Profesyonel badminton oyuncularının Lunge performansını değerlendirmek için biyomekanik analiz yöntemleri

Özet

Burada, düşük ekstremite kinematiklerini analiz ederek bir badminton maksimal sağ hamle hareketi yaparken profesyonel ve Amatör oyuncular arasındaki yaralanma mekanizmaları farklılıkları değerlendirmek için bir protokol sunuyoruz.

Özet

Laboratuvarda bir badminton sahası simüle koşulu altında, bu çalışmada sekiz profesyonel badminton oyuncuları ve sekiz amatör oyuncuların maksimal sağ hamle hareketlerini analiz etmek için yaralanma mekanizması modeli kullandı. Bu protokolün amacı, kinematik ve sağ diz ve ayak bileği ortak Moment farklılıkları incelemek için. Alt ekstremite ve dikey zemin reaksiyon kuvveti (vGRF) ortak hareketlerinin verilerini yakalamak için bir hareket yakalama sistemi ve kuvvet plakası kullanılmıştır. Son 6 ayda herhangi bir spor yaralanması olmayan on altı Genç adam çalışmada yer aldı. Konular, sağ ayak ile başlangıç pozisyonundan maksimal bir sağ hamle yapılan, üzerinde adım ve tam kuvvet plaka ile temas, backcourt belirlenmiş konumuna bir sinsi inme ile mekiği vurmak, ve daha sonra başlangıç döndü/ son pozisyon. Tüm konular farklı badminton ayakkabıları etkisi bir fark önlemek için aynı badminton ayakkabıları giydi. Amatör oyuncular ön düzlemde ayak bileği hareketi ve ters eklem an daha geniş bir yelpazede gösterdi, ve yatay düzlemde daha büyük bir iç eklem rotasyon Moment. Profesyonel badminton oyuncuları sagittal ve frontal uçaklar üzerinde daha fazla diz anı sergiledi. Bu nedenle, diz ve ayak bileği eklemlerinde spor yaralanmaları riskini azaltmak için eğitim programının geliştirilmesinde bu faktörler dikkate alınmalıdır. Bu çalışma gerçek badminton kortuna simüle eder ve konuların her bir hareketinin faaliyet aralığını kalibre eder, böylece konular yüksek kalitede doğal bir durumda deneysel eylemi tamamlar. Bu çalışmanın bir sınırlaması, ortak yük ve kas aktivitesini birleştirmez. Başka bir sınırlama örnek boyutu küçük ve gelecekteki çalışmalarda genişletilmelidir olmasıdır. Bu araştırma yöntemi badminton projesinde diğer ayak alt ekstremite biyomekanik araştırmaya uygulanabilir.

Giriş

Badminton her zaman dünyanın en popüler sporlarının biri olmuştur. Bir oyunda, lunges performans sıklığı nispeten yüksek¹. Hızlı bir şekilde bir hamle yapmak ve başlangıç konumuna dönmek veya diğer yönde²hareket yeteneği Master hayati öneme sahiptir. Hamle sadece badminton için çok önemli değil, aynı zamanda tenis, Masa Tenisi ve diğer sporlar için büyük önem taşımaktadır.

İleri hamle ön çapraz bağ (ACL) eksikliği ve Diz stabilitesi için bir fonksiyon değerlendirme yöntemi olarak alınmıştır^3,4. Çalışmalar badminton oyuncuları hem yüksek kas gücü ve profesyonel teknikler gerekir gösterir. Genel olarak, Amatör oyuncular kas gücü eğitimi daha teknik eğitime daha fazla dikkat. Düşük mukavemetli bir bireyin düşük kaliteli bir eğitim alırsa, eğitim süresi daha uzun olur, bu nedenle alt ekstremite aşırı yükleme ve hatta bir spor yaralanması için yol.

Yüksek yoğunluklu eğitim, alt ekstremitelerde büyük bir yük ile sonuçlanır, bu da spor yaralanmalarının nedeni olabilir⁵. Alt ekstremite yaralanmaları toplam yaralanma sayısının% 60 ' sini oluşturmaktadır. Hem erkek hem de kadın badminton oyuncuları için, diz ve ayak en savunmasız parçalar^6,7,8,9vardır. Kinetik veri analizi, oyuncuların farklı seviyelerde alt ekstremite yaralanmalarını açıklamak için kullanılabilir. Bu profesyonel badminton oyuncuları tekrarlayan yük hareketleri sonra yükselir önemli intratendinous akışı var bildirilmiştir, baskın bacak patella tendon özellikle.

Raporlar, daha önce raket sporlarında yapılan araştırmaların özellikle kinematik parametrelerle değerlendirildi ama kinetik^2,10' da daha az odaklanmış olduğunu gösteriyor. Ne zaman profesyonel bir oyuncu bir yarışma oynadı, basınç onların Aşil tendon ve anterior diz tendonlar, özellikle dominant hamle bacak⁵yoğunlaşmıştır. Raket sporunda, yaralanmaların klinik analizleri özellikle diz ve ayak bileği^5,8,10,11,12, üzerinde% 58 aşılan alt ekstremite üzerinde duruldu ¹³olmak üzere.

Önceki çalışmalar badminton^14,15,16 ve fiziksel yetenekleri özellikleri fizyolojik göstergeleri değerlendirdi¹⁷,^18,19,20 . Bu temel özellikleri nedeniyle, badminton çeviklik temel eylemleri eğitim etkisini ve oyuncuların nokta performansı geliştirmek için önerilen^21,22. Badminton hakkında önceki çalışmalar, profesyonel ve Amatör badminton oyuncuları arasındaki hareket özelliklerini karşılaştırmadan farklı hareketler veya hamle hareketinin yönlerine odaklanmış^{23,24,25 ,26,27}. Dinamikler ve ortak hareket bu farklılıklar onları spor yaralanmaları farklı mekanizmalar için duyarlı hale.

Bu çalışmanın amacı, profesyonel badminton oyuncuları ve Amatör badminton oyuncuları arasında kinematik ve dinamiklerin farklılıklarının yanı sıra baskın bacağının hareket aralığı (ROM) olarak çalışmadır. Bu profesyonel ve Amatör badminton oyuncuları doğru ileri hamle farklılıkları göstermek ve büyük bir ROM spor yaralanmaları riskini artırır varsayılır.

Protokol

Deney, Ningbo Üniversitesi Spor Bilimleri Fakültesi Etik Komitesi tarafından onaylanmıştır. Tüm katılımcılar yazılı izinlerin imzaladılar ve hamle deneyinin gereksinimleri ve süreci hakkında söylendi.

1. yürüyüş Laboratuvarı hazırlığı

1. Kalibrasyon yaparken, birimdeki diğer potansiyel yansıtıcı öğeleri kaldırın veya kapak, teşhis üzerinde güneş ışığı, ışık ve diğer yansıtıcı öğeleri yansımaların etkilerini önlemek ve laboratuvarda makul bir floresan ışık sağlamak.
2. Dongle 'ı BILGISAYARA takın ve hareket yakalama kameralarını, tescilli izleme yazılımını, kuvvet platformu amplifikatörleri ve harici analog-dijital dönüştürücüyü (ADC) açın.
3. Simüle badminton kortunun her iki tarafına da sekiz kamera yerleştirin. Kameraları başlatın. Sistem kaynakları bölmesinden yerel sistem düğümünü seçin ve doğru seçildiğinde kamera düğümlerinin her biri yeşil ışık görüntüler.
   1. Kamera görünümü bölmesinde, kamera parametrelerini ayarlamak için özellikler ' i tıklatın: Strobe yoğunluğunu 0,95 için 1, eşik 0,2-0,4, kazanç zaman 1 (x1), gri tonlamalı modu Otomatikolarak ayarlamak için 0,5 için minimum döngü oranı , 50 için Maksimum blob yüksekliği ve LED 'leri etkinleştir'i seçin.
4. Perspektif bölmesindeki Kamera 'yı seçin ve T çerçevesini kuvvet plakasına yerleştirin. Sistem kaynakları bölmesinde MX kameralar'ı tıklatın ve parametreleri ayarlamak için birden fazla kamera seçin.
   1. Ayar bölümünde, her kameradan iletilen verilerin görülmesini sağlamak için seçilen tüm kameraların parametrelerini ayarlayın.
5. T-çerçevesinin açılır menüsünde 5 işaret değnek & t çerçevesi seçin ve tüm kameraları seçin.
6. Özellikler bölmesinin sağ üst köşesindeki bölünmüş ekran düğmesini tıklatın. Seçenek panelinde kamera konumlarını seçin ve genişletilmiş Frustum'un açılır menüsündeki kapalı düğmesini tıklayın.
   1. Çekim hacmi etrafında T-çerçevesi dalga ve kamera mavi ışık yanıp sönene kadar durur.
7. Kalibrasyonu başlatın, yani kameranın işaretçilerin verilerini sürekli olarak toplar ve toplanan geçerli verileri, Araçlar bölmesinin altındaki MX kameralar kalibrasyon geribildirim araç çubuğunda görüntüler. Kalibrasyon işlemini tamamlayın; ilerleme çubuğu % 0' a döner. Görüntü hata görüntülenen değer olduğundan emin olun 0,3 daha az.
8. T-çerçevesini plakanın kenarı boyunca eksen ile kuvvet plakasına (60 x 90 cm) koyun. T çerçevesinin yönünü deneysel yönde uygun olduğundan emin olun.
9. T çerçevesinin orijinin de yakalama hacminin olduğundan emin olun. Kaynağı ayarlamak için araç bölmesi 'ndeki set birim orijinden Başlat düğmesini tıklatın.
10. Konularda kuvvet plaka üzerinde durmak isteyin. Zemin reaksiyonu vektörü yönünü yukarı olduğunu onaylayın. Konularda güç plakasını dışarı adım isteyin.
11. Denemeleri başlatmadan önce kuvvet'i tıklatın ve sıfır düzeyi'ni seçin. Wand Count 'ta toplanan geçerli verileri bulun ve her kameranın en az 1.000 geçerli veri çerçevesi toplamasını sağlayın.
12. 14 mm çapında 16 Marker hazırlayın ve onlara önceden çift taraflı teyp yapıştırın.

2. konu hazırlığı

1. Olası konuların anket anketini doldurmasına izin verin. Ekleme kriterlerini karşılayan konularda yazılı bilgilendirilmiş onay alın.
   Not: sorular: (i) kaç yıldır badminton oynadın? (ii) profesyonel ulusal seviyede badminton yarışmalarına katıldınız mı? (iii) herhangi bir spor yaralanması yaşadı ve ameliyatları aldınız mı? Burada, toplam 16 erkek katılımcı çalışmaya katıldı: sekiz profesyonel badminton oyuncuları ve sekiz Amatör badminton oyuncuları.
2. Konuların belirlenmesi ölçütlere uyan.
   Not: ölçüt aşağıdaki öğeleri içerir. Tüm katılımcılar, çalışma öncesinde altı ay içinde üst ve alt ekstremitelerde herhangi bir yaralanmalardan muzdarip değildi; Konular Ayrıca, deneyden önce 2 d 'de herhangi bir yüksek yoğunluklu eğitime veya yarışmaya katılmadı; tüm konularda, sağ el ve bacak dominant idi. Konuların yarısı profesyonel oyuncular, yarısı Amatör oyuncular vardı; Bu, profesyonel badminton oyuncuları (Yaş: 23,4 ± 1,3 yıl; Yükseklik: 172,7 ± 3,8 cm; kütle: 66,3 ± 3,9 kg; badminton oynama yılları: 9,7 ± 1,2 yıl) olan sekiz konuda sonuçlandı ve profesyonel Ulusal seviye yarışmalarına katıldı ve sekiz Amatör badminton oyuncuları olan konular (Yaş: 22,5 ± 1,4 yıl; Yükseklik: 173,2 ± 1,8 cm; kütle: 67,5 ± 2,3 kg; badminton oynarken yıl: 3,2 ± 1,1 yıl).
3. T-shirt ve sıkı şort giymek için konular isteyin.
4. Konular ' yüksekliği (mm) ve ağırlığı (kg) yanı sıra, hem sol ve sağ bacak uzunluğu (mm) ayak bileği internal kondyle üstün iliak omurga, diz genişlikleri (mm) medial yan diz kondyle ve ayak bileği genişlikleri (mm) medial t o lateral ayak bileği kondyle.
5. Anatomik kemikli simgesel yapıların cilt alanlarını işaretlemek için yapımcıları yerleştirin.
   1. Vücut saçlarını gerektiğinde tıraş edin ve cildi alkolle silin.
      Not: Marker konumları, anterior-Superior iliak omurgası, posterior-Superior iliak omurga (PSı), lateral uyluk (THI), lateral diz (KNE), lateral tibia (TıB), lateral ayak bileği (ANK), topuk (HEE) ve Toe (TOE) olarak yer alan boşluklar içerir.
6. Palpateto anatomik simgeler tanımlamak. Alt ekstremite üzerinde 16 işaretleri yapıştırın.
7. Aynı marka ve badminton ayakkabıları serisi giymek konular isteyin; sonra, onları doğal bir doğru ileri hamle gerçekleştirmek ve onların alt ekstremiteler üzerinde işaretler kameralar tarafından yakalanan sağlamak sağlar.
8. Onlar sürekli hareket gerçekleştirene kadar simüle mahkemesinde rahat bir düşük hızda doğru ileri hamle yapmak için konular isteyin, ve bazı yardımcı egzersizleri gerçekleştirmek için talimat (Örneğin, yürüyen hamle bacak streç) ısınmak için.
9. Onlar bu hızda sürekli hareket gerçekleştirene kadar simüle mahkemesinde rahat bir yüksek hızda doğru ileri hamle gerçekleştirmek için konular isteyin; daha sonra, ( Şekil 1' de B pozisyon) belirtilen alana sağ bacak koymak ve alt iyileriydik (pozisyon C) için mekik grev isteyin.
10. Başlangıç pozisyonundan a (Şekil 1) ve sinsi Strike raketle iyileriydik (pozisyon C), onların sağ bacak doğal olarak adımlar ve tam olarak kuvvet platformu olarak temas sağlayan bir maksimal sağ ileriye hamle yapmak için konular talimat geçiyorlar, ve konular, mekik çarptıktan sonra A konumuna başlamak için geri dönmelidir.

3. statik kalibrasyon

1. Yeni bir veritabanı oluşturmak için veri yönetimi 'ni açın. Konumuseçin, adı yazın ve göre seçin | Klinik şablon; ardından, Oluştur'a tıklayın.
2. Konunun adını seçin ve Aç'ı tıklatın. Yeni hasta sınıflandırmasına tıklayın | Yeni hasta | Yeni oturum amacıyla konuların bilgi oluşturmak için.
3. Denemelerin başında veri yakalamak için Session öğesini seçin. Nexus bölmesine dönün, konular'A tıklayın ve ardından Yeni konu düğmesine tıklayın. Gerekirse denemeleri yeniden adlandırın.
4. Canlı git'i tıklayın, yatay olarak Böl'ı seçin ve yörünge sayısınıgörüntülemek için grafik 'i seçin.
   1. İstenmeyen ışık kirliliğinin olmadığını ve tüm işaretçileri yakalandığını belirten 16 olan işaretçilerin sayısını kontrol edin.
5. Statik verileri yakalamaya başlayın. Araç çubuğunun Konu hazırlama bölümünde Konu yakalama 'yı seçin ve Başlat düğmesini tıklatın. Konularda hala kalmak ve görüntü 200 çerçeveleri yakalamak isteyin. Durdur düğmesini tıklatın.
6. Tıklatın üzerinde yeniden yapılandırma hatları işaretçileri veri oluşturmak için. Etiket'i seçin, işaretçilerin listesinde tanımlayın ve etiketleri ilgili işaretçilerine uygulayın. Kaydet düğmesini tıklatın. Çıkmak için ESC tuşuna basın.
7. Konu hazırlama seçeneğine tıklayın ve Konu kalibrasyonu açılır menüsünde statik eklenti yürüyüşü seçin.
8. Yeni görüntülenen çerçeve aralığı penceresinde seçenek 'i tıklatın ve açılır pencerede sol ayak ve sağ ayağı seçin. Başlangıç düğmesini seçin ve ardından kaydedin.

4. dinamik denemeler

1. Konuya doğru başlangıç pozisyonunda olmasını isteyin.
2. Statik şablonu oluşturduktan sonra, canlı git düğmesini tıklatın ve yakalama'yı seçin. Deneme türü ve oturumu sırayla ayarlayın. Deneme adı yazın ve Açıklama isteğe bağlıdır.
3. Yakalama başlatmak ve işlemi tamamladıktan sonra durdurmak için son seçeneğinde Başlat düğmesini tıklatın. Sadece her deneme için işlemi tekrarlayın.
   1. Deneyler yapmak için, konularda hızlı ve doğal olarak hamle gerçekleştirmek için isteyin. Her deneme sürümü arasında 2 dakikalık bir Aralık bulunduğundan emin olun.
   2. Son adım kuvvet plakası üzerinde olduğu doğru ileri hamle, gerçekleştirmek konular isteyin. Hareketleri 6x gerçekleştirmek için konular gerektirir. İşaretçiler vardiya veya damla, hemen yeniden takın ve tekrar yakalayın.
4. Konular maksimal sağ ileriye doğru bir hamle gerçekleştirdikten sonra Durdur 'u seçin ve a konumuna geri dönün (başlangıç/bitiş konumu).

5. postprocessing

1. Postprocessing için özel yazılım kullanın. Veri yönetiminiaçın, dosyalarıaltında x simgesini çift tıklatın ve yeniden yapılandırma ardışık düzen ve etiketleri Çalıştır düğmesini tıklatın; ardından, yakalanan videoyu oynatmak için perspektif bölmesi altında oynat 'ı tıklatın.
2. Videonun başlangıç ve bitiş saatini ayarlamak için perspektif bölmesinin altındaki ilerleme çubuğundaki işaretçileri sürükleyin.
3. İmleç ilerleme çubuğu içine yerleştirin ve seçmek için sağ tıklatın yakınlaştırmak Için bölge-ilgi.
4. Kimlik adım statik tanımlama işlemi ile aynıdır. İşaretçileri kontrol edin ve doldur'u tıklayın. Tüm belirteçleri yörüngeleri gözlemleyerek tanımlanır olup olmadığını kontrol edin. Etiketli olmayan işaretçileri sağ tıklatın ve etiketlenmemiş Tümünü Sil'i seçin.
5. Başlat'ı tıklatın ve dosyalar postprocessing için. csv biçiminde dışa aktarılır.

6. veri analizi

1. 10 Hz ve 25 Hz frekansları ile düşük geçiş Butterworth filtreleri kullanarak kinematik ve kinetik verileri filtreleyin.
2. Diz ve sagittal, frontal ve yatay düzlemlerde ayak bileği ROM 'ları hesaplayın ve üç boyutlu ters dinamikleri yaklaşımı ile diz ve ayak bileği anları elde.
   Not: ayak bileği ve diz ROM 'ları üç boyutlu hareket uçaklarının maksimum ve minimum eklem açıları elde edildi.
3. İlk etkisi tepe (ı, duruş% 5), ikincil darbe tepe (II, duruş% 20), ağırlık kabul (III, 40%-70% duruş), ve sürücü-off (IV,% 80 duruş) dahil olmak üzere dört faz, içine bölme bölmek.
4. Konuların ağırlıklarını kullanarak tüm ortak Moment verilerini standartlaştırın.
5. Aynı anda zemin reaksiyonu kuvvetleri ve kinematik veri toplamak. Her konu için, istatistiksel analiz için altı başarılı denemenin kinematik ve kinetik verilerinin Ortalama değerlerini kullanın.
   Not: parametreler eklem (yani, ayak bileği, diz ve kalça) üç boyutlu ROM 'lar ve diz ve ayak bileği anları içerir.
6. Verileri analiz için yazılıma iletme.

7. istatistiksel analizler

1. Yakalanan ayak bileği ve diz ROM 'ları ve ortak anların verilerini incelemek, profesyonel oyuncular ve Amatör oyuncular arasında bağımsız örneklenen t-testleri kullanarak. Uygun sayıda konu hesaplamak için iki örnekli t-testi kullanın. Eklem ' ROM 'Ları ve anları ortalama değerlere göre belirtin. P = 0,05 ' de önem düzeyini ayarlayın.

Sonuçlar

Şekil 2 , ı, II, III ve IV aşamalarının ortalama vGRF 'i (örn., ilk darbe zirvesinde, ikincil darbe zirvesinde, ağırlık kabulü ve sırasıyla) profesyonel oyuncuların ve amatör oyuncuların bir Hamle. I, II ve III aşamalarında önemli bir fark yoktur. Ancak, profesyonel oyuncuların vGRF belirgin bir fark gösteren, Amatör oyuncular daha yüksektir (Şekil 2).

Tartışmalar

Bir çoğu çalışmanın dezavantajları badminton lunging adım biyomekanik özelliklerini analiz onlar Lunge performans badminton oyuncuların beceri seviyesini görmezden olmasıdır. Bu çalışmada, doğru ileri bir hamle yaparken farklı düzeylerde ortak ROM ve ortak an farklılıkları keşfetmek için profesyonel oyuncular ve Amatör oyuncular içine konuları böler.

Frontal düzlemde ayak bileği eklem ROM gelince, Amatör oyuncular profesyonel oyuncular daha büyük ROM sergiledi,...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Motion Tracking Cameras	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		n= 8
Valid Dongle	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		Vicon Nexus 1.4.116
Force Platform Amplifier	Kistler, Switzerland		n=1
Force Platform	Kistler, Switzerland		n=1
Vicon Datastation ADC	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		-
T-Frame	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK	-	-
14 mm Diameter Passive Retro-reflective Marker	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		n=16
Double Adhesive Tape	Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK		For fixing markers to skin
Badmionton racket	Li-ning, China	BADMINTON RACKET CLUB PLAY BLADE 1000 [AYPL186-4]	MATERIAL: Standard Grade Carbon Fiber WEIGHT: 81-84 grams OVERALL LENGTH: 675mm GRIP LENGTH: 200mm BALANCE POINT: 295mm TENSION: Vertical 20-24 lbs, Horizontal 22-26 lbs