Biomechanické analýzy pohybového výkonu III

08

Inter-individuální variabilita úhlových parametrů ramenního a kyčelního kloubu v klíčových fázích přemetových přeskoků v provedení vrcholových sportovních gymnastů

Úvod

Jeden z pohledů na variabilitu pohybu je založen na srovnání pohybu mezi jednotlivými subjekty s cílem popsat a vysvětlit techniku komplexních gymnastických dovedností (Gittoes, Irwin, Mullineaux, & Kerwin, 2009). Vysoká variabilita může naznačovat intra-individuální nestabilitu ve výkonu nebo rozdílný inter-individuální pohybový vzor vyšetřovaného pohybu (Bradshaw, Maulder, & Keogh, 2007).

Úhlové parametry v kyčelním a ramenním kloubu, které jsou z hlediska techniky pohybu v přeskoku považovány za klíčové (Takei, 1991; Takei, Dunn, & Blucker, 2007; Irwin, & Kerwin, 2009). Takei (1991) uvádí, že sportovní gymnasté mají během fáze kontaktu s přeskokovým nářadím vysoký rozsah v ramenním kloubu a extenzi v kyčelním kloubu a bederní části páteře. Irwin, & Mullineaux (2004) uvádějí, že během skoku přemet vpřed a salto vpřed je interakce mezi kyčelním a ramenním kloubem rozhodující a určuje časoprostorové vztahy nutné k úspěšnému provedení skoku. V další studii poukazují Takei et al. (2007), že úhel v kyčelním kloubu se ve fázi kontaktu a odrazu z přeskokového koně, u skoků přemet vpřed a dvojné salto vpřed, signifikantně neliší mezi skoky, které získaly vyšší a nižší bodové hodnocení. Nicméně gymnasté, kteří získali vyšší hodnocení, dopadají a odrážejí se z přeskokového koně ve větší extenzi v kyčelním kloubu a bederní části páteře (ve větším prohnutí). Irwin, & Kerwin (2009) poukazují na změny v technice skoku přemet vpřed a salto vpřed skrčmo předvedeném přes přeskokového koně a přeskokový stůl. Autoři uvádějí, že změny v technice jsou způsobeny právě kinematikou v kyčelním a ramenním kloubu. Změny v úhlových parametrech zjištěné u skoku přemet vpřed a salto vpřed skrčmo mohou mít význam pro nácvik složitějších převratových skoků a upozorňují na potřebu dalšího výzkumu v této oblasti (Irwin, & Kerwin, 2009).

Zahraniční i domácí odborná literatura (Kopřiva, & Pavlík, 1984; Libra, 1985; Hay, 1993; Mitchell, Davis, & Lopez, 2002; George, 2010) poukazují na správné polohy a pohyby paží při náskoku na můstek, kdy paže mírný krouživý pohyb vzad, jako přípravný pohyb k dynamickému švihu paží vpřed a vzhůru. Krištofič (1996) uvádí, že v provedení přemetových skoků existují dvě techniky vzhledem k poloze kyčelního kloubu. Při první technice jsou tělesné segmenty ve fázi kontaktu a odrazu z přeskokového stolu téměř v přímce. U druhé techniky je kyčelní kloub po odrazu z můstku ve flexi (ve vysazení) a ve fázi kontaktu a odrazu z přeskokového stolu dochází k jeho extenzi a tím ke zvýšení úhlové rychlosti.

Cílem studie bylo zjistit jaká je inter-individuální variability vyšetřovaných úhlových parametrů v kritických fázích a zda v těchto parametrech u vrcholových sportovních gymnastů existuje pohybový vzor.

Metody

Výzkumný soubor

Výzkumný soubor tvořilo deset sportovních gymnastů vrcholové úrovně, kteří se zúčastnili dvou závodů série světového poháru GRAND PRIX OSTRAVA v roce 2010 a 2011. Všichni účastníci byli členy reprezentačních družstev příslušných států. U sportovních gymnastů bylo analyzováno 10 skoků (n=10) skoky ze skupiny 3 (přemety vpřed v první letové fázi a salta vpřed i s obraty kolem vertikální osy ve druhé letové fázi), které byly sborem rozhodčích hodnoceny nejvyšší výslednou známkou. Všechny skoky měly podle pravidel sportovní gymnastiky známku D 6,2 a vyšší (FIG, 2009). Věk, tělesná výška a tělesná hmotnost gymnastů byla 21,40 ± 1,88 let; 167,80 ± 4.71 cm a 64,60 ± 4,50 kg.

Experimentální nastavení

Záznam byl pořízen během dvou kvalifikačních závodů seriálu světového poháru v GRAND PRIX v Ostravě v roce 2010 a 2011. Základní metodou pro získání dat byla kinematografická (videografická) vyšetřovací metoda (Janura, & Zahálka, 2004). Pro 3D analýzu pohybu byly použity dva digitální kamkordéry (Panasonic NV-MX500EG, Japan) se snímkovací frekvencí 50 půlsnímků/sek. Úhel mezi optickými osami kamer svíral přibližně 90°. Rychlost závěrek byla nastavena na 1/500. Obě kamery byly ve vzdálenosti přibližně 30 metrů od přeskokového nářadí (Obr. 38). Kalibrovaný prostor byl ve čtyřech místech vymezen pomocí kalibrační tyče a tvořil virtuální kvádr o rozměrech 7x4x3 metry (Obr. 39).

Obr. 38 Reálný prostor 3D analýzy pohybu ze dvou použitých kamer

Obr. 39 Grafické znázornění rozmístění kamer a vymezení kalibrovaného prostoru

Analýza dat

Data získané 3D kinematografickou vyšetřovací metodou byly digitalizovány softwarem SIMI MOTION (SIMI Reality Motion Systems, Germany). Úhel v kyčelním kloubu byl definován spojením ramene, kyčle a kolena. Úhel v ramenním kloubu byl definován spojením kyčle, ramene a lokte (Irwin, & Kerwin, 2009). Hrubá data byla vyhlazena použitím „low-pass“ filtru s mezní frekvencí 8 Hz (Bartlett, 2007). Velikost celkové (subjektivní) chyby byla určena pomocí opakované digitalizace vybraného skoku a pro úhlové parametry měla hodnotu < 3 %.

Statistická analýza

Pro každou vyšetřovanou proměnnou byl určen aritmetický průměr a směrodatná odchylka (M ± SD) ze všech analyzovaných skoků. Variabilita vyšetřovaných kinematických veličin byla vyjádřena pomocí variačního koeficientu vyjádřeného v procentech (% VK). Variační koeficient nižší než 10 % byl považován za malý (Bradshaw et al., 2010). Pro statistické zpracování dat byly použity softwary IBM SPSS Statistics 20 a Microsoft Excel.

Výsledky

Nízká variabilita u úhlu v kyčelním kloubu byla zjištěna u úhlu při kontaktu můstku (VK=7,6 %; rozpětí 73,8°–95,0°) a při odrazu z můstku (VK=3,1 %; rozpětí 136,7°–155,6°). Vyšší variabilita úhlu v kyčelním kloubu byla zjištěna úhlu při kontaktu přeskokového stolu (VK=13,1 %; rozpětí 151,1°–221,7°) a úhlu při odrazu z přeskokového stolu (VK=15,0 %, rozpětí 125,7°–211,8°). U úhlu v ramenním kloubu byla zjištěna nízká variabilita ve fázi odrazu z můstku (VK=5,6 %; rozpětí 114,7°–138,7°) a ve fázi odrazu z přeskokového stolu (VK=6,7 %; rozpětí 135,6°–172,0°). Vyšší variabilita byla zjištěna ve fázi kontaktu s odrazovým můstkem (VK=15,9 %; 76,7°–130,0°) a ve fázi kontaktu přeskokového stolu (VK=12,7 %; rozpětí 96,0°–148,3°).

Tab. 13 Variabilita úhlových parametrů kyčelního a ramenního kloubu v klíčových fázích přemetových skoků

Úhly v kritických fázích (°)

M ± SD

Min

Max

VK (%)

Úhel kyčelní kloub kontakt můstek

129,50 ± 9,50

111,60

145,50

7,30

Úhel kyčelní kloub odraz můstek

146,00 ± 5,60

136,70

155,60

3,10

Úhel kyčelní kloub kontakt stůl

187,60 ± 24,60

151,10

221,70

13,10

Úhel kyčelní kloub odraz stůl

179,40 ± 27,00

125,70

211,80

15,00

Úhel ramenní kloub kontakt můstek

105,80 ± 16,80

76,70

130,00

15,90

Úhel ramenní kloub odraz můstek

130,00 ± 7,30

114,70

138,10

5,60

Úhel ramenní kloub kontakt stůl

113,80 ± 14,40

96,00

148,30

12,70

Úhel ramenní kloub odraz stůl

150,90 ± 10,10

135,60

172,00

6,70

Legenda: M, průměr; SD, směrodatná odchylka; °, stupeň; Minimum, Min; Maximum, Max; Variační koeficient, VK (%)

Diskuze

Význam této studie spočívá ve stanovení inter-individuální variability vyšetřovaných úhlových proměnných v kritických fázích analyzovaných přemetových skoků v provedení vrcholových sportovních gymnastů. V souladu se studiemi Bennella et al. (1999) a Bradshaw et al. (2010) považujeme variační koeficient který je menší než 10 % za nízký. Bradshaw et al. (2010) dále uvádí, že variační koeficient, který se blíží 5 % lze při analýze proměnných při přeskoku považovat za vhodný výkonnostní ukazatel. Naproti tomu vysoká variabilita může naznačovat intra-individuální nestabilitu ve výkonu nebo rozdílný inter-individuální pohybový vzor vyšetřovaného pohybu (Bradshaw, Maulder, & Keogh, 2007). Tradiční pohled na variabilitu pohybu je založen na srovnání pohybu mezi jednotlivými subjekty s cílem popsat a vysvětlit techniku komplexních gymnastických dovedností (Bartlett, Wheat, & Robins, 2007; Gittoes, Irwin, Mullineaux, & Kerwin, 2009).

U úhlu v ramenním kloubu byla zjištěna nízká variabilita ve fázi odrazu z můstku (VK=5,6 %; rozpětí 114,7°–138,7°) a ve fázi odrazu z přeskokového stolu (VK=6,7 %; rozpětí 135,6°–172,0°). Nicméně ve fázi kontaktu odrazového můstku a kontaktu přeskokového stolu byla variabilita vyšší. Vyšší variabilita ve fázi kontaktu s odrazovým můstkem (VK=15,9 %; 76,7°–130,0°) naznačuje, že vrcholoví gymnasté řeší náskok na můstek individuálně. Individuální rozdíly pohybu paží zjištěné u vrcholových gymnastů při náskoku na můstek, jsou v rozporu s tvrzeními o provedení správné polohy a pohybu paží při náskoku na můstek objevujícími se v domácí i zahraniční literatuře (Kopřiva, & Pavlík, 1984; Libra, 1985; Hay, 1993; Mitchell, Davis, & Lopez, 2002; George, 2010). Libra (1985) uvádí, že při náskoku na můstek provádějí paže mírný krouživý pohyb vzad, jako přípravný pohyb k dynamickému švihu paží vpřed a vzhůru. Kopřiva a Pavlík (1984) tvrdí, že správně vykonaný švih pažemi se současným tahem ramen vzhůru zvyšuje výšku letu gymnasty o 20–25 %. Hodnoty úhlu v ramenním kloubu zjištěné v naší studii ukazují, že někteří gymnasté mají při náskoku v ramenním kloubu ostrý úhel, to znamená, že poloha paží je při kontaktu můstku v předpažení poníž, naopak někteří naskakovali na můstek již ve vzpažení. Nicméně v další fázi odrazu z můstku se hodnota úhlu v ramenním kloubu mezi gymnasty stabilizuje (VK=5,6 %) a odraz z můstku je dokončen ve vzpažení. Zdá se tedy, že u vrcholových sportovních gymnastů je pro správný odraz z můstku důležité, aby byl odraz dokončen ve vzpažení bez ohledu na to, jaká je poloha a pohyb paží v předcházející fázi náskoku a kontaktu odrazového můstku. Rovněž ve fázi kontaktu s přeskokovým stolem byla zjištěna vyšší variabilita (VK=12,7 %; rozpětí 96,0°–148,3°). V další fázi odrazu z přeskokového stolu byla zjištěna nízká variabilita (VK=6,7 %; rozpětí 135,6°–172,0°) a hodnota úhlu v ramenním kloubu se stabilizovala. Kinematika ramenního kloubu naznačuje, že vrcholoví gymnasté jsou schopni provést v krátkém časovém intervalu dynamický odraz, který způsobí rychlý pohyb pletence ramenního směrem vzhůru, napřímení paží a aktivní pohyb trupu vzhůru.

Nízká variabilita u úhlu v kyčelním kloubu byla zjištěna u úhlu při kontaktu můstku (VK=7,6 %; rozpětí 73,8°–95,0°) a při odrazu z můstku (VK=3,1 %; rozpětí 136,7°–155,6°). Vyšší variabilita úhlu v kyčelním kloubu byla zjištěna úhlu při kontaktu přeskokového stolu (VK=13,1 %; rozpětí 151,1°–221,7°) a úhlu při odrazu z přeskokového stolu (VK=15,0 %, rozpětí 125,7°–211,8°). Vyšší variabilita v úhlu v kyčelním kloubu poukazuje na fakt, že vrcholoví sportovní gymnasté v naší studii řeší fázi kontaktu a odrazu z přeskokového stolu rozdílnou technikou (Krištofič, 1996). Takei et al. (2007) uvádějí, že úhel v kyčelním kloubu se ve fázi kontaktu a odrazu z přeskokového koně se u přemetového skoku „Roche“ významně neliší mezi skupinami skoků, které získaly vyšší a nižší bodové hodnocení. Nicméně gymnasté, kteří získali vyšší hodnocení, dopadají a odrážejí se z přeskokového nářadí ve větší extenzi v kyčelním kloubu a v bederní části páteře (ve větším prohnutí).

Shrnutí

U úhlu v ramenním kloubu jsme zjistili vysokou inter-individuální variabilitu ve fázi kontaktu s odrazovým můstkem a ve fázi kontaktu s přeskokovým stolem. To znamená, že u vrcholových sportovních je provedení těchto fází individuální, a v poloze a pohybu paží při náskoku na můstek a kontaktu s přeskokovým stolem neexistuje pohybový vzor. Na druhou stranu ve fázi odrazu z můstku a odrazu z přeskokového stolu jsme zjistili nízkou inter-individuální variabilitu. To znamená, že poloha paží hraje při obou odrazech důležitou úlohu. Ve fázi odrazu z můstku jsou paže v konečné poloze vzpažení jako příprava na fázi kontaktu s přeskokovým stolem a napomáhají k rychlosti vzletu při odrazu z můstku. I přes rozdíly ve fázi kontaktu s přeskokovým stolem je odraz u vrcholových sportovních gymnastů dokončen elevací v ramenním kloubu, která napomáhá vertikální rychlosti při odrazu z přeskokového stolu.

U úhlu v kyčelním kloubu byla zjištěna nízká inter-individuální variabilita ve fázi kontaktu s odrazovým můstkem a odrazu z můstku. Ve fázi kontaktu a odrazu z přeskokového stolu byla zjištěna vyšší inter-individuální variabilita. Vyšší variabilita ukazuje, že vrcholoví sportovní gymnasté v naší řeší fázi kontaktu a odrazu z přeskokového stolu rozdílnou technikou, která se projevuje flexí nebo extenzí (prohnutím) v kyčelním kloubu a v bederní části páteře.

Analýza vyšetřovaných úhlů v kyčelním a ramenním kloubu v kritických fázích skoku naznačuje, že u vrcholových sportovních gymnastů existují pohybové vzory, a to zejména ve fázi odrazu z přeskokového nářadí.