FULL TEXT - Medycyna Sportowa

Transkrypt

ed
.
Paweł Pakosz(A,B,C,D,E,F), Zbigniew Borysiuk(A,D,E,F,G),
Krzysztof Kręcisz(B,C,E), Katarzyna Piechota(D,E,F)
tio
np
roh
ibit
Politechnika Opolska, Wydział Wychowania Fizycznego i Fizjoterapii, Opole
Opole University of Technology, Department of Physical Education and Physiotherapy, Poland
WZORCE RUCHOWE RZUTÓW KOSZYKARZY
W ODNIESIENIU DO STOPNIA ZŁOŻONOŚCI
ZADAŃ RUCHOWYCH
MOVEMENT PATTERNS OF BASKETBALL THROWS AS
RELATED TO THE DEGREE OF MOTOR TASK COMPLEXITY
dis
tr
Streszczenie
ibu
Słowa kluczowe: elektromiografia, koszykówka, wzorzec ciała, czas ruchu,
rzut jednorącz z wyskoku
Key words: electromyography, basketball, body pattern, time of movement, jump shot
rso
na
lu
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
se
-
on
ly -
Wstęp Badania wzorców ruchowych z wykorzystaniem elektromiografii (EMG) mają zastosowanie praktyczne i mogą redukować możliwość potencjalnych kontuzji lub pomagać
w leczeniu. Badaniom poddano rzut jednorącz z wyskoku, najczęściej używany przez koszykarzy. Celem badań było określenie na ile złożoność wzorców ruchowych badanych technik
koszykarskich determinuje zmianę czasu oraz wartości sygnału elektromiograficznego.
Materiał i metody Do badań wybrano pierwszą piątkę koszykarzy etapu specjalistycznego, trenujących na poziomie 2 ligi państwowej. Dokonano opisu wzorców ruchowych,
rejestrując pracę najważniejszych mięśni za pomocą elektromiografii systemu Noraxon,
w synchronizacji z obrazem ruchu dzięki systemowi szybkich kamer (250 klatek/s).
Wyniki Faza realizacji rzutu jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania i z wyskoku
po otrzymaniu podania z dobiegającym obrońcą, trwała o około 0,1 s krócej, niż w swobodnym
rzucie jednorącz z wyskoku, gdzie czas trwania wynosił średnio 0,6 s. Średni sygnał EMG w triceps brachii i rectus femoris, mięśniach dominujących podczas wykonywania rzutu, ma tym
większą wartość, im bardziej złożone było zadanie ruchowe.
Wnioski Badania za pomocą elektromiografu jednoczą medycynę i nauki o sporcie, pomagając zrozumieć fizjologię ruchu ludzkiego ciała. W badaniach wykazano, że u zdrowych
koszykarzy wzorce ruchowe tego samego rzutu jednorącz z wyskoku, mają podobne zmiany wartości czasu i pobudzenia bioelektrycznego, jednak zmieniają się przez otrzymanie podania czy presję obrońcy. W treningu koszykarskim powinno się więc stosować różne rodzaje rzutów jednorącz z wyskoku, ze szczególnym uwzględnieniem rzutu jednorącz z wyskoku
po otrzymaniu podania, jako najczęściej występującego w meczu koszykówki.
Summary
6185
4
6
23
is c
Word count:
Tables:
Figures:
References:
y is
-
for
pe
Background. Studies of movement patterns using electromyography (EMG) have a practical application and may reduce the risk of potential contusions or support treatment. The study
analyzed shot jump technique, most often used by basketball players. The aim of the study
was to find out how the complexity of movement patterns of the studied basketball techniques
determined changes in time and elctromyographic (EMG) signal values.
Material and methods. The first five specialist basketball players, training at the level of
the Second National League were selected for the study. Movement patterns were described
and the activity of the most important muscles was recorded using Noraxon electromyographic system, synchronized with movement image by quick cameras (250 frames/s).
Results. The jump shot phase after passing and jump shot with the running defender
was about 0.1 seconds shorter than the free jump shot lasting on average 0.6 s. The value
of a mean EMG signal in triceps brachii and rectus femoris muscles, dominating during
jump shot performance is directly proportional to the complexity of movement tasks.
Conclusions. Electromyography (EMG) unifies medicine and sports sciences, helping
understand physiology of human body movements. The study found that in healthy basketball players, movement patterns of the same jump shot have similar time and bioelectric stimulation values, however they change while passing the ball or due to pressure
from the defender. Therefore, in basketball training, different kinds of jump shots should
be performed with particular emphasis put on jump shot after passing the ball, the technique most frequently used in basketball matches.
op
Author’s Contribution
A – Study Design
B – Data Collection
C – Statistical Analysis
D – Data Interpretation
E – Manuscript Preparation
F – Literature Search
G – Funds Collection
-
Zaangażowanie Autorów
A – Przygotowanie projektu
badawczego
B – Zbieranie danych
C – Analiza statystyczna
D – Interpretacja danych
E – Przygotowanie manuskryptu
F – Opracowanie piśmiennictwa
G – Pozyskanie funduszy
Th
Adres do korespondencji / Address for correspondence
Paweł Pakosz
45-758 Opole, ul. Prószkowska 76/9a, Poland
tel. +48774498321, e-mail: [email protected]
Otrzymano / Received
Zaakceptowano / Accepted
16.02.2013 r.
24.08.2013 r.
-
Medycyna Sportowa / Polish J Sport Med
© MEDSPORTPRESS, 2013; 4(4); Vol. 29, 265-277
ARTYKUŁ ORYGINALNY / ORIGINAL ARTICLE
265
Dzięki nowym narzędziom badawczym, głównie
możliwościom jakie daje zastosowanie szybkich kamer i telemetrycznej rejestracji sygnału EMG, współczesne analizy wzorców ruchowych w sporcie mają
charakter stricte jakościowy [1]. Badania ogniskują się
na opisie i interpretacji trzech parametrów: przebiegu
krzywej napięcia bioelektrycznego mięśni oraz jej
struktury czasowej, z uwzględnieniem pracy mięśni
prostowników i zginaczy. Dodatkowo analizie poddaje
się strukturę sygnału, tzw. gęstość pików wyrażających
rekrutację jednostek motorycznych Te trzy źródła informacji tworzą swoistą anatomię wzorców ruchowych
oraz ich reprezentacji w strukturach CSN.
Powodem atrakcyjności diagnostyki z użyciem szybkich kamer zsynchronizowanych z EMG jest możliwość
odpowiedzenia na trzy problemy praktyczne. Po pierwsze, jak doskonalić umiejętności techniczne zawodników w sporcie dysponując modelowymi wzorcami ruchów? Po drugie, czy możliwe jest wykorzystywanie informacji o prawidłowych wzorcach ruchów w celu redukcji zagrożeń kontuzjami? Po trzecie, w jakim stopniu
wpro-wadzenie do systemu edukowania trenerów i instruktorów wiedzy z zakresu rejestracji techniki ruchów
poprzez EMG, zoptymalizuje nauczanie w zależności
od stopnia zaawansowania i wieku adeptów [2].
Należy zaznaczyć, iż w świetle zyskujących na
znaczeniu koncepcji Sadowskiego [3], Abe i wsp. [4],
procesy nauczania ruchów, a także doskonalenia
wzorców ruchowych mają podłoże neuro-mięśniowe
i ich trwałość zależy od siły połączeń synaptyczno-mięśniowych tworzących sieci sprzężeń zwrotnych pomiędzy ośrodkami sterującymi a efektorami. Struktura sygnału EMG jest odbiciem map czuciowo-ruchowych,
będących wynikiem nauczania motorycznego.
Jakkolwiek stosowane powszechnie w ocenie jakości ruchów analizy biomechaniczne, przede wszystkim analizy kinematyki przebiegu ruchów, przyśpieszeń, wartości kątów w stawach i parametry siłowe dają wiele cennych informacji, to ich praktyczne zastosowanie odnosi się do zewnętrznych przejawów feedbacku. Informacje o strukturze ruchu uzyskiwane
dzięki EMG stanowią rodzaj wewnętrznego, biologicznego sprzężenia i odgrywają decydującą rolę na wyższych etapach zaawansowania sportowego [5].
Elektromiografia powierzchniowa ma coraz większe znaczenie w medycynie pracy oraz w badaniach
nad ergonomią [6]. Dzięki niej można również ustalić
analizę dynamiczną mięśni i dlatego jest bardzo istotna w sporcie [7,8]. Poprawa skuteczności ruchu obejmuje prawidłowe wykorzystanie mięśni zarówno pod
względem ekonomii wysiłku i skuteczności, jak również w celu zapobiegania urazom. Aby ryzyko kontuzji
podczas treningu czy zawodów było jak najmniejsze,
trzeba monitorować rozwój i, w razie potrzeby dokonywać korekt [9]. Elektromiograficzna analiza może określić aktywację mięśni oraz ich zmęczenie, a tym samym pomaga osiągnąć właściwy rozwój [6].
Oprócz korzystania ze zwrotnej informacji z sygnału EMG dla celów szkoleniowych, może on również pomagać lekarzom lub fizjoterapeutom, ponieważ dzięki
analizie sygnału elektromiograficznego można również ocenić siłę i kondycję sportowca lub skutki rehabilitacji pourazowej [10].
Istotne znaczenie aplikacyjne posiadają badania
wzorców ruchowych koszykarzy w zmiennych sytuacjach taktycznych oraz przy użyciu różnych technik
Thanks to modern research tools, mainly the opportunities of using quick camcorders and telemetric
record of EMG signals, contemporary analyzes of
movement patterns in sports are of strictly qualitative
nature [1]. Studies are focused on description and interpretation of three parameters, namely: the course
of bioelectric muscle tone curve and its time frame,
considering the activity of extensor and flexor muscles. Additionally, signal structure, the so called density
of peaks expressing motor unit recruitment, is subject
to analysis. These three sources of information form
a specific anatomy of movement patterns and their
representation in CNS patterns.
Diagnosis using quick camcorders synchronized
with EMG is very attractive as it lets us answer three
critical questions of practical nature. Firstly, how to
develop technical skills of sports competitors based
on model movement patterns, secondly, whether it is
possible to use the information about correct movement patterns to reduce the risk of contusion and
thirdly, to what extent introducing the knowledge of
movement technique recording using EMG to trainer
and coach education can optimize learning depending
on the adept’s age and degree of advancement [2].
It is of note that in the light of the increasingly
more significant theories developed by Sadowski [3]
and Abe et al. [4], the processes of movement teaching as well as movement pattern perfection are based
on neuromuscular activity and their durability depends
on synaptic-muscular connections forming feedback
networks between the control centers and effectors.
EMG signal structure reflects sensorimotor maps as
a result of teaching motor skills.
Although biomechanic analyses, which are commonly applied in movement quality assessment, especially the analyses of the kinematics of movements,
accelerations, angular values in joints and strength
parameters provide valuable information, their practical application refers to external manifestations of
feedback. Information about movement structure, obtained by means of EMG, constitute a kind of internal
biofeedback and play a decisive role at higher stages
of advancement in sport [5].
Surface electromyography is increasingly gaining
significance in occupational medicine and ergonomic
studies [6]. It allows determining dynamic muscle
analysis, therefore it is of paramount importance in
sport [7,8].Improvement of movement effectiveness
comprises a correct utilization of muscles, both in
terms of effort economy and efficiency, and injury
prevention. To minimize the risk of contusion during
training or competition, it is necessary to monitor the
development and correct the movements if necessary [9]. Electromyographic analysis can determine
the activation and fatigue of muscles and this way
enables proper development [6].
Apart from being used for training purposes, the
feedback from EMG signal can also help physicians
or physiotherapists as, thanks to electromyographic
signal analysis, it is possible to assess strength and
condition in athletes or the effects of posttraumatic
rehabilitation [10]. Studies of movement patterns in
basketball players are important due to variable requirements concerning tactics and using various techniques supporting cognitive processes, typical for basketball specifics [11].
is c
op
y is
for
pe
rso
na
lu
se
on
ly -
dis
tr
ibu
tio
np
roh
ibit
ed
.
Background
Th
-
Wstęp
-
Paweł P. i wsp., Normatywizacja wzorców ruchowych rzutów koszykarzy w aspekcie rehabilitacji pourazowej
266
Materiał i metody
Material and methods
tio
np
roh
ibit
ibu
dis
tr
ly -
se
on
Five basketball players from the Academic Sport
Association club of Opole University of Technology
(level of the Second National League) undergoing
specialist training participated in the study. They had
to perform jump shot task from the free throw line
under three different conditions: jump shot, jump shot
after partner’s passing and with the running partner –
a defender. Passing and running started always from
the same place, at 5 m distance from the free throw
line. Each subject performed three throws for each
throwing technique. A system of quick camcorders
was synchronized with Noraxon EMG apparatus
which measured bioelectric tone of flexor and extensor muscles of the right upper and right lower limb.
The measuring apparatus consisted of two camcorders which had resolution of 2048x1088 pixels and
scanning speed 250 frames/second, synchronizer,
computer, electromyography Noraxon MT 400 and
StreamPix 5, ProAnalyst software. Electric activity of
muscles was recorded with sampling frequency of
1000Hz using Ag/AgCl gel electrodes and it was analyzed using MyoResearch XP Clinical Application
Protocols software. The cameras were positioned so
as to be able to present 3D image after calibration. CRI
Jolanta – Polska company enabled video recording
connected to EMG using CRI VIST synchronizer. EMG
apparatus records muscle activity (the so called
dynamic EMG in training conditions) with wire communication between preamplifiers and the signal collecting unit and sends it telemetrically to the computer.
Four pairs of electrodes were placed between tendon
attachments, according to European recommendations
concerning sensors and the methods of sensor location on individual muscles SENIAM, for the following
muscles of the right side of the body: biceps brachii,
triceps brachii, biceps femoris, rectus femoris.
is c
op
y is
for
pe
rso
na
lu
Badaniom poddano pięciu koszykarzy klubu AZS
Politechnika Opolska (poziom 2 ligi krajowej), będących w specjalistycznym etapie szkolenia. Jako zadanie, mieli wykonać rzut jednorącz z wyskoku z linii
rzutów wolnych, w trzech różnych sytuacjach: rzut jednorącz z wyskoku, rzut jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania od partnera oraz rzut jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania i z dobiegającym do
obrony partnerem. Podania i dobiegnięcie partnera
odbywały się zawsze z tego samego miejsca, z odległości 5 metrów od linii rzutów wolnych. Każdy badany oddał 3 próby w każdej z sytuacji rzutowych. Jako
narzędzie badawcze zastosowano system szybkich
kamer, zsynchronizowanych z aparaturą EMG firmy
Noraxon, która badała napięcie bioelektryczne mięśni zginaczy i prostowników kończyny górnej i dolnej
prawej strony badanego. Aparatura pomiarowa składała się z dwóch kamer w rozdzielczości 2048x1088
pikseli, z szybkością skanowania 250 klatek/s, synchronizatora, komputera, elektromiografu Noraxon
MT 400 oraz oprogramowania StreamPix 5, ProAnalyst. Elektryczna aktywność mięśni została zarejestrowana z częstotliwością próbkowania 1000Hz
za pomocą żelowanych elektrod Ag/AgCl i przeanalizowana w oprogramowaniu MyoResearch XP Clinical Application Protocols. Kamery były ustawione
w taki sposób, aby po skalibrowaniu móc przedstawić obraz w 3D. Firma CRI Jolanta – Polska umożliwiła zapis wideo w połączeniu z EMG, dzięki synchronizatorowi CRI VIST. Aparatura EMG rejestruje
aktywność mięśni (tzw. dynamiczny EMG w warunkach treningowych) z przewodową komunikacją między przedwzmacniaczami i jednostką zbierającą sygnał oraz przesyła go telemetrycznie do komputera.
Cztery pary elektrod umieszczono pomiędzy przyczepami ścięgien, zgodnie z europejskimi zalecenia-
ed
.
In basketball, score is gained for free throws,
layups and jump shots. The latter is the most popular
technique and high scores can be gained for it. It is a
difficult shot due to error margin and the opponent’s
pressure [12].Studies [13,14,15] suggest that jump
shot is most frequently used during training and
basketball matches. Other studies have shown that
jump shot is the most important of shot in basketball
and most often gains positive score [16, 17]. For this
reason, the study involved a detailed analysis of movement while performing three basketball techniques: one hand free jump shot after, one hand jump
shot after passing and one hand jump shot under defender’s pressure. The following research questions
were formulated:
1. What are the normative values reflecting the time
structure and muscle excitation during jump shot
technique performance in healthy basketball
players?
2. How does the complexity of movement patterns in
the studied basketball techniques determine an
increase or reduction of EMG signal values?
3. What factors are responsible for the time of bioelectric activation of individual muscles creating
specific movement patterns?
Th
-
wspomagających procesy poznawcze, typowe dla
specyfiki koszykówki [11].
W koszykówce punkty zdobywa się rzucając rzuty
wolne, rzuty z dwutaktu oraz rzutem jednorącz z wyskoku. Ten ostatni sposób jest najbardziej popularną techniką, przynoszącą z reguły dużo punktów w meczu. Jest
to trudny rzut ze względu na mały margines błędu oraz
presję przeciwnika [12]. W badaniach [13,14,15] rzut
z wyskoku okazywał się jako najczęściej stosowany
na treningach, jak również podczas meczów. Inne badania wykazały, że rzut z wyskoku wyróżnia się jako najważniejszy ze wszystkich rzutów i jest najczęściej używany z pozytywnym efektem punktowym [16, 17]. Dlatego w niniejszej pracy poddano szczegółowej analizie
wzorce ruchowe w trzech sytuacjach techniczno-taktycznych: rzut jednorącz z wyskoku swobodny, rzut jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania oraz rzut jednorącz z wyskoku pod presją obrońcy. Sformułowano
następujące pytania badawcze:
1. Jakie są normatywne dane o strukturze czasowej
i pobudzeniu mięśniowym rzutu jednorącz z wyskoku u zdrowych koszykarzy?
2. Na ile złożoność wzorców ruchowych badanych
technik koszykarskich determinuje wzrost lub redukcję wartości sygnału EMG?
3. Jakie przyczyny mogą warunkować czas aktywacji bioelektrycznej poszczególnych mięśni tworzących dane wzorce ruchowe?
-
Paweł P. et al., Normalization of movement patterns of basketball throws in the aspect of post-traumatic rehabilitation
267
Analizując każdą z 9 prób badanego, brano pod
uwagę zmiany napięcia bioelektrycznego i czas trwania ruchu od początku napięcia mięśnia rectus femoris, do momentu wypuszczenia piłki z rąk przez badanego. Na podstawie analizy zauważono, że u czterech zawodników rzuty wykonane po otrzymaniu podania trwały zazwyczaj średnio 0,529 s, a rzut z dobiegnięciem obrońcy trwał dłużej, lecz różnica była
niewielka, średnio 0,022 s. Ci sami zawodnicy, rzucając przy trzymaniu piłki w rękach od początku rzutu,
średnio uzyskiwali czas 0,609 s. Na rycinach przed-
The analysis of each trial considered changes in
bioelectric muscular tension and movement duration
from the beginning of rectus femoris muscle tension
until the subject threw the ball. The analysis revealed
that the average duration of throws after passing the
ball was on average 0.529 s while the duration of jump
shot with pressure from the running defender was
longer, although the difference was slight, amounting on
average to 0.022 s. The average time obtained by the
same competitors, who threw the ball they held in their
hands from the beginning of the throw, was 0.609 s.
ibu
dis
tr
ly se
for
pe
rso
na
lu
Th
is c
op
y is
-
Ryc. 1. Fazy rzutu jednorącz z wyskoku, z „surowym” sygnałem EMG badanych mięśni
Fig. 1. Jump shot phases with a „raw” EMG signal from the studied muscles
-
ed
.
Results
tio
np
roh
ibit
Wyniki
on
-
mi dotyczącymi czujników i metod ich umieszczania
– SENIAM, do następujących mięśni prawej strony
ciała badanego: biceps brachii, triceps brachii, biceps femoris, rectus femoris.
-
268
ed
.
The figures present examples of activation of the
studied muscles in individual phases during: free
jump shot (Figure 1), jump shot after passing (Figure
2) and jump shot after passing with pressure from the
running defender (Figure 3).
For this parameter, one of the subjects obtained
different results his fellow players. The jump shot with
pressure from the running defender was longer in this
subject and lasted 0.603 s while in the other subjects
the average time of performing this technique was
0.556 s. In Tukey’s HSD, applied to determine significance level of the differences between the mean values obtained for the group, free jump shot technique
was characterized by a statistically significant difference (Table 1).
tio
np
roh
ibit
stawiono przykłady aktywacji badanych mięśni w poszczególnych fazach podczas: rzutu jednorącz z wyskoku swobodnego (Ryc. 1), rzutu jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania (Ryc. 2) oraz rzutu jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania z dobiegającym obrońcą (Ryc. 3).
W tym parametrze, jeden z badanych uzyskiwał
inne wyniki, niż pozostała czwórka. Dłużej trwał u niego rzut z dobiegającym obrońcą – średnio 0,603 s,
niż w pozostałych dwóch sytuacjach, gdzie średni
czas ruchu wynosił 0,556 s. W teście HSD Turkeya,
który został użyty do określenia istotności różnic pomiędzy średnimi grupowymi w układzie analizy wariancji, biorąc pod uwagę różnicę pomiędzy rzutami,
istotną statystycznie odmiennością charakteryzował
się rzut jednorącz z wyskoku swobodny (Tab. 1).
y is
op
is c
Th
Ryc. 2. Fazy rzutu jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania, z „surowym” sygnałem EMG badanych mięśni
Fig, 2. Jump shot phases after passing with a „raw” EMG signal from the studied muscles
-
-
for
pe
rso
na
lu
se
-
on
ly -
dis
tr
ibu
-
269
Comparison of the differences at the moment of
activation of the muscles working mainly when the
competitor threw the ball, namely the rectus femoris
and triceps brachii muscles (the former is responsible
for straight up jump while the latter is activated during
arm extension and shots), the following hierarchy
was noticed in mean delay of triceps brachii activation: jump shot – 0.377 s, jump shot with pressure
from the running defender – 0.327 s and jump shot
after passing - 0.305 s. The statistical difference was
noted during free jump shot technique performance
(Table 2). In the above circumstances, the same
competitor as before obtained different results from
those of his fellow-competitors. His triceps brachii
muscle was activated most quickly during free jump
tio
np
roh
ibit
ed
.
Porównując różnice w początku aktywacji mięśni
pracujących głównie podczas rzutu, tj. rectus femoris
i triceps brachii (pierwszy odpowiada za odbicie nogi
od podłoża, drugi za wyprost ręki i nadanie piłce prędkości przy wyrzucie), zauważono następującą hierarchię w średnim opóźnieniu aktywacji mięśnia triceps
brachii: rzut jednorącz z wyskoku – 0,377 s, rzut jednorącz z wyskoku z dojściem obrońcy – 0,327 s, rzut
jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania 0,305 s.
Statystyczną odmienność prezentuje tu rzut jednorącz z wyskoku swobodny (Tab. 2). W powyższej sytuacji ten sam zawodnik co poprzednio, odbiegał
swoimi wynikami od pozostałej czwórki. U niego mięsień triceps brachii najszybciej aktywował się w rzucie swobodnym – średnio 0,293 s po aktywacji mię-
-
y is
op
is c
Th
Ryc. 3. Fazy rzutu jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania z dobiegającym obrońcą, z „surowym” sygnałem EMG
badanych mięśni
Fig. 3. Jump shot phases after passing with pressure from the defender, with a “raw” EMG signal from the studied
muscles
-
-
for
pe
rso
na
lu
se
-
on
ly -
dis
tr
ibu
-
270
tio
np
roh
ibit
ed
.
Tab. 1. Test HSD Turkeya: średnia czasu fazy realizacji rzutu z wyskoku, liczona od momentu aktywacji mięśnia rectus
femoris do momentu gdy ręka rzucającego straciła kontakt z piłką [s]
Tab. 1. Tukey’s HSD: the mean value of jump shot performance, counted from the moment of rectus femoris muscle
activation, up to the moment when the subject’s hand lost contact with the ball [s]
ibu
dis
tr
on
ly -
Tab. 2. Test HSD Turkeya: różnica pomiędzy czasem początku napięcia mięśnia triceps brachii a początkiem napięcia
mięśnia rectus femoris [s]
Tab. 2. Tukey’s HSD: the difference between the time of initial tension of triceps brachii muscle and the initial tension
of rectus femoris muscle [s]
se
lu
rso
na
pe
Th
is c
op
y is
for
śnia rectus femoris, w dwóch pozostałych sytuacjach
było podobnie – średnio 0,365 s.
Okreslono również średnie pobudzenie badanych
mięśni, mierzone od początku aktywacji mięśnia rectus femoris, do momentu wyrzutu piłki, czyli braku
kontaktu ręki rzucającego z piłką. Czterej zawodnicy,
u których wcześniejsze wyniki analiz były zbliżone
do siebie, potwierdzili również podobieństwa w analizie średnich napięć bioelektrycznych. U większości
z nich, w mięśniach: triceps brachii, rectus femoris,
biceps femoris można dostrzec, że złożoność zadania które wykonywali przed fazą realizacji rzutu,
wpływa na zmianę wielkości pobudzenia mięśniowego. W mięśniu triceps brachii (Ryc. 4), średnie napięcie bioelektryczne podczas rzutu jednorącz z wyskoku wynosiło 359,8 μV, rzutu jednorącz z wyskoku po
otrzymaniu podania 397,7 μV, a jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania i dobiegnięciu przeciwnika
do obrony 412,8 μV.
shot technique performance – on average in 0.293 s
after rectus femoris activation; similar differences
were noted when this competitor performed the other
two techniques – the activation time was 0.365 s.
Mean excitation of the studied muscles was also
determined; it was measured from the moment of
rectus femoris muscle activation to the moment of
ball shooting when there was no contact between the
competitor’s hand and the ball.
The four competitors, whose results were similar,
also showed similarities in the analysis of mean bioelectric tension. In most of them, the muscles: rectus
femoris and biceps femoris indicate that complexity
of the task performed prior to jump shot phase changed the amount of muscle excitation.
In triceps brachii (Figure 4), the mean bioelectric
muscular during jump shot technique performance
was tension 359,8 μV, during jump shot after passing
the ball it was 397.7 μV and during jump shot after
-
-
-
-
271
-
ibu
dis
tr
ly -
rso
na
lu
se
on
Ryc. 4. Średnia wartość pobudzenia mięśnia triceps brachii badanych (od początku pobudzenia mięśnia rectus femoris do momentu gdy piłka opuszcza rękę rzucającego) (μV)
1 – Rzut jednorącz z wyskoku swobodny
2 – Rzut jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania
3 – Rzut jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania z presją obrońcy.
Fig. 4. The mean value of triceps brachii excitation in the studied competitors (from the beginning of rectus femoris
excitation to the moment when the competitor’s hand loses contact with the ball) (μV)
1 – Free jump shot
2 – Jump shot after passing
3 – Jump shot after passing with pressure from the defender
for
pe
Tab. 3. Test HSD Turkeya: średnia wartość pobudzenia mięśnia rectus femoris badanych (od początku pobudzenia
mięśnia rectus femoris do momentu, gdy ręka traci kontakt z piłką przy wyrzucie) (μV)
Tab. 3. Tukey’s HSD: the mean value of rectus femoris excitation in the studied basketball players (from the beginning
of muscle excitation to the moment when the ball is shot and the competitor’s hand loses contact with the ball) (μV)
-
Th
is c
op
y is
-
-
-
tio
np
roh
ibit
ed
.
272
passing the ball with the defender running it was
412.8 μV.
A similar tendency was noted in rectus femoris
muscle (Figure 5) with the mean bioelectric muscular
tio
np
roh
ibit
ed
.
Podobną tendencję zauważono w mięśniu rectus
femoris (Ryc. 5), gdzie średnie napięcie bioelektryczne podczas rzutu jednorącz z wyskoku wynosiło
221,5 μV, rzutu jednorącz z wyskoku po otrzymaniu
ibu
dis
tr
ly on
rso
na
lu
se
Ryc. 5. Średnia wartość pobudzenia mięśnia rectus femoris badanych (od początku pobudzenia mięśnia rectus femoris do momentu, gdy ręka traci kontakt z piłką przy wyrzucie) (μV)
3 – Rzut jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania z presją obrońcy
Fig. 5. The mean value of rectus femoris excitation (from the beginning of muscle excitation to the moment when the
ball is shot and the competitor’s hand loses contact with the ball) (μV)
3 – Jump shot after passing with pressure from the running defender
for
pe
Tab. 4. Test HSD Turkeya: średnia wartość pobudzenia mięśnia biceps femoris badanych (od początku pobudzenia
mięśnia rectus femoris do momentu, gdy ręka traci kontakt z piłką przy wyrzucie) (μV)
Tab. 4. Tukey’s HSD: the mean value of biceps femoris excitation in the subjects (from the beginning of muscle excitation to the moment when the ball is shot and the competitor’s hand loses contact with the ball) (μV)
-
y is
op
is c
Th
-
-
-
-
273
-
ibu
dis
tr
lu
se
on
ly -
Ryc. 6. Średnia wartość pobudzenia mięśnia biceps femoris badanych (od początku pobudzenia mięśnia rectus femoris do momentu, gdy ręka traci kontakt z piłką przy wyrzucie) (μV)
3 – Rzut jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania z presją obrońcy.
Fig. 6. The mean value of muscle excitation obtained for biceps femoris (from the beginning of muscle excitation to
the moment when the ball is shot and the competitor’s hand loses contact with the ball) (μV)
3 – Jump shot after passing with pressure from the running defender
is c
op
y is
for
pe
rso
na
podania 262,3 μV, a jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania i dobiegnięciu przeciwnika do obrony 276,5 μV. Istotnie statystycznie różnił się od innych rzut jednorącz z wyskoku swobodny (Tab. 3).
W tej grupie, również w mięśniu biceps femoris
była analogia w tej zależności (Ryc. 6). Średnie napięcie bioelektryczne tego mięśnia podczas rzutu
jednorącz z wyskoku wynosiło 110,3 μV, rzutu jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania 155,5 μV,
a jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania i dobiegnięciu przeciwnika do obrony 173,1 μV.
W teście HSD Turkeya, istotną statystycznie odmiennością, charakteryzował się rzut jednorącz z wyskoku swobodny (Tab. 4)
Analiza mięśnia biceps brachii nie wykazała hierarchiczności w grupie. Zawodnik, którego wyniki pomiarów czasu były odmienne od pozostałej czwórki,
również w pomiarze średnich napięć bioelektrycznych
prezentował odmienny trend i średnie w każdym ze
zbadanych mięśni mocno się zmieniały.
tension during jump shot performance of 221.5 and,
respectively – 262.3 μV and 276.5 μV during jump
shot after passing and jump shot after passing with
pressure from the running defender. Statistically significant differences were found for the free jump shot
technique (Table 3).
In this group, analogy was also found in this correlation (Figure 6). The mean bioelectric tension in these
muscles during jump shot performance was 110.3 μV
while during jump shot after passing and jump shot after
passing the ball with pressure from the running defender it was 155.5 μV and 173.1 μV respectively.
In Tukey’s HSD, the values obtained for free jump
shot task were different and the difference was statistically significant (Table 4).
The analysis of biceps brachii muscle did not reveal any hierarchy in the group. The competitor with
different was characterized by a different trend which
was also revealed in the measurement of mean bioelectric muscular tension. The mean values obtained
from these subjects underwent significant changes in
each of the studied muscles.
Discussion
Perry [18] w swoich badaniach dowiódł, że jednym z czynników unikania kontuzji powinno być modyfikowanie wzorców ruchu, tak, aby uniknąć szko-
Perry [18] in his study found that one of the ways
of avoiding contusions is to modify movement patterns so as to avoid a harmful factor. Wadsworth and
Th
Dyskusja
-
-
-
-
tio
np
roh
ibit
ed
.
274
se
on
ly -
dis
tr
ibu
tio
np
roh
ibit
ed
.
Bullock-Saxton [19] have proved that electromyographic imaging can reveal differences in muscle movement patterns in both healthy and diseased athletes.
They also believe that one of the aspects of coordinated intervention is providing normative data about
the structure of movement patterns. Our study revealed specific tendencies in performing different types of jump shot tasks.
The study explored three jump shot tasks and the
analysis revealed evident differences in the results
obtained from the studied competitors. The throw
phase was analyzed in each case and the analysis
revealed that the highest activity levels were obtained from the muscles activated during jumping straight
up and shots, namely rectus femoris and triceps brachii; this finding has been confirmed by other researchers [20]. However, it was noticed that the activities preceding ball shooting phase affected the mean values of
bioelectric muscular tension. According to Wołujewicz-Czerlonko et al. [15], jump shot after passing is
the most frequently applied technique during basketball training matches, so we can assume that it is the
most popular technique trained before shots.
During movement activity training, the human body
should become more economical [21,22]. However,
further studies and analyses indicate that the lowest
bioelectric muscular tension is generated by free
throws. Most probably, there are still other factors
responsible for the increase in bioelectric excitation.
The study revealed that during jump shot after passing, the consecutive shot phase was somehow forced by the passing competitor. In the case of free jump
shot, it was the player who decided when the next
shot phase would take place; the competitors tended
to prolong that phase, compared with two other situations. Thus the work performed by muscles was the
same within a longer period of time, which probably
resulted in lower muscle excitation. The decisive
factor, responsible for shot phase was the time period
between the rectus femoris tension and triceps brachii tension. During a free shot which was not preceded by any movement, the duration of tension was the
longest.
In the two remaining cases, the time of technique
performance was similar, although during the jump
shot with pressure from the defender the competitors
needed more time for activation of the muscle activated during ball throw. This may have been due to
the presence of a more difficult decisive factor, connected with the defender’s pressure. The shooter,
knowing that the defender was going to make throwing
difficult or block the shot, waited longer for activation
of his triceps brachii muscle. In many competitors,
such a process resulted in reduction of the time between triceps brachii tension and the shot, so any
difference which occurred was only slight. These results have added some value to the suggestion made
by Rojas et al. [16] that the players under defender’s
pressure try to throw the ball off the hand faster and
from a higher level. Reduction in muscle activation
timing for the shot after passing indicated the effect
of anticipation factor [23].
However, confirming these tendencies would
require further research and this is the recommendation for studies with larger samples of basketball
players. Based on the already conducted studies, we
can conclude that each throw is specific and different
lu
rso
na
pe
for
y is
op
is c
Th
-
dliwego czynnika. Badacze Wadsworth DJ i Bullock-Saxton [19] dowiedli natomiast, że przy badaniu elektromiografem zdrowych i chorych sportowców, istnieją
różnice we wzorcach ruchowych pracy ich mięśni.
Uważają również, że jednym z aspektów skoordynowanego działania powinno być zapewnienie normatywnych danych o strukturze wzorców ruchowych.
W naszych badaniach wykazaliśmy, że u zdrowych
koszykarzy istnieją określone tendencje przy wykonywaniu poszczególnych rodzajów rzutu jednorącz
z wyskoku.
Przedmiotem badań były trzy sytuacje rzutowe,
w których po analizie widać wyraźne różnice u badanych zawodników. W badaniach analizowano zawsze
fazę realizacji rzutu i zaobserwowano, że największą
pracę wykonują mięśnie, które służą do wybicia ciała
z podłoża i wyrzutu piłki z ręki, tj. rectus femoris i triceps brachii, co potwierdzają autorzy [20]. Zauważono jednak, że czynności poprzedzające fazę realizacji rzutu miały wpływ na średnie napięcie bioelektryczne mięśni. Według Wołujewicz-Czerlonko i wsp
[15], najczęściej stosowanym rzutem podczas treningów i meczów jest rzut jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania, więc to on jest najczęściej doskonalonym przez zawodników rzutem.
W trakcie doskonalenia czynności ruchowej, organizm ludzki powinien stawać się bardziej ekonomiczny [21,22]. Z naszych badań i analiz wynika, że
najmniejsze średnie napięcie bioelektryczne generuje jednak rzut swobodny. Najprawdopodobniej na
wzrost pobudzenia bioelektrycznego mają wpływ
jeszcze inne czynniki. W rzucie z wyskoku po otrzymaniu podania, zawodnik rzucający miał niejako wymuszoną kolejną fazę wykonania rzutu, poprzez podającego. W przypadku rzutu swobodnego, zawodnik sam decydował kiedy nastąpi kolejna faza rzutu
i tendencją u zawodników było dłuższe trwanie tej fazy, w porównaniu do dwóch innych sytuacji. Mięśnie
wykonywały więc taką samą pracę, mając na to więcej czasu, co zapewne miało również wpływ na mniejsze średnie pobudzenie mięśniowe.
Czynnikiem decydującym o długości fazy realizacji rzutu, był czas trwania pomiędzy napięciem mięśnia
rectus femoris a mięśniem triceps brachii. W rzucie
swobodnym, który nie był poprzedzony żadną czynnością ruchową, to napięcie trwało najdłużej. Pozostałe
dwa przypadki miały ten czas zbliżony, lecz przy rzucie pod presją obrońcy, zawodnicy potrzebowali więcej czasu na aktywację mięśnia potrzebnego do wyrzutu piłki z ręki. Może to być wynikiem konieczności
zaistnienia trudniejszego czynnika decyzyjnego,
związanego z naporem obrońcy. Rzucający wiedząc,
że obrońca ma na celu utrudnić lub zablokować rzut,
czekał dłużej z aktywacją mięśnia triceps brachii.
U sporej części zawodników, proces ten powodował
skrócenie czasu trwania pomiędzy napięciem mięśnia triceps brachii a wyrzuceniem piłki z ręki, lecz jeśli zaistniała taka różnica, to była niewielka. Te wyniki poszerzyły sugestię FJ Rojas i wsp. [16] stwierdzającą, że gracze będący pod presją obrońcy, próbują
szybciej wyrzucić piłkę z ręki i robią to z większej wysokości. Redukcja timingu aktywacji mięśni dla rzutu
po otrzymanym podaniu, świadczy o działaniu czynnika antycypacji [23].
Chcąc potwierdzić te tendencje, wymagane byłyby jednak dalsze poszukiwania i stanowi to rekomendację do objęcia badaniami większych grup koszyka-
-
275
Wnioski
Conclusions
1. Badania tego rodzaju jednoczą medycynę i nauki
o sporcie, a tym samym pomagają nam zrozumieć fizjologię ruchu ludzkiego ciała.
2. Badanie elektromiograficzne jest często używane
do chorób związanych z zaburzeniami napięć
mięśniowych i lokomocji, ale może być również
narzędziem do oceny sportowców określając, które mięśnie odgrywają największą rolę w ruchu
oraz wskazując programy ćwiczeń, które są najważniejsze w danej dyscyplinie sportu.
3. Jak udowodniono podczas badań trzech sytuacji
rzutowych, każdy rzut ma swoją specyfikę związaną z innym czasem trwania i napięciem bioelektrycznym mięśni.
4. Badanym najwięcej czasu zajmował rzut swobodny. Natomiast gdy wzrastała trudność zadania motorycznego, wzrastało również napięcie bioelektryczne mięśni dominujących podczas wykonywania rzutu.
1. Studies of this kind unify medicine and sports
sicence and thus they help us understand physiology of human body movement.
2. Elsctromyographic imaging is often used in diseases involving muscular tension and locomotion
disorders, although it can be a useful tool in the
assessment, determining which muscles play the
most important role in movements and indicating
which exercise programs are the most important
in a given sport discipline.
3. As the measurements taken during three kinds of
jump shots indicated, each shot has its specificity,
connected with time and bioelectric muscular tension.
4. Free throws (free jump shot shots) took the competitors most time. Conversely, with the increase
in motor task difficulty, bioelectric tension of the
dominant muscles increased as well during shot
performance.
ly -
dis
tr
ibu
tio
np
roh
ibit
ed
.
from other throws. Therefore, in the process of training, each throwing technique should be developed as
they are indispensable due to their unique nature.
However, during basketball matches, jump shot after
passing [15] is the most frequent technique, requiring
most attention during training.
on
-
rzy. Na podstawie zrobionych już badań można przyjąć
z całą pewnością, że każdy z tych rzutów ma swoją, różną od innych przypadków, specyfikę. W procesie treningu należy więc rozwijać każdy z rodzajów rzutów,
gdyż ze względu na ich odmienność, są niezastąpione. W meczu koszykówki występuje jednak najczęściej rzut jednorącz z wyskoku po otrzymaniu podania [15], a więc to jemu należałoby poświęcić najwięcej uwagi podczas treningów.
Piśmiennictwo / References
Th
is c
op
y is
for
pe
rso
na
lu
se
1. Barlett R. Introduction to Sports Biomechanics: Analysing Human Movement Patterns. Routledge, Abingdon 2007.
2. Knudson DV. Qualitative Diagnosis of Human Movement: Improving Peformance in Sport and Exercise. Human
Kinetics 2013.
3. Sadowski B. Plasticity of the Cortical Motor System. Journal of Human Kinetics . Warszawa 2008, 20: 5-22.
4. Abe S, Nozawa T, Kondo T. A proposal of EMG - based training support system for basketball dribbling.
Symposium on human interface 2009, held as part of HCI International 2009, San Diego, CA, USA, July 19–24,
2009. Lecture Notes in Computer Science 5617: 459-465.
5. Ericsson KA. The acquisition of expert performance: An introduction to some of the issues. In The Road to
Excellence: The Acquisition of Expert Performance in the Arts and Sciences, Sports, and Games, K. A. Ericsson,
ed. Mahwah, NJ: Erlbaum 1996: 1-50.
6. Balestra G, Frassinelli S, Knaflitz M, Molinari F. Time-frequency analysis of surface myoelectric signals during
athletic movement. IEEE Engineering Medicine and Biology Magazine 2001, 20: 106-115.
7. Maclsaac D, Parker P A, Scott RN. The short time Fourier transform and muscle fatigue assessment in dynamic
contractions. Journal of Electromyography and Kinesiology 2001, 11: 439-449.
8. Farina D. Interpretation of the surface electromyogram in dynamic contractions. Exercise and Sport Sciences
Reviews 2006, 34: 121-127.
9. Hendrix CR, Housh TJ, Johnson GO, Mielke M, Camic CL, Zuniga JM, Schmidt RJ. Comparison of critical force
to EMG fatigue thresholds during isometric leg extension. Medicine and Science in Sports and Exercise 2009, 41:
956-964.
10. Micheli LJ. Encyclopedia of Sports Medicine. CA, USA: SAGE Publication, 2011.
11. Zachry T, Wulf G, Marcer J, Bezodis N. Increased movement accuracy and reduced EMG activity as the result of
adopting an external focus of attention. Brain Research Bulletin 2005, 67: 304-307.
12. Knudson DV, Morrison CS. Analyzing Basketball Jump Shot. In Qualitive Analysis of Human Movement. Human
Kinetics 2002: 162-168.
13. Ljach W. Koszykówka. Podręcznik dla studentów Akademii Wychowania Fizycznego (część I). [In Polish] [Basketball. Manual for the students of the Academy of Physical Education (Part I)]. Podręczniki i skrypty, Kraków 2003.
14. Mikułowski J, Oszast H. Koszykówka. [In Polish] [Basketball]. Warszawa 1976.
15. Wołujewicz-Czerlonko M, Czerwiński J. Rzuty do kosza stosowane w meczach i podczas treningów. Proces doskonalenia treningu i walki sportowej. [In Polish] [Basketball shots used in matches and training. The improvement
of training and combat sports]. AWF Warszawa 2006: 84-86.
16. Rojst FJ, Cepero M, Ona A, Gutierrez M. Kinematic adjustments in the basketball jump shot against an opponent.Ergonomics 2000, 43 (10): 1651-1660.
17. Hay JG. The Biomechanics of Sports Techniques. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1994.
-
-
-
276
tio
np
roh
ibit
ed
.
18. Perry J. Anatomy and biomechanics of the shoulder in throwing, swimming, gymnastics, and tennis. Clinical Sports
Medicine 1983, 2 (2): 247-70.
19. Wadsworth DJ, Bullock-Saxton JE. Recruitment patterns of the scapular rotator muscles in freestyle swimmers
with subacromial impingement. International Journal of Sports Medicine 1997, 18 (8): 618-24.
20. Chalmers S. The Principles of Sports Coaching (level two). Sport and Recreation New Zealand 2003: 81-96.
21. Salvatore M, Aglioti S, Cesari P, Romani M, Urgesi C. Action anticipation and motor resonance in elite basketball
players. Nature Neuroscience 2008, 9: 1109-1116.
22. Starosta W. The concept of modern training in sport. Studies in Physical Culture and Tourism 2006, 13(2).
23. Naglak Z. Teoria wielopodmiotowej gry z piłką wśród nauk o sporcie. [In Polish] [Theory of games with a ball in
sports sciences]. Rozprawy Naukowe AWF Wrocław 2011, 32: 5-10.
-
y is
op
is c
Th
-
-
for
pe
rso
na
lu
se
-
on
ly -
dis
tr
ibu
-
277
278
-
is c
Th
op
y is
-
lu
rso
na
pe
se
for
ly -
-
ed
.
tio
np
roh
ibit
ibu
dis
tr
on
-

FULL TEXT - Medycyna Sportowa

Transkrypt

Podobne dokumenty

This copy is for personal use only

This copy is for personal use only

FULL TEXT - Zeszyty Teoretyczne Rachunkowości

Jump starter to bardzo funkcjonalne urządzenie, które

content marketing

oferta dla szkół oraz grup zorganizowanych

roczniknaukowy - Stowarzyszenie Idokan Polska