โมเดลทางชีวกลศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงความเค้นของกระดูกสะบ้าจากรองเท้าวิ่งที่ผ่านการใช้งานจนเสื่อม

BIOMECHANICAL MODEL OF STRESS CHANGES IN PATELLOFEMORAL JOINT WITH WORN OUT RUNNING SHOES

Name: บุรวัลย์ ผลมั่ง

ThaSH: ชีวกลศาสตร์

ThaSH: รองเท้ากีฬา

ThaSH: ข้อเข่า

ThaSH: ความเครียดและความเค้น

Abstract: รองเท้าวิ่งเป็นสิ่งสำคัญที่จะช่วยลดการบาดเจ็บของนักวิ่ง งานวิจัยครั้งนี้ ต้องการศึกษาการเปลี่ยนแปลงของค่าความเค้นของข้อต่อ patellofemoral ของรองเท้าวิ่งที่เสื่อมสภาพ การศึกษานี้แบ่งออกเป็น 3 ขั้นตอนการวิจัย โดยขั้นตอนแรก คือ การสร้างและพัฒนาเครื่องจำลองการวิ่ง (running simulation machine-RSM) ซึ่งมีลักษณะคล้ายล้อเกวียน เครื่อง RSM นี้ถูกออกแบบและปรับเทียบเพื่อจำลองกลไกการวิ่งของนักวิ่งหญิงที่มีน้ำหนัก 55-58 กก. และ เครื่องมีการสอบเทียบ ค่าแรงกระแทกในแนวดิ่งที่ impack peak และ active peak , ระยะเวลาการสัมผัสพื้นของเท้า , รูปแบบการกระจายน้ำหนัก และ การเคลื่อนไหวของศูนย์กลางของแรงกด ที่เสมือนกับการวิ่งจริง ขั้นตอนการวิจัยลำดับถัดไป คือ ศึกษาความสามารถในการดูดซับหรือรับแรงกระแทก (shock absorption capability –SAC) ของรองเท้าวิ่งเก่าที่เสื่อมสภาพแล้ว ในการศึกษาครั้งนี้ ได้ทำการคัดเลือกนักวิ่งหญิง 9 คน และ ให้สวมรองเท้าวิ่งที่แผ่นพื้น EVA ซึ่งถูกทำให้เสื่อมสภาพที่ระยะการวิ่งมามากกว่า 800 กม. (8x100) และวัดค่าแรงกระแทกในแนวดิ่ง (VGRFs) และ SAC โดยวิธี force plate และ F-scan ก่อนและหลังการวิ่งทุก 100 กม. ค่า SAC ถูกคำนวณจากผลต่างระหว่าง VGRFs โดยวิธี force plate และ F-scan ทำการวัดซ้ำและใช้ One way ANOVA ในการวิเคราะห์ข้อมูล ผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่า รองเท้าวิ่งใหม่สามารถดูดซับแรงกระแทก 70% ของมวลกายนักวิ่ง และ ค่า SAC จะมีความแตกต่างทางสถิติตามระยะทางของการวิ่ง โดยค่า SAC จะลดลงเมื่อระยะทางของการวิ่งเพิ่มขึ้น การวิเคราะห์แบบ Post Hoc ชี้ให้เห็นว่าค่า SAC จะลดลงอย่างเห็นได้ชัดที่ระยะทางการวิ่ง 300 กม. และที่ระยะการวิ่ง 300 กม. นี้ รองเท้าวิ่งสามารถดูดซับแรงกระแทกได้เพียง 60% ของมวลกายนักวิ่ง หรือ ประมาณ 35% ของค่าแรงกระแทก ขั้นตอนสุดท้าย ศึกษาการเปลี่ยนแปลงของความเค้น (stress) ของข้อต่อ patellofemoral (SPFJ) ของรองเท้าวิ่งเก่าที่เสื่อมสภาพแล้ว ค่า stress อ้างอิงจากโมเดลของ Roos et al.(2012) และแรงกระทำของเข่า (Knee moment) หาได้จากวิธี Inverse dynamic technique ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่า เมื่อระยะทางการวิ่งเพิ่มขึ้น ค่า SPFJ ก็จะเพิ่มขึ้นด้วย โดยที่ระยะทางการวิ่ง 800 กม. ค่า SPFJ จะเพิ่มขึ้นมากกว่าค่า SPFJ ของรองเท้าวิ่งใหม่ถึง 20% อย่างไรก็ตาม ค่า SPFJ ที่ได้จากการศึกษาในครั้งนี้ จะต่ำกว่า critical stress ที่ทำให้เกิดการบาดเจ็บจากงานวิจัยอื่นๆ และจากการศึกษานี้ ค่าเฉลี่ย SPFJ ที่ 800 กม. (ค่า SPFJ สูงสุด) จะเท่ากับ 10 MPa

Abstract: Running shoes are important to runners as they can help reduce injury in runners. In this study, we wanted to find the changes of stress in patellofemoral joint in worn out shoes. The study was divided into three projects. The first project pertained to the building and development of a running simulation machine (RSM), which was looked like a cartwheel. The RSM was designed and calibrated to mimic running mechanic of female runners weighted between 55-58 kgs. The RSM was calibrated such that vertical ground reaction forces at impact peaks and active peaks, foot contact time, patterns of weight distribution, and the movement of center of pressure produced by RSM was similar to those produced by actual running. After the first project, the objective of the second project was to study the shock absorption capability (SAC) in worn out running shoes. In this study, nine female runners were recruited to the study. The participants were asked to wear EVA midsole running shoes, which were made deteriorated over 800 (8×100) kms. Vertical ground reaction forces (VGRFs) and SAC were measured from the force plate and F-scan before and after each 100-km. SAC was calculated as the difference between VGRFs measured by force plate and F-scan. One way ANOVA with repeated measures were used to analyse the data. The results showed that new running shoes could absorb 70% of body weight, and SAC of running shoes were statistically different over running distances. SAC decreased as running distances increased. A post hoc analysis suggested that 300-km was a critical running distance after which SAC decreased markedly. At 300 kms, running shoes could absorb only 60% of body weight or around 35% of impact force. The final project found the changes of stress at patellofemoral joint (SPFJ) among worn out shoes. The stress could be found from the model suggested by Roos et al. (2012), and the knee moments were found using inverse dynamic technique. The results showed that as running distances increased, SPFJ also increased, where at 800 km, SPFJ was 20% greater than SPFJ found in new shoes. However, SPFJ found in the study was lower than critical stress causing injury reported by other papers. In this study, the average SPFJ at 800 km (which was the maximum SPFJ) was 10 MPa

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: ชัยพัฒน์ หล่อศิริรัตน์

Role: ที่ปรึกษา

Name: ภาสกร วัธนธาดา

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2556

Modified: 2559-02-23

Issued: 2559-02-23

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรดุษฎีบัณฑิต

Level: ปริญญาเอก

Descipline: วิทยาศาสตร์การกีฬา

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	5178955839.pdf	5.93 MB	36	2021-08-27 11:44:40

ใช้เวลา

0.03984 วินาที