Objective: This study aimed to investigate the influence of landing foot orientations on biomechanics of knee joint in order to identify vulnerable positions to non-contact knee injuries during single-legged landing. Method: Seventeen men (age: $20.5{\pm}1.1 years$, height: $175.2{\pm}6.4cm$, weight: $68.8{\pm}5.8kg$) performed single-leg drop landings repeatedly with three different landing foot orientations. They were defined as toe-in (TI) $30^{\circ}$ adduction, neutral (N, neutral), and toe-out (TO) $30^{\circ}$ abduction positions. Results: The downward phase time of TI was significantly shorter than those of N and TO. The flexion and valgus angle of N was greater than those of TI and TO at the moment of foot contact. At the instance of maximum knee flexion, N showed the largest flexion angle, and TO position had the largest varus and external rotation angles. Regarding ground reaction force (GRF) at the moment of foot contact, TO showed the forward GRF, while others showed the backward GRF. TI indicated significantly larger mediolateral GRF than others. As for the maximum knee joint force and joint moment, the main effect of different foot positions was not significant. Conclusion: TI and TO might be vulnerable positions to knee injuries because both conditions might induce combined loadings to knee joint. TI had the highest mediolateral GRF with a shortest foot contact time, and TO had induced a large external rotation angle during downward phase and the peak forward GRF at the moment of foot contact. Conclusively, N is the preferred landing foot orientation to prevent non-contact knee injuries.
The purpose of this study was to evaluate the correlation between joint moment and joint position angle according to the different walking speeds. According to the different walking speeds(1.5m/s, 1.8m/s, 2.1m/s), experiments were terminated by 8 male subjects. In conclusion, 1. The peak extensor moment of knee joint increased by increasing walking speed, however, walking speed didn't have an effect on peak flexor and abductor moment of knee joint. 2. The position angle of knee joint increased movement of flexion, but other position angles of knee joint didn't have difference when the peak extensor moment generated. 3. The peak joint moment of hip significantly increased in extension, flexion and abduction by increased walking speed. 4. The hip position angle showed more flexible at the hip peak flexor/extensor moment generated. 5. The co-ordination pattern between peak knee joint moment and knee position angle were mathematically modeled by using a least square method. We could get the high level value of R2. We expect to apply this results for evaluating the physical faculty of knee joint.
The purpose of this study was to investigate the biomechanical effects of wearing different type of insole shoes on gait characteristics in patients with knee osteoarthritis. Seven patients with knee osteoarthritis (Grade 3 & 4 by Kellgren & Lawrence) were participated in the study. They wore two different type of shoes (with Gel-type Insole: GIS, with Normal insole: NIS) during gait. Three dimensional cinematography and Ground Reaction Force(GRF) data were used to get the maximal value of horizontal distance between the center of pressure in GRF and knee joint center, GRF in mediolateral direction, peak value of GRF in frontal plane, vertical compressive force and adduction moment in knee joint. The results were as follows: The maximal value of horizontal distance between the center of pressure in GRF and knee joint center was smaller in GIS than NIS. The peak value of GRF in mediolateral direction was found in 30% of gait cycle, five subjects wearing GIS showed lower value of peak GRF in mediolateral direction than wearing NIS. The peak value of GRF in frontal plane and vertical compressive force in knee joint did not show any difference between GIS and NIS. The adduction moment in GIS decreased in the late stance of gait and the mean value of the adduction moment in GIS smaller than that in NIS. GIS may help to move quickly knee joint center to the center of pressure in GRF, therefore it may prevent increasing the adduction moment in knee joint.
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
/
v.25
no.11
/
pp.107-118
/
2008
In this study, lower extremity joint kinematics and kinetics and lumbar lordosis were investigated for two different symmetrical lifting techniques(squat and stoop) using the three-dimensional motion analysis. Twenty-six male volunteers lifted boxes weighing 5, 10 and 15kg by both squat and stoop lifting techniques. There were not significant differences in maximum lumbar joint moments between the two techniques. The hip and ankle contributed the most part of the support moments during squat lifting, and the knee flexion moment played an important role in stoop lifting. The hip, ankle and lumbar joints generated power and only the khee joint absorbed power in the squat lifting. The knee and ankle joints absorbed power, the hip and lumbar joints generated power in the stoop lifting. The bi-articular antagonist muscles' co-contraction around the knee joint during the squat lifting and the eccentric co-contraction of the gastrocnemius and semitendinosus were found to be important for straightening up during the stoop lifting. At the time of lordotic curvature appearance in the squat lifting, there were significant correlations in all three lower extremity joint moments with the lumbar joint. Differently, only the hip moment had significant correlation with the lumbar joint in the stoop lifting. In conclusion, the knee extension which is prominent kinematics during the squat tilling was produced by the contributions of the kinetic factors from the hip and ankle joints(extensor moment and power generation) and the lumbar extension which is prominent kinematics during the stoop lifting could be produced by the contributions of the knee joint kinetic factors(flexor moment, power absorption, bi-articular muscle function).
Purpose: The purpose of this study was to compare the effects of force of ipsilateral versus contralateral cane usage on knee moments in healthy young adults. Methods: A convenience sample of 10 subjects volunteered for this study. Subjects walked over a force plate under three different conditions; unaided and ipsilateral cane and contralateral cane. Analysis of data on moment of the knee joint and ground reaction force was performed using the OrthoTrak program. Results: Flexion moment of the knee was decreased with the contralateral cane, but increased with the ipsilateral cane compared with normal gait. Extension moment of the knee was decreased with the contralateral cane compared with normal gait(p<0.05) and it was showed a greater decrease with the contralateral cane than with the ipsilateral cane gait(p=0.00). Valgus moment of the knee joint was increased with the ipsilateral cane but decreased with the contralateral cane. Vertical ground peak force was decreased with the ipsilateral cane compared with normal gait (p<0.05). Conclusion: The following conclusions were drawn from our data. Contralateral cane gait is more efficacious for persons with weakness of knee extensors, however, for a patient with varus deformity, the cane should be used in the ipsilateral hand.
Park, Ki-Sa;Shin, Sung-Hu;Kwon, Moon-Seok;Kim, Tae-Hwan;Lee, Hung-Na
Korean Journal of Applied Biomechanics
/
v.14
no.1
/
pp.133-144
/
2004
The purpose of this study was to analyze the joint moment on lower extremity during a developpe devant. Data were collected by Kwon3D, KwonGRF program. Two professional modem female dancers were participated in this experiment. Subjects performed a developpe devant in meddle heights. On the axes of X, Y, Z, it was shown that the maximum joint moment was occurred in hip joint. The moments are plotted during developpe devant. The ankle muscles generate a plantar flexion moment and the knee muscles generate a flexion moment and The hip muscles generate a extension moment. So these muscles of joint muscles were known to play a key role in keeping the body balance while doing developpe devant. In addition adduction moment occurred at hip, knee, an ankle in the order of amount, we could assume from this data that him out motion started from the hip joint. There was small active turn out possible below the hip joint. A small amount of extra turn out could be obtained when standing because of flexion between the foot and floor, which could be used to give a passive external rotation force to the whole leg and this could produce a rotation between the knee and foot. This passive external rotation could produce very damaging results. Therefore, lower extremity joint muscles such as hip, knee, and ankle muscle should be trained to keep the body balance and prevent injury during developpe devant performance. And for the safe and perfect turn ort performance, hip joint abduction, the most important external rotating muscle for him out is needed to train and full stretching should be done in advance.
A new knee-ankle-foot-orthosis(KAFO) which uses an automatically-controlled electromechanical wrap spring clutch for the knee joint was developed in the present study. It was found that the output voltage from the foot switches of the developed KAFO was proportionally increased with respect to the applied load. The output voltage from the infrared sensor also decreased as the knee flexion angle increased. The knee joint system for the new KAFO weighs only 780g lighter than any other commercially available developed system. In addition, the solenoid reduces the reaction time for the automatic control of the knee joint. The static torque of the clutch was measured for three persons, and it satisfied the normal knee extension moment during the pre-swing. Three-dimensional gait analyses for three different gait patterns (normal gait, locked-knee gait, controlled-knee gait) from five normal subjects were conducted. Controlled-knee gait showed the maximum knee flexion angle of 40.56$\pm9.55^{\circ}$ and the maximum knee flexion moment of 0.20$\pm$0.07Nm/kg at similar periods in the normal gait. Our KAFO system satisfies both stability during stance phase and free knee flexion during the swing phase at the proper period during the gait cycle. Therefore, our KAFO system would be very useful in various low extremity orthotic applications.
The purpose of this study was to evaluate the trunk motion and knee joint moment during deep stand to sit and sit to stand according to the trunk weight increase. These experimental subjects were 9 males, who had no skeletal muscular disease. They were performed a SATS(stand to sit), STS(sit to stand) according to the trunk weight increase. Trunk weight increase were classified into 4 bearing trunk weight of 0%, 8%, 16%, 24% of the subject' weight. 1-way(4) RM ANOVA is applied to get the difference of trunk displacement movements and knee joint moments according to he trunk weight increase. significant level of each experiment is set as $\alpha$=.05. 1. Significant difference was classified into 3 bearing trunk weight of 0%, 16%, 24% in maximum forward backward displacement of trunk COM(center of mass). Significant difference was classified into 4 bearing trunk weight of 0%, 8%, 16%, 24% in maximum upward downward displacement of trunk COM during the SATS, STS. 2. Significant difference was classified into 4 bearing trunk weight of 0%, 8%, 16%, 24% in maximum extension knee joint moment. Significant difference was classified into 2 bearing trunk weight of 0%, 16% in maximum internal rotation knee joint moment during the SATS, STS. Therefore we expect that biomechanical model of this study will used to study for mechanical characteristics of obese people.
Objective: The aim of this study was to analyze the net joint moment and joint power of the lower extremity during squat in female patients with genu varum. Method: Eight female patients with genu varum were asked to do regular squats, and their net joint moment and joint power were compared to those of another eight female participants with straight legs. Their video recordings and ground reaction force data were analyzed to be used as a theoretical evidence of squatting effectively for female patients with genu varum. Results: Squats had a higher impact on internal knee joint rotation and ankle joint flexion moments in the genu varum group than in the straight leg group due to their weak and short hip joint muscles. Conclusion: There is a need to develop a squat movement that is appropriate for women with genu varum in order to distribute overload efficiently among the hip, knee, and ankle joints and to strengthen the muscles in a balanced way.
The purpose of this study was to determine the effects of landing height on the lower extremity during a counter movement jump. Fourteen healthy male subjects (age: $27.00{\pm}2.94$ yr, height: $179.07{\pm}5.03$ cm, weight: $78.79{\pm}6.70$ kg) participated in this study. Each subject randomly performed three single-leg jumps after s single-leg drop landing (counter movement jump) on a force platform from a 20 cm and 30 cm platform. Paired t-test (SPSS 18.0; SPSS Inc., Chicago, IL) was performed to determine the difference in kinematics and kinetics according to the height. All significance levels were set at p<.05. The results were as follows. First, ankle and knee joint angles in the sagittal plane increased in response to increasing landing height. Second, ankle and knee joint angles in the frontal plane increased in response to increasing landing height. Third, there were no significant differences in the moment of each segment in the sagittal plane for the jumping height increment. Fourth, ankle eversion moment and knee valgus moment decreased but hip abduction moment increased for the jumping height increment. Fifth, Ankle and knee joint powers increased. In percentage contribution, the ankle joint increased but the knee and hip joints decreased at a greater height. Lastly, as jumping height increased, the power generation at the ankle joint increased. Our findings indicate that the height increment affect on the landing mechanism the might augment loads at the ankle and knee joints.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.