nii terve kui ka ebatervislik kõnnak. Muud kõnnaku biomehaanika uurimisel kasutatavad mõõteseadmed hõlmavad jalglülitid, mis kinnituvad inimese talla külge kiiruse mõõtmiseks, ja otseliikumise süsteemid, mis kasutavad jõu ja kiiruse mõõtmiseks vöörihma külge kinnitatud rihmarattaid. Lisaks saavad elektromüograafiasüsteemid kasutada lihaste aktiivsuse analüüsimiseks elektroode.

Kõnnakuuuringud võivad olla abiks inimestele, kellel on olnud puusaluu murd, põlveoperatsioon või kõõluste ja sidemete rebend. Taastusravi ajal saavad terapeudid kasutada teadmisi kõnnaku biomehaanika kohta, et parandada kõnniprobleeme taastuvatel patsientidel. Mõnikord võib operatsioon, vigastus või lihtsalt ebaõige vorm muuta kõnnaku biomehaanikat, põhjustades keha südamiku liiga ettepoole kaldumist või jalgade liigset pöörlemist. Liigne pöörlemine või liigne sirutamine mis tahes kehaosas jooksmise või kõndimise ajal võib põhjustada lihaste ülekoormust, liigset energiatarbimist ja vigastuste kordumist.