Ankle and midfoot kinetics during normal gait: A multi-segment approach

Dixon, Philippe C.; Böhm, Harald; Döderlein, Leonhard

doi:10.1016/j.jbiomech.2012.01.001

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“…The ankle joint torque and power are common indicators in the human gait dynamics analysis [8,11]. For a one-segment foot model, based on the application of the angular momentum theorem on the foot segment, the ankle joint torque can be formulated as…”

Section: Kinematics and Dynamics Formulationmentioning

confidence: 99%

“…Our experimental results show that while the order of magnitude of the inertial effects are 10 −1 N.m, the moment of the ground contact forces could be as big as 100 N.m. As a result, for those type of analyses with specific interest on the ankle torques, foot segmentation does not influence the results. In [8], this was shown by experimental results based on the motion capture data and not a solid dynamic analysis for the justification. Our study suggests that multi-segment foot models do not bring much accuracy to the ankle dynamics but to the inter-segment kinematics and joint dynamics.…”

Section: Ankle Dynamics and Energeticsmentioning

confidence: 99%

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Effects of foot modelling on the human ankle kinematics and dynamics

Gholami

Vilà

Kövecses

et al. 2015

Mechanism and Machine Theory

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In this study, effects of some of the foot modelling assumptions on the ankle kinematics and dynamics are investigated based on the experimental data. For the kinematics analysis, the appropriateness of the stationary axis of rotation of the human ankle flexion is examined. Moreover, an interpolated function which is capable of predicting the directional changes of this axis is proposed. For the dynamics analysis, two main modelling assumptions of the number of the foot segments and the dimension of the foot model are the subject of the study. To this end, the ankle joint torque and power are selected as the comparison indicators and inverse dynamics analyses are carried out. The analyses show that the number of segments of the foot model does not have a considerable effect on the calculated ankle joint torque. On the other hand, the calculated ankle power is highly affected by both of the segmentation and the dimension of the foot model.

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Section: Kinematics and Dynamics Formulationmentioning

confidence: 99%

Section: Ankle Dynamics and Energeticsmentioning

confidence: 99%

Effects of foot modelling on the human ankle kinematics and dynamics

Gholami

Vilà

Kövecses

et al. 2015

Mechanism and Machine Theory

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“…In general, the first two have the same problems in being computationally and economically expensive, and they often require a sophisticated clinical laboratory [21] [22]. On the other hand, wearable sensors, e.g., accelerometers (such as those used in this work), have the following advantages without losing precision in the measurement: they are small and inexpensive, have low-computational cost, are easy to adjust, and can perform measurements in any environment [23]- [28].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Human Gait Kinematic Measurement

María¹,

Pablo²

2017

OJO

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This study presents the measurement of the angular position and acceleration during the leg gait and the data fitting using Fourier series to parameterize the measurements obtained through accelerometers. The sensor reference is the gravity direction for the three axes that is converted into angular position and acceleration data. For this study, measurements were made in the femoral area of a human leg. The curves were obtained based on Fourier series, and though a homologation made to their harmonics, we obtained ordinary differential equations (ODEs) that parameterize these curves. The curves were approximated using six harmonics, resulting in six ODEs. The summed solutions of the ODEs represent the angular position or inclination of the leg during a walk step. The first and second derivative of the ODEs means the velocity and the acceleration of the leg movement. These types of tools are required in different research subjects such as health, entertainment, and engineering.

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“…Recientemente se ha puesto de manifiesto la necesidad de estudiar no sólo la cinemática, sino también la cinética del pie, por ser una herramienta importante para identificar, valorar y tratar las deformidades del pie (D A. Bruening et al 2012;Dixon et al 2012). Varios trabajos en la literatura han utilizado modelos de la pierna considerando el pie como un único segmento, para el estudio de la cinética de tobillo, bien en pies con patologías o para valorar efecto de un tratamiento Chopra et al 2014).…”

Section: Modelos Para El Análisis Dinámico De Las Articulaciones Del Pieunclassified

“…En los últimos años ha habido un creciente interés en el estudio de la biomecánica de las articulaciones del pie Bruening et al 2012a), en cuanto que el estudio de la cinética ha demostrado ser una importante herramienta para la identificación, evaluación y tratamiento de trastornos de los pies (Bruening et al 2012a;Dixon et al 2012). En este sentido, es habitual asociar el grado de pronacion/supinación del pie con una incorrecta función del miembro inferior que lo predispone a lesionarse (Telegbal 2015), lo que hace interesante el análisis comparativo de la cinética del pie en función del grado de pronación/supinación.…”

Section: Introductionunclassified

Influencia de la postura del pie sobre la rigidez de la columna medial durante la marcha

Sales¹

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Als meus pares i al meu germà, sou i sereu el millor exemple AgradecimientosLlegados a este punto, es momento de dar las gracias a todas las personas que de una manera u otra han sido partícipes de que esta tesis llegue a buen puerto. Espero no olvidar a nadie.A mis directores, A Ximo por aceptar el reto de dirigir a un podólogo, por guiarme en todo momento, sobre todo cuando más perdido estaba, por enseñarme tanto durante este tiempo y por tu paciencia infinita. Sin ti no puedo imaginar esta tesis.A Javi, al que considero un referente en podología. Ha sido una suerte contar contigo en este proyecto.Agradecimiento muy especial a Alba, por tu trabajo en la implementación del modelo y tu ayuda y apoyos continuos durante todo el proceso de la tesis.A todos los sujetos que han participado en los experimentos. La realidad es que sin vuestros pies esta tesis no hubiera sido posible.Al grupo de investigación de Biomecánica y Ergonomía, por recibirme con los brazos abiertos desde el primer día.A mis compañeros de la Clínica Podológica de la Universitat de València. Trabajar con vosotros me hace crecer como podólogo.A mi familia. A mis padres, mi hermano y a Helena, por acompañarme y animarme en todo lo que hago. También sois parte de este trabajo. ResumenEsta tesis se presenta como un compendio de publicaciones encaminado a la caracterización de la dinámica de las articulaciones de la columna medial del pie (tobillo y articulaciones mediotarsiana y metatarsofalángica) con diferente índice postural.La revisión del estado del arte pone de manifiesto la escasez de trabajos que analicen las articulaciones del pie, más allá del tobillo, y que los existentes son poco sistemáticos debido a la complejidad del problema y con alta variabilidad en los resultados por su reducido tamaño muestral. Para reducir la complejidad, en otras articulaciones se ha propuesto el uso de la reducción dimensional o el estudio de la rigidez dinámica. Finalmente, es interesante estudiar la relación entre la postura estática del pie y la dinámica del pie durante la marcha, por la facilidad de uso en clínica de dicho indicador.La caracterización dinámica del pie con índice postural normal, altamente supinado y altamente pronado, se ha realizado atendiendo a diferentes métodos. En primer lugar se utiliza la representación tradicional de evolución temporal de rotaciones y momentos articulares en los tres planos de movimiento, arrojando intervalos de confianza más estrechos que los reportados previamente en la literatura. Asimismo se dan valores de los parámetros descriptivos de estas curvas, los cuales han permitido identificar tres patrones de marcha en pies con índice postural normal, y se proporcionan ecuaciones para su clasificación. En particular, se incide en la descripción de la articulación mediotarsiana, con curvas bastante diferentes en cada plano de movimiento, momentos dorsiflexores considerablemente mayores en el plano sagital, y rotaciones muy estables en los planos frontal y transverso durante el periodo de apoyo medio.La caracterización ...

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Ankle and midfoot kinetics during normal gait: A multi-segment approach

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Effects of foot modelling on the human ankle kinematics and dynamics

Effects of foot modelling on the human ankle kinematics and dynamics

Human Gait Kinematic Measurement

Influencia de la postura del pie sobre la rigidez de la columna medial durante la marcha

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