Giải pháp phân tích chuyển động đi bộ trong lĩnh vực lâm sàng và nâng cao thành tích thể thao dựa trên cơ sinh học

Động học cơ sinh học dáng đi là lĩnh vực nghiên cứu các nguyên lý cơ học chi phối hoạt động đi bộ và chạy của con người, tập trung vào cách thức các lực, chuyển động và sự truyền tải năng lượng tương tác bên trong hệ thống cơ xương để tạo ra chuyển động. Lĩnh vực này kết hợp các khái niệm từ vật lý, kỹ thuật và giải phẫu học để phân tích động học (chuyển động) và động lực học (lực) của chu kỳ bước đi, cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách xương, khớp, cơ bắp và gân phối hợp để tạo ra chuyển động hiệu quả. Các lĩnh vực trọng tâm trong động học cơ sinh học dáng đi bao gồm phân tích góc độ các khớp, lực phản ứng mặt đất, mô hình kích hoạt cơ bắp và việc tiết kiệm năng lượng trong từng giai đoạn của chu kỳ bước đi — từ lúc gót chân chạm đất đến lúc các ngón chân rời mặt đất. Ví dụ, trong giai đoạn gót chân chạm đất, cổ chân duỗi lên để hấp thụ lực tác động, đồng thời đầu gối cong lại nhằm giảm chấn cho trọng lượng cơ thể, thể hiện cách các khớp phối hợp để kiểm soát lực. Về mặt động lực học, động học cơ sinh học dáng đi nghiên cứu các lực theo phương thẳng đứng, phương ngang và phương trong-ngoài tác động lên mặt đất, ảnh hưởng đến khả năng đẩy người về phía trước và sự ổn định. Lực phản ứng mặt đất, được đo bằng các tấm cảm biến lực, cho thấy cách cơ thể tương tác với môi trường, với các đỉnh lực xảy ra khi gót chân chạm đất và khi các ngón chân rời mặt đất, lần lượt biểu thị cho việc hấp thụ va chạm và tạo lực đẩy. Mô hình kích hoạt cơ bắp, được theo dõi thông qua điện cơ đồ, cho thấy cách các cơ như cơ bắp cá chân và cơ chày trước co lại để kiểm soát chuyển động bàn chân và duy trì thăng bằng. Động học cơ sinh học dáng đi cũng tìm hiểu cách những lệch chuẩn khỏi các mô hình bình thường — như lăn bàn chân quá mức, đi khập khiễng hoặc bước đi ngắn lại — có thể dẫn đến sự kém hiệu quả, đau đớn hoặc chấn thương. Ví dụ, việc bàn chân lăn vào trong quá mức trong giai đoạn giữa bước đi có thể làm tăng áp lực lên cân gan chân, góp phần gây viêm cân gan chân, trong khi dáng đi mất đối xứng có thể gây căng cơ vùng thắt lưng dưới hoặc hông. Việc hiểu rõ các mối quan hệ cơ học này là rất quan trọng để phát triển các can thiệp như đệm lót chỉnh hình, bài tập vật lý trị liệu hoặc cải tiến giày dép nhằm điều chỉnh các mô hình bước đi bất thường và cải thiện chức năng vận động. Trong nghiên cứu và thực hành lâm sàng, động học cơ sinh học dáng đi cung cấp một cơ sở khoa học để đánh giá hiệu quả của các phương pháp điều trị, thiết kế thiết bị hỗ trợ và tối ưu hóa thành tích thể thao, biến đây thành một lĩnh vực chuyên môn thiết yếu trong chăm sóc sức khỏe, khoa học thể thao và phục hồi chức năng.