راه‌رفتن از ساده‌ترین و طبیعی‌ترین فعالیت‌های بدنی انسان است که نقش اساسی در حفظ سلامت دارد [1]. اختلال در ساختار اندام تحتانی بدن می‌تواند بر گام‌برداری اثرگذار باشد. برای مثال پای پرونیت[1] از جمله این ناهنجاری‌ها است [2]. اختلال در مکانیک راه‌رفتن ناشی از پای پرونیت، سبب ایجاد تغییرات بیومکانیکی در اجزای نیروی عکس‌العمل زمین می‌گردد [3]. توجه به همزمانی بازسازی رباط صلیبی قدامی ‏(ACL)‏[2] و اصلاح پرونیشن پا، موضوعی جدید در پژوهش است. ‏ACL‏ عاملی کلیدی در ثبات زانو، به‌خصوص برای مهار حرکت رو به جلوی استخوان درشت‌نی[3] و چرخش داخلی مفصل زانو است. پارگی آن می‌تواند سبب ناپایداری زانو در راه‌رفتن، ضعف عضله چهارسر، تغییرات زاویه‌ای مفصل و در نتیجه دگرگونی مکانیک راه‌رفتن و افزایش خطر خشکی مفصل یا آسیب به منیسک گردد [4]. الگوی غلط راه‌رفتن یا حرکت در محیط‌های پرخطر عامل آسیب‌هایی از جمله درد مفاصل، کمردرد، التهاب زانو، آسیب به پاشنه آشیل یا حتی سقوط و شکستگی، به‌ویژه در افراد مسن می‌شود. عواملی مانند کفش نامناسب، زمین لغزنده، فراموشی وضعیت بدنی و عدم گرم‌کردن قبل از حرکت می‌توانند خطر این آسیب‌ها را افزایش دهند. بنابراین، رعایت نکات ایمنی، انتخاب صحیح کفش، کفی و آگاهی از وضعیت بدنی قبل از راه‌رفتن بسیار مهم است [5]. میزان شیوع عارضه پرونیت پا در بزرگسالان ‏23‏-‏20‏% است و میزان بروز سالانه آسیب‌های ‏ACL‏ از ‏30‏ تا ‏70‏ نفر در هر ‏100,000 نفر در جمعیت عمومی متغیر است. تقریباً ‏60‏ تا ‏70‏% این آسیب‌ها با جراحی بازسازی ‏ACL‏ درمان می‌شوند که به سطح فعالیت بیمار، سن و علائم بی‌ثباتی زانو بستگی دارد. تنها در آمریکا، سالانه بیش از ‏200,000 آسیب ‏ACL‏ و بیش از ‏100,000 بازسازی آن انجام می‌شود [6].
پای پرونیت، یکی از ناهنجاری‌های اندام تحتانی است که با کاهش ارتفاع قوس طولی داخلی منجر به تغییر شکل در ساختمان مچ پا می‌شود [7]. برای بازساری ‏ACL‏، بسته به شدت پارگی و بازگشت به سطح عملکرد قبلی فرد، می‌توان از گرافت‌های مختلفی مانند همسترینگ، آشیل، چهارسر ران و تاندون کشککی-رانی استفاده نمود. در انتخاب نوع پیوند، عواملی مانند سطح فعالیت بیمار، میزان سازگاری بیولوژیکی و دوام در برابر پارگی مجدد نقش کلیدی دارند [8]. میزان خطر پارگی مجدد بعد از بازسازی ‏ACL‏ است که در 2-1 سال اول جراحی رخ می‌دهد و به دلایلی همچون نداشتن توانبخشی مناسب، تثبیت نشدن گرافت و ضعف عضلات چهارسر و همسترینگ است [9]. با این وجود پرونیت پا یک خطر بالقوه برای بروز مجدد پارگی است. احتمالاً یکی از سازوکار‌های اساسی در بروز پارگی مجدد، چرخش داخلی استخوان ساق است که امکان بروز این آسیب را تشدید می‌کند [‏10‏]. بر اساس مبانی موجود استفاده از کفی‌های حمایتی می‌تواند برای بهبود ناهنجاری‌های اندام تحتانی مفید باشد [‏11‏].
کفی‌های کفش یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای ایجاد تغییر زوایای حرکات اندام تحتانی است. اغلب درمانگران برای اصلاح پرونیشن پا از کفی‌های اصلاحی استفاده می‌کنند. بر اساس مطالعات، این کفی‌ها باعث تصحیح معنی‌دار چرخش داخلی ساق پا می‌گردد [‏11‏]. از این رو برخی محققان استفاده از کفی را در اصلاح راستای پا و زانو مؤثر می‌دانند. پا در مقایسه با سایر بخش‌های بدن تغییرات ساختاری بیشتری دارد. یکی از مهمترین ویژگی‌های ساختاری پا ارتفاع قوس طولی داخلی به هنگام تحمل وزن است [‏12‏]. استفاده از کفش‌های معمولی دارای حمایت‌کننده قوس‌پا یا کفی‌های طبی در درمان صافی کف پا رایج است. وظیفه اصلی کفی در صافی کف پای منعطف، اصلاح راستایی استخوان‌های کف پا و بازگشت به حالت طبیعی است. از مزایای استفاده از کفی‌های طبی، کاهش فعالیت الکتریکی عضلات ایجادکننده ثبات در کف‌پا، کنترل چرخش محوری اندام‌تحتانی و هدایت راستای پا است [‏13‏]. مطالعات نشان داده‌اند در افراد با کف پا صاف، خط وزن به داخل حرکت می‌کند و سبب ایجاد گشتاور چرخش داخلی می‌شود، در حالی که کفی‌های حمایت‌کننده قوس داخلی سبب جابجایی خط وزن به خارج می‌شود و با کاهش نوسان در حالت ایستا و پویا، تعادل را افزایش می‌دهد. بنابراین استفاده از کفی‌های حمایت‌کننده قوس جهت اصلاح راستای بیومکانیکی با هدف کاهش پرونیشن پا توصیه شده است [‏14‏]. برخی پژوهش‌ها نشان دادند که با قرار دادن کفی جابه‌جایی مرکز فشار در قسمت خارجی پا بیشتر از قسمت داخلی آن بود [‏15‏]. همچنین استفاده از کفی طبی باعث بهبود زمان رسیدن به اوج نیروهای عکس‌العمل زمین و سرعت گام برداشتن کودکان با کف پای صاف می‌شود [‏16‏]. طیف فرکانس نیروهای عکس‌العمل زمین هنگام راه‌رفتن یکی از متغیرهای بیومکانیکی مهم به‌شمار می‌آید. پژوهشگران دلایل مختلفی برای ایجاد آسیب‌های اندام تحتانی ذکر کردند که یکی از این عوامل نیروی عکس‌العمل زمین است [‏17‏]. در واقع ویژگی‌های این نیرو هنگام راه‌رفتن، معیار مهمی بر وجود اختلال در راه‌رفتن شمرده می‌شود. نیروهای عمودی عکس‌العمل زمین شاخصی است که برای مشخص کردن میزان شدت برخورد کف پا استفاده می‌شود. هر چقدر این نیرو بیشتر باشد احتمال بروز آسیب بیشتر خواهد بود. دامنه فرکانس نیروی عکس‌العمل زمین در افراد سالم و دارای ناهنجاری اندام تحتانی تحلیل شده است [‏23‏-‏18‏]. علاوه بر این، تحلیل دامنه فرکانسی متغیرهای بیومکانیکی مانند نیروهای عکس‌العمل زمین، برای ارزیابی محتوای فرکانسی سیگنال‌های طبیعی و غیرطبیعی در فعالیت‌هایی همچون راه‌رفتن به کار می‌رود. تحقیقات پیشین نشان می‌دهند که افزایش بیش ازحد نیروی عکس‌العمل زمین در فاز اتکای راه‌رفتن (یعنی مرحله‌ای از گام که پا با زمین در تماس است و وزن بدن را تحمل میکند) می‌تواند نشان‌دهنده اختلال در عملکرد عصبی-مکانیکی مفاصل و عضلات اندام تحتانی باشد [‏17‏، ‏21‏].
مناسب‌ترین روش برای آنالیز متغیرهای کینتیکی، تحلیل دامنه فرکانس است که سیگنال‌های دوره‌ای را به روش ضرایب هارمونیک توصیف می‌کند [‏24‏]. فرکانس‌های موجود در سیگنال‌های نیروی عکس‌العمل زمین هنگام راه‌رفتن به طور معمول از طریق «تبدیل فوریه»[4] تحلیل می‌شوند [‏21‏]. تحلیل طیف فرکانس یک متغیر قابل توجه در نیروی عکس‌العمل زمین است [‏17‏]. به علاوه لازم به ذکر است که بررسی فرکانس نیرو در بروز آسیب به مراتب مهمتر از بزرگی نیرو است [‏25‏]. آنالیز فرکانس نیروهای عکس‌العمل زمین موجب درک بهتر سازوکار آسیب می‌گردد. در مطالعات گذشته، محتوای فرکانس این نیرو، شاخص اصلی برای تحلیل نیروهای حرکتی بوده است [‏23‏، ‏26‏]. به دلیل ماهیت پیوسته فعالیت راه‌رفتن، مؤلفه‌های نیروهای عکس‌العمل زمین به صورت پیوسته و در حوزه فرکانس، در کل مرحله اتکا بررسی می‌شود [‏27‏]. بنابراین، بررسی طیف فرکانس نیروهای عکس‌العمل زمین در راه‌رفتن ضروری است و بهبود مؤلفه‌های فرکانس نیرو، بهترین راه جلوگیری از آسیب‌های حرکتی در راه‌رفتن است [‏25‏].
علی‌رغم اهمیت طیف فرکانس نیروهای عکس‌العمل زمین، تاکنون تأثیر کفی‌ حمایت‌کننده قوس بر مؤلفه‌های این نیروها در افراد با ‏ACL‏ بازسازی شده و دارای پای پرونیت بررسی نشده است. بنابراین، هدف این مطالعه بررسی تأثیر کفی حمایت‌کننده قوس و کفی عادی بر طیف فرکانس این نیروها هنگام راه‌رفتن در بزرگسالان دارای سابقه بازسازی ‏ACL‏ (با اتوگرفت همسترینگ) و مبتلا به پای پرونیت بود.

این پژوهش نیمه‌تجربی به صورت پیش‌آزمون (قبل از خستگی) و پس‌آزمون (بعد از خستگی) در آزمایشگاه بیومکانیک ورزشی دانشگاه محقق اردبیلی انجام شد. برای تعیین حداقل حجم نمونه از نرم‌افزار G*‏Power3.1‏ استفاده شد که در سطح معنی‌داری ‏0.05‏، اندازه اثر ‏0.7‏ و توان آماری ‏0.8‏، حداقل ‏10‏ نفر در هر گروه برای حجم نمونه محاسبه شد. جامعه آماری شامل بیماران با بازسازی ‏ACL‏ مبتلا به پای پرونیت بود. نمونه آماری شامل ‏40‏ بیمار مرد استان اردبیل با دامنه سنی ‏45‏-‏18‏ سال بود که به طور نمونه‌گیری در دسترس انتخاب شدند. آزمودنی‌ها بر اساس زمان سپری شده پس از جراحی در چهار گروه قرارگرفتند: ‏1)‏ کمتر از 6 ماه؛ ‏2)‏ 6 تا ‏12‏ ماه؛ ‏3)‏ بیش از ‏12‏ ماه؛ و ‏4)‏ گروه سالم (بدون هیچ عارضه‏).‏
شرایط ورود به پژوهش شامل افراد ‏45‏-‏18‏ سال علاقمند به شرکت در پژوهش، دارای آسیب ‏ACL‏ ﮐﻪ در بازه زمانی 6، ‏12‏ و ‏18‏ ماه پس از بازسازی قرار دارند ‏(1‏± ماه پس از بازسازی رباط صلیبی قدامی)، توانایی دویدن بدون احساس هیچگونه محدودیت، داشتن شاخص توده بدنی ‏18.5‏ تا ‏25‏ (کیلوگرم بر مجذور متر)، داشتن گرافت همسترینگ، زاویه انحراف قسمت عقبی پا بیش از 4 درجه، شاخص پاسچر پا ‏10‏میلی‌متر بیشتر باشد و افتادگی ناوی بیش از یک سانتیمتر بود. افراد دارای احساس درد در دامنه‌های حرکتی، سابقه شکستگی‌های اندام تحتانی، ابتلا به سایر ناهنجاری‌های اندام تحتانی (همچون پای پرانتزی، پای ضربدری و‏...)‏، سابقه مصرف طولانی مدت داروهای مؤثر بر سیستم اسکلتی-عضلانی، سابقه هر نوع جراحی، سابقه آسیب در اندام تحتانی و دارای تفاوت در طول اندام تحتانی بیشتر از 5 میلی‌متر از مطالعه خارج شدند.
در این مطالعه، اندازه‌گیری‌های آنتروپومتریک و پودیاتریک با روش‌های استاندارد انجام شد. قد با استفاده از استادیومتر دیواری (با دقت ‏0.1‏ سانتیمتر) و وزن با ترازوی دیجیتال (با دقت ‏0.1‏ کیلوگرم) اندازه‌گیری گردید. شاخص توده بدنی با تقسیم وزن (کیلوگرم) بر مجذور قد (متر مربع) محاسبه شد. میزان افت ناوی با کالیپر دیجیتال و بر حسب میلیمتر تعیین گردید. در نهایت، وضعیت استاتیک پا در حالت ایستاده با استفاده از ابزار معتبر شاخص وضعیت پا ارزیابی شد که در آن شش مؤلفه کلیدی در ناحیه پشت و زیر پا بر اساس مقیاس لیکرت (از ۲- تا ۲+) نمره‌دهی و نمره کلی محاسبه گردید.
پای پرونیت یا کف پای صاف، یک ناهنجاری بیومکانیکی شایع است که با کاهش ارتفاع قوس طولی داخلی و چرخش به داخل (اینورژن) پشت پا در هنگام تحمل وزن مشخص می‌شود. در این وضعیت، استخوان تالوس به سمت پایین و داخل متمایل شده، باعث چرخش داخلی ساق پا (تیبیا) و افزایش استرس بر ساختارهای داخلی زانو می‌گردد. این حالت می‌تواند منجر به اختلال در توزیع طبیعی فشار، تغییر الگوی راه‌رفتن و افزایش خطر بروز آسیب‌های زنجیره حرکتی تحتانی شود. در این مطالعه برای ارزیابی و تأیید پای پرونیت در شرکت‌کنندگان، از یک رویکرد ترکیبی مبتنی بر معیارهای عینی و کمّی استفاده شد. ابتدا وضعیت پا در حالت ایستاده و تحمل وزن، هم به صورت مشاهده‌ای و هم با ابزارهای تخصصی ارزیابی گردید. معیارهای اصلی ورود شامل ‏1) ‏شاخص قوس پا[5] که از طریق تحلیل ردپای استاتیک بر روی صفحه شفاف یا اسکنر پا به دست آمد و عددی بزرگتر از ۲۶/۰ به عنوان ملاک کف پای صاف در نظر گرفته شد؛ ‏2) ‏آزمون افت ناوی که با اندازه‌گیری اختلاف ارتفاع برجسته‌ترین نقطه استخوان ناویکولر بین حالت بدون وزن (نشسته) و حالت تحمل وزن (ایستاده) با کالیپر دیجیتال انجام شد و افت بیش از ۱۰ میلیمتر ملاک مثبت تلقی گردید؛ و ‏3) ‏نمره‌دهی بر اساس شاخص وضعیت پا[6] که در آن وضعیت شش مؤلفه کلیدی پا در حالت ایستاده ارزیابی و نمره کلی محاسبه شد و نمرهای بزرگتر از ۴+ (مشخص‌کننده پرونیشن متوسط تا شدید) مورد پذیرش بود. برای ورود نهایی در مطالعه، افراد می‌بایست حداقل دو مورد از سه معیار فوق را به طور همزمان دارا می‌بودند و پرونیت در پای مورد بررسی (پای عمل شده یا غالب) به وضوح مشاهده می‌شد.
از شرکت‌کنندگان خواسته شد ‏48‏ ساعت قبل از آزمون، فعالیت شدید ورزشی نداشته باشند تا اثر خستگی که ممکن است روی راه‌رفتن آنها تأثیر بگذارد، به حداقل برسد. برای مشخص کردن ارتفاع قوس طولی داخلی کف پای آزمودنی‌ها از شاخص افتادگی استخوان ناوی با استفاده از روش توصیفی انجام گرفت. از صفحه نیروی برتک[7] جهت ثبت داده‌های نیروهای عکس‌العمل زمین در جهت‌های عمودی ‏(Fz)‏، قدامی-خلفی ‏(Fy)‏ و داخلی-خارجی ‏(Fx)‏ هنگام راه‌رفتن استفاده شد. فرکانس نمونه‌برداری برابر ‏1000‏ هرتز تعیین شد. جهت فیلتر نمودن داده‌های نیروی عکس‌العمل زمین از فیلتر باتِروُرث[8] با برش فرکانسی ‏20‏ هرتز استفاده شد. این فیلتر الکترونیکی یا دیجیتال با پاسخ فرکانسی بیشینه‌ترین تخت بودن[9] در باند عبور است که برخلاف فیلترهای دیگر (مانند چبیشف[10]) هیچ گونه نوسان در باند عبور یا باند توقف ایجاد نمی‌کند. پاسخ دامنه آن به صورت تابعی یکنواخت با افزایش فرکانس کاهش می‌یابد و نرخ افت شیب آن با افزایش مرتبه فیلتر تندتر می‌شود. به دلیل همین ویژگی‌های خطی فاز (در پیاده‌سازی‌های خاص مانند فیلترهای دیجیتال دوطرفه) و فقدان اعوجاج در شکل سیگنال مفید در محدوده باند عبور، این فیلتر به‌طور گستردهای در پردازش سیگنال‌های بیومکانیکی (مانند نیروهای عکس‌العمل زمین و داده‌های سینماتیکی) برای حذف نویز فرکانس بالا بدون ایجاد تغییرات کاذب در دامنه مؤلفه‌های اصلی سیگنال مورد استفاده قرار می‌گیرد. در پژوهش حاضر، یک فیلتر پایین‌گذر باتِرورث مرتبه چهارم با فرکانس قطع ۲۰ هرتز به‌صورت دوطرفه بر روی داده‌های خام نیرو اعمال شد.
برای تنظیم قرارگیری پا، هر آزمودنی سه مرتبه به طور آزمایشی روی صفحه ‌نیرو راه رفت. پس از آن سه تکرار راه‌رفتن قابل قبول انجام شد و میانگین این سه تکرار جهت تحلیل‌های آماری استفاده شد. در مواردی مانند قرارگیری ناقص پا از لبه صفحه ‌نیرو، آزمون تکرار شد. پس از فیلتر کردن داده‌های نیروی عکس‌العمل زمین، تحلیل هارمونیک طبق رابطه زیر و با استفاده از نرم‌افزار ‏MATLAB‏ نسخه ‏2016‏ از تابع زمان به تابع فرکانس تبدیل شد.
طیف گسسته دامنه فرکانس به‌صورت مضربی از فرکانس پایه تعیین می‌شود. برای محاسبه مجموع n هارمونیک از رابطه‏ (1)‏ در جدول 1 استفاده شد. برای ارزیابی محتوای فرکانس نیرو، شاخص‌های رابطه‌های ‏(2)‏ و ‏(3)‏ در جدول 1 محاسبه می‌شوند [‏23‏، ‏26‏]. میانه فرکانس نیرو در نقطه‌ای اتفاق می‌افتد که نیمی از توان سیگنال در بالا و نیمی دیگر در پایین آن قرار دارد. پهنای باند فرکانس نیرو برابر با تفاوت بین فرکانس حداکثر و حداقل است. توان سیگنال برابر با توان هارمونی‌های بیشتر از نصف حداکثر توان سیگنال است که از رابطه‏ (4)‏ در جدول 1 محاسبه می‌شود. شاخص بعدی تعیین تعداد هارمونی‌های ضروری در هر راستا بود که با رابطه ‏(5)‏ در جدول 1‏ محاسبه شد. طبق روش اشنایدر، تعداد هارمونی ضروری ‏n_e‏ برای بازسازی سطح ‏95‏% داده‌ها، آنهایی بودند که مجموع دامنه‌های نسبی هر کدام در کل دامنه، کمتر یا برابر با ‏0.95‏ باشد [‏28‏].

پژوهش حاضر در دو مرحله قبل و بعد از خستگی انجام شد. آزمودنی‌ها پشت دستگاه صفحه ‌نیرو که در کف زمین تعبیه شده بود قرار گرفتند. لازم به ذکر است که اندازه‌های مختلفی از کفی حمایت‌کننده قوس در دسترس بود، آزمودنی‌های هر چهار گروه در مرحله قبل و بعد از خستگی در سه وضعیت کفش (بدون کفی، با کفی معمولی و با کفی حمایت‌کننده قوس) در مسیری به طول ‏18‏ متر راه رفتند. کفی‌های حمایت‌کننده قوس دارای برجستگی در قسمت لبه داخلی پا بود. در این کفی قله ارتفاع قوس طول داخلی ‏25‏ میلی‌متر و میزان پُستینگ[11] (بیشترین اختلاف ارتفاع لبه داخلی از لبه خارجی) ‏15‏ میلی‌متر بود. طول این کفی به اندازه‌ای بود که بخش عقب و میانی پا را پوشش می‌داد و در بخش جلویی پا قرار نداشت. جنس این کفی از نوع سخت پلی‌یورتان[12] بود و به طور کامل قوس پا را پوشش می‌داد. برای هر آزمودنی متناسب با اندازه پای فرد کفی مناسب استفاده شد.
لازم به ذکر است به منظور یکسان‌سازی شرایط جمع‌آوری داده‌ها از کفش کنترل در سایز‌های متفاوت و کفی‌های عادی که در بازار به فروش می‌رسد، برای تمامی گروه‌ها استفاده شد. برای آشنایی با مسیر راه‌رفتن، آزمودنی‌ها سه مرتبه این مسیر را پیمودند. برای مقایسه اثر احتمالی سرعت راه‌رفتن و کنترل آن در تحلیل اطلاعات در طول مسیر، سرعت راه‌رفتن هر فرد با سرعت‌سنج اندازه گرفته شد تا اختلافی در سرعت راه‌رفتن وجود نداشته باشد. لازم به ذکر است که کوششی صحیح در نظر گرفته می‌شد که هنگام راه‌رفتن مرکز صفحه نیرو به‌وسیله پای آزمودنی‌ها لمس می‌شد و نرم‌افزار به‌طور صحیح داده‌های نیروهای عکس‌العمل زمین را ثبت می‌کرد.
پروتکل خستگی با استفاده از تردمیل پیشرفته (ساخت آمریکا)[13] بدون شیب انجام شد. در ابتدا آزمودنی‌ها با سرعت 6 کیلومتر در ساعت شروع به راه رفتن کردند. سپس سرعت تردمیل هر 2 دقیقه به میزان یک کیلومتر در ساعت افزایش یافت. از مقیاسی ادراکی بورگ[14] جهت تعیین لحظه نهایی خستگی شرکت‌کنندگان استفاده شد. به محض اینکه شرکت‌کنندگان ادراک ‏13‏ یا بالاتر را در این مقیاس گزارش کردند، سرعت تردمیل ثابت شد تا اجازه دویدن در حالت پایدار را بدهد. در طول مرحله دویدن در حالت پایدار، هر ‏30‏ ثانیه امتیاز تلاش درک شده ارزیابی می‌شد و پروتکل خستگی پس از دو دقیقه دویدن در حالت پایدار (بیش از ‏17‏ در مقیاس 6 تا ‏20‏ بورگ یا ‏80‏% حداکثر ضربان قلب) به پایان می‌رسید [‏29‏].

کلیه مراحل پژوهش، اخلاق پژوهشی رعایت شد و از آزمودنی‌ها رضایت‌نامه حضور در پژوهش اخذ شد. تمام بخش‌های اجرایی پژوهش حاضر بر طبق بیانیه هلسینکی انجام شد.

جهت بررسی نرمال بودن داده‌ها از آزمون شاپیرو-ویلک و برای همگنی از آزمون لون در سطح معنی‌داری ‏0.05‏≥p استفاده شد. از آزمون واریانس دوسویه با اندازگیری‌های تکراری جهت تحلیل استفاده شد. جهت محاسبه اندازه اثر از فرمول کوهن استفاده شد. برای تحلیل آماری از نرم افزارهای اکسل و ‏SPSS‏ (نسخه ‏23)‏ استفاده شد.

شاخص‌های دموگرافیک آزمودنی‌ها در جدول 2، نمایش داده شده است.

نتایج نشان داد که متغیرهای طیف فرکانس نیروهای عکس‌العمل زمین در سه راستای مختلف (داخلی-خارجی، قدامی-خلفی و عمودی)،در مرحله قبل از خستگی در همه گروه‌ها یکسان بود.
در راستای عمودی افزایش معنی‌دار تعداد هارمونی ضروری از مرحله قبل خستگی (پیش‌آزمون) تا بعد خستگی (پس‌آزمون) در شرایط بدون کفی ‏(0.42=d‏؛ ‏0.044=p)‏ و با کفی عادی ‏(0.17=d‏؛ ‏0.049=p)‏ وجود داشت (اثر عامل کفی‏).‏ در حالی‌که کفی حمایت‌کننده قوس هیچ اثر معنی‌داری بر این شاخص در مرحله پس‌آزمون نداشت. به علاوه کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% در شرایط استفاده از کفی عادی (به اندازه ‏0.48‏%؛ ‏0.17=d‏؛ ‏0.009=p)‏، و کفی حمایت‌کننده قوس (به اندازه ‏0.77‏%؛ ‏0.36=d‏؛ ‏0.045=p)‏، وجود داشت (اثر عامل کفی‏).‏ همچنین در راستای عمودی، کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% ‏(0.97=d‏؛ ‏0.012=p)‏ و افزایش معنی‌دار تعداد هارمونی‌های ضروری ‏(0.63=d‏؛ ‏0.042=p)‏ در گروه اول (کمتر از 6 ماه پس از جراحی) وجود داشت (اثر عامل گروه‏).‏ به علاوه کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% در راستای عمودی در شرایط استفاده از کفی عادی ‏(0.45=d‏؛ ‏0.004=p)‏ و کفی حمایت‌کننده قوس ‏(0.82=d‏؛ ‏0.030=p)‏ وجود داشت (اثر تعاملی کفی×گروه‏).‏ نتایج تست تعقیبی نشان داد که کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% تنها در گروه اول (کمتر از 6 ماه پس از جراحی) اتفاق افتاده است. (جدول 3)

در راستای داخلی-خارجی از مرحله پیش‌آزمون تا پس‌آزمون افزایش معنی‌دار تعداد هارمونی ضروری در شرایط استفاده از کفی عادی ‏(0.75=d‏؛ ‏0.048=p)‏ و کفی حمایت‌کننده قوس ‏(0.62=d‏؛ ‏0.005=p)‏ وجود داشت (اثر عامل کفی‏).‏ همچنین کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% در شرایط کفی عادی (به اندازه ‏1.38‏%؛ ‏0.47=d‏؛ ‏0.049=p)‏ و کفی حمایت‌کننده قوس (به اندازه ‏1.69‏%؛ ‏0.11=d‏؛ ‏0.049=p)‏ وجود داشت (اثر عامل کفی‏).‏ به علاوه کاهش معنی‌دار فرکانس میانه ‏(0.21=d‏؛ ‏0.048=p)‏ و فرکانس باند ‏(0.87=d‏؛ ‏0.001=p)‏ از مرحله پیش‌آزمون تا پس‌آزمون در شرایط کفی حمایت‌کننده قوس وجود داشت (اثر عامل کفی‏).‏ علاوه بر این کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% در شرایط کفی حمایت‌کننده قوس در گروه اول (کمتر از 6 ماه پس از جراحی) ‏(0.13=d‏؛ ‏0.005=p)‏ وجود داشت (اثر عامل گروه‏).‏ کاهش معنی‌دار تعداد هارمونی ضروری در راستای داخلی-خارجی در شرایط کفی حمایت‌کننده قوس ‏(0.49=d‏؛ ‏0.008=p)‏ نیز وجود داشت (اثر تعاملی کفی×گروه‏).‏ نتایج تست تعقیبی نشان داد که کاهش معنی‌دار تعداد هارمونی ضروری تنها در گروه اول (کمتر از 6 ماه پس از جراحی) اتفاق افتاده است. (جدول 4)

در راستای قدامی-خلفی از مرحله پیش‌آزمون تا پس‌آزمون افزایش معنی‌دار تعداد هارمونی ضروری در شرایط کفش بدون کفی ‏(0.20=d‏؛ ‏0.048=p)‏ و کفی حمایت‌کننده قوس ‏(0.77=d‏؛ ‏0.001=p)‏ وجود داشت. همچنین کاهش معنی‌دار فرکانس میانه در شرایط کفی حمایت‌کننده قوس به (اندازه ‏0.25‏%؛ ‏0.37=d‏؛ ‏0.013=p)‏ وجود داشت (اثر عامل کفی‏).‏ کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% در شرایط کفی حمایت‌کننده قوس ‏(0.13=d‏؛ ‏0.007=p)‏ و افزایش معنی‌دار تعداد هارمونی‌های ضروری ‏(0.37=d‏؛ ‏0.049=p)‏ در گروه اول (کمتر از 6 ماه پس از جراحی) وجود داشت (اثر عامل گروه‏).‏ به علاوه افزایش معنی‌دار تعداد هارمونی ضروری در شرایط استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس ‏(0.45=d‏؛ ‏0.005=p)‏ وجود داشت (اثر تعاملی کفی×گروه‏).‏ نتایج تست تعقیبی نشان داد که افزایش معنی‌دار تعداد هارمونی ضروری تنها در گروه اول (کمتر از 6 ماه پس از جراحی) اتفاق افتاده است. (جدول 5)


بحث و نتیجه‌گیری

هدف از این مطالعه، ارزیابی استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس، کفی عادی و کفش بدون کفی بر طیف فرکانس نیروهای عکس‌العمل زمین هنگام راه‌رفتن در افراد با سابقه بازسازی ‏ACL‏ و مبتلا به پای پرونیت بود.

الف) راستای عمودی
یافته‌ها نشان داد که اثر عامل کفی از مرحله پیش از خستگی تا پس از آن، بر شاخص تعداد هارمونی‌های ضروری در شرایط استفاده از کفش بدون کفی و کفی عادی افزایش معنی‌داری داشت، در حالی که در شرایط استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس، هیچ تغییر معنی‌داری در این شاخص بین دو مرحله مشاهده نشد. افزایش شاخص مذکور در شرایط بدون کفی و کفی عادی پس از خستگی، می‌تواند بیانگر افزایش پیچیدگی سیگنال نیروی عکس‌العمل زمین در راستای عمودی و نیاز به فعالیت عضلانی تطبیقی بیشتر برای حفظ تعادل و پایداری باشد [‏30‏]. این تغییر می‌تواند ناشی از اختلال در عملکرد طبیعی سیستم جذب شوک به دنبال خستگی عضلانی باشد. در مقابل، ثبات شاخص تعداد هارمونی‌های ضروری در شرایط استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس پس از خستگی، ممکن است نشان‌دهنده نقش محافظتی این نوع کفی در حفظ یکپارچگی الگوهای حرکتی باشد [‏31‏]. این موضوع احتمالاً منعکس‌کننده بهبود در توزیع بار، کاهش نیاز به تلاش عصبی-عضلانی و یا بهینه‌سازی فرآیند جذب ضربه پس از تحمیل استرس خستگی است که به ویژه در جمعیت‌های آسیب‌پذیر مانند افراد در دوره بهبودی پس از بازسازی ‏ACL‏ می‌تواند مفید باشد. همچنین کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% در شرایط استفاده از کفی عادی و حمایت‌کننده قوس در مقایسه با کفش بدون کفی، نشان‌دهنده جابه‌جایی توزیع توان سیگنال به سمت فرکانس‌های پایین‌تر است که اغلب با کاهش سفتی سیستم اسکلتی-عضلانی یا تعدیل در راهبردهای کنترل حرکتی همراه است [3]. جالب آنکه، این کاهش در هر دو نوع کفی رخ داده است که ممکن است بیشتر ناشی از حضور هرگونه کفی و تأثیرات عمومی آن بر حس عمقی و بازخورد حسی باشد تا ویژگی‌های ساختاری خاص مانند سفتی. با این حال، کاهش بیشتر پیچیدگی در شرایط استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس نسبت به کفی عادی، حاکی از تأثیر بی‌همتای این نوع کفی است. علاوه بر این، کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% تنها در گروه کمتر از 6 ماه پس از جراحی بازسازی ‏ACL‏ مشاهده شد. این یافته نشان می‌دهد که در مراحل اولیه بهبودی، سیستم عصبی-عضلانی نسبت به مداخلات بیشترین حساسیت را دارد، زیرا کنترل حرکتی هنوز به تعادل قبلی باز نگشته و تغییرات در سفتی یا راهبردهای حرکتی به سرعت در طیف فرکانسی نیروهای عکس‌العمل زمین منعکس می‌شود [‏32‏]. از دیدگاه بیومکانیکی، کاهش محتوای فرکانسی در مؤلفه عمودی نیروی عکس‌العمل زمین معمولاً بیانگر کاهش نوسان‌های غیرضروری هنگام راه رفتن است [‏23‏]. مطالعات پیشین نیز نشان داده‌اند که اختلال در ساختارهای استخوانی مانند افت استخوان ناوی می‌تواند منجر به افزایش نوسان در حرکت پا شود و پایداری را تحت تأثیر قرار دهد [‏33‏].
به علاوه یافته‌ها حاکی از آن است که در راستای عمودی اثر تعاملی کفی-گروه در شرایط استفاده از کفی عادی و کفی حمایت‌کننده قوس، توان ‏99.5‏% کاهش معنی‌دار داشت؛ به‌عبارت دیگر، استفاده از کفی عادی و کفی حمایت‌کننده قوس در دو گروه مختلف زمانی (پس از جراحی) منجر به کاهش متفاوتی در فرکانس حرکتی پا در جهت عمودی شده است. نتایج نشان داد که استفاده از کفی‌های عادی و حمایت‌کننده قوس در دو گروه تمرینی متفاوت، به کاهش‌هایی با مقادیر مختلف در فرکانس حرکت در جهت عمودی منجر شد. این یافته حاکی از آن است که نوع کفی نه تنها به‌طور مستقل بر الگوهای بیومکانیکی حرکت تأثیر می‌گذارد، بلکه تأثیر به‌طور معناداری توسط نوع تمرین یا ویژگی‌های خاص گروه‌ها نیز تعدیل می‌شود [‏23‏]. کاهش فرکانس نوسان‌های عمودی ممکن است نشان‌دهنده بهبود کنترل حرکتی، افزایش پایداری مفصلی و یا تعدیل بارگذاری پویا هنگام راه‌رفتن باشد [‏32‏]، که این امر به‌ویژه در افراد استفاده‌کننده از کفی‌های حمایت‌کننده قوس بیشتر مشاهده شده است. بنابراین، این یافته بر اهمیت در نظر گرفتن ویژگی‌های فردی و عوامل مداخله‌ای هنگام طراحی وسایل کمکی و تدوین برنامه‌های توانبخشی تأکید می‌کند.
ب) راستای داخلی-خارجی
یافته‌ها نشان داد که در جهت داخلی-خارجی استفاده از کفی عادی و کفی حمایت‌کننده قوس، افزایش معنی‌دار شاخص تعداد هارمونی‌های ضروری را به دنبال داشت (در حالی که در جهت عمودی چنین افزایشی مشاهده نشد‏).‏ همچنین کاهش معنی‌دار توان ‏99.5‏% به‌ویژه در شرایط استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس ثبت شد. علاوه بر این، فرکانس میانی و فرکانس باند از مرحله پیش‌آزمون تا پس‌آزمون کاهشی معنی‌دار داشت. افزایش تعداد هارمونی‌های ضروری در جهت داخلی-خارجی با استفاده از این کفی‌ها (در مقایسه با جهت عمودی) می‌تواند نشان‌دهنده افزایش پیچیدگی کنترل حرکتی در صفحه فرونتال باشد [‏23‏] که بیانگر بهبود عملکرد سیستم عصبی-حرکتی برای حفظ تعادل جانبی در پاسخ به تغییرات حسی یا مکانیکی ایجادشده توسط کفی‌ها است. کاهش توان در فرکانس ‏99.5‏%، به‌ویژه در شرایط استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس، ممکن است نشان‌دهنده جابه‌جایی توزیع توان به سمت فرکانس‌های پایین‌تر باشد [3] که نشانه بهبود در کنترل وضعیتی جانبی است. این تغییرات ممکن است ناشی از تعدیل در راهبردهای کنترل تعادل - مانند افزایش وابستگی به بازخورد حسی یا کاهش سفتی فعال مفاصل در صفحه فرونتال- باشند. تأثیر برجسته‌تر کفی حمایت‌کننده قوس ممکن است به دلیل تأثیر خاص آن بر توزیع فشار روی کف پا و در نتیجه تعدیل فعالیت عضلات اطراف مچ پا و زانو باشد [‏34‏]. کاهش فرکانس با توان ‏99.5‏% و افزایش تعداد هارمونی‌های ضروری تنها در گروه اول (کمتر از 6 ماه پس از جراحی) مشاهده شد که نشان‌دهنده حساسیت بالای تحلیل فرکانسی نیروهای عکس‌العمل زمین در مراحل اولیه بهبودی است. این دوره‌ها با تغییرات چشمگیر عصبی-عضلانی و بیومکانیکی همراه هستند و مداخلاتی مانند استفاده از کفی‌ها ممکن است در این بازه زمانی تأثیرات بیشتری داشته باشند. در همین راستا، در مطالعه‌ای بیان شده است که استفاده از ابزارهای توانبخشی مانند بریس زانو، بی‌درنگ بعد جراحی بازسازی ‏ACL‏، به دلیل تأثیر بر توزیع بار مفصلی، ممکن است خطر آسیب مجدد را افزایش دهد [‏35‏]. بنابراین، برای بیماران تا 6 ماه پس از جراحی، کفی‌ها ممکن است در مقایسه با سایر ابزارها برتری داشته باشند.
ج) راستای قدامی-خلفی
یافته‌ها نشان داد که در راستای قدامی-خلفی، استفاده از کفش بدون کفی حمایت‌کننده قوس افزایشی معنی‌دار در تعداد هارمونی ضروری وجود داشت. از طرفی، در شرایط کفی حمایت‌کننده قوس کاهشی معنی‌دار در توان ‏99.5‏% ایجاد شد. نتایج نشان داد که کاهشی معنی‌دار در توان ‏99.5‏% تنها در گروه بازسازی ‏ACL‏ در بازه زمانی کمتر از 6 ماه اتفاق افتاده است. همچنین اثر عامل کفی کاهشی معنی‌دار بر فرکانس میانه در شرایط کفی حمایت‌کننده قوس نشان داد. این یافته برای درک تغییرات کنترل وضعیتی پس از مداخله با تجهیزاتی مانند کفی‌ها، از اهمیت بالایی برخوردار است [3]. کاهش فرکانس میانی نشان‌دهنده جابجایی توزیع توان طیفی نیروهای عکس‌العمل زمین به سمت فرکانس‌های پایین‌تر است که به طور معمول با بهبود ثبات وضعیتی و کاهش نوسان‌های سریع و غیرضروری بدن در طول زمان مرتبط است [‏23‏]. این یافته می‌تواند بازتابی از تعدیل در راهبردهای کنترل تعادل باشد، به‌گونه‌ای که فرد با استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس، به جای استفاده از تغییرات سریع و پراکنده در نیروها، از یک کنترل هموارتر و پایدارتر در جهت داخلی-خارجی بهره می‌برد [‏35‏]. این تغییر ممکن است ناشی از افزایش درک حس عمقی[15] و بهبود بازخورد حسی ناشی از تحریک مکانیکی کف پا توسط کفی حمایت‌کننده قوس باشد که به نوبه خود منجر به تنظیم دقیق‌تر فعالیت عضلانی و کاهش نوسان‌های بیش از حد در وضعیت بدن می‌شود. از این رو، کاهش معنی‌دار فرکانس میانی در شرایط کفی حمایت‌کننده قوس می‌تواند نشانه‌ای از بهبود کیفیت کنترل حرکتی و افزایش کارایی سیستم تعادل در صفحه فرونتال- به‌ویژه در آسیب‌دیدگی در دستگاه حرکتی مانند صدمه ‏ACL‏- باشد.
افزایش معنادار تعداد هارمونی ضروری در شرایط بدون کفی و با کفی حمایت‌کننده قوس در این راستا (مشابه راستای داخلی-خارجی)، نشان‌دهنده افزایش پیچیدگی کنترل در صفحه ساجیتال است [‏23‏]. این پیچیدگی اضافی می‌تواند مرتبط با تغییرات در مکانیک پیشرانی و ترمزی باشد. کاهش معنادار توان ‏99.5‏% تنها در شرایط کفی حمایت‌کننده قوس، همسو با یافته‌های راستای داخلی-خارجی است که نشان‌دهنده تأثیر ویژه کفی حمایت‌کننده قوس در تغییر توزیع توان سیگنال نیروهای عکس‌العمل زمین به سمت فرکانس‌های پایین‌تر است [3]. این امر می‌تواند بازتابی از تعدیل الگوهای انقباض عضلانی چهارسر ران و همسترینگ تحت تأثیر این نوع باشد که برای کنترل حرکت در صفحه ساجیتال حیاتی هستند، به‌ویژه در بیماران با سابقه بازسازی ‏ACL‏ که اغلب دچار اختلالات هماهنگی عضلات اطراف زانو می‌شوند. کاهش توان ‏99.5‏% در گروه اول (کمتر از 6 ماه پس از جراحی) در راستای قدامی-خلفی، همخوان با جهت‌های دیگر، اهمیت دوره حاد پس از جراحی را برجسته می‌کند، دوره‌ای که در آن سیگنال‌های بیومکانیکی به مداخلات به شدت حساس هستند. تغییرات مشاهده شده در شاخص‌های تعداد هارمونی‌های ضروری و توان ‏99.5‏% در بیومکانیک اندام تحتانی، بیشتر بیانگر تعدیل در راهبردهای کنترل عصبی-عضلانی است. همچنین، این تغییرات منعکس‌کننده تغییرات در سفتی دینامیکی سیستم اندام تحتانی در پاسخ به استفاده از کفی و اعمال خستگی هستند [‏36‏]. در نهایت، افزایش تعداد هارمونی‌های ضروری در شرایط استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس پس از اعمال خستگی در راستای عمودی، نشاندهنده بهبود کارآیی بیومکانیکی است که به احتمال زیاد ناشی از توزیع بهینه‌تر فشار و جذب مؤثرتر شوک توسط این نوع کفی است. همچنین کاهش توان ‏99.5‏% در جهت‌های مختلف، به‌ویژه هنگام استفاده از کفی حمایت‌کننده قوس، می‌تواند نشان‌دهنده افزایش وابستگی به بازخورد حسی یا کاهش سفتی فعال مفاصل در پاسخ به حمایت بیشتر و تغییر الگوی بارگذاری توسط این کفی باشد.
این تعدیل‌ها در افراد دارای بازسازی ‏ACL‏ و پرونیشن پا که مستعد بارگذاری نامتقارن و استرس مفصلی هستند، می‌تواند به محافظت از مفصل و افزایش پایداری پویا منجر شود. این اثر به‌ویژه در مراحل حاد و تحت حاد بهبودی، هنگامی که سیستم عصبی-عضلانی در حال بازسازی و تطبیق فعال است، مشهودتر خواهد بود.
از محدودیت‌های پژوهش حاضر می‌توان به مواردی همچون ‏1)‏ ارزیابی نشدن اثر استفاده طولانی مدت از کفی حمایت‌کننده قوس، کفی عادی و کفش بدون کفی؛ ‏2)‏ انحصار شرکت‌کنندگان به یک جنس (فقط مردان)؛ ‏3)‏ ارزیابی نشدن پارامترهای کینتیک مانند گشتاورهای مفصلی و قدرت عضلات؛ ‏4)‏ کنترل نشدن اثر یادگیری و سازگاری ناشی از تکرار آزمون‌ها؛ و ‏5)‏ کنترل نشدن سایر متغیرهای کینماتیک اشاره نمود. بنابراین پیشنهاد می‌شود در پژوهش‌های آینده، تأثیر استفاده 6 تا ‏12‏ ماهه از کفی‌های حمایت‌کننده قوس با طراحی‌های مختلف (سفت، نیمه‌سفت و نرم) بر شاخص‌های پیشرفته بیومکانیکی (کینتیک و کینماتیک)، الکترومیوگرافی عضلات اندام تحتانی و پیامدهای بالینی در جامعه‌ای وسیع‌تر از افراد با سابقه بازسازی ‏ACL‏ و پای پرونیت با در نظرگرفتن متغیر جنسیت و سطح فعالیت ورزشی ارزیابی شود.
این یافته‌ها نشان می‌دهند که نوع کفی و وضعیت توان تعادلی افراد تحت تأثیر قرار می‌گیرد و استفاده از کفی مناسب می‌تواند به بهبود پایداری دینامیکی در افراد با سابقه بازسازی ‏ACL‏ کمک کند. به‌طور کلی، کفی‌ها - به‌ویژه کفی حمایت‌کننده قوس - پایداری دینامیک را بهبود می‌بخشند و این تأثیر در مرحله اولیه ترمیم ‏ACL‏ بارزتر است.

این پژوهش در کمیته اخلاق در پژوهش دانشگاه محقق اردبیلی با کد ‏IR.UMA.REC.1404.019‏ به تصویب رسیده و با کد ‏IRCT20220129053865N2‏ در سامانه کارآزمایی بالینی ایران ثبت شده است. بدین وسیله از همه شرکت‌کنندگان در این مطالعه تشکر و قدردانی را می‌نماییم.

نویسندگان اعلام می‌کنند که در این پژوهش هیچ‌گونه تعارض منافعی وجود ندارد.

این مقاله مربوط به بخشی از پایان‌نامه دکتری نویسنده اول است. همه نویسندگان در ایده‌پردازی و انجام طرح، همچنین نگارش اولیه مقاله یا بازنگری آن سهیم بوده‌اند و همه با تأیید نهایی مقاله حاضر مسئولیت دقت و صحت مطالب مندرج در آن را می‌پذیرند.

در این پژوهش از هیچ سازمانی کمک مالی دریافت نشد.