پیش بینی نمای قوس ساجیتال کفش های غلتکی بر اساس کینماتیک مچ پا حین راه رفتن: رویکرد شبکه عصبی مصنوعی

مقدمه: زیره های غلتکی به صورت نمای قوس دار در صفحه ساجیتال، یکی از رایج ترین اصلاحات درمانی در کفش های غلتکی به منظور تغییر یا تطابق با کینماتیک و کینتیک مفاصل اندام تحتانی می باشد. هرچند معیار تجویز این قوس ها بر اساس ملاحظات تئوری صورت می گیرد، انجام مطالعات تجربی و آزمون و خطا می تواند به تجویز مناسب تر و استفاده بهتر از آن ها کمک کند. رویکرد مکمل، استفاده از تکنولوژی های هوشمند به منظور پیش بینی نمای قوس جهت تطابق یافتن با وضعیت هر مفصل است. هدف از انجام مطالعه حاضر، پیش بینی نمای قوس کفش های غلتکی در صفحه ساجیتال بر اساس کینماتیک مچ پا طی راه رفتن با استفاده از تکنولوژی شبکه عصبی مصنوعی بود.مواد و روش ها: در این مطالعه، ۲۰ فرد سالم (با میانگین سنی ۱/۳۳ سال) در دو وضعیت استفاده از دو نوع کفش مختلف با دو نوع نمای قوس متفاوت در یک مسیر مستقیم ۱۰ متری راه رفتند و کینماتیک مچ پای آنان با استفاده از نشانگرهای انعکاسی ثبت گردید. به شبکه عصبی مصنوعی آموزش داده شد تا حرکات مچ پا در صفحه ساجیتال در فاز استانس راه رفتن را با نمای قوس زیره غلتکی مورد استفاده تطبیق دهد و سپس بتواند نوع قوس بعدی را بر اساس اطلاعات قبلی داده شده به آن پیش بینی کند. به منظور آموزش شبکه عصبی، داده های حاصل از آنالیز حرکات مچ پای ۱۳ نفر از شرکت کنندگان و نمای قوس زیره غلتکی کفش آن ها استفاده گردید (گروه شاهد) و از داده های دیگر شرکت کنندگان به منظور اعتباربخشی به اهداف مطالعه استفاده شد (گروه مورد).یافته ها: دقت به دست آمده از آنالیز داده ها بسیار رضایت بخش بود؛ چرا که ضریب همبستگی بین یافته های پیش بینی شده و نمای واقعی قوس در داده های حاصل از گروه مورد برای هر دو نوع کفش غلتکی مورد استفاده در مطالعه، بیشتر از ۹۵/۰ حاصل شد.نتیجه‎گیری: در مطالعه حاضر یک الگوریتم جدید جهت مشخص کردن ویژگی های کفش غلتکی با استفاده از مدل شبکه عصبی به دست آمد. نتایج حاصل شده برای طراحان کفش، ارتوزها و پروتزهای اندام تحتانی و گچ/ چکمه های پیاده روی قابلیت استفاده دارد.

کلیدواژه ها:

Rollover footwear ، Ankle kinematics ، Artificial Neural Network