Biomechanical comparison of lower limb kinetics and kinematics between lateral lunge and walking and implications for rehabilitation in the healthy

Lunge exercises are utilized to strengthen the knee before and after knee surgeries, but lack of research on kinetics of lateral lunge has been detected. This study was to investigate whether knee joint moments would be affected by lateral lunge. This is a cross-section prospective study. Ten healthy participants performed lateral lunge and normal walking. A motion capture system and force platform were used to collect lower limb movement. Biomechanical parameters, e.g. joint moments and forces, were calculated using a biomechanical model, and the outcomes were statistically compared between lunge and walking. The results showed that knee moments in lateral lunge were significantly higher by roughly 34% in abduction than in walking; knee force had significantly higher in the lateral direction by roughly 50%; hip moments were significantly higher in external rotation direction by roughly 53% in lunge than in walking. In general, joint angles in the knee and hip were significantly larger in lunge than in walking. However, other parameters in lunge were less than in walking. These findings provide useful reference to clinicians when prescribing lateral lunge to patients in rehabilitation and to coaches when arranging lateral lunge as an exercise for sportsmen. Los ejercicios de zancada se utilizan para fortalecer la rodilla antes y tras las cirugías de rodilla, aunque se ha detectado que se carece de investigación sobre la cinética de la zancada lateral. El objetivo de este estudio fue investigar si los momentos articulares de la rodilla se verían afectados por la zancada lateral. Se trata de un estudio prospectivo transversal, en el que diez participantes sanos realizaron zancada lateral y caminata normal. Se utilizó un sistema de captación de movimiento y una plataforma de fuerza para recopilar el movimiento del miembro inferior. Se calcularon parámetros biomecánicos, como por ejemplo los momentos y fuerzas articulares, utilizando un modelo biomecánico, y se compararon estadísticamente los resultados entre zancada y caminata. Los resultados reflejaron que los momentos de la rodilla en la zancada lateral fueron significativamente más altos en casi un 34% en abducción que en la caminata; la fuerza de la rodilla fue significativamente más alta en dirección lateral en casi un 50%; los momentos de la cadera fueron significativamente más altos en dirección de rotación externa en casi un 53% en zancada que en caminata. En general, los ángulos articulares de rodilla y cadera fueron significativamente más amplios en zancada que en caminata. Sin embargo, otros parámetros de la zancada fueron inferiores que en la caminata. Estos hallazgos aportan una referencia útil a los clínicos a la hora de prescribir la zancada lateral a los pacientes en rehabilitación, así como a los entrenadores a la hora de planificar la zancada lateral como ejercicio para los deportistas.