Positive Beziehung zwischen Rumpfbewegungen und Beschleunigung

Inhaltsverzeichnis:

Ziel dieser Studie war es, den Zusammenhang zwischen Rumpfbewegungen und Ganzkörperbeschleunigung, Geschwindigkeit und Leistungszeit während eines 20-m-Sprinttests mit voller Kraft zu untersuchen. An dieser Studie nahmen 21 männliche Spitzenfußballspieler teil. Die Teilnehmer waren mit einem Catapult OptimEyeX4-Gerät ausgestattet, das einen GPS-Sensor, einen Beschleunigungsmesser und ein Gyroskop enthielt. Die Ergebnisse zeigten, dass die durchschnittliche Winkelgeschwindigkeit um die vertikale Achse mit der maximalen Ganzkörperbeschleunigung korrelierte. Darüber hinaus korrelierte die Summe der Winkelgeschwindigkeiten um alle drei Achsen mit der maximalen Beschleunigung. Die maximale Beschleunigung korrelierte jedoch nicht mit der maximalen Geschwindigkeit und der Sprintleistungszeit, während die durchschnittliche Beschleunigung dies tat. Die Ergebnisse weisen auf die Bedeutung von Rumpfbewegungen, insbesondere der Drehung um die vertikale Achse, für die Entwicklung der maximalen Beschleunigung eines Spielers hin.

Einführung

Fußball auf Eliteniveau besteht aus verschiedenen Aktivitäten. Viele dieser Aktivitäten beziehen sich auf Sprintbeschleunigungen und -verzögerungen, die eine wichtige Rolle bei der Leistung (Andrzejewski et al., 2013). Die Beschleunigungsphase wird von vielen motorischen Fähigkeiten beeinflusst, wobei Koordination und Bewegungsqualität häufig erforscht werden (Aminian et al., 2004). Die praktische Erfahrung zeigt uns einen Zusammenhang zwischen Rumpfbewegung, externer Hüftrotation und Beschleunigung des Körpers im Raum.

Der Hauptzweck dieser Studie besteht darin, den Zusammenhang zwischen Rumpfbewegungen (lineare Beschleunigungen in drei Ebenen und Winkelgeschwindigkeiten um drei Achsen) und der maximalen und durchschnittlichen Beschleunigung des Körpers während eines 20-m-Sprinttests zu untersuchen. Wir stellten die Hypothese auf, dass Stamm Bewegungen, insbesondere Rotationen um die vertikale Achse, korrelieren mit maximaler Beschleunigung. Außerdem gingen wir davon aus, dass maximale und durchschnittliche Beschleunigungen des Körpers mit der Testdauer von 20 m korrelieren. Die Grundlage für unsere Hypothesen liegt in den biomechanischen Wegen der Krafterzeugung für Laufaktivitäten (Buchheit et al., 2014).

Methoden

An dieser Studie nahmen 21 männliche Elite-Fußballspieler teil (Alter: 22,8 ± 4,2 Jahre, Größe: 181 ± 25,5 cm, Gewicht: 76,3 ± 6,4 kg). Die Spieler absolvierten einen 20-m-Sprinttest, bei dem die Leistungszeit (t) aufgezeichnet wurde. Zu diesem Zweck wurden zwei Paare Witty-Fotozellen von MicroGate verwendet. Die erste Fotozelle befand sich an der Startlinie, 10 cm über dem Boden, und eine zweite Fotozelle befand sich an der Ziellinie, 90 cm über dem Boden.

Die Teilnehmer wurden angewiesen, die Teststrecke so schnell wie möglich zurückzulegen. An der Startlinie nahmen sie eine stationäre Zweipunkt-Athletenhaltung ein und starteten in ihrem eigenen Tempo. Der Test wurde zweimal wiederholt und die schnellste Leistungszeit jedes Teilnehmers wurde für die weitere Analyse ausgewählt. Die Teilnehmer trugen ein OptimEyeX4 GPS-Gerät (hergestellt von Katapult Sports, Australien). Die Geräte wurden in Originalwesten zwischen dem ersten und fünften Brustwirbel platziert.

Die Tests wurden zu Beginn einer Vorbereitungsphase (Januar 2015) für die Frühjahrshalbsaison auf Kunstrasen durchgeführt. Der Sensor von OptimEyeX4 erfasste zwei Datengruppen. Eine basierte auf der Aufzeichnung der Position in der Zeit über ein GPS-Signal, das mit einer Frequenz von 10 Hz mit guter Genauigkeit erfasst wurde (HDOP 0,8k0,04, VDOP 1,2k0,3). Die zweite Datengruppe bestand aus integrierten Beschleunigungsmesser- und Gyroskopdaten, die mit 100 Hz in drei Ebenen und etwa drei Achsen erfasst wurden. GPS-Geräte wurden gemäß den Empfehlungen des Herstellers kalibriert.

Die erste Gruppe von Variablen besteht aus zeitbezogenen Variablen, die von Fotozellen (t) und GPS-basierten Daten gemessen werden: durchschnittliche geglättete Geschwindigkeit (Vx), maximale geglättete Geschwindigkeit (Vmax), durchschnittliche Beschleunigung (ACCx) und maximale Beschleunigung (ACCmax), wobei t in Sekunden (s) ausgedrückt wird. Aus Rohdaten berechnete geglättete Geschwindigkeiten werden in Metern pro Sekunde (m/s) ausgedrückt und Beschleunigungen in Metern pro Sekunde im Quadrat (m/s2).

Die zweite Gruppe von Variablen, die auf integrierten Daten von Beschleunigungsmesser und Gyroskop basieren, wird als Mittelwert (x), Standardabweichung (sd) und Bereiche (ran) dargestellt. Die Variablen sind wie folgt: Rumpfbeschleunigungen in der Sagittalebene (SIDEx, SIDEsd, SIDEran), Rumpfbeschleunigungen in der Coronalebene (FORWx, FORWsd, FORWran), Rumpfbeschleunigungen in der Transversalebene (UPx, UPsd, UPran), Absolutwert der Summen der 3-achsigen Winkelgeschwindigkeiten (SPINx, SPINsd, SPINran), Winkelgeschwindigkeiten in der Längsachse – Rollbewegung (Glx, Glsd, Glran), Winkelgeschwindigkeiten in der Querachse – Nickbewegung (G2x, GZsd, GZran) und Winkelgeschwindigkeiten in der Vertikalachse – Gieren (G3x, G3sd, G3ran).

Die Rumpfbeschleunigung wird in Metern pro Sekunde zum Quadrat angegeben (m/s2). Winkelgeschwindigkeiten und SPIN-Variablen werden in Grad pro Sekunde (d/s) ausgedrückt. Beschleunigungsvariablen werden aus positiven Werten berechnet, die reale Beschleunigungen darstellen, und negativen Werten, die Verzögerungen der Rumpfbewegung darstellen.

Positive und negative Werte in Winkelgeschwindigkeitsvariablen repräsentieren entgegengesetzte Richtungen. Positive Werte repräsentieren: in G1 Bewegung nach rechts, in G2 Bewegung nach vorne und in G3 Bewegungsrichtung gegen den Uhrzeigersinn. Winkelgeschwindigkeitsvariablen werden einfach mit Beschleunigungsvariablen in ihrer ursprünglichen Form verglichen.

Die gesammelten Daten wurden von den GPS-Geräten auf die Software Sprint 5.1 von Catapult Sports heruntergeladen, anschließend nach Microsoft Excel exportiert und schließlich mit dem Programm Statistica 64 von Dell Inc. analysiert. Wir verwendeten Korrelationsanalysen, um die Stärke der Assoziation zwischen den beobachteten Variablen zu untersuchen.

Ergebnisse

Die im 20-m-Sprinttest erreichte Zeit (t) korrelierte mit der maximalen Geschwindigkeit (Vmax), wie in Tabelle 1 gezeigt. Außerdem korrelierte die Leistungszeit erwartungsgemäß mit der durchschnittlichen Beschleunigung (ACCx). Es gab keine Korrelation zwischen der durchschnittlichen Geschwindigkeit (Vx) und der maximalen Beschleunigung (ACCmax).

Tabelle 1 Korrelate von Zeit, Geschwindigkeit und Beschleunigung bei Elite-Fußballspielern (n = 21)

Die Variable FORWran korrelierte negativ mit der Zeit und Vx, wie aus Tabelle 2 hervorgeht. FORWsd korrelierte auch mit Vx. Variablen, die Winkelgeschwindigkeiten beschreiben, SPINsd, G1ran und G2ran, korrelierten signifikant mit der Leistungszeit. SPINsd und SPINran korrelierten mit der maximalen Beschleunigung. Variablen, die Winkelgeschwindigkeiten um die vertikale Achse beschreiben, korrelierten alle mit der maximalen Beschleunigung.

Bild 2 Korrelate von GPS-basierten und einheitsintegrierten Variablen bei Elite-Fußballspielern (n = 21)

Diskussion

Die beobachtete Korrelation zwischen Sprintleistungszeit und geglätteter Maximalgeschwindigkeit (Vmax) ist erwartungsgemäß und logisch. Je besser Spieler ihre Maximalgeschwindigkeit entwickeln können, desto besser ist ihr Testergebnis. Angesichts der beobachteten Korrelation zwischen 20-m-Leistungszeit und durchschnittlicher Beschleunigung (ACCx) können wir die Bedeutung eines kontinuierlichen Geschwindigkeitsaufbaus betonen. Die durchschnittliche Geschwindigkeit (Vx) ist eine Variable, die von Spieler zu Spieler variiert, daher besteht keine signifikante Korrelation mit der Testleistungszeit. Standardabweichung und Bereich der Beschleunigungswerte in der Koronalebene (FORWsd und FORWran) korrelierten mit der durchschnittlichen Geschwindigkeit (Vx).

Je stärker die Rumpfbeschleunigung nach vorne ist, desto größer ist die Chance, die Durchschnittsgeschwindigkeit zu erhöhen. In früheren Untersuchungen haben die Autoren auch die Bedeutung der Körperneigung und der Winkelverschiebung für die Richtungswechselleistung hervorgehoben (Sasaki et al., 2011). Wenn der Unterschied zwischen maximaler Beschleunigung und Verzögerung größer ist, ist auch der Einfluss auf die Durchschnittsgeschwindigkeit und die Testzeit bis zu einem gewissen Grad größer.

Rumpfbewegungen hängen auch mit der 20-m-Sprintzeit, aber auch mit der maximalen Beschleunigung des Körpers zusammen. Kubo et al. (2011) fanden beispielsweise heraus, dass der Querschnitt der Muskeln Erector spinae und Quadratus lumborum signifikante Faktoren für die Vorhersage der Durchschnittsgeschwindigkeit über 10 m und 20 m sind. In unserem Fall besteht die Chance, dass die Testdurchführungszeit und die maximale Beschleunigung besser werden, wenn die Standardabweichung und der Bereich der 3-achsigen Winkelgeschwindigkeitssumme (SPINsd, SPINran) zunehmen.

Alle drei Variablen, die die Winkelgeschwindigkeit um die vertikale Achse beschreiben (G3x, G3sd und G3ran), korrelierten mit der maximalen Beschleunigung, und es scheint wichtiger zu sein, während des ersten Teils des 20-m-Sprint-Leistungstests zu beschleunigen. Fujii et al. (2010) fanden ebenfalls heraus, dass Schulterrotationen beim Dribbling für einen geringeren Geschwindigkeitsabfall im Vergleich zu einem maximalen 20-m-Sprint wichtig sind.

Bei Winkelgeschwindigkeitsvariablen beschreibt der Durchschnittswert die Tendenz zu einer Richtung der Rumpfbewegung. Diese Art von Asymmetrie kann durch eine möglicherweise ungerade Anzahl von Rotationszyklen, ein evolutionäres oder sportspezifisches Bedürfnis nach Seitendominanz oder etwas anderes erklärt werden. Dies war jedoch nicht Gegenstand dieser Studie, könnte aber für weitere Untersuchungen interessant sein.

Die Einschränkung dieser Studie könnte die Genauigkeit der GPS-Sensoren sein. In diesem Zusammenhang stellten Akenhead et al. (2013) eine beeinträchtigte Genauigkeit bei Beschleunigungen von über 4 m/s fest.2. Varley et al. (2011) gaben an, dass die neuesten GPS Die Einheiten sind ausreichend genau, um Beschleunigung, Verzögerung und konstante Geschwindigkeit während geradliniger Laufphasen im Mannschaftssport zu quantifizieren.

Abschluss

Die wichtigsten Ergebnisse dieser Studie beziehen sich auf die Tatsache, dass die maximale Geschwindigkeit und die durchschnittliche Beschleunigung mit der 20-m-Sprintzeit von 21 männlichen Elite-Fußballspielern korrelierten. Ebenso korrelierte die Beschleunigung in der Koronalebene mit der Zeit und der durchschnittlichen Geschwindigkeit. Interessanterweise korrelierte die Größe der Längs- und Querwinkelgeschwindigkeiten mit der Zeit, die vertikale Winkelgeschwindigkeit jedoch mit der maximalen Beschleunigung. In gewisser Weise sind für die Aufgabe, die die Spieler ausführen mussten, seitliche und frontale Rumpfbewegungen wichtiger.

Um maximale Beschleunigung zu erzeugen, benötigen Spieler neben explosiver Kraft auch schnelle Rotationsbewegungen des Rumpfes für den Vortrieb. Darüber hinaus kann ihnen die Fähigkeit, die Brustwirbelsäule in Teilen des ersten bis fünften Wirbels frei zu nutzen, dabei helfen, koordiniertere und funktionellere Bewegungen auszuführen. Dieses Wissen kann im Hochleistungstraining praktisch angewendet werden, um Fußballspielern dabei zu helfen, ihr Bewegungsmuster zu verbessern. Darüber hinaus scheint ein GPS-Gerät mit integrierten Beschleunigungs- und Gyroskopsensoren ein nützliches Diagnoseinstrument zu sein.

Verweise

Akenhead, R., French, D., Thompson, KG und Hayes, PR (2014) „Die beschleunigungsabhängige Validität und Zuverlässigkeit von 10Hz GPS“, Zeitschrift für Wissenschaft und Medizin im Sport, 17(5), S. 562-566.

Aminian, K. und Najafi, B. (2004) „Erfassung menschlicher Bewegungen mit körperfesten Sensoren: Messung im Außenbereich und klinische Anwendungen“, Computeranimationen und virtuelle Welten, 15, S. 79-94.

Andrzejewski, M., Chmura, J., Pluta, B., Strzelczyk, R. und Kasprzak, A. (2013) „Analyse der Sprintaktivitäten professioneller Fußballspieler“, Zeitschrift für Kraft- und Konditionsforschung, 27(8), S. 2134-2140.

Buchheit, M., Samozino, P., Glynn, JA, Michael, BS, Al Haddad, H., Mendez-Villanueva, A. und Morin, JB (2014) „Mechanische Determinanten der Beschleunigung und maximalen Sprintgeschwindigkeit bei gut trainierten jungen Fußballspielern“, Zeitschrift für Sportwissenschaften, 32(20), S. 1906-1913.

Fujii, K., Yamada, Y. und Oda, S. (2010) „Erfahrene Basketballspieler drehen ihre Schultern beim Laufen und Dribbeln stärker“, Wahrnehmungs- und Motorikfähigkeiten, 110 (3 Pt 1), S. 983-994.

Kubo, T., Hoshikawa, Y., Muramatsu, M., Iida, T., Komori, S., Shibukawa, K. und Kanehisa, H. (2011) „Beitrag der Rumpfmuskulatur beim Sprintlauf“, Internationale Zeitschrift für Sportmedizin, 32(3), S. 223-228.

Sasaki, S., Nagano, Y., Kaneko, S., Sakurai, T. und Fukubayashi, T. (2011) „Die Beziehung zwischen Leistung und Rumpfbewegung während Richtungswechseln“, Zeitschrift für Sportwissenschaft und Medizin, 10(1), S. 112-118.

Varley, MC, Fairweather, IH und Aughey, RJ (2011) „Gültigkeit und Zuverlässigkeit von GPS zur Messung der momentanen Geschwindigkeit während Beschleunigung, Verzögerung und konstanter Bewegung“, Zeitschrift für Sportwissenschaften, 30(2), S. 121-127.

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