Biyomekanik Analiz ve Yürüyüş Mekaniği
Biyomekanik analiz, duruş ve hareket sırasında vücudun kuvvetlerini ve hareketlerini incelemektedir; yürüyüş mekaniği ise bunu yürüme eylemine uygulamaktadır. Protez ve ortez alanında, bir cihazın eklem hareketini, kas talebini ve yürüyüş döngüsü boyunca uzuvdan geçen kuvvetleri nasıl değiştirdiğini anlamak için bir çerçeve sunmakta; ayrıca cihaz performansını değerlendirmek için hareket yakalama (motion capture) ve kuvvet plakaları (force plates) gibi ölçüm araçlarını sağlamaktadır.
Tanım
Biyomekanik analiz ve yürüyüş mekaniği, insan hareketinin, özellikle yürümenin, kinematik (hareket) ve kinetik (kuvvetler) yönlerini inceleyen bir alandır. Bu inceleme, yürüyüş döngüsünün fazlarını ve bunları ölçmek için kullanılan yöntemleri içermekte olup, protez ve ortez cihazlarının vücutla nasıl etkileşime girdiğini anlamaya yönelik olarak uygulanmaktadır.
Kapsam
Bu konu, yürüyüş döngüsünü, onu tanımlamak için kullanılan kinematik ve kinetik nicelikleri ve protez ve ortez cihazlarıyla ilişkili olarak yürüyüş ve biyomekanik analizin enstrümantasyonunu tanıtmaktadır. Bu, kavram ve yöntemlerin referans niteliğinde bir ele alınışıdır; bireyin değerlendirilmesi veya tedavisi için klinik bir protokol niteliği taşımamaktadır.
Temel sorular
- Yürüyüş döngüsünün fazları ve bunları tanımlayan olaylar nelerdir?
- Yürümeyi hangi kinematik ve kinetik nicelikler tanımlamaktadır?
- Protez ve ortez cihazları yürüyüş mekaniğini nasıl değiştirmektedir?
- Yürüyüş ve biyomekanik değişkenleri ölçmek için hangi enstrümanlar kullanılmaktadır?
Anahtar kavramlar
- Yürüyüş döngüsü (duruş ve salınım fazları)
- Kinematik (eklem açıları, hareket)
- Kinetik (eklem momentleri, yer reaksiyon kuvveti)
- Uzaysal-zamansal parametreler (kadans, adım uzunluğu, hız)
- Enerji depolama ve geri dönüşü
- Hareket yakalama ve kuvvet plakaları
- Yürümenin enerji maliyeti
Mekanizmalar
Yürüme, duruş (stance) ve salınım (swing) fazlarına ayrılan tekrarlayan bir yürüyüş döngüsü olarak tanımlanmaktadır; ilk temas (initial contact) ve parmak ucu kalkışı (toe-off) gibi olaylar geçişleri işaret etmektedir. Kinematik, eklemlerin nasıl hareket ettiğini kaydetmekte; kinetik ise, kuvvet plakalarıyla ölçülen yer reaksiyon kuvveti (ground reaction force) dahil olmak üzere bu hareketin arkasındaki kuvvetleri ve momentleri kaydetmektedir. Enstrümanlı hareket yakalama (motion capture), kuvvet plakaları ve bazen elektromiyografi (electromyography) bu değişkenleri birlikte nicel olarak belirlemektedir. Bir uzuv segmenti veya eklemi bir cihazla değiştirildiğinde veya desteklendiğinde, mekanikler değişmektedir: cihaz, yükün nasıl iletildiğini ve enerjinin nasıl emildiğini veya geri verildiğini belirlemektedir; bu nedenle analiz, cihazdan etkilenen yürüyüşü normal paternlerle karşılaştırarak performansı ve kompanzasyonları karakterize etmektedir.
Klinik önem
Biyomekanik ve yürüyüş analizi, protez ve ortez cihazlarının araştırma ve pratikte nasıl değerlendirildiğini ve karşılaştırıldığını desteklemekte, ayrıca bir cihazın yürümeyi nasıl etkilediğini tanımlamak için terminoloji sağlamaktadır. Bu madde, kavramlar ve ölçüm yöntemleri hakkında açıklayıcı referans materyali niteliğindedir; birey için bir tanı veya tedavi prosedürü oluşturmamaktadır.
Kanıt ve kılavuzlar
Kanıtlar, kinematik, kinetik ve arayüz yüklemesine ilişkin biyomekanik birincil çalışmaları, cihaz özelliklerini fonksiyonla ilişkilendirmeye çalışan sistematik derlemelerle birleştirmektedir. van der Linde ve arkadaşları (2004) tarafından yapılan bir sistematik derleme, çalışma yöntemlerindeki heterojenliğin, bileşen düzeyinde kesin sonuçlara varmayı zorlaştırdığını ve standartlaştırılmış yürüyüş analizi yöntemlerinin önemini vurguladığını bulmuştur.
Tarihçe
İnsan lokomosyonunun nicel incelenmesi, on dokuzuncu yüzyıl kronofotografisinden ve erken kuvvet ölçümlerinden enstrümanlı yürüyüş laboratuvarlarına doğru gelişmiştir. Jacquelin Perry'nin çalışmaları, klinik yürüyüş analizini yaygın olarak kullanılan bir çerçeveye sentezlemiş; yirminci yüzyılın sonlarından itibaren optik hareket yakalama (motion capture), kuvvet plakaları ve hesaplamalı modellemenin yaygınlaşması, protez ve ortez yürüyüşünün detaylı biyomekanik değerlendirmesini araştırma ortamlarında rutin hale getirmiştir.
İlgili konular
Temel eserler
- perry-1992
- van-der-linde-2004
Sıkça sorulan sorular
- Yürüyüş döngüsü nedir?
- Yürüyüş döngüsü, tek bir uzuv için yürüme olaylarının tam bir dizisidir; geleneksel olarak bir duruş fazına (ayak yerdeyken) ve bir salınım fazına (ayak yerde değilken) ayrılmakta olup, ilk temas (initial contact) ve parmak ucu kalkışı (toe-off) gibi olaylarla sınırlanmaktadır.
- Yürüyüş laboratuvarda nasıl ölçülmektedir?
- Yürüyüş genellikle, kinematikleri kaydetmek için işaretleyicileri takip eden optik hareket yakalama (motion capture) kameraları, kinetikler için yer reaksiyon kuvvetini kaydeden kuvvet plakaları ve bazen kas aktivitesini kaydetmek için elektromiyografi (electromyography) ile ölçülmektedir.