Tato kapitola pojednává o efektu typu volejbalové nahrávky na velikost a rychlost nárůstu reakčních sil po prvním kontaktu v průběhu doskoku profesionálního volejbalového hráče. Identifikace rizikových faktorů jako je typ přihrávky pro případná zranění může napomoci při sestavování tréninkových jednotek, aby se minimalizovalo případné zranění sportovců. Nicméně je nutno poznamenat, že vyšší reakční síly samy o sobě nemusejí být automaticky příčinou zranění.
Volejbalu se na světě věnuje okolo 200 miliónů lidí (Tillman, 2004). Ferretti (1990) uvádí, že okolo 25 miliónu lidí může být považováno za výkonnostní hráče. Úspěšná realizace volejbalové hry klade vysoké požadavky na hráče v oblasti specifických pohybových dovedností a schopností. Různé typy odrazů a následných doskoků tvoří nutný základ ofenzivních a defenzivních dovedností (Tillman, 2004). K výše zmíněným dovednostem patří: útočný úder, blokování a podání z výskoku. Tillman (2004) uvádí, že národní tým USA vykoná mezi 300 až 500 útočných úderů a bloků během čtyřhodinového tréninku v průběhu dne. Smečaři provedou v průběhu hodinového utkání přibližně 60 maximálních výskoků. U středových blokařů je počet maximálních výskoků mnohem vyšší. Uvádí se, že více než jedna polovina všech doskoků je realizovaná doskokem na jednu nohu. Během doskoku jsou klouby dolní končetiny (hlezenní, kolenní a kyčelní klouby) vystaveny vysokému přetížení v důsledku působení reakčních sil podložky, a to může být příčinou nekontaktních zranění kloubů dolní končetiny. Vlivu účinků reakčních sil na výše uvedené klouby se věnovala řada autorů (Decker, 2003; Chockley, 2008; Ortega, 2010; Podraza, 2010; Salci, 2004; Seegmiller, 2003). Zmínění autoři se shodují, že nejvíce je přetěžován kolenní kloub, kde počet výskoků a velikost reakční síly podložky představují limitní faktory výskytu zranění kolene. Příčiny a mechanismus vzniku nekontaktních zranění kolena je velmi aktuální a často diskutovaný problém (Bahr, 1997; Ferreti, 1990; Ferreti, 1992; Nyland, 2005). Otázka prevence zranění kolenního kloubu byla řešena v pracích (Bressel a Cronin, 2005; Butler, 2005; Cronin, Bressel a Finn, 2008; Cortes, 2007; McNair, 2000). Nekontaktní zranění kolena představuje jeden z nejčastějších druhů zranění ve volejbale. Velká část všech útočných úderů ve volejbalu je realizovaná ze zóny IV. V reálném utkání existují dvě základní herní situace v závislosti na kvalitě přihrávky (první odbití míče po podání soupeře ve vlastním poli). V případě kvalitně provedené přihrávky využívá družstvo údery prvního sledu k založení rychlého a překvapivého útoku. V případě horší přihrávky, která znemožňuje využití úderů prvního sledu, je družstvo nuceno vést čitelný útok s využitím vysokých nahrávek. Základním rozdílem mezi rychlou a vysokou nahrávkou je délka horizontálního posunutí dolních končetin po bilaterálním odrazu, který následuje bezprostředně po posledním kroku tříkrokového rozběhu. Cílem studie je porovnat reakční síly podložky a maxima nárůstu sil generovaná v průběhu bilaterálního doskoku po útočném úderu v závislosti na typu nahrávky. Předpokládáme, že signifikantně vyšší hodnoty budou zjištěny u rychlé nahrávky.
Metody
Subjekt
Profesionální hráč volejbalu, smečař (věk 38 let, tělesná výška 194 cm, hmotnost 94 kg, 20 let volejbalové praxe ve vrcholovém volejbalu). Subjekt neprodělal v minulosti žádné zranění kyčelního, kolenního či hlezenního kloubu. V době testování neměl žádné zranění, které by zabraňovalo v tréninkové činnosti po dobu více než dva týdny v uplynulých šesti měsících. Cíl a experimentální postupy byly účastníkům vysvětleny před zahájením testování. Všechny postupy použité v této studii byly schváleny etickou komisí Centra diagnostiky lidského pohybu.
Protokol
Subjekt se dostavil do biomechanické laboratoře Centra diagnostiky lidského pohybu. Data pro dynamickou a kinematickou analýzu byla získána v jednom dni ve dvou herních situacích. V první situaci byl simulován útočný úder po normální nahrávce, ve druhé situaci byl simulován útočný úder po vystřelené nahrávce. Před začátkem testování dostal subjekt čas na komplexní rozcvičení zahrnující protažení a dynamické rozcvičení. Po rozcvičení následovalo pět cvičných pokusů. Následně musel proband vykonat 10 úspěšných pokusů v každé situaci. Po každém pokusu byla kontrolována vertikální výška reflexní značky umístěné na levém hřebeni kosti kyčelní. Subjekt dostal instrukci provést odraz subjektivně do stejné výšky u každého pokusu. Pokud se vertikální výška bodu umístěného na levém hřebenu kosti kyčelní lišila o více než 5 %, byl pokus opakován. K dosažení desíti úspěšných pokusů provedl subjekt průměrně 18 pokusů. Probandi byli po každém pokusu dotazováni, zda provedený útočný úder odpovídal reálné situaci v utkání. Pokud byla zpětná vazba záporná, byl pokus opakován. Pokus byl rovněž opakován v situaci, kdy proband nedoskočil na dynamometrické desky správnou končetinou. Pro následnou analýzu bylo použito deset pokusů z každé vyšetřované situace.
Experimentální nastavení
Pro měření reakčních sil na podložce byly použity dvě silové plošiny (Kistler, 9286 AA, Switzerland) zabudované v podlaze. Silové plošiny zaznamenávaly data s frekvencí 1235 Hz. Kinematika dolních končetin, pánve a trupu byla zaznamenána s frekvencí 247 Hz systémem optoelektronické stereofotogrammetrie sestávající z osmi senzorů (Qualisys Oqus, Sweden). Před samotným měřením byla vytvořena globální souřadná soustava pomocí pravoúhlého kalibračního zařízení o známých polohách referenčních markrů. Globální koordinační systém byl orientován tak, že osa z směřovala vertikálně, osa y anteroposteriorně a osa x mediolaterálně. Kinetická a kinematická data byla časově a prostorově synchronizovaná. Dvacet šest referenčních značek o rozměru 19 mm bylo umístěno na dolní končetiny, pánev a trup, podle doporučení společnosti C-motion (C-motion, Rockville, MD, USA). Konkrétně byly kalibrační značky umístěny bilaterálně na laterální a mediální maleolus, mediální a laterální femorální kondyly, velký trochanter femuru, přes botu nad první a pátou hlavu metatarsů. Pohybové (trekovací) značky byly navíc umístěny na trup (acromion), pánev (iliakální kristu a posterior superior iliakální spinu), na stehno a bérec (čtyři tuhé destičky o nízké hmotnosti se čtveřicí markrů) a na nohu (trojice značek na patě přes obuv). Výzkum byl proveden v biomechanické laboratoři za standardizovaných podmínek.
Obr. 1 Grafické znázornění typů nahrávky (high pass – vysoká nahrávka, quick pass – rychlá nahrávka)
Analýza dat
Byly analyzovány kinematické a dynamické parametry pohybu: výsledná reakční síla podložky působící na obě dolní končetiny ve vertikálním směru GRFz (BW) a anteroposteriorním směru GRFx (BW), čas dosažení maxima GRFz a GRFx (s) maxima reakční síly ve vertikálním a anteroposteriorním směru, rozdíl v kontaktu s podložkou mezi levou a pravou dolní končetinou (s), maximum nárůstu síly (BW/s) ve vertikálním a anteroposteriorním směru, délka posledního kroku před odrazem (m) a délka horizontálního posunutí levé nohy po odraze (m).
Statistická analýza
Rozdíl v průměrech hodnot analyzovaných proměnných mezi dvěma vyšetřovanými situacemi byl hodnocen pomocí párového T-testu. Hladina významnosti α byla stanovena na hodnotě 0,05. Věcná významnost byla posuzována pomocí indexu velikosti vlivu (ES – effect of size). Dle Cohena (1986) znamená ES = 0,2 malý vliv, ES = 0,5 střední vliv a ES = 0,8 velký vliv. Všechny statistické výpočty byly provedeny v programu PASW 18.
Výsledky
Průměrnou výšku výskoku, délku posledního kroku a horizontální posunutí levé dolní končetiny před doskokem prezentuje tabulka 1. Byl zjištěn statisticky významný rozdíl v délce posledního kroku před odrazem (ES = 1,3; p = 0,005). Delší krok byl zaznamenán před odrazem u rychlé nahrávky. Je signifikantně o 0,04 m delší než u normální nahrávky. Rovněž byl zjištěn statisticky významný rozdíl v délce horizontálního posunutí levé dolní končetiny po odraze (ES = 7,3; p = 0,000). Delší horizontální posun levé dolní končetiny po odraze byl také zaznamenán u rychlé nahrávky. Rozdíl činí 0,22 m ve prospěch rychlé nahrávky. Nebyl zjištěn statistický významný rozdíl u vertikální výšky levého hřebene kosti kyčelní. Větší vertikální výška byla zaznamenána o 0,01 m vyšší u rychlé nahrávky. Tuto skutečnost potvrzuje ES = 1.
Tabulka 1 Výška výskoku a délkové charakteristiky při útočném úderu
|
Proměnná |
Normál |
Rychlá |
ES |
T-test |
|
Délka posledního kroku před odrazem (m) |
0.41 ± 0.02 |
0.45 ± 0.03 |
1.33 |
0.005* |
|
Horizontální posunutí levé dolní končetiny po odraze (m) |
0.91 ± 0.07 |
1.13 ± 0.03 |
7.3 |
0.000*. |
|
Vertikální výška levého hřebene kosti kyčelní (m) |
1.74 ± 0.01 |
1.75 ± 0.01 |
1.0 |
Non sig. |
|
Normál (Normální nahrávka); Rychlá (Vystřelená nahrávka); ES (effect sizes) interpretace < 0.2 zanedbatelný, 0.2 - 0.5 malý, 0.5 - 0.8 střední a > 0.8 velký (Cohen, 1988); *p < 0.05 |
||||
Sledované kinetické a časové parametry u dvou typů nahrávek prezentuje tab. 2. Nebyl zjištěn signifikantní rozdíl ve vertikální reakční síle u žádné dolní končetiny. V případě předozadní vertikální reakční síly byl zjištěn statisticky významný rozdíl pouze u pravé končetiny (ES = 1,56; p = 0,021). Předozadní vertikální reakční síla byla zjištěna o 0,4 BW vyšší při doskoku u rychlé nahrávky. Signifikantně kratšího času dosažení maxima vertikální reakční síly bylo zjištěno u pravé dolní končetiny (ES = 1,00; p = 0.022) při doskoku po rychlé nahrávce. Maxima vertikální reakční síly bylo dosaženo o 0,004 s dříve. Doba dosažení maxima předozadních reakčních sil podložky byla zaznamenána statisticky významná na levé (ES = 2,00; p = 0,002) i pravé dolní končetině (ES = 2,00; p = 0,007). Maxima předozadní vertikální reakční síly bylo dosaženo dříve u rychlé nahrávky na obou dolních končetinách. V případě obou dolních končetin nastalo maximum o 0,002 s dříve. Signifikantní nárůst síly byl zaznamenán pouze u pravé dolní končetiny ve vertikálním směru působení síly (ES = 0,95; p = 0,025) i v předozadním směru působení síly (ES = 1,34; p = 0,003). Vyšší nárůst síly byl zjištěn v případě doskoku po rychlé nahrávce. V případě nárůstu síly ve vertikálním směru o 17,29 BW/s a ve směru předozadním o 57,16 BW/s.
Tabulka 2 Reakční síly podložky, čas a zátěž během doskoku
|
Proměnná |
Normál |
Rychlá |
ES |
T-test |
|
Vertikální GRF (BW) Levá dolní končetina Pravá dolní končetina |
3.96 ± 0.45 2.29 ± 0.39 |
3.70 ± 0.68 2.45 ± 0.40 |
0.38 0.60 |
Non sig. Non sig. |
|
Předozadní GRF (BW) Levá dolní končetina Pravá dolní končetina |
0.47 ± 0.10 0.34 ± 0.09 |
0.58 ± 0.16 0.48 ± 0.09 |
0.69 1.56 |
Non sig. 0.021* |
|
Čas dosažení vertikálního maxima GRF (s) Levá dolní končetina Pravá dolní končetina |
0.023 ± 0.009 0.032 ± 0.003 |
0.019 ± 0.002 0.028 ± 0.004 |
2.00 1.00 |
Non sig. 0.022* |
|
Čas dosažení předozadního maxima GRF (s) Levá dolní končetina Pravá dolní končetina |
0.005 ± 0.001 0.006 ± 0.001 |
0.003 ± 0.001 0.004 ± 0.001 |
2.00 2.00 |
0.002* 0.007* |
|
Max. vertikálního nárůstu síly (BW/s) Levá dolní končetina Pravá dolní končetina |
180,02 ± 44.21 69.93 ± 14.67 |
193.75 ± 48.64 87.22 ± 18.21 |
0.28 0.95 |
Non sig. 0.025* |
|
Max. předozadního nárůstu síly (BW/s) Levá dolní končetina Pravá dolní končetina |
87.32 ± 23.62 53.30 ± 26.49 |
143.23 ± 66.85 110.46 ± 42.66 |
0.84 1.34 |
Non sig. 0.003* |
|
Rozdíl v kontaktu s podložkou mezi levou a pravou dolní končetinou (s) |
0.014 ± 0.006 |
0.018 ± 0.007 |
0.57 |
Non sig. |
|
Normál (Normální nahrávka); Rychlá (Vystřelená nahrávka); ES (effect sizes) interpretace < 0.2 zanedbatelný, 0.2 - 0.5 malý, 0.5 - 0.8
střední a > 0.8 velký (Cohen, 1988);
|
||||
Obr. 2 Vertikální reakční síly podložky během doskoku po smeči ve volejbale
Tučná čára – pravá dolní končetina, tenká čára – levá dolní končetina, červená čára – normální nahrávka, zelená čára – rychlá nahrávka
Obr. 3 Mediolaterální reakční síly podložky během doskoku po smeči ve volejbale
Tučná čára – pravá dolní končetina, tenká čára – levá dolní končetina, červená čára – normální nahrávka, zelená čára – rychlá nahrávka
Obr. 4 Odraz na smeč po tříkrokovém rozběhu
Obr. 5 Doskok po smeči
Diskuse
Cílem studie bylo porovnat reakční síly podložky a maxima nárůstu síly generované v průběhu bilaterálního doskoku po útočném úderu v závislosti na typu nahrávky. Předpokládali jsme, že signifikantně vyšší hodnoty budou zjištěny u rychlé nahrávky. Cílem studie je porovnat reakční síly podložky a rychlost nárůstu síly generované v průběhu doskoku po útočném úderu v závislosti na typu nahrávky. Předpokládáme, že signifikantně vyšší hodnoty budou zjištěny u rychlé nahrávky.
Vysoké reakční síly podložky jsou považovány za jeden z rizikových faktorů zatížení kolenního kloubu (Decker, 2003; Chockley, 2008; Ortega, 2010; Podraza, 2010; Salci, 2004; Seegmiller, 2003). Toe-heel doskok je charakterizován dvěma maximy VGRF (Cronin, 2008; Chockley, 2008; Ortega, 2010; Marques, 2009). V předkládané studii jsme se zaměřili pouze na hodnoty maxim reakčních sil a loading rate ve vertikálním a předozadním směru. Nebyly zjištěny signifikantní rozdíly v maximech vertikálních reakčních sil na obou dolních končetinách mezi dvěma typy nahrávek. To je způsobeno normalizovanou výškou výskoku při provedení obou typů nahrávek. Námi zjištěné hodnoty maxima vertikální reakční síly jsou v souladu s autory (Cronin, 2008; Chockley, 2008; Ortega, 2010; Marques, 2009). Uvedení autoři se při analýze zaměřili na doskok pouze levé dolní končetiny (Cronin, 2008; Chockley, 2008) nebo na doskok obou končetin na jednu dynamometrickou desku (Marques, 2009; Ortega, 2010). Větších hodnot maxim předozadních vertikálních sil bylo dosaženo u obou končetin při doskoku po rychlé nahrávce. Cronin (2008) uvádí vyšší hodnoty předozadních vertikálních reakčních sil. Práce je zaměřená na analýzu doskoku po útočném úderu charakterizovaném maximálním úsilím při odrazu. Statisticky významný rozdíl byl zjištěn na pravé dolní končetině. Maxima vertikální reakční síly bylo rychleji dosaženo u obou dolních končetin při provedení doskoku po rychlé nahrávce. Statisticky významný rozdíl byl potvrzen pouze u pravé dolní končetiny. Námi zjištěné časy dosažení maxim vertikálních reakčních sil jsou v souladu s výše uvedenými autory. Signifikantní rozdíl byl zjištěn také v čase dosažení maxima předozadní reakční síly podložky u obou dolních končetin ve prospěch doskoku po rychlé nahrávce.
Maxima nárůstu vertikálních i předozadních sil byl zaznamenán obecně vyšší u obou končetin při doskoku po rychlé nahrávce. Signifikantní rozdíl byl zaznamenán pouze u pravé končetiny ve vertikálním i předozadním směru.
Všechny statisticky významné rozdíly u sledovaných proměnných byly zjištěny na pravé končetině. I když je doskok po útočném úderu chápán jako bilaterální (Marques, 2009), zjistili jsme, že při doskoku po normální nahrávce i po rychlé nahrávce byl vždy zjištěn první kontakt s podložkou na pravé dolní končetině. Pravá dolní končetina dopadla průměrně o 0,014 s dříve než levá dolní končetina při doskoku po normální nahrávce. Při doskoku po rychlé nahrávce byl rozdíl 0,018 s ve prospěch pravé končetiny. Pravá dolní končetina pravděpodobně hraje dominantní roli ve fázi doskoku, kdy je levá dolní končetina ještě bez kontaktu s podložkou. To se projevilo signifikantním rozdílem v maximech předozadní reakční síly podložky, časech dosažení maxim reakčních sil podložky, nárůstu síly ve vertikálním a předozadním směru na pravé dolní končetině ve prospěch doskoku po rychlé nahrávce. Rychlá nahrávka je charakteristická delší letovou fází s plošší trajektorií, a tím vyšší horizontální rychlostí. Subjekt je nucen při doskoku bez následného pohybu brzdit rychlejší pohyb.
Shrnutí
Statisticky významný rozdíl byl zjištěn u délky posledního kroku před odrazem a horizontálního posunutí levé nohy po odrazu ve prospěch rychlé nahrávky.
Statisticky významné rozdíly byly nalezeny v maximech předozadní reakční síly podložky, časech dosažení maxim reakčních sil podložky, nárůstu síly ve vertikálním a předozadním směru na pravé dolní končetině ve prospěch doskoku po rychlé nahrávce.
Pravá dolní končetina hraje dominantní roli ve fázi doskoku, kdy je levá končetina ještě bez kontaktu s podložkou.
Celkově nepřesahují hodnoty sledovaných parametrů hodnoty zjištěné na levé dolní končetině.