Journals / Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi / 2016 / Cilt: 62 - Sayı: 4

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

Üst ekstremite salınımı kısıtlanmasının yürüme enerji tüketimine ve dengeye etkisi

Pages
329–336
Publication Date
2022-11-05
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

We think that our findings may help individuals with balance problems regarding the prevention of daily accidents

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis: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.
📊
Key Findings & Data: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.
💡
Conclusion & Impact:We think that our findings may help individuals with balance problems regarding the prevention of daily accidents
🔬Design:Modeling & Simulation
📍Scope:2011 Verileri
⚙️Variables:Domain Parameters

Abstract

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

Özet

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

🔖

Cite This Article

ERDOĞAN, A. T., BEYDAĞI, H., DAL, U., MARAŞLIGİL, B. (2022). Effect of upper extremity swing restrain on walking energy consumption and balance. Türkiye Fiziksel Tıp ve Rehabilitasyon Dergisi, Cilt: 62 - Sayı: 4, 329–336. https://ajindex.com/articles/628670

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (19)

  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
  4. Baskı. İstanbul: Avrupa Matbaacılık; 2001
  5. 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
  6. 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
  7. 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
  8. 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
  9. Hodges B. H, Lindhie O. Carrying babies and groceries: The effect of moral and social weight on caring. Ecol Psychol 2006;18:93-111
  10. Jackson KM, Joseph J, Wyard SJ. The upper limbs during human walking. Part 2: Function. Electromyogr Clin Neurophysiol 1983;23:435-46
  11. 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
  12. Hanada E, Kerrigan DC. Energy consumption during level walking with arm and knee immobilized. Arch Phys Med Rehabil 2001;82:1251-4
  13. Waters RL, Mulroy S. The energy expenditure of normal and pathologic gait. Gait Posture 1999;9:207-31
  14. Schwartz MH. Protocol changes can improve the reliability of net oxygen cost data. Gait Posture 2007;26:494-500
  15. 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
  16. Whittle MW. Gait Analysis: An Introduction. 4th ed. China: Butterworth Heinemann Elsevier; 2007
  17. 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
  18. 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
  19. Ortega JD, Fehlman LA, Farley CT. Effects of aging and