ed .
1
Katedra Zespołowych Gier Sportowych, Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Polska Katedra Biomechaniki, Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, Polska Wyższa Szkoła Fizjoterapii z siedzibą we Wrocławiu, Polska 1 Department of Team Sports Games, University School of Physical Education in Wroclaw, Poland 2 Department of Biomechanics, University School of Physical Education in Wroclaw, Poland 3 The College of Physiotherapy in Wroclaw, Poland 2 3
tio np roh ibit
Author’s Contribution A – Study Design B – Data Collection C – Statistical Analysis D – Data Interpretation E – Manuscript Preparation F – Literature Search G – Funds Collection
Artur Struzik1(A,B,C,D,E,F), Bogdan Pietraszewski2(A,B,D,G), Tadeusz Bober3(A,D,G)
WYKORZYSTANIE SYSTEMU BIODEX DO OCENY PROPORCJI MOMENTÓW SIŁ I RYZYKA WYSTĘPOWANIA OBRAŻEŃ MIĘŚNI KULSZOWO-GOLENIOWYCH
ibu
THE BIODEX SYSTEM USED IN THE EVALUATION OF THE PROPORTION OF MUSCLE TORQUE AND HAMSTRING MUSCLE INJURY RISK
dis tr
Słowa kluczowe: sport wyczynowy, staw kolanowy, wskaźnik zginacze-prostowniki Key words: competitive sports, knee joint, flexor-extensor torque ratio Streszczenie
rso na
lu
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
se
-
on
ly -
Wstęp Najwięcej urazów związanych z uprawianiem większości dyscyplin sportowych występuje w obrębie kończyn dolnych. Jedną z czynności zapobiegawczych, które mają uchronić zawodnika przed obrażeniami struktur stawu kolanowego i mięśni działających na ten staw, jest kontrola asymetrii mięśniowej grup agonistycznych do antagonistycznych. Dla stawu kolanowego wykorzystuje się tzw. wskaźnik zginacze-prostowniki. Celem pracy było zbadanie wartości wskaźnika zginacze-prostowniki wraz ze wzrostem rozwijanej prędkości kątowej, w grupach sportowców różnej płci. Materiał i metody Dwie grupy badane stanowiło 16 piłkarek nożnych i 12 judoków. Badania zostały przeprowadzone w certyfikowanej Pracowni Analiz Biomechanicznych Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu (ISO 9001: 2009). Do pomiarów maksymalnych momentów sił mięśni prostowników i zginaczy stawu kolanowego w statyce (odpowiednio dla kątów 75° i 30°) oraz w warunkach izokinetycznych (przy prędkościach kątowych 60°/s i 120°/s) wykorzystano urządzenie BIODEX SYSTEM 4 PRO. Asymetrię wartości momentów sił grup mięśni agonistycznych do antagonistycznych w obrębie stawu kolanowego obliczono stosując wskaźnik zginacze-prostowniki. Wyniki Odnotowano brak istotnego statystycznie wzrostu wartości wskaźnika zginacze-prostowniki wraz ze wzrostem rozwijanej prędkości kątowej w grupie judoków. Z kolei w grupie piłkarek nożnych wystąpił istotny statystycznie wzrost wartości wskaźnika zginacze-prostowniki pomiędzy pomiarami w statyce i przy prędkości kątowej 60°/s. Wnioski Wzrost wartości wskaźnika zginacze-prostowniki w grupie piłkarek nożnych ukazuje, iż w przeciwieństwie do wcześniejszych doniesień, może występować również w grupach kobiet. Ku zaskoczeniu nie wystąpił w grupie judoków. Zjawisko wzrostu wartości wskaźnika zginacze-prostowniki powinno korzystnie wpływać na zmniejszenie ryzyka bezkontaktowych urazów mięśni tylnej części uda.
Summary
4419 0 3 18
is c
Word count: Tables: Figures: References:
y is
-
for
pe
Background. The greatest number of sport-related injuries, connected with the involvement in most of the sports is noted in lower limbs. One of the preventive measures employed to protect competitors against the injuries of the knee joint structures and muscles affecting this joint, is control of the asymmetry between the agonist and antagonist muscles. For the knee joint, the flexor-extensor torque ratio is calculated. The aim of the study was to calculate the flexor-extensor torque ratio with the increase in the angular velocity in male and female athletes. Material and methods The sample comprised two groups of subjects: 16 female football players and 12 male judokas. The study was carried out in the certified Laboratory of Biomechanical Analyses of the University School of Physical Education in Wroclaw (ISO 9001:2009). For the measurements of peak torque in extensor and flexor muscles of the knee joint under static (for 75° and 30° angles respectively) and isokinetic conditions (with angular velocities of 60°/s and 120°/s) the BIODEX SYSTEM 4 PRO device was used. Torque asymmetry between the agonist and antagonist muscles in the knee joint was calculated using flexor-extensor torque ratio. Results. The study showed no statistically significant increase of the flexor-extensor torque ratio with the increase in angular velocity in the group of male judokas. Conversely, in the group of female football players a systematic, statistically significant increase was noted, reflected by the results of the measurements taken under static conditions and at the angular velocity of 60°/s. Conclusions The increase in the flexor-extensor torque ratio values in the group of female football players indicates that, contrary to the earlier reported findings, this phenomenon can also occur in female athletes. Surprisingly, such an increase was not observed in the group of judokas. The increase in in the flexor-extensor torque ratio values is should reduce the risk of non-contact injuries of hamstring muscles.
op
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
Zaangażowanie Autorów A – Przygotowanie projektu badawczego B – Zbieranie danych C – Analiza statystyczna D – Interpretacja danych E – Przygotowanie manuskryptu F – Opracowanie piśmiennictwa G – Pozyskanie funduszy
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
-
ARTYKUŁ ORYGINALNY / ORIGINAL ARTICLE
Th
Adres do korespondencji / Address for correspondence Artur Struzik Katedra Zespołowych Gier Sportowych, Akademia Wychowania Fizycznego we Wrocławiu ul. Mickiewicza 58, 51-684 Wrocław, Poland, tel./fax.: +48 71 347 30 38 / 71 347 35 62, e-mail:
[email protected] Otrzymano / Received Zaakceptowano / Accepted
11.03.2014 r. 26.07.2014 r.
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
Medycyna Sportowa / Polish J Sport Med © MEDSPORTPRESS, 2015; 1(4); Vol. 31, 11-17 DOI: 10.5604/1232406X.1150315
11
Najwięcej urazów związanych z uprawianiem większości dyscyplin sportowych, które mogą powodować obrażenia tkanek narządu ruchu, występuje w obrębie kończyn dolnych [1-3]. Do powstania powyższych urazów dochodzi głównie podczas rywalizacji z przeciwnikiem, w warunkach meczowych [4]. W sportach walki przyczyną wystąpienia urazu jest często bezpośredni kontakt z rywalem [1]. Tymczasem w zespołowych grach sportowych dominują urazy bezkontaktowe, których podłożem mogą być nadmierne obciążenia (skutkujące przeciążeniami). Bezkontaktowe urazy występują najczęściej w obrębie tylnej grupy mięśni uda [2]. Przykładowo, uszkodzenie różnego poziomu i stopnia mięśni kulszowo-goleniowych może wystąpić podczas szybkiego prostowania podudzia w stawie kolanowym (np. podczas uderzenia piłki kończyną dolną), gdy grupa mięśni antagonistycznych nie doprowadzi do skutecznego ekscentrycznego działania mającego na celu spowolnienie lub zahamowanie ruchu [5]. Ponadto, gdy grupa tylnych mięśni uda współdziała przy wykonywaniu ruchu prostowania w stawie biodrowym, mogą wystąpić obrażenia mięśni spowodowane gwałtownymi, naprzemiennymi koncentrycznymi i ekscentrycznymi skurczami [6]. Przednie więzadła krzyżowe, wspomagane przez tylną grupę mięśni uda, zapobiegają przed przemieszczeniami w płaszczyźnie strzałkowej oraz rotacjami kości piszczelowej względem udowej, które mogą wystąpić podczas lądowania po skoku bądź na skutek ruchów o charakterze eksplozywnym, wynikających z chęci wykonania biegu z gwałtowną zmianą kierunku ruchu (piwotu), gwałtownych startów czy nagłych zatrzymań [3,7]. Zatem przedstawiciele zespołowych gier sportowych oraz sportów walki są szczególnie narażeni na tego typu obrażenia ze względu na eksplozywny charakter podejmowanych czynności ruchowych w czasie treningu oraz podczas rywalizacji sportowej. Kiedy wartość wyzwalanego momentu siły przez mięśnie prostujące staw kolanowy jest zdecydowanie większa niż dla mięśni zginających, następuje nadmierne obciążenie w płaszczyźnie strzałkowej na staw kolanowy, co powoduje większe niż normalnie wartości sił oddziałujących na więzadła krzyżowe przednie. Jeśli tylna grupa mięśni uda jest za słaba, aby przeciwdziałać mięśniom wykonującym ruch prostowania w stawie kolanowym, może dojść zarówno do ich uszkodzeń, jak i obrażeń więzadeł krzyżowych przednich [3,8-10]. Zatem bardzo ważna staje się odpowiednia proporcja pomiędzy wartościami wyzwalanych momentów sił mięśni zginających i prostujących staw kolanowy. Jedną z czynności zapobiegawczych, które mają uchronić zawodnika przed wystąpieniem uszkodzeń struktur więzadłowych stawu kolanowego i mięśni kulszowo-goleniowych jest kontrola asymetrii mięśniowej grup agonistycznych do antagonistycznych. W tym celu wykorzystuje się tzw. wskaźnik zginacze-prostowniki [11-12]. W pomiarach momentów sił mięśniowych w warunkach izokinetycznych obserwuje się wzrost wartości wskaźnika zginacze-prostowniki wraz ze wzrostem rozwijanej prędkości kątowej w grupach mężczyzn (w przeciwieństwie do kobiet) [11]. Powyższa wzrostowa tendencja być może zapobiega obrażeniom tkanek miękkich okolicy stawu kolanowego. Dlatego celem pracy była analiza zachowania się wskaźnika wyzwalanych wartości momentów sił mię-
The highest incidence of injuries connected with the involvement in most of the sports, which can result in damage of musculoskeletal tissues, occur in the lower limbs [1-3]. The above mentioned injuries are sustained mainly during competitions, when playing a match [4]. In combat sports, the injuries are due to the direct contact with the rival [1]. In team sports games, non-contact injuries are most frequent. These injuries are usually due to excessive load (resulting in overload). Non-contact injuries are most often noted in hamstring muscles [2]. For example, different levels and different degrees of damage of the ischiocrural muscles can occur during quick extension of the tibia in the knee joint (e.g. while kicking the ball), when the antagonist muscle group will not produce a successful eccentric action aimed to slow or block the movement [5]. Moreover, the co-action of the group of hamstring muscles may result in muscle injuries due to rapid alternant concentric and eccentric contractions [6]. Anterior cruciate ligaments, supported by the group of hamstring muscles, prevent translation in the sagittal plane and tibial rotation in relation to the femur, which can occur in the landing phase of a jump or are due to explosive movements, resulting from a rapid change of movement direction (pivot) and sudden start or stop actions [3,7]. Therefore the athletes involved in team games and combat sports are particularly prone to this type of injuries due to the explosive nature of the undertaken motor activities during training and sport competition. When the value of the torque evoked by the knee joint extensor muscles is definitely higher than that of the knee joint flexor muscles, the knee joint is overloaded in the sagittal plane, which results in excessive forces affecting anterior cruciate ligaments. If the group of hamstring muscles is too weak to prevent extension movements of the knee joint muscles, both the muscles and the anterior cruciate ligaments can be damaged [3,8-10]. Therefore, it is essential to maintain adequate proportions between the torque produced by flexor muscles and the torque produced by extensor muscles in the knee joint. One of the preventive measures, aimed to protect the competitor against damage of the ligamental structures of the knee joint and ischiocrural muscles, is control of the asymmetry between the agonist and antagonist groups of muscles. For this purpose, the socalled flexor to extensor torque ratio is applied [11-12]. In torque measurements, carried out under isokinetic conditions, an increase in flexor- extensor torque ratio is observed with the increase in angular velocity in groups of male athletes (contrary to the groups of female athletes) [11]. The above incremental trend may prevent tissue damage in the knee joint area. For the above mentioned reasons, the aim of the study was the analysis of flexor-extensor torque ratio in the knee joint with the increase of angular velocity in opposite sex athletes.
is c
op
y is
for
pe
rso na
lu
se
on
ly -
dis tr
ibu
tio np roh ibit
ed .
Background
Th
This copy is for personal use only - distribution prohibited. This copy is for personal use only - distribution prohibited. This copy is for personal use only - distribution prohibited. -
Wstęp
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
Struzik A. i wsp. Wykorzystanie systemu Biodex do oceny proporcji momentów sił
12
-
ed .
Material and methods
Badania zostały przeprowadzone na dwóch grupach: 16 piłkarek nożnych trenujących w klubie KS AZS Wrocław oraz 12 zawodników judo. Grupa piłkarek nożnych charakteryzowała się następującymi średnimi (±SD) wartościami wielkości: wysokość ciała – 166 ± 6 cm, masa ciała – 58,4 ± 6,2 kg, wiek – 20,7 ± 3,9 lat. Staż treningowy wynosił 8,8 ± 4,1 lat. Z kolei dla grupy judoków powyższe wielkości wynosiły kolejno: 176 ± 7 cm, 72 ± 9,6 kg, 19,7 ± 3,9 lat. Badania zostały przeprowadzone w Pracowni Analiz Biomechanicznych Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu, posiadającej certyfikat zarządzania jakością ISO (norma 9001: 2009). Eksperyment uzyskał zgodę Senackiej Komisji ds. Etyki Badań Naukowych przy Akademii Wychowania Fizycznego we Wrocławiu. Do pomiarów maksymalnych momentów sił mięśni prostowników i zginaczy stawu kolanowego w statyce (odpowiednio dla kątów 75° i 30°) oraz w warunkach izokinetycznych (przy prędkościach kątowych ω: 60°/s i 120°/s), wykorzystano urządzenie BIODEX SYSTEM 4 PRO. Pomiary w warunkach izokinetycznych zostały wykonane w zakresie ruchu wynoszącym 90°. Asymetrię wartości momentów sił grup mięśni agonistycznych do antagonistycznych w obrębie stawu kolanowego obliczono stosując wskaźnik zginacze-prostowniki, na podstawie metody opisanej przez Wita i wsp. [13]:
The sample was divided into two groups. The first group included 16 female football players, undergoing training in KS AZS Wrocław sport club and 12 male judokas. The group of female football players was characterised by the following mean (±SD) values: body height– 166 ± 6 cm, body mass – 58.4 ± 6.2 kg, age – 20.7 ± 3.9 years. The length of training was 8.8 ± 4.1years in this group. For the group of judokas, the corresponding values were: 176 ± 7 cm, 72 ± 9.6 kg and 19.7 ± 3.9 years respectively. The study was conducted at the Laboratory of Biomechanical Analyses of the University School of Physical Education in Wroclaw, having ISO quality management system certificate (norm – 9001:2009). The experiment was approved by the Senate Committee on Ethics of the University School of Physical Education in Wroclaw. For the peak torque measurements in the extensor and flexor muscles of the knee joint under static conditions (for the angles of 75° and 30° respectively) and under isokinetic conditions (at angular velocities ω: 60°/s and 120°/s), the BIODEX SYSTEM 4 PRO device was used. The measurements under isokinetic conditions were taken within the range of movement of 90°. Torque asymmetry between the agonist and antagonist muscle groups within the knee joint was calculated using torque flexor-extensor index based on the approach described by Wit et al. [13]:
lu
se
on
ly -
dis tr
ibu
tio np roh ibit
Materiał i metody
pe
rso na
gdzie Mz oznacza maksymalną wartość wyzwolonego momentu siły zginaczy stawu kolanowego, natomiast Mp prostowników tego stawu. Do oceny istotności różnic między poszczególnymi zmiennymi użyto testu t-Studenta dla zmiennych zależnych. Wykorzystano w tym celu zaawansowany pakiet Statistica 10 PL. Za poziom istotności przyjęto wartość α = 0,05. Wyniki
is c
op
y is
for
Ryc. 1 przedstawia wartości wskaźnika zginacze-prostowniki w badanych grupach sportowców. W grupie piłkarek nożnych zaobserwowano istotny statystycznie (p < 0,05) wzrost wskaźnika zginacze-prostowniki wraz ze wzrostem rozwijanej prędkości kątowej w obrębie badanego stawu kolanowego. Powyższe relacje wystąpiły pomiędzy wartościami wskaźnika zginacze-prostowniki obliczonego na podstawie statycznych momentów sił a wartościami momentów sił zmierzonych w izokinetyce, z prędkością kątową 60°/s. Wyżej wymienione związki nie wystąpiły w grupie zawodników judo. Ryc. 2 i 3 przedstawiają wartość wskaźnika zginacze – prostowniki w badanych grupach sportowców z dodatkowo naniesionymi krzywymi, odzwierciedlającymi średnie wartości maksymalnych momentów sił mięśni prostujących i zginających staw kolanowy. Wartości wszystkich prezentowanych wielkości odnoszą się do układu obu kończyn dolnych.
Th
This copy is for personal use only - distribution prohibited. This copy is for personal use only - distribution prohibited. This copy is for personal use only - distribution prohibited. -
śni zginaczy względem prostowników stawu kolanowego wraz ze wzrostem rozwijanej prędkości kątowej, w grupach sportowców charakteryzujących się odmienną płcią.
where Mz is the maximal torque value produced by the knee joint flexor muscles while Mp is the maximal torque value produced by the knee joint extensor muscles. For assessment of the significance of differences between the variables Student’s-t test for dependent variables was used. For this purpose the advanced Statistica 10 PL package was used. Significance level was set at α = 0.05. Results
Figure 1 presents the values of flexor-extensor torque ratio in the studied groups of athletes. In the group of female soccer players a statistically significant (p < 0.05) increase in the flexor-extensor torque ratio was noted with the increase in the angular velocity in the studied knee joint. The above relations occurred between the values of flexor-extensor torque ratio, calculated based on the values corresponding to static torque and the values corresponding to torque measured under isokinetic conditions at the angular velocity of 60°/s. The above mentioned relationships were not noted in the male judo competitors. Figures 2 and 3 present the value of the flexorextensor torque ratio in the studied groups of athletes with additional curves reflecting the mean values of torque in the knee joint extensor and flexor muscles. The values of the presented parameters refer to the alignment of both legs.
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
Struzik A. et al. Evaluation of the proportion of muscle torque by Biodex System
13
-
ibu
on
ly -
dis tr
Ryc. 1. Wskaźnik zginacze-prostowniki w zależności od wyzwalanej prędkości kątowej w badanych grupach Fig. 1. H/Q ratio depending on angular velocity in the studied groups
se lu rso na pe
y is
Th
is c
op
Normy do oceny stosunku wartości momentów sił mierzonych w warunkach statycznych (na podstawie pomiarów 232 zawodników dziewięciu dyscyplin sportowych) i izokinetycznych (na podstawie pomiarów 25 zawodników judo) zostały opracowane przez Wita i wsp. [13]. Procentowe normy wskaźnika zginacze-prostowniki dla pomiarów w warunkach izokinetycznych opracowano przy założeniu, iż dobór prędkości kątowej (od 100°/s do 300°/s) nie wpływa na proporcję rozwijanych wartości momentów sił grup mięśni agonistycznych do antagonistycznych. Tymczasem ostatnie doniesienia naukowe wskazują przy-
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
Dyskusja
for
Ryc. 2. Wskaźnik zginacze prostowniki z naniesionymi krzywymi odzwierciedlającymi średnie wartości maksymalnych momentów sił mięśni prostujących i zginających staw kolanowy w grupie zawodników judo Fig. 2. H/Q ratio with the mean values of maximal knee extensors and flexors torque in the group of judo competitors
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
-
tio np roh ibit
ed .
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
Struzik A. i wsp. Wykorzystanie systemu Biodex do oceny proporcji momentów sił
14
Discussion The norms for the assessment of torque values measured under static conditions (based on the measurement results obtained from 232 competitors involved in 9 sport disciplines) and under isokinetic conditions based on the measurement results obtained from 25 judo competitors) were determined by Wit et al. [13]. It was found that the percentage norms for the flexor-extensor torque ratio measured under isokinetic conditions were analysed based on the assumption that selection of angular velocity (from 100°/s to 300°/s) does not affect the ratio of torque between the agonist and the antagonist groups of muscles.
-
ibu
se
on
Conversely, the latest scientific reports indicate that in some of the studied groups the value of flexorextension ratio changes with the angular velocity of the measured torque under isokinetic conditions [8, 11]. An increase in flexor-extensor torque ratio is observed with the increase in the angular velocity value in male subjects. This tendency, however, is not always observed in groups of female athletes [11]. Wit et al. [13] accepted 57-75% compartment as the normal value for the measurements taken under isokinetic conditions while 34-61% compartment was accepted under static conditions. However, even the values below 80% should not increase the risk of damage and injury of the knee joint in comparison with the values below the norm. Increased strength of the knee joint flexor muscles, as compared with that of the extensor muscles (even in 1:1 proportion), is recommended in the athletes who have sustained injuries of the ischiocrural muscles and anterior cruciate ligaments [8,14]. The above proportion should not increase the risk of posterior cruciate ligament damage either [15,16]. Soccer or basketball players whose flexor-extensor torque ratio is above 60% are less prone to non-contact injuries of the lower limbs [17]. According to Wit et al. [13], the studied female soccer players and the male judo competitors obtained normal values of the flexor-extensor torque ratio from the measurements taken under static conditions. The results obtained from the measurements taken under isokinetic conditions for both angular velocities indicate the dominance of the extensor muscles. The above disproportion can increase the risk of noncontact injuries of hamstring muscles. Therefore, trainers should pay more attention to increasing the level of strength in the group of knee joint flexor muscles. A comparison of the values of the flexor-extensor torque ratio with the results obtained from other groups is difficult due to the differences in the applied angular velocities. Specialist laboratory measurements of
Th
is c
op
y is
for
pe
rso na
lu
padki grup badanych, w których wartość wskaźnika zginacze-prostowniki zmienia się wraz z prędkością kątową przy jakiej wykonywany jest pomiar izokinetyczny [8,11]. Obserwuje się wzrost wartości wskaźnika zginacze-prostowniki wraz ze wzrostem rozwijanej prędkości kątowej wśród mężczyzn. Tendencja ta nie występuje jednak powszechnie w grupach kobiet [11]. Wit i wsp. [13] za wartość wskaźnika zginacze-prostowniki będącą w normie dla pomiarów w warunkach izokinetycznych, przyjęli przedział 57-75%, zaś w statyce 34-61%. Jednak nawet wartości większe niż 80% nie powinny odbijać się negatywnie na ryzyku występowania uszkodzeń oraz obrażeń stawu kolanowego w porównaniu do wartości mniejszych niż norma. Zwiększenie siły mięśni zginaczy stawu kolanowego w stosunku do prostowników (nawet w proporcji 1:1) jest zalecane u sportowców po wcześniej przebytych uszkodzeniach mięśni kulszowo-goleniowych oraz więzadeł krzyżowych przednich [8,14]. Powyższa proporcja nie powinna również zwiększać ryzyka uszkodzenia tylnego więzadła krzyżowego [15, 16]. Zawodnicy trenujący piłkę nożną lub koszykówkę, charakteryzujący się wartością wskaźnika zginacze-prostowniki powyżej 60%, rzadziej ulegają bezkontaktowym obrażeniom kończyn dolnych [17]. Według Wita i wsp. [13], badane piłkarki nożne oraz zawodnicy judo osiągnęli wartości wskaźnika zginacze-prostowniki będące w normie jeśli chodzi o pomiary w statyce. Z kolei przy pomiarach przeprowadzonych w warunkach izokinetycznych dla obu wybranych prędkości kątowych, uzyskany został przedział odpowiadający przewadze prostowników. Powyższa dysproporcja może zwiększać ryzyko wystąpienia bezkontaktowych uszkodzeń w obrębie tylnej grupy mięśni uda. Trenerzy powinni zwrócić większą uwagę podczas treningu na zwiększenie poziomu siły grupy mięśni zginaczy stawu kolanowego. Porównanie wartości wskaźnika zginacze-prostowniki z innymi grupami jest utrudnione ze względu na stosowanie różnych
ly -
dis tr
Ryc. 3. Wskaźnik zginacze prostowniki z naniesionymi krzywymi odzwierciedlającymi średnie wartości maksymalnych momentów sił mięśni prostujących i zginających staw kolanowy w grupie piłkarek nożnych Fig. 3. H/Q ratio with the mean values of maximal knee extensors and flexors torque in the group of female soccer players
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
-
tio np roh ibit
ed .
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
Struzik A. et al. Evaluation of the proportion of muscle torque by Biodex System
15
Wnioski
Conclusions
tio np roh ibit
ibu
dis tr ly -
se
on
1. The increase in the flexor-extensor torque ratio with the increase in the angular velocity may also occur in female samples. This phenomenon should reduce the risk of non-contact injuries of hamstring muscles in the studied group of female soccer players. 2. A statistically significant increase in the values of flexor-extensor ratio was noted with the increase of the angular velocity in the knee joint, manifested by the results obtained from the measurements taken under static and isokinetic conditions at the angular velocity of 60°/s. 3. Such relationships were not noted in the male judokas although they are expected due to the gender-related regularities. 4. Both in the studied female soccer players and judo competitors, the values of flexor-extensor torque ratio were normal under static conditions. Under isokinetic conditions, in turn, the results indicated the dominance of extensor muscles. This disproportion can increase the risk of non-contact injuries in the area of hamstring muscles in the studied groups. Trainers should pay more attention to improving strength level in knee joint flexor muscles during training.
y is
for
pe
rso na
lu
1. Wzrost wartości wskaźnika zginacze-prostowniki wraz ze wzrostem rozwijanej prędkości kątowej może występować również w grupach kobiet. Powyższe zjawisko powinno korzystnie wpływać na zmniejszenie ryzyka wystąpienia bezkontaktowych urazów mięśni tylnej części uda w badanej grupie piłkarek nożnych. 2. Istotny statystycznie wzrost wartości wskaźnika zginacze-prostowniki wraz ze wzrostem rozwijanej prędkości kątowej w obrębie stawu kolanowego, wystąpił pomiędzy pomiarami wykonanymi w statyce i izokinetyce przy prędkości kątowej 60°/s. 3. Powyższych związków nie odnotowano w grupie mężczyzn trenujących judo, mimo iż z racji płci należałoby się ich spodziewać. 4. Zarówno badana grupa piłkarek nożnych, jak i zawodników judo, uzyskała wartość wskaźnika zginacze-prostowniki w normie, jeśli chodzi o pomiary w statyce. Z kolei w pomiarach wykonanych w warunkach izokinetycznych osiągnięty został przedział: przewaga prostowników. Powyższa dysproporcja może zwiększać ryzyko wystąpienia bezkontaktowego urazu w obrębie tylnej grupy mięśni uda w badanych grupach. Trenerzy powinni zwrócić większą uwagę podczas treningu na doskonalenie poziomu siły grupy mięśni zginaczy stawu kolanowego.
ed .
torque thus provide an opportunity to observe abnormalities in athletes that may result in knee joint injuries [12,18]. The study results indicate that the increase in flexor-extensor torque ratio with the increase of the angular velocity may, contrary to previous findings, concern also groups of female athletes. The above phenomenon should result in a decrease in the number of muscle injuries in the hamstring in training [5]. Therefore, during explosive movements of the lower limb, performed with a high angular velocity in the knee joint, the torque values obtained by the groups of knee joint extensor and flexor muscles are similar, enabling effective inhibition of movements, especially in their final ranges. Samples of athletes, due to the nature of training, are so specific that they cannot be attributed any regularities occurring in general populations [11]. Both soccer and judo are disciplines involving dominant explosive movements, requiring high levels of speed and strength abilities [1,10,18].
Acknowledgements
Zrealizowanie badań było możliwe dzięki uzyskaniu wsparcia finansowego od Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego w ramach programu „Rozwój Sportu Akademickiego 2011” (numer grantu: N RSA 1 000251).
This research was carried out thanks to the support from the Ministry of Science and Higher Education as part of the program: „The Development of Academic Sports 2011” (grant number: N RSA 1 000251).
is c
op
Podziękowania
Th
This copy is for personal use only - distribution prohibited. This copy is for personal use only - distribution prohibited. This copy is for personal use only - distribution prohibited. -
pomiarowych prędkości kątowych. Specjalistyczne pomiary laboratoryjne wartości momentów sił mięśniowych dają więc szansę na zaobserwowanie u sportowców nieprawidłowości mogących skutkować powstaniem obrażeń stawu kolanowego [12,18]. Przeprowadzone badania pokazują, że wzrost wartości wskaźnika zginacze-prostowniki wraz ze wzrostem rozwijanej prędkości kątowej może, w przeciwieństwie do wcześniejszych doniesień, występować również w grupach kobiet. Powyższe zjawisko powinno korzystnie wpływać na zmniejszenie ilości obrażeń mięśni tylnej części uda wśród trenujących kobiet [5]. Zatem w trakcie ruchów eksplozywnych kończyny dolnej, które odbywają się przy znacznej prędkości kątowej w stawie kolanowym, wartości maksymalnych momentów sił grup mięśni prostujących i zginających staw kolanowy zbliżają się, co umożliwia skuteczne zahamowanie ruchu, szczególnie w jego końcowych zakresach. Grupy sportowe, z racji wykonywanego treningu, są na tyle specyficzne, że nie można im przypisać prawidłowości występujących w populacji [11]. Piłka nożna, jak i judo są bowiem dyscyplinami, w których dominują ruchy o charakterze eksplozywnym, wymagające znacznego poziomu zdolności szybkościowo-siłowych [1,10,18].
Piśmiennictwo / References:
1. Cynarski WJ, Kudłacz M. Injuries in martial arts and combat sports – a comparative study. Arch Budo 2008; 4: 91-7. 2. Hägglund M, Waldén M, Ekstrand J. Injuries among male and female elite soccer players. Scand J Med Sci Sports 2009; 19 (6): 819-27.
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
Struzik A. i wsp. Wykorzystanie systemu Biodex do oceny proporcji momentów sił
16
-
ed .
tio np roh ibit
ibu
dis tr
ly -
on
se
lu rso na pe for
This copy is for personal use only - distribution prohibited. This copy is for personal use only - distribution prohibited. -
3. Czamara A, Tomaszewski W. Criteria for the return to sport training in patients after anterior cruciate ligament reconstruction (ACLR). Polish J Sport Med 2011; 27 (1): 19-31. 4. Waldén M, Hägglund M, Werner J, Ekstrand J. The epidemiology of anterior cruciate ligament injury in football (soccer): a review of the literature from a gender-related perspective. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 2011; 19 (1): 3-10. 5. Croisier JL, Ganteaume S, Binet J, Genty M, Ferret JM. Strength imbalances and prevention of hamstring injury in professional soccer players: a prospective study. Am J Sports Med 2008; 36 (8): 1469-75. 6. Petersen J, Hölmich P. Evidence based prevention of hamstring injuries in sport. Br J Sports Med 2005; 39 (6): 319-23. 7. Pettitt RW, Bryson ER. Training for women’s basketball: a biomechanical emphasis for preventing anterior cruciate ligament injury. Strength Cond J 2002; 24 (5): 20-9. 8. Cheung RTH, Smith AW, Wong DP. H:Q ratios and bilateral leg strength in college field and court sports players. J Hum Kinet 2012; 33: 63-71. 9. Hewett TE, Lindenfeld TN, Riccobene JV, Noyes FR. The effect of neuromuscular training on the incidence of knee injury in female athletes: a prospective study. Am J Sports Med 1999; 27 (6): 699-706. 10. Kotzamanidis C, Chatzopoulos D, Michailidis C, Papaiakovou G, Patikas D. The effect of a combined high-intensity strength and speed training program on the running and jumping ability of soccer players. J Strength Cond Res 2005; 19 (2): 369-75. 11. Hewett TE, Myer GD, Zazulak BT. Hamstrings to quadriceps peak torque ratios diverge between sexes with increasing isokinetic angular velocity. J Sci Med Sport 2008; 11 (5): 452-9. 12. Dervišević E, Hadžić V. Quadriceps and hamstrings strength in team sports: basketball, football and volleyball. Isokinet Exerc Sci 2012; 20 (4): 293-300. 13. Wit A, Eliasz J, Gajewski J, Janiak J, Jaszczuk J, Trzaskoma Z. (1994) Ration of peak torque of knee flexors and extensors in judo [In:] Będziński R, Jankowski L, Filipiak J, Modzel P. (eds), Biomechanika’94: XII Szkoła Biomechaniki, Wrocław-Szklarska Poręba, 20-23 października 1994 r. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1994; 321-324. 14. Li RCT, Maffulli N, Hsu YC, Chan KM. Isokinetic strength of the quadriceps and hamstrings and functional ability of anterior cruciate deficient knees in recreational athletes. Br J Sports Med 1996; 30 (2): 161-4. 15. Senter C, Hame SL, Biomechanical analysis of tibial torque and knee flexion angle: implications for understanding knee injury. Sports Med 2006; 36 (8): 635-41. 16. Wang JH, Kato Y, Ingham SJM i wsp. Effects of knee flexion angle and loading conditions on the end-to-end distance of the posterior cruciate ligament: a comparison of the roles of the anterolateral and posteromedial bundles. Am J Sport Med 2014, 42 (12): 2972-8. 17. Kim D, Hong J. Hamstring to quadriceps strength ratio and noncontact leg injuries: a prospective study during one season. Isokinet Exerc Sci 2011; 19 (1): 1-6. 18. Buśko K, Nowak A. Changes of maximal muscle torque and maximal power output of lower extremities in male judoists during training. Hum Mov 2008; 9 (2): 111-5.
y is op is c Th
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
-
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
Struzik A. et al. Evaluation of the proportion of muscle torque by Biodex System
17
18
-
is c
Th
op
y is
-
lu
rso na
pe se
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
for
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
ly -
-
ed .
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
tio np roh ibit
ibu
dis tr
This copy is for personal use only - distribution prohibited.
on
-
