The Influence of Foot-Strike Technique on the Neuromechanical Function of the Foot

Medicine & Science in Sports & Exercise. 50(1):98–108, JAN 2018

DOI: 10.1249/MSS.0000000000001420

https://gyazo.com/e24a8b71f6d9e8211385e7c59a239c9f

Abstract

Purpose: The aim of this study was to investigate the influence of foot-strike technique on longitudinal arch mechanics and intrinsic foot muscle function during running. Methods: 13 healthy participants ran barefoot on a force-instrumented treadmill at 2.8ms with a forefoot (FFS) and rear-foot (RFS, habitual) running technique, while kinetic, kinematic and electromyographic (EMG) data from the intrinsic foot muscles were collected simultaneously. The longitudinal arch was modeled as a single "mid-foot" joint representing motion of the rear-foot (calcaneus) relative to the forefoot (metatarsals). An inverse dynamic analysis was performed to estimate joint moments generated about the mid-foot, as well as mechanical work and power. Results: The mid-foot was more plantar flexed (higher arch) at foot contact when running with a forefoot running technique (RFS 0.2 ± 1.8 v FFS 6.9 ± 3.0, ES = 2.7), however there was no difference in peak mid-foot dorsiflexion in stance (RFS -11.6 ± 3.0 v FFS -11.4 ± 3.4, ES = 0.63). When running with a forefoot technique, participants generated greater moments about the mid-foot (27% increase, ES = 1.1) and performed more negative work (240% increase, ES = 2.2) and positive work (42% increase, ES = 1.1) about the mid-foot. Average stance phase muscle activation was greater for Flexor Digitorum Brevis (20% increase, ES = 0.56) and Abductor Hallucis (17% increase, ES = 0.63) when running with a forefoot technique. Conclusion: Forefoot running increases loading about the longitudinal arch and also increases the mechanical work performed by the intrinsic foot muscles. These findings have substantial implications in terms of injury prevention and management for runners who transition from a rear-foot to a forefoot running technique.

抽象

目的：本研究の目的は、縦方向アーチ機構およびランニング中の内因性足筋機能に対するフットストライク技術の影響を調査することであった。 【方法】13人の健康な参加者が前足（FFS）と後足（RFS、習慣）ランニング技術で2.8msで力計装トレッドミルで裸足で走ったが、内因性足筋からの運動、運動および筋電図（EMG）データがあった。同時に収集した。縦アーチは、前足部（中足骨）に対する後足部（踵骨）の動きを表す単一の「足の中央」関節としてモデル化された。逆動的解析を実施して、足の中央付近で発生した関節モーメント、ならびに機械的仕事量および力を推定した。結果：前足ランニング技術（RFS 0.2±1.8 v FFS 6.9±3.0、ES = 2.7）を用いて走った場合、足の接触で中足はより足底で屈曲した（より高いアーチ）が、ピークの中足では差はなかった。背屈状態（RFS -11.6±3.0 v FFS -11.4±3.4、ES = 0.63）。前足技術で走っているとき、参加者は足の中ほどでより大きな瞬間を生み出し（27％増加、ES = 1.1）、より否定的な仕事（240％増加、ES = 2.2）と肯定的な仕事（42％増加、ES = 1.1）を実行した。 ）中足について前立脚法で実行した場合、平均立脚期筋肉活性化は、屈筋指ブレビス（２０％増加、ＥＳ ＝ ０．５６）および外転幻覚筋（１７％増加、ＥＳ ＝ ０．６３）の方が大きかった。結論：前足部のランニングは、縦方向アーチ周辺の負荷を増加させ、内在する足の筋肉によって行われる機械的作業も増加させます。これらの知見は、後足から前足のランニングテクニックに移行するランナーのための怪我予防と管理に関して実質的な意味を持っています。