Svrha ove studije bila je istražiti povezanost između pokreta trupa i ubrzanja cijelog tijela, brzine i vremena izvedbe tijekom testa sprinta na 20 m. Ova studija obuhvatila je 21 vrhunskog nogometaša. Sudionici su bili opremljeni uređajem Catapult OptimEyeX4 koji je uključivao GPS senzor, akcelerometar i žiroskop. Rezultati su pokazali da je prosječna kutna brzina oko vertikalne osi korelirala s maksimalnim ubrzanjem cijelog tijela. Nadalje, zbroj kutnih brzina oko sve tri osi korelirao je s maksimalnim ubrzanjem. Međutim, maksimalno ubrzanje nije koreliralo s maksimalnom brzinom i vremenom izvedbe sprinta, dok je prosječno ubrzanje koreliralo. Nalazi ukazuju na važnost pokreta trupa, posebno rotacije oko vertikalne osi, za razvoj maksimalnog ubrzanja igrača.
Uvod
Football at the elite level consists of different activities. Many of these activities pertain to sprinting accelerations and decelerations, which play an important role in performance (Andrzejewski et al., 2013). Phase of acceleration is influenced by many motor abilities, where coordination and movement quality are often researched (Aminian et al., 2004). Practical experience shows us a connection between trunk movement, external hip rotation and acceleration of body in space.
The main purpose of this study is to investigate the association between trunk movements (linear accelerations in three plains and angular velocities about three axes) and maximal and average acceleration of the body during a 20 m sprint test. We hypothesized that deblo movements, especially rotations about the vertical axis, correlate with maximal acceleration. Also, we assumed that maximal and average accelerations of the body would correlate with 20 m test performance time. The rationale for our hypotheses is grounded in the biomechanical ways of generating force for running activity (Buchheitet al., 2014).
Metode
This study encompassed 21 male elite football players (age: 22.8 ± 4.2 yrs, height: 181 ± 25.5 cm, weight: 76.3 ± 6.4 kg). The players performed a 20 m sprint test during which performance time (t) was recorded. Two pairs of MicroGate’s Witty photocells were used for this purpose. The first photocell was positioned at the start line, 10 cm above the ground level, and a second photocell was positioned at the finish line, 90 cm above the ground level.
Sudionicima je rečeno da što brže prijeđu testnu udaljenost. Na startnoj liniji zauzeli su stacionarni atletski stav s dvije točke i izveli vlastiti start. Test je ponovljen dva puta, a za daljnju analizu odabrano je brže vrijeme izvedbe za svakog sudionika. Sudionici su nosili GPS uređaj OptimEyeX4 (proizveden od strane Katapult Sport, Australija). Uređaji su bili smješteni u originalne prsluke, između prvog i petog torakalnog kralješka.
Testiranje je provedeno na umjetnoj travi, na početku pripremne faze (siječanj 2015.) za proljetnu polusezonu. Senzor OptimEyeX4 prikupljao je dvije skupine podataka. Jedna se temeljila na bilježenju položaja u vremenu putem GPS signala prikupljenog na frekvenciji od 10 Hz s dobrom preciznošću (HDOP 0.8k0.04, VDOP 1.2k0.3). Druga skupina podataka bili su integrirani podaci akcelerometra i žiroskopa, prikupljeni na 100 Hz, u tri ravnine i oko tri osi. GPS uređaji kalibrirani su prema preporuci proizvođača.
The first group of variables consists of time-related variables as measured by photocells (t) and GPS-based data: average smoothed velocity (Vx), maximal smoothed velocity (Vmax). average acceleration (ACCx) and maximal acceleration (ACCmax) where t is expressed in seconds (s). Smoothed velocities calculated from raw data are expressed in meters per second (m/s) and accelerations are expressed in meters per second squared (m/s2).
The second group of variables, which are based on integrated accelerometer and gyroscope data, are presented as means (x), standard deviations (sd), and ranges (ran). Variables are as follows: trunk accelerations in sagittal plane (SIDEx, SIDEsd, SIDEran), trunk accelerations in coronal plane (FORWx, FORWsd, FORWran), trunk accelerations in transverse plane (UPx, UPsd, UPran), absolute value of sums of 3-axial angular velocities (SPINx, SPINsd, SPINran), angular velocities in longitudinal axis – roll (Glx, Glsd, Glran), angular velocities in lateral axis – pitch (G2x, GZsd, GZran) and angular velocities in vertical axis – yaw (G3x, G3sd, G3ran).
Trunk accelerations are expressed in meters per seconds quared (m/s2). Angular velocities and SPIN variables are expressed in degrees per second (d/s). Acceleration variables are calculated from positive values which represent real accelerations and negative values represent decelerations of trunk movement.
Positive and negative values in angular velocity variables represent opposite directions. Positive values represent: in G1 movement to the right, in G2 movement forward and in G3 counter-clockwise direction of movement. Angular velocity variables are simply compared with acceleration variables in its original form.
The collected data was downloaded from the GPS devices onto the Catapult Sports, Sprint 5.1 software then subsequently exported to Microsoft Excel and finally analyzed with Dell Inc. Statistica 64 program. We used correlation analysis to investigate the strength of association between the observed variables.
Rezultati
Time (t) achieved in 20 m sprint test correlated with maximal velocity (Vmax) as it is shown in Table 1. Also, performance time correlated with average acceleration (ACCx), as was expected. There was no correlation between average velocity (Vx) and maximal acceleration (ACCmax).
Variable FORWran negatively correlated with time and Vx, as shown in Table 2. FORWsd also correlated with Vx. Variables that describe angular velocities, SPINsd, G1ran and G2ran, significantly correlated with performance time. SPINsd and SPINran correlated with maximal acceleration. Variables that describe angular velocities about the vertical axis all correlated with maximal acceleration.
Rasprava
Uočena korelacija između vremena izvedbe sprinta i izglađene maksimalne brzine (Vmax) je očekivana i logična. Što više igrači mogu razviti svoju maksimalnu brzinu, to je njihov rezultat testa bolji. S obzirom na uočenu korelaciju između vremena izvedbe na 20 m i prosječnog ubrzanja (ACCx), možemo naglasiti važnost kontinuiranog povećanja brzine. Prosječna brzina (Vx) je varijabla koja varira od igrača do igrača, tako da ne postoji značajna korelacija s vremenom izvedbe testa. Standardna devijacija i raspon vrijednosti ubrzanja u koronalnoj ravnini (FORWsd i FORWran) korelirali su s prosječnom brzinom (Vx).
Što je veće ubrzanje trupa prema naprijed, veća je vjerojatnost povećanja prosječne brzine. U prethodnim istraživanjima autori su također istaknuli važnost nagiba tijela i kutnog pomaka za izvedbu promjene smjera (Sasaki i sur., 2011.). Ako je razlika između maksimalnog ubrzanja i usporavanja veća, utjecaj na prosječnu brzinu i vrijeme u testu također je do određene mjere veći.
Pokreti trupa također su povezani s vremenom izvedbe sprinta na 20 m, ali i s maksimalnim ubrzanjem tijela. Kubo i sur. (2011.), na primjer, otkrili su da poprečni presjek mišića erector spinae i quadratus lumborum značajno doprinosi predviđanju srednje brzine na 10 m i 20 m. U našem slučaju, ako se standardna devijacija i raspon zbroja kutnih brzina 3-osne duljine (SPINsd, SPINran) povećaju, vrijeme izvedbe testa i maksimalno ubrzanje također imaju šanse biti bolji.
All three variables that describe angular velocity about the vertical axis (G3x, G3sd and G3ran) correlated with maximal acceleration and it seems to be more important to accelerate during the first part of the 20 m sprint performance test. Fujii et al. (2010) similarly found shoulder rotations during dribbling important for a reduced decrease of velocity compared to a maximal 20 m sprint.
Kod varijabli kutne brzine, prosječna vrijednost opisuje sklonost kretanju trupa u jednom smjeru. Ova vrsta asimetrije može se objasniti eventualno neparnim brojem rotacijskih ciklusa, evolucijskom ili sportsko-specifičnom potrebom za dominacijom strane tijela ili nečim drugim. Međutim, to nije bio predmet ove studije, ali bi moglo biti zanimljivo za daljnja istraživanja.
Ograničenje ove studije može biti točnost GPS senzora. U tom smislu, Akenhead i suradnici (2013.) otkrili su smanjenu točnost pri ubrzanjima većim od 4 m/s.2Varley i suradnici (2011.) naznačili su da najnoviji GPS Jedinice proizvode dovoljnu točnost za kvantificiranje ubrzanja, usporavanja i konstantne brzine tijekom faza trčanja po ravnoj liniji u timskim sportovima.
Zaključak
Glavni nalazi ove studije odnose se na činjenicu da su maksimalna brzina i prosječno ubrzanje korelirali s vremenom izvedbe sprinta na 20 m kod 21 muškog elitnog nogometaša. Slično tome, ubrzanje u koronalnoj ravnini koreliralo je s vremenom i prosječnom brzinom. Zanimljivo je da je veličina longitudinalne i lateralne kutne brzine korelirala s vremenom, ali vertikalna kutna brzina korelirala je s maksimalnim ubrzanjem. Na neki način, za zadatak koji su igrači trebali izvršiti, bočni i frontalni pokreti trupa su važniji.
To generate maximal acceleration, beside explosive power, players also need quick trunk rotational movements for propulsion. In addition, the ability to use the thoracic spine freely in part of first to fifth vertebra can help them to perform more coordinated and functional movement. Practical application of this knowledge is possible in high-performance training in order to help football players improve their movement pattern. Moreover, GPS device, with accelerometer and gyroscope sensors integrated, seems to be a useful diagnostic tool.
Reference
Akenhead, R., French, D., Thompson, KG i Hayes, PR (2014.) 'Validnost i pouzdanost GPS-a od 10 Hz ovisna o ubrzanju', Časopis za znanost i medicinu u sportu, 17(5), str. 562-566.
Aminian, K. i Najafi, B. (2004.) 'Snimanje ljudskog kretanja pomoću senzora fiksnih na tijelu: mjerenje na otvorenom i klinička primjena', Računalne animacije i virtualni svjetovi, 15, str. 79-94.
Andrzejewski, M., Chmura, J., Pluta, B., Strzelczyk, R. i Kasprzak, A. (2013.) 'Analiza sprinterskih aktivnosti profesionalnih nogometaša', Časopis za istraživanje snage i kondicije, 27(8), str. 2134-2140.
Buchheit, M., Samozino, P., Glynn, JA, Michael, BS, Al Haddad, H., Mendez-Villanueva, A. i Morin, JB (2014.) 'Mehaničke determinante ubrzanja i maksimalne brzine sprinta kod visoko utreniranih mladih nogometaša', Časopis za sportske znanosti, 32(20), str. 1906-1913.
Fujii, K., Yamada, Y. i Oda, S. (2010.) 'Vješti košarkaši više rotiraju ramena tijekom trčanja i driblinga', Perceptivne i motoričke vještine, 110(3. dio 1), str. 983-994.
Kubo, T., Hoshikawa, Y., Muramatsu, M., Iida, T., Komori, S., Shibukawa, K. i Kanehisa, H. (2011.) 'Doprinos muskulature trupa pri sprinterskom trčanju', Međunarodni časopis sportske medicine, 32(3), str. 223-228.
Sasaki, S., Nagano, Y., Kaneko, S., Sakurai, T. i Fukubayashi, T. (2011.) 'Odnos između performansi i kretanja trupa tijekom promjene smjera', Časopis za sportsku znanost i medicinu, 10(1), str. 112-118.
Varley, MC, Fairweather, IH i Aughey, RJ (2011) 'Validnost i pouzdanost GPS-a za mjerenje trenutne brzine tijekom ubrzanja, usporavanja i konstantnog kretanja', Časopis za sportske znanosti, 30(2), str. 121-127.
