Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi

ERDOĞAN, AYHAN TANER; BEYDAĞI, Hüseyin; DAL, Uğur; MARAŞLIGİL, Berrin

Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi

Ayhan Taner ERDOĞAN, (Mersin Üniversitesi Beden Eğitimi ve Spor Yüksekokulu, Mersin, Türkiye)

Uğur DAL, (Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, Mersin, Türkiye)

Berrin MARAŞLIGİL, (Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, Mersin, Türkiye)

Hüseyin BEYDAĞI (Mersin Üniversitesi Tıp Fakültesi, Fizyoloji Anabilim Dalı, Mersin, Türkiye)

Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi

9 1

Yıl: 2016 Cilt: 62 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 329 - 336 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 29-07-2022

Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi

Öz:

Amaç: Bu çalışmada, kol salınımı kısıtlanmasının tercih edilen yürüme hızı, yürüme sırasında harcanan oksijen miktarı ve vücut kütle merkezi dikey yer değişimi üzerine etkileri araştırıldı.Gereç ve yöntemler: Çalışmaya Şubat 2011 - Nisan 2011 tarihleri arasında yaşları 18-30 yıl arasında değişen 52 sağlıklı erkek gönüllü katıldı ve beş farklı yürüme modeli kullanıldı. Her yürüme modeli için bireylerin zeminde tercih edilen yürüme hızları belirlendi. Bireyler bu hız ile koşu bandında yedi dakika yürütülerek oksijen tüketimleri kaydedildi. Birinci sakral vertebraya işaretleyici yerleştirildi ve iki kızıl ötesi kamera ile yürüme sırasında vücut kütle merkezi dikey yer değişimini belirlemek için kayıt yapıldı.Bulgular: Oksijen maliyeti açısından normal (0.158±0.021 mL/kg/m) yürüme ile yanda bağlı (0.166±022 mL/kg/m) ve önde bağlı (0.166±023 mL/kg/m) yürüme modelleri arasında anlamlı fark bulundu (F(3.734, 204) = 5.606, p < 0.05). Vücut kütle merkezi dikey yer değişimi açısından da normal (3.81±0.94 cm), yanda bağlı (4.36±1.05 cm) ve önde bağlı (4.25±0.93 cm) yürüme modelleri arasında da anlamlı fark bulundu (F(3.461, 204) = 5.144, p < 0.05). Normal yürümede (5.06±0.62 km/saat) tercih edilen yürüme hızı anlamlı olarak diğer modellerdeki (sağ kol bağlı; 4.93±0.65 km/saat, sol kol bağlı; 4.92±0.62 km/saat, yanda bağlı; 4.88±0.61 km/saat ve önde bağlı; 4.88±0.56 km/saat) yürüme hızlarından yüksekti (F(3.387, 204) = 10.433, p < 0.05).Sonuç: Kol salınımının dengeyi sağlamada yardımcı olduğu, ancak, her iki kol salınımının kısıtlandığı durumlarda biyomekanik sistemlerin bu değişikliği kompanse edemediği için vücut kütle merkezi dikey yer değişimini ve yürümenin oksijen maliyetini artırdığı kanısındayız. Denge sorunu yaşayan bireylerde günlük kazaların önlemesi konusunda bulgularımızın yardımcı olabileceğini düşünmekteyiz

Anahtar Kelime:

Konular: Rehabilitasyon

Effect of upper extremity swing restrain on walking energy consumption and balance

Öz:

Objectives: This study aims to investigate the effects of arm swing restrain on preferred walking speed, amount of oxygen spent during walking and vertical displacement of the center of mass.Materials and methods: Between February 2011 and April 2011, a total of 52 healthy male volunteers, in the age range of 18 to 30, participated in the study and five different walking models were used. Individuals' preferred walking speeds on the ground were determined for each model. Their oxygen expenditures were recorded while individuals walked on the treadmill at this speed for seven minutes. We placed a marker on the first sacral vertebrae and used two infrared cameras to determine the changes in vertical displacement of the center of mass during walking.Results: We found a significant difference (F(3.734, 204) = 5.606, p < 0.05) between normal (0.158±0.021 mL/kg/m) and at side restraint (0.166±022 mL/kg/m) and at front restraint (0.166±023 mL/kg/m) models in oxygen cost. We also found a significant difference (F(3.461, 204) = 5.144, p < 0.05) between normal (3.81±0.94 cm) and at side restraint (4.36±1.05 cm) and at front restraint (4.25±0.93 cm) models in terms of vertical displacement of the center of mass. Preferred walking speed in the normal model (5.06±0.62 km/hr) was significantly higher (F(3.387, 204) = 10.433, p < 0.05) than other models (at right restraint; 4.93±0.65 km/hr, at left restraint; 4.92±0.62 km/hr, at side restraint; 4.88±0.61 km/hr, and at front restraint; 4.88±0.56 km/hr).Conclusion: We are of the opinion that arm swing helps providing balance but in the situation of both arm restrain, since biomechanical systems cannot compensate this modification, it may increase the vertical displacement of the center of mass and oxygen cost of walking. We think that our findings may help individuals with balance problems regarding the prevention of daily accidents

Anahtar Kelime:

Konular: Rehabilitasyon

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Umberger BR. Effects of suppressing arm swing on kinematics, kinetics, and energetics of human walking. J Biomech 2008;41:2575-80.
2. Vaughan CL, Davis BL, O' Connor JC. Dynamics of Human Gait. 2nd ed. Cape Town: Kiboho Publishers; 1999.
3. Berker N, Yaşçın S. Yürüme Analizi. 1. Baskı. İstanbul: Avrupa Matbaacılık; 2001.
4. Dal U, Erdogan T, Cüreoğlu A, Resitoglu B, Helvacı İ, Beydagi H. Antropometrik özelliklerin tercih edilen yürüme hızı ve yürüme sırasında harcanan enerji miktarına etkileri: oksijen maliyeti-oksijen tüketimi. Mersin Üniv Saglık Bilim Derg 2011;3:9-14.
5. McNeill Alexander R. Energetics and optimization of human walking and running: the 2000 Raymond Pearl memorial lecture. Am J Hum Biol 2002;14:641-8.
6. Ortega JD, Fehlman LA, Farley CT. Effects of aging and arm swing on the metabolic cost of stability in human walking. J Biomech 2008;41:3303-8.
7. Pontzer H, Holloway JH, Raichlen DA, Lieberman DE. Control and function of arm swing in human walking and running. J Exp Biol 2009;212:523-34.
8. Hodges B. H, Lindhie O. Carrying babies and groceries: The effect of moral and social weight on caring. Ecol Psychol 2006;18:93-111.
9. Jackson KM, Joseph J, Wyard SJ. The upper limbs during human walking. Part 2: Function. Electromyogr Clin Neurophysiol 1983;23:435-46.
10. Yizhar Z, Boulos S, Inbar O, Carmeli E. The effect of restricted arm swing on energy expenditure in healthy men. Int J Rehabil Res 2009;32:115-23.
11. Hanada E, Kerrigan DC. Energy consumption during level walking with arm and knee immobilized. Arch Phys Med Rehabil 2001;82:1251-4.
12. Waters RL, Mulroy S. The energy expenditure of normal and pathologic gait. Gait Posture 1999;9:207-31.
13. Schwartz MH. Protocol changes can improve the reliability of net oxygen cost data. Gait Posture 2007;26:494-500.
14. Martin PE, Rothstein DE, Larish DD. Effects of age and physical activity status on the speed-aerobic demand relationship of walking. J Appl Physiol (1985) 1992;73:200-6.
15. Whittle MW. Gait Analysis: An Introduction. 4th ed. China: Butterworth Heinemann Elsevier; 2007.
16. Schepers HM, van Asseldonk EH, Buurke JH, Veltink PH. Ambulatory estimation of center of mass displacement during walking. IEEE Trans Biomed Eng 2009;56:1189-95.
17. Stoquart G, Detrembleur C, Lejeune T. Effect of speed on kinematic, kinetic, electromyographic and energetic reference values during treadmill walking. Neurophysiol Clin 2008;38:105-16.
18. Ortega JD, Fehlman LA, Farley CT. Effects of aging and arm swing on the metabolic cost of stability in human walking. J Biomech 2008;41:3303-8.
19. Feng J, Pierce R, Do KP, Aiona M. Motion of the center of mass in children with spastic hemiplegia: balance, energy transfer, and work performed by the affected leg vs. the unaffected leg. Gait Posture 2014;39:570-6.
20. Saini M, Kerrigan DC, Thirunarayan MA, Duff-Raffaele M. The vertical displacement of the center of mass during walking: a comparison of four measurement methods. J Biomech Eng 1998;120:133-9.
21. Arellano CJ, Kram R. The metabolic cost of human running: is swinging the arms worth it? J Exp Biol 2014;217:2456-61.
22. Collins SH, Adamczyk PG, Kuo AD. Dynamic arm swinging in human walking. Proc Biol Sci 2009;276:3679-88.
23. Misiaszek JE, Krauss EM. Restricting arm use enhances compensatory reactions of leg muscles during walking. Exp Brain Res 2005;161:474-85.
24. Thomas S, Reading J, Shephard RJ. Revision of the Physical Activity Readiness Questionnaire (PAR-Q). Can J Sport Sci 1992;17:338-45.
25. Gurney B. Leg length discrepancy. Gait Posture 2002;15:195- 206.
26. Ford MP, Wagenaar RC, Newell KM. Arm constraint and walking in healthy adults. Gait Posture 2007;26:135-41.
27. Collins SH, Adamczyk PG, Kuo AD. Dynamic arm swinging in human walking. Proc Biol Sci 2009;276:3679-88.
28. Van de Putte M, Hagemeister N, St-Onge N, Parent G, de Guise JA. Habituation to treadmill walking. Biomed Mater Eng 2006;16:43-52.
29. Traballesi M, Porcacchia P, Averna T, Brunelli S. Energy cost of walking measurements in subjects with lower limb amputations: a comparison study between floor and treadmill test. Gait Posture 2008;27:70-5.
30. Ozyener F, Rossiter HB, Ward SA, Whipp BJ. Influence of exercise intensity on the on- and off-transient kinetics of pulmonary oxygen uptake in humans J Physiol 2001;533:891-902.
31. Dal U, Erdogan T, Resitoglu B, Beydagi H. Determination of preferred walking speed on treadmill may lead to high oxygen cost on treadmill walking. Gait Posture 2010;31:366-9.
32. Lee JB, Sutter KJ, Askew CD, Burkett BJ. Identifying symmetry in running gait using a single inertial sensor. J Sci Med Sport 2010;13:559-63.
33. Lee JB, Mellifont RB, Burkett BJ. The use of a single inertial sensor to identify stride, step, and stance durations of running gait. J Sci Med Sport 2010;13:270-3.
34. Peleg S, Dar G, Medlej B, Steinberg N, Masharawi Y, Latimer B, et al. Orientation of the human sacrum: anthropological perspectives and methodological approaches. Am J Phys Anthropol 2007;133:967-77.
35. Salvi J, Armangué X, Batlle J. A comparative review of camera calibrating methods with accuracy evaluation. Pattern Recognition 2002;35:1617-35.
36. Olague G, Mohr R. Optimal camera placement for accurate reconstruction. Pattern Recognition 2002;35:927-44.
37. Vander Linden DW, Carlson SJ, Hubbard RL. Reproducibility and accuracy of angle measurements obtained under static conditions with the Motion Analysis video system. Phys Ther 1992;72:300-5.
38. Scholz JP. Reliability and validity of the WATSMART threedimensional optoelectric motion analysis system. Phys Ther 1989;69:679-89.
39. Nicolas G, Bideau B. A kinematic and dynamic comparison of surface and underwater displacement in high level monofin swimming. Hum Mov Sci 2009;28:480-93.
40. Leporace G, Praxedes J, Fonseca R, Chagas D, Junior JB, Rodrigues C, et al. Difference in kinematical behavior between two landing tasks in male volleyball athletes. Rev Bras Cineantropom Desempenho Hum 2010;12:464-70.
41. Gullstrand L, Halvorsen K, Tinmark F, Eriksson M, Nilsson J. Measurements of vertical displacement in running, a methodological comparison. Gait Posture 2009;30:71-5.
42. Ada L, Dean CM, Hall JM, Bampton J, Crompton S. A treadmill and overground walking program improves walking in persons residing in the community after stroke: a placebo-controlled, randomized trial. Arch Phys Med Rehabil 2003;84:1486-91.
43. Park CI, Shin JC, Kim DY. Role of arm swing on gait. Gait and Posture 2000;11:164-5.
44. Arellano CJ, Kram R. The energetic cost of maintaining lateral balance during human running. J Appl Physiol (1985) 2012;112:427-34.
45. Meyns P, Bruijn SM, Duysens J. The how and why of arm swing during human walking. Gait Posture 2013;38:555-62.
46. Misiaszek JE, Krauss EM. Restricting arm use enhances compensatory reactions of leg muscles during walking. Exp Brain Res 2005;161:474-85.
47. Knudson D. Fundamentals of Biomechanics. 2nd ed. California: Springer; 2007.
48. Tözeren A. Human Body Dynamics Classical Mechanics and Human Movement. 1st ed. New York: Springer-Verlag; 2000.
49. Hatze H. Letter: The meaning of the term "iomechanics". J Biomech 1974;7:189-90.
50. Yang HS, Atkins LT, Jensen DB, James CR. Effects of constrained arm swing on vertical center of mass displacement during walking. Gait Posture 2015;42:430-4.
51. Hahn ME, Chou LS. Age-related reduction in sagittal plane center of mass motion during obstacle crossing. J Biomech 2004;37:837-44.
52. Saunders JB, Inman VT, Eberhart HD. The major determinants in normal and pathological gait. J Bone Joint Surg [Am] 1953;35:543-58.
53. Gard SA, Miff SC, Kuo AD. Comparison of kinematic and kinetic methods for computing the vertical motion of the body center of mass during walking. Hum Mov Sci 2004;22:597-610.
54. Kirtley C. Clinical Gait Analysis. 1st ed. London; Churchill Livingstone; 2006.

APA	ERDOĞAN A, DAL U, MARAŞLIGİL B, BEYDAĞI H (2016). Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. , 329 - 336.
Chicago	ERDOĞAN AYHAN TANER,DAL Uğur,MARAŞLIGİL Berrin,BEYDAĞI Hüseyin Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. (2016): 329 - 336.
MLA	ERDOĞAN AYHAN TANER,DAL Uğur,MARAŞLIGİL Berrin,BEYDAĞI Hüseyin Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. , 2016, ss.329 - 336.
AMA	ERDOĞAN A,DAL U,MARAŞLIGİL B,BEYDAĞI H Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. . 2016; 329 - 336.
Vancouver	ERDOĞAN A,DAL U,MARAŞLIGİL B,BEYDAĞI H Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. . 2016; 329 - 336.
IEEE	ERDOĞAN A,DAL U,MARAŞLIGİL B,BEYDAĞI H "Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi." , ss.329 - 336, 2016.
ISNAD	ERDOĞAN, AYHAN TANER vd. "Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi". (2016), 329-336.

APA	ERDOĞAN A, DAL U, MARAŞLIGİL B, BEYDAĞI H (2016). Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi, 62(4), 329 - 336.
Chicago	ERDOĞAN AYHAN TANER,DAL Uğur,MARAŞLIGİL Berrin,BEYDAĞI Hüseyin Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi 62, no.4 (2016): 329 - 336.
MLA	ERDOĞAN AYHAN TANER,DAL Uğur,MARAŞLIGİL Berrin,BEYDAĞI Hüseyin Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi, vol.62, no.4, 2016, ss.329 - 336.
AMA	ERDOĞAN A,DAL U,MARAŞLIGİL B,BEYDAĞI H Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi. 2016; 62(4): 329 - 336.
Vancouver	ERDOĞAN A,DAL U,MARAŞLIGİL B,BEYDAĞI H Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi. Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi. 2016; 62(4): 329 - 336.
IEEE	ERDOĞAN A,DAL U,MARAŞLIGİL B,BEYDAĞI H "Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi." Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi, 62, ss.329 - 336, 2016.
ISNAD	ERDOĞAN, AYHAN TANER vd. "Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi". Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi 62/4 (2016), 329-336.