Розуміння впливу окремих навантажень рюкзака з певною тривалістю носіння на показники максимальних зусиль під час пішої ходьби у хлопчиків шкільного віку
DOI:
https://doi.org/10.17309/jltm.2024.5.3.08Ключові слова:
рюкзак, перший пік, сила, цикл ходи, перенесення навантаження, другий пік, піша ходьбаАнотація
Історія питання. Рюкзаки зазвичай використовуються учнями для перенесення шкільного приладдя. Однак збільшення обсягів навантаження рюкзака може призвести до негативного впливу на стан здоров’я та поставу, зокрема, через зміну динаміки ходи. Показник максимальних зусиль є критично важливою змінною в контексті розуміння механіки ходи, на яку суттєво впливають навантаження під час носіння. Тому вкрай важливо дослідити зміни показників максимальних зусиль при різних (зростаючих) навантаженнях рюкзака і тривалості його носіння.
Мета дослідження. Метою дослідження було вивчити вплив різних обсягів навантажень рюкзака під час носіння протягом різної тривалості на показники зусиль, що виникають на першому та другому пікових значеннях тиску лівої та правої стоп під час циклу пішої ходьби у хлопчиків шкільного віку.
Матеріали та методи. Суб’єктами дослідження були особи (n = 85) віком від 10 до 12 років з Національного столичного регіону Делі, яких було відібрано за методом рандомізації. Показники зусиль на першому та другому піках вимірювали за допомогою платформи для визначення тиску ZebrisInc, що підтримується програмним забезпеченням Win FDM-S (Німеччина). Проаналізовано п’ять умов навантаження рюкзака, а саме: B1 = навантаження рюкзака 0 % від маси тіла (без додаткової ваги в рюкзаку); B2 = навантаження рюкзака 8 % від маси тіла; B3 = навантаження рюкзака 12 % від маси тіла; B4 = навантаження рюкзака 16 % від маси тіла; і B5 = навантаження рюкзака 20% від маси тіла, на п’яти наступних записах часу: T1 = запис на нульовій хвилині ходьби; T2 = запис на п’ятій хвилині ходьби; T3 = запис на десятій хвилині ходьби; T4 = запис на п’ятнадцятій хвилині ходьби; T5 = запис на двадцятій хвилині ходьби. Статистичний аналіз включав оцінку середнього значення, стандартного відхилення, коефіцієнта варіації та t-співвідношення. Рівень значущості t-критерію становив 0,05.
Результати. Результати дослідження показали, що збільшення обсягів навантаження рюкзака призводить до зростання показників максимальних зусиль як на першому, так і на другому піках циклу ходи. Під час першого піку права стопа розвивала підвищені показники сили, тоді як на другому піку домінувала ліва стопа. Крім того, встановлено, що тривале носіння навантаження також призводить до збільшення максимальних зусиль. T-критерій на основі парної вибірки виявив значні відмінності між першим і другим піками, із середньою різницею — 14,402 Н (p = 0,002) для першого піку і 4,860 Н (p = 0,001) для другого піку.
Висновок. За результатами дослідження було визначено, що збільшення навантаження рюкзака значно підвищує середнє значення максимальних зусиль під час пішої ходьби, що може призвести до порушення постави та асиметрії ходи. Отримані дані свідчать про необхідність регулювання навантаження рюкзака з метою запобігання виникненню потенційних проблем з опорно-руховим апаратом у дітей.
Завантаження
Посилання
Pascoe, D. D., Pascoe, D. E., Wang, Y. T., Shim, D.-M., & Kim, C. K. (1997). Influence of carrying book bags on gait cycle and posture of youths. Ergonomics, 40(6), 631-640. https://doi.org/10.1080/001401397187928 DOI: https://doi.org/10.1080/001401397187928
Sheir-Neiss, G. I., Kruse, R. W., Rahman, T., Jacobson, L. P., & Pelli, J. A. (2003). The association of backpack use and back pain in adolescents. Spine, 28(9), 922-930. https://doi.org/10.1097/01.BRS.0000058725.18067.F7 DOI: https://doi.org/10.1097/01.BRS.0000058725.18067.F7
Castro, M., Abreu, S., Sousa, H., Machado, L., Santos, R., & Vilas-Boas, J. P. (2013). Ground reaction forces and plantar pressure distribution during occasional loaded gait. Applied Ergonomics, 44(3), 503–509. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2012.10.016 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apergo.2012.10.016
Pau, M., Mandaresu, S., Leban, B., & Nussbaum, M. A. (2015). Short-term effects of backpack carriage on plantar pressure and gait in schoolchildren. Journal of Electromyography and Kinesiology, 25(2), 406-412. https://doi.org/10.1016/j.jelekin.2014.11.006 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jelekin.2014.11.006
Knapik, J., Harman, E., & Reynolds, K. (1996). Load carriage using packs: A review of physiological, biomechanical and medical aspects. Applied Ergonomics, 27(3), 207-216. https://doi.org/10.1016/0003-6870(96)00013-0 DOI: https://doi.org/10.1016/0003-6870(96)00013-0
Knapik, J. J., Reynolds, K. L., & Harman, E. (2004). Soldier Load Carriage: Historical, Physiological, Biomechanical, and Medical Aspects. Military Medicine, 169(1), 45-56. https://doi.org/10.7205/milmed.169.1.45 DOI: https://doi.org/10.7205/MILMED.169.1.45
Macias, B. R., Murthy, G., Chambers, H., & Hargens, A. R. (2008). Asymmetric Loads and Pain Associated with Backpack Carrying by Children. Journal of Pediatric Orthopaedics, 28(5), 512-517. https://doi.org/10.1097/bpo.0b013e31817d8143 DOI: https://doi.org/10.1097/BPO.0b013e31817d8143
Son, H. (2013). The Effect of Backpack Load on Muscle Activities of the Trunk and Lower Extremities and Plantar Foot Pressure in Flatfoot. Journal of Physical Therapy Science, 25(11), 1383-1386. https://doi.org/10.1589/jpts.25.1383 DOI: https://doi.org/10.1589/jpts.25.1383
Song, Q., Yu, B., Zhang, C., Sun, W., & Mao, D. (2014). Effects of Backpack Weight on Posture, Gait Patterns and Ground Reaction Forces of Male Children with Obesity during Stair Descent. Research in Sports Medicine, 22(2), 172-184. https://doi.org/10.1080/15438627.2014.881823 DOI: https://doi.org/10.1080/15438627.2014.881823
Castro, M. P., Figueiredo, M. C., Abreu, S., Sousa, H., Machado, L., Santos, R., & Vilas-Boas, J. P. (2015). The influence of gait cadence on the ground reaction forces and plantar pressures during load carriage of young adults. Applied Ergonomics, 49, 41-46. https://doi.org/10.1016/j.apergo.2015.01.004 DOI: https://doi.org/10.1016/j.apergo.2015.01.004
Perrone, M., Orr, R., Hing, W., Milne, N., & Pope, R. (2018). The Impact of Backpack Loads on School Children: A Critical Narrative Review. International Journal of Environmental Research and Public Health, 15(11), 2529. https://doi.org/10.3390/ijerph15112529 DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph15112529
Sokhi, S.S., Shaw, D., Andrabi, S.M.H., & Singh, D. (2022). Back Pack Load Carried for Extended Time Durations Correlated with Mean Ground Reaction Force on the Plantar Aspect of the Foot of School Going Children’s Gait (A Descriptive Approach). International Journal of All Research Education and Scientific Methods (IJARESM), 10(4), 1410-1415.
Drerup, B., Szczepaniak, A., & Wetz, H. H. (2008). Plantar pressure reduction in step-to gait: A biomechanical investigation and clinical feasibility study. Clinical Biomechanics, 23(8), 1073-1079. https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2008.04 DOI: https://doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2008.04.014
Kellis, E. (2001). Plantar pressure distribution during barefoot standing, walking and landing in preschool boys. Gait & Posture, 14(2), 92-97. https://doi.org/10.1016/s0966-6362(01)00129-1 DOI: https://doi.org/10.1016/S0966-6362(01)00129-1
Rai, D.V., Aggarwal, L.M. (2006). The Study of Planter Pressure Distribution in Normal and Pathological Foot. Pol J Med Phys Eng,12(1), 25-34.
Kasović, M., Zvonar, M., Gomaz, L., Bolčević, F., & Anton, V. (2018). The influence of a school bag carriage on the pattern changes in plantar pressure during walking among schoolchildren in the first grade. Kinesiology, 50(2), 188-193. DOI: https://doi.org/10.26582/k.50.2.14
Ahmad, H. N., & Barbosa, T. M. (2019). The effects of backpack carriage on gait kinematics and kinetics of schoolchildren. Scientific Reports, 9(1), 3364. https://doi.org/10.1038/s41598-019-40076-w DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-019-40076-w
Lai, J. P., & Jones, A. Y. (2001). The effect of shoulder-girdle loading by a school bag on lung volumes in Chinese primary school children. Early Human Development, 62(1), 79-86. https://doi.org/10.1016/s0378-3782(01)00121-9 DOI: https://doi.org/10.1016/S0378-3782(01)00121-9
Mosaad, D. M., & Abdel-Aziem, A. A. (2015). Backpack carriage effect on head posture and ground reaction forces in school children. Work, 52(1), 203-209. https://doi.org/10.3233/wor-152043 DOI: https://doi.org/10.3233/WOR-152043
Vieira, A. C., & Ribeiro, F. (2015). Impact of backpack type on respiratory muscle strength and lung function in children. Ergonomics, 58(6), 1005-1011. https://doi.org/10.1080/00140139.2014.997803 DOI: https://doi.org/10.1080/00140139.2014.997803
Chen, Y.-L., & Mu, Y.-C. (2018). Effects of backpack load and position on body strains in male schoolchildren while walking. PLOS ONE, 13(3), e0193648. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0193648 DOI: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0193648
Hong, Y., & Bartlett, R. (2008). Handbook of Biomechanics and Human Movement Science. Routledge. DOI: https://doi.org/10.4324/9780203889688
Richards, J., Chohan, A., & Erande, R. (2013). Biomechanics. Tidy’s Physiotherapy, 331-368. https://doi.org/10.1016/b978-0-7020-4344-4.00015-8 DOI: https://doi.org/10.1016/B978-0-7020-4344-4.00015-8
Neptune, R. R., & Sasaki, K. (2005). Ankle plantar flexor force production is an important determinant of the preferred walk-to-run transition speed. Journal of Experimental Biology, 208(5), 799-808. https://doi.org/10.1242/jeb.01435 DOI: https://doi.org/10.1242/jeb.01435
Perry, J., & Burnfield, J. M. (2024). Kinetics of Gait: Ground Reaction Forces, Vectors, Moments, Power, and Pressure. In Gait Analysis (pp. 457-469). CRC Press. DOI: https://doi.org/10.1201/9781003525592-28
Menz, H.B., & Morris, M.E. (2006). Clinical determinants of plantar forces and pressures during walking in older people. Gait & Posture, 24(2), 229-236. https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2005.09.002 DOI: https://doi.org/10.1016/j.gaitpost.2005.09.002
Mackenzie, W. G., Sampath, J. S., Kruse, R. W., & Sheir-Neiss, G. J. (2003). Backpacks in Children. Clinical Orthopaedics and Related Research, 409 78-84. https://doi.org/10.1097/01.blo.0000058884.03274.d9 DOI: https://doi.org/10.1097/01.blo.0000058884.03274.d9
Rai, A., & Agarawal S. (2013). Back Problems Due to Heavy Backpacks in School Children. IOSR Journal of Humanities and Social Science (IOSR-JHSS), 10(10), 1-5. DOI: https://doi.org/10.9790/0837-1062226
Islam, M. S., Rahman, M. H., Mola, D. W., Adane, A. K., &Pramanik, T. N. (2024). Nordic hamstring curls are aremedy for hamstring muscle injury: A narrative review. International Journal of Human Movement and SportsSciences, 12(4), 692-698.https://doi.org/10.13189/saj.2024.120411 DOI: https://doi.org/10.13189/saj.2024.120411
Barbosa, J.P., Marques, M.C., Neiva, H.P., Esteves, D., Alonso-Marti-nez, A.M., Izquierdo, M., Ramirez-Campillo, R., Alvarez, C., & Marinho, D.A. (2019). Effects of Backpacks on Ground Reaction Forces in Children of Different Ages When Walking, Running, and Jumping. International Journal of Environmental Research and Public Health, 16(24), 5154. https://doi.org/10.3390/ijerph16245154 DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph16245154
Behmaram, S., Jalalvand, A., Hoseini, Y., & Jahani, M.R. (2022). The effect of backpack carriage in different weights on ground reaction force components, loading rate and free moment of Schoolchildren’s gait. International Journal of Industrial Ergonomics, 90(6), 1-4. https://doi.org/10.1016/j.ergon.2022.103324 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ergon.2022.103324
Chansirinukor, W., Wilson, D., Grimmer, K., & Dansie, B. (2001). Effects of backpacks on students: measurement of cervical and shoulder posture. Aust J Physiother., 47(2), 110-6. https://doi.org/10.1016/s0004-9514(14)60302-0 DOI: https://doi.org/10.1016/S0004-9514(14)60302-0
Husain, R., Mola, D. W., & Shaw, D. (2004). Effect of selected backpack loads carried for selected durations on temporal pattern of peak forces of walking gait of school-going boys. Int J Kinesiol Sports Sci.,12(4), 48-56. https://doi.org/10.7575/aiac.ijkss.v.12n.4p.48 DOI: https://doi.org/10.7575/aiac.ijkss.v.12n.4p.48
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Rabiya Husain, Dessalegn Wase Mola, Dhananjoy Shaw
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
