文摘
本研究旨在探索下肢的生物力学特点在三个典型的瑜伽演习。总共有13个经验丰富的女性瑜伽从业者招募在当前的研究中;他们都是认证的瑜伽联盟。三维运动捕捉系统10相机结合四个同步力板被用来收集下肢的运动学和地面反作用力而参与者执行新月弓箭步姿势,战士II姿势,和三角形构成。单向重复方差分析是用于探索之间的差异三个瑜伽动作,将和意义 。执行的三角形构成最大的髋关节的活动度(ROM) ( ),膝盖( ),和脚踝( )在矢状面和髋部( ),膝盖( ),和脚踝( )在额叶平面三个演习( )。没有发现显著差异的髋关节和踝关节的时刻在三个演习( )。膝关节旅行到9.5°的扩展和轻微的内收1.94°同时表达最大的膝关节内收的时刻( )在三角形构成。角分布的脉冲的下肢关节显示髋关节贡献最显著的矢状面和额飞机三个瑜伽演习( ),从51.67%到70.56%不等。结果表明,三角形构成可能优于其他两个策略,改善髋关节ROM,力量,和动态稳定。然而,膝盖受伤如骨关节炎(OA)应该考虑,因为大伸膝角和内收肌的时刻。
1。介绍
印度瑜伽是一种身心锻炼发达,在世界范围内已经得到普及(1,2]。这个练习可以通过缓慢的运动特征,大量运动范围当参与者站,坐,仰卧或倾向3]。练习瑜伽已经验证增加肌肉力量,关节的灵活性(4),和关节活动度(ROM) (5];改善平衡、协调(6),和感知到的压力和抑郁2];骨关节炎(OA)患者和减轻疼痛(7]。
尽管瑜伽演习的潜在好处,件伤害也应该被考虑。Fishman et al。8)提出,长期不正确的瑜伽姿势可能导致背部疼痛和下肢肌肉和韧带拉伤。王桂萍et al。7瑜伽)表示,演习可能会影响下肢关节的对齐,这可能导致膝盖受伤。许多研究在当前文学探索瑜伽伤害的危险因素,可能与贫困瑜伽技巧,正确对齐,以前受伤历史,多余的努力,和瑜伽教练的指令(不足8,9]。在米尔斯et al。5),利用动作捕捉系统和力板块探讨踝关节ROM和时刻不同的瑜伽演习,量化瑜伽演习的运动学和动力学的研究和探索瑜伽身体损伤的可能机制仍缺乏。
儒伯和詹姆斯10)描述了57基本瑜伽演习的基础上传统Iyengar瑜伽,其中一些变体可以推导出11]。不同的瑜伽演习可以有不同的对体育锻炼的影响和损伤机制12]。根据一项研究建议,桑拿瑜伽优提高灵活性,力量,和平衡(4];alignment-based瑜伽锻炼对膝关节OA(可能更有效7]。即便如此,根据目前的报告,没有研究已经进行调查这些典型的生物力学差异瑜伽演习。
因此,本研究旨在探索下肢的生物力学特点在三个代表瑜伽演习,也就是说,一弯弓箭步姿势(Halasana),勇士II (Virabhadrasana II),和三角形(伸展)。这三个典型的瑜伽演习是常见的在不同风格的瑜伽和被教导为初学者入门策略在很多哈塔瑜伽和作为中间步骤更高级瑜伽演习(13,14]。
我们假定这些瑜伽演习的生物力学特性是不同的。三角形构成可能有最大的关节角和较高的时刻,这是优于其他两个瑜伽演习,提高下肢关节角,降低下肢受伤的风险。当前研究的结果有助于确定损伤的潜在机制在瑜伽锻炼和帮助参与者提高他们的技能,以防止受伤。
2。方法
2.1。参与者
13个有经验的女性瑜伽从业者招募在当前的研究中(年龄 ,身体的高度 ,身体质量 ,和实践经验 )。这些从业者都是认证的瑜伽Alliance-accredited 200小时哈达瑜伽教师培训课程的最低5年的教学经验(15]。参与者将被排除在外,如果他们有肌肉骨骼和/或其他医疗条件前的前6个月的研究。实验是大学伦理委员会批准,所有参与者在实验开始之前签署知情同意。
2.2。数据采集
所有的参与者被要求改变成一个贴身的西装,然后,身体测量身高和体重。45反光标记(14毫米直径)放在解剖标志的参与者根据Plug-in-Gait集(16]。研究的参与者进行了10分钟热身时选择17(即。,practice Sun Salutations or other yoga postures) and familiarise themselves with the data collection environment and protocols to ensure that participants move at a comfortable level of mobility.
三维运动捕捉系统10相机(Vicon MX-13,牛津指标,牛津大学,英国)被用来获得标记轨迹采样率为100 Hz。9287 C我们同步四个力平台(基斯特勒公司,温特图尔,瑞士)嵌在中间的测试区域按照先前的研究;力板被设定为1000赫兹的频率(5,18]。
在数据收集、从业人员被要求站在盘子的力,和一个静态标定试验记录。在校准系统,研究人员将进行动态校准使用t型魔杖(240毫米)和三个反光标记。在练习瑜伽一个典型的操纵和标准化研究中,参与者执行赤脚,他们被随机抵消订单三个瑜伽演习。所有的实践开始从下犬式和以自然速度回到下犬式,和每个实践组成的分离与休息下犬式(图5次深呼吸1)。
2.3。减少数据和统计分析
左右腿的参数收集,但只占主导地位的腿被建模的数据计算和分析所需的变量使用Vicon Nexus(1.8版本,牛津指标、牛津大学,英国)。占主导地位的腿是由踢球19]。开始和结束数据收集得到的运动周期通过检查发出的力矢量力板和位置的虚拟标志。每一个运动周期试验时间正常化时间基础上100%的减轻每个人的不同速度的影响使用自定义算法(美国纳蒂克MATLAB, MathWorks) [20.]。角度在矢状面和额计算获得的飞机来自Plug-in-Gait模型,预测联合中心的臀部、膝盖,和脚踝Vicon Nexus (v1.8)找到最大和最小的角度在每个试验中,然后,在ROM计算范围。原始运动数据的平击力板与6赫兹过滤二阶巴特沃斯低通滤波器。所需的运动数据建模计算变量Vicon联系;利用逆动态模型来计算动力学参数。角脉冲通过计算得到各关节的关节力矩的积分在矢状面和额叶的飞机。它是表示为全角之和冲动(Nm /千克)的一个运动周期。五个成功的正常试验的资料是平均为每个参与者获得一个总体均值。
2.4。统计分析
所有数据被当作平均值和标准偏差。Shapiro-Wilk测试用于测试的正态分布。单向重复方差分析是用于探索之间的差异三个瑜伽动作。Bonferroni事后测试进行了比较具体的差异。所有变量进行了分析使用SPSS软件22日(美国SPSS Inc .,芝加哥,IL)。统计学意义是 。
3所示。结果
3.1。下肢关节角
三个瑜伽运动开始在同一初始瑜伽姿势,和所有三个关节在额叶和矢状面开始在同一关节角(表1)。
瑜伽运动的ROM是90.5°臀部、膝盖83.3°,和48.7°的踝关节在矢状面和54.8°的臀部、膝盖44.9°,和4.8°的脚踝正面图。分析个人瑜伽运动时,我们观察到三角形构成了重要的和最大的ROM臀部(90.5°),(68.8°),膝盖和踝关节在矢状面(46.4°)( )膝盖和臀部(54.8°),(42.4°),和脚踝正面图(4.8°)( )在三个瑜伽演习。因此,进入所需的三角形构成最罗两架飞机的三个关节。
3.2。下肢关节力矩
3.2.1之上。矢状面
没有发现显著差异的臀部屈肌力矩在整个运动周期( ):刺(1.90 Nm /公斤),勇士II (1.45 Nm /公斤),和三角形(1.38 Nm /公斤)。虽然在膝关节伸肌力矩在场,膝盖扩展角度只能取得执业三角形构成,9.5°的扩展。此外,没有跖屈肌力矩产生的瑜伽运动( ,表2)。
3.2.2。正面图
髋关节内收时刻观察表明,无显著差异的三角形(0.85 Nm /公斤),刺(0.69 Nm /公斤),和战士II (0.62 Nm /公斤)( )姿势。膝关节的三角形构成旅行到轻微的内收1.94°,表达最大的膝关节内收的时刻(0.30 Nm /公斤)与刺(0.06 Nm /公斤)和战士II (0.07 Nm /公斤)。值得注意的是,三角形构成是唯一的姿势,能产生显著的膝内收时刻运动的起始后大约40%的运动周期。脚踝内收肌的时刻和翻转力矩峰值相似的三个策略( ),0.06 Nm /公斤的战士II姿势和0.07 Nm /公斤的突进和三角形构成(表2)。
3.3。下肢角的冲动
在下肢的目视检查分布角冲动,我们发现髋关节最在很大程度上造成了三个研究瑜伽演习在矢状面和额飞机( ),从角脉冲总数的51.67%至70.56%。没有发现显著差异的踝关节总角脉冲在矢状面和额飞机( )。然而,膝盖共享负载在每个姿势(表不同3)。
4所示。讨论
这项研究是第一个定量调查三个基本瑜伽演习由描述相关的动力学和运动学臀部、膝盖和脚踝关节在瑜伽从业者。研究结果表明刺和战士二世提出了遵循类似的关节角,关节力矩,和角脉冲模式,而三角形构成获得最大的ROM所有关节在矢状面和额叶的飞机。
4.1。下肢关节角
当检查瑜伽运动对关节角模式,有限罗在膝盖和脚踝关节角刺和战士之间的二世姿势。值得注意的是,膝关节达到最大弯曲角度73.8°,67.7°的突进和战士II姿势,分别。这些演习是典型的瑜伽培训手册中描述有90°弯曲;因此,目前的研究发现,16.2%至22.3%是低于传统瑜伽课指示。这个结果部分支持我们的假设,这说明,即使是专家不执行运动,因为它是理想的描述和指示。
三角形构成实践发现,有别于其他选定的姿势,因为它表达了最大的罗三个关节在矢状面和额叶的飞机。练习三角构成导致膝盖扩展对其基线平均9.5°,和增加扩展已被证明是显著相关,前交叉韧带撞击在受伤的膝盖21]。相反,过伸的膝盖也导致了过度紧张斜腘韧带和后交叉韧带22]。因此,即使对于瑜伽专家,重要的是要避免过伸和相关在弯曲膝盖受伤的膝盖三角形构成(9,23]。
膝内收角度减少可能导致髌骨软骨体积在外翻膝OA患者(24]。我们发现膝关节的三角形构成实践旅行到轻微的内收1.9°,这是唯一的策略显示膝关节内收。因此,那些遭受膝盖内侧间室OA应该警告在追求三角形瑜伽姿势(25]。没有明显的关节角或时刻增加踝关节,研究表明,瑜伽姿势没有改善动态稳定健康的参与者中利用脚踝平衡策略(26]。
4.2。下肢关节力矩
练习三角构成也可以关注弱势群体,比如那些患膝OA。降低膝盖外展的时刻能减少膝盖疼痛,膝关节OA的进展与内转矩增加1%(增长了6.46倍25]。膝OA患者有显著降低等速髋部外展肌力量。那些患有膝关节OA增加髋关节外展时刻防止退化的关节囊27]。但是,没有瑜伽演习,检查了在目前的研究中,显示髋关节外展的时刻(28]。因此,研究策略与髋关节外展的时刻或探索各种教学语言来鼓励髋部外展肌力量的三角形构成,减少膝关节内收的时刻,保护那些膝关节OA在未来的研究建议。
减少下肢外展、内收肌联合时刻也发现普遍在老年人29日),这降低了强度下降的风险更高(有关30.]。伟大的髋关节内收的时刻出现在瑜伽运动可能表明,瑜伽的练习可以考虑未来的研究关于培训机制,减少跌倒,从而提高动态稳定性(31日]。
平均而言,瑜伽表示更大的全髋ROM和臀屈肌的时刻与日常生活活动(ADL) [3,32),这表明瑜伽应该进一步研究作为一个潜在的培训方式提高日常步态(28,33,34]。此外,膝盖绑架角度和外展时刻在ADL的瑜伽比(30.]。因此,这一点应该牢记当考虑瑜伽作为膝关节疾病的治疗或康复方法(35,36]。
瑜伽征求额平面髋关节时刻与膝盖健康和动态稳定性(37]。未来的研究应该关注征集更多绑架时刻膝盖促进整体健康。
4.3。下肢角的冲动
臀部贡献51.67% - -70.56%角脉冲的下肢在所有三个瑜伽动作与膝盖和脚踝相比,这表明瑜伽可能的臀部有强烈的训练效果,可以改善臀部力量和罗高臀部加载瑜伽可以有利于那些依赖臀部策略动态稳定步态(38,39]。它的特点是大扰动对身体运动,特别是摇摆的臀部。的发现是特别有趣的老年人步态期间利用臀部策略而不是脚踝策略(28]。因此,练习瑜伽应该建议老年人维持姿势稳定(26),给那些有高的可能性下降(40),那些患有受损和糖尿病周围神经病变的感觉在脚踝和脚36,41]。
矢状面代表的脚踝贡献大约26.27%的贡献角度的冲动。踝关节背屈和plantarflexion强度负相关历史的瀑布在老年人26,32,39]。这一发现进一步表明,老年人应该考虑练习瑜伽来改善姿势稳定的潜在应用在髋关节和踝关节加强中老年人;然而,它在健康个体可能是不够的。
目前的研究也有一些局限性。首先,从这项研究中获得的运动模式是只适用于下肢的健康女性瑜伽老师。其次,当使用永恒的制造商收集动作捕捉的,皮肤,衣服,和脂肪组织可能会导致工件运动,从而创建错误的计算联合中心。尽管上述可能的本研究的局限性,瑜伽运动的运动模式可以作为未来应用基础研究和临床应用患有疾病。
5。结论
本研究提出突进和战士二世提出了共享类似的关于关节角运动模式,联合的时刻,和角脉冲。三角形构成可能优于其他两个策略,改善髋关节ROM,力量,和动态稳定。然而,膝盖受伤如OA应注意由于大型膝伸肌和内收肌的时刻。这些发现将有助于从业者练习瑜伽时,使用基于科学证据。
数据可用性
和/或使用的数据集分析在当前研究可从相应的作者在合理的请求。
的利益冲突
没有报告的作者潜在的利益冲突。
作者的贡献
伊丽莎白Whissell和Lin Wang co-first作者。
确认
这项工作得到了国家自然科学基金(11572202)。