Yiyang Chen^1,2,Jing Xian Li³ ,Youlian Hong⁴ ,Lin Wang^1,2

1 Школа кинезиологии при Университете спорта Шанхая, Шанхай, Китай

2 Центральная лаборатория физической культуры и здравоохранения министерства образования при Университете спорта Шанхая, Шанхай, Китай

3 Школа кинетики человека при Университете Оттавы, Оттава, штат Онтарио, Канада

4 Факультет спортивной медицины, Спортивный университет Чэнду, Чэнду, Китай

Адресат корреспонденции: Лин Ван, wanglin@sus.edu.cn

Целью статьи является сравнение величин нагрузки на стельку при выполнении с максимальным усилием трех баскетбольных перемещений со сменой направления. Для участия в исследовании были отобраны 16 баскетболистов-мужчин. Для фиксации распределения нагрузки по стельке, расположенной под плантарной поверхностью стопы, при выполнении трех перемещений (поворот на 45°, поворот на 90° и перемещение боковым приставным шагом) использовалась мобильная динамометрическая система Pedar. При анализе данных использовались значения пикового давления (ПД) и максимальной силы (МС) как для всей стопы, так и для каждого ее участка. Для всей стопы наибольшее значение максимальной силы было зафиксировано при перемещении боковым приставным шагом. Для пятки наибольшие значения ПД и МС были установлены при повороте на 90°. Для медиальной стороны среднего отдела и центральной части переднего отдела стопы значения ПД и МС при повороте на 90° оказались ниже, чем при повороте на 45° и боковом приставном шаге.

Для медиальной стороны среднего отдела и центральной части переднего отдела стопы значение МС при повороте на 45° оказалось ниже, чем при перемещении боковым приставным шагом.

Эти данные свидетельствуют о том, что нагрузки на подошву стопы для трех указанных маневров, выполняемых с максимальным усилием, различаются.

Различие плантарных нагрузок для этих перемещений может нести потенциальный риск усталостных травм нижних конечностей баскетболистов.

Введение

Баскетбол является одним из наиболее популярных видов спорта в мире: в него играет более 450 млн. человек

[1]. Вместе с тем, спорт является одним из основных источников травм [2]. Для баскетболистов-мужчин общая частота травматизма из расчета на 1000 выступлений в играх составляет 9,9; из расчета на 1000 тренировок – 4,3 [3]. Для баскетболистов-женщин общая частота травматизма из расчета на 1000 выступлений в играх составляет 7,7; из расчета на 1000 тренировок – 4,0 [3, 4]. Более 60% всех травм у баскетболистов обоих полов приходится на нижние конечности. [3, 4]. Способствуют высокому травматизму специфические перемещения [2]. Для баскетбола характерно чередование активных и неактивных фаз, т.е. сочетание высокоинтенсивных движений с краткими периодами низкой активности или отдыха [5]. Перемещения в баскетболе выполняются по определенным схемам, таким как боковой приставной шаг, рывок, прыжки, бег трусцой, передвижения со сменой направления [6–8].

Во время атаки и защиты в баскетболе игроки обычно выполняют повороты в различных направлениях. 31% игрового времени баскетболисты выполняют перемещения, связанные со сменой направления движения, причем 20% из них являются высокоинтенсивными действиями [8]. Для типичных перемещений смены направления характерно резкое торможение тела, после чего следует ускорение в новом направлении [9]. При этих движениях на нижние конечности действует значительная сила сдвига [7, 9]. Избыточная сила может вызвать высокий крутящий момент в голеностопном и коленном суставах во время движения, что является потенциальным фактором риска получения бесконтактной травмы передней крестообразной связки и растяжения связок голеностопного сустава [7, 9–12]. Кроме того, избыточные и регулярные нагрузки на подошву повышают вероятность травм плантарной поверхности стопы [13, 14]. Поэтому количественная оценка характеристик плантарных нагрузок при типичных передвижениях в баскетболе может дать ценные сведения о спортивных травмах нижней конечности.

В ранних работах рассматривались характеристики плантарных нагрузок при перемещениях со сменой направления [9, 15, 16]. Так, в работе Вон и др. было исследовано распределение плантарной нагрузки при выполнении игроками на поле четырех типичных футбольных передвижений. Было установлено, что при повороте на 45о и перемещении боковым приставным шагом пиковое давление (ПД) на подошву стопы и интеграл от давления по времени больше, чем при беге [16]. При смене направления боковым приставным шагом значение ПД в области пятки оказалось более чем в два раза выше по сравнению с бегом [15]. Игроки выполняли эти футбольные перемещения на специальном покрытии и в бутсах [15, 16]. Очевидно, что распределение плантарной нагрузки зависит от покрытия поля и типа перемещений [17]. Поэтому плантарную нагрузку при передвижениях в спорте следует измерять относительно стандартного покрытия и перемещений. До настоящего времени о плантарных нагрузках, действующих при типичных перемещениях на баскетбольной площадке, мало известно. В ряде исследований рассматривалось распределение плантарной нагрузки при движениях, характерных для игры в баскетбол. Эти движения включают штрафной бросок, бросок в прыжке, трехочковый бросок, рывок и приставной шаг в сторону.Данные исследования имеют ряд ограничений.

Так, плантарная нагрузка измерялась в зоне V плюсневой кости [13, 14]. В недавнем исследовании Cong и др. было показано, что сила сдвига, действующая на подошву стопы при повороте на 45о и смене направления при передвижении боковым приставным шагом, измерялась в четырех анатомических точках с использованием трехосного передатчика с лабораторными настройками [9]. Было установлено, что головки I и II плюсневых костей испытывают сравнительно высокую нагрузку и напряжение сдвига и более всего подвержены риску повреждения подошвенной фасции [9]. Определение воздействия сил и распределения плантарной нагрузки при смене направления движения поможет выявить травмоопасные факторы. В настоящее время отсутствуют количественные данные, позволяющие сравнить характеристики плантарной нагрузки при различных поворотах.

Для понимания воздействия нагрузки от давления и связанных с этим травм в баскетболе необходимы дальнейшие исследования распределения нагрузки по всей длине стопы при смене направления движения. Целью настоящей статьи является сравнение динамических нагрузок на стельку при трех баскетбольных перемещениях со сменой направления, выполняемых с максимальным усилием, а именно: повороте под 45^о, под 90^о и перемещения боковым приставным шагом. Мы исходили из гипотезы, что плантарная нагрузка должна быть выше при перемещении боковым приставным шагом, чем при поворотах под 45^о и 90^о.

1. Методы и оборудование

Участники. Для исследования были отобраны 16 здоровых баскетболистов-любителей мужского пола (возраст = 21,4 ± 2,4 года, вес тела = 65,3 ± 9,5 кг, рост = 1,71 ± 0,05 м) с размером обуви 41-43 (европейский размер). Все участники указали, что не имели травм нижних конечностей в течение 6 месяцев, предшествующих исследованию. У всех ведущей ногой была правая. Все подписали форму информированного согласия, а исследование получило одобрение Этической комиссии Университета спорта Шанхая.

Измерения. Измерение нагрузки на разные участки стельки при перемещениях со сменой направления производилось с помощью динамометрической мобильной системы Pedar-X (Novel GmbH, Германия) с 99 датчиками с матричным расположением. Система устанавливалась между стелькой и подошвой стопы. Фиксация показаний производилась с помощью регистрирующего устройства, прикрепленного к поясу каждого участника. Для анализа собирались данные о величине давления на подошву правой стопы при частоте сигнала 100 Гц. Для записи перемещений участников использовалась синхронизированная видеокамера JVC 9800 (Япония) с частотой дискретизации 100 Гц. Перед началом регистрации система Pedar-X генерировала импульс, который служил сигналом синхронизации видеокамеры. Показания для последующего анализа фиксировались системой Pedar-X и сопоставлялись соответствующему перемещению, выполненному правой ногой, идентификация которого производилась на основе видеозаписи.

Все перемещения со сменой направления выполнялись на стандартном деревянном покрытии

баскетбольной площадки. С целью снижения травмоопасности перед началом испытаний участники разминались в течение 15 минут, при этом они бегали трусцой и растягивали основные группы мышц – квадрицепсы и мышцы задней поверхности бедра. Кроме того, им было предложено выполнить некоторые баскетбольные упражнения, например, обводку и броски, в том числе из-под корзины. После разминки, но до начала регистрации данных, им было предоставлено необходимое время, чтобы научиться правильно выполнять требуемое движение.

Перед началом испытаний участники надели пару тонких черных носков и баскетбольные кроссовки (Nike Air Barwin 318688 161). После чего квалифицированный тренер по баскетболу показал им 3 типа перемещений со сменой направления, которые им следовало отработать, чтобы выполнять эти перемещения в соответствии с инструкциями. В ходе испытаний участники должны были разогнаться на участке длиной 5 м из исходной позиции, а затем с максимальным усилием выполнить 3 типа перемещений, поставив при этом правую ногу на динамометрическую платформу. Для перемещения с поворотом под 45^о участники начинали движение из исходной позиции, добегали до платформы и, выполнив поворот под углом около 45^о, достигали финиша с помощью боковых шагов. Для перемещения с поворотом под 90^о участники должны были сделать рывок вперед, опереться правой ногой на платформу, сделать поворот с максимальным усилием и затем добежать до финиша. Для перемещения боковым приставным шагом они выполняли приставной шаг в правую сторону, и после измерения достигали финиша с помощью приставных шагов. Регистрировались данные о плантарной нагрузке на правую ногу, причем каждое из этих перемещений выполнялось в различных направлениях. Для каждого перемещения производилось 6 попыток, для анализа отбирались данные 5 успешных попыток (Рис. 1).

С целью анализа плантарного давления стелька была разделена на 9 зон. Эти зоны получили обозначение по соответствующим им участкам стопы, а именно: медиальная сторона пятки (М1), латеральная сторона пятки (М2), медиальная сторона среднего отдела стопы (М3), латеральная сторона среднего отдела стопы (М4), медиальная сторона переднего отдела стопы (М5), центральная часть переднего отдела стопы (М6), латеральная сторона переднего отдела стопы (М7), большой палец (М8), малые пальцы (М9). Величины пикового давления (ПД) и максимальной силы (МС) для всей ступни и каждого участка измерялись с помощью динамометрической системы, размещенной поверх стельки.

Статистический анализ. Все данные представлены в виде среднего значения ± среднеквадратичное отклонение (СКО). Гомоскедастичность (однородная вариативность значений наблюдений) проверялась на основе критерия Левена. Для определения разброса значения каждой из переменных по трем перемещениям использовался дисперсионный анализ с повторным измерением (в каждом направлении). Если дисперсионный анализ выявлял существенный эффект сопряженности направлений, применялась техника повторных измерений для исследования расхождения измерений по направлениям. Уровень значимости был выбран < 0.05, для корректировки множественных измерений использовалась поправка Бонферрони.

2.Результаты

В Таблице 1 представлены значения средних и среднеквадратичные отклонения величин ПД и МС. Значения ПД оказались больше при повороте на 90о, чем при повороте на 45^о и перемещении боковым шагом для медиальной стороны пятки [F(2,14) = 4,955; p = 0,024; поворот на 90о по сравнению с поворотом на 45^о: p = 0,038; разность средних (РС) = 44,25 кПа, 95% доверительный интервал (ДИ) для РС = 2,17–86,53 кПа; поворот на 90о по сравнению с боковым приставным шагом: p

= 0,035; РС = 44,25 кПа; 95% ДИ = 3,49–111,45 кПа] и латеральной стороны пятки [F(2,14) = 4,480; p = 0,031; поворот на 90^о по сравнению с 45^о: p = 0,041; РС = 54,07 кПа; 95% ДИ = 1,86–106,29 кПа; поворот на 90^о по сравнению с боковым приставным шагом: p = 0,043; РС = 68,10 кПа; 95% ДИ = 1,86– 134,34 кПа]. Значение ПД оказалось больше при повороте на 90о, чем при повороте на 45^о и боковом приставном шаге для медиальной стороны среднего отдела стопы [F(2,14) = 7,794; p = 0,005; поворот на 90о по сравнению с 45о: p = 0,022; РС = −66,98 кПа; 95% ДИ = −125,32… −8,65 кПа; поворот на 90^о по сравнению с боковым приставным шагом: p = 0,004; РС = −106,72 кПа; 95% ДИ = −178,99…−34,46 кПа] и центральной части переднего отдела стопы [F(2,14) = 10,90; p = 0,001; поворот на 90^о по сравнению с 45о: p = 0,005; РС = −61,66 кПа; 95% ДИ = −105,63…−17,70 кПа; поворот на 90^о по сравнению с боковым приставным шагом: p = 0,002; РС= −101,56 кПа; 95% ДИ = −164,43…−38,70 кПа]. Далее, в зоне малых пальцев значение ПД оказалось больше при повороте на 45^о, чем при боковом приставном шаге [F(2,14) = 4,955; p = 0,032; поворот на 45^о по сравнению с боковым приставным шагом: p = 0,030; РС = 48,44 кПа;

95% ДИ = 4,21–92,67 кПа] (Рис. 2). Для всей стопы значение МС оказалось выше при боковом приставном шаге, чем при повороте на 45^о и на 90о [F(2,14) = 5,094; p = 0,022; боковой приставной шаг по сравнению с поворотом на 45^о: p = 0,021; РС = 26,28% от веса тела; 95% ДИ = 3,60–48,95% от веса тела; боковой приставной шаг по сравнению с поворотом на 90^о: p = 0,024; РС = 33,08% от веса тела; 95% ДИ = 3,98–62,18% от веса тела]. Для медиальной стороны пятки значение МС оказалось больше при повороте на 90^о, чем при повороте на 45^о и боковом приставном шаге [F(2,14) = 9,709; p = 0,002; поворот на 90^о по сравнению с поворотом на 45^о: p = 0,018; РС = 11,07% от веса тела; 95% ДИ = 1,76–20,37% от веса тела; поворот на 90^о по сравнению с боковым приставным шагом: p = 0,007; РС = 15,90% от веса тела; 95% ДИ = 4,20–25,79% от веса тела]. Для латеральной стороны пятки значение МС было больше при повороте на 90^о, чем при повороте на 45^о [F(2,14) = 8,176; p = 0,004; поворот на 90^о по сравнению с поворотом на 45^о: p = 0,002; РС = 14,56% от веса тела; 95% ДИ = 5,19–23,93% от веса тела].

Рисунок 1. Проведение испытаний: (a) поворот на 45^о, (б) поворот на 90^о, (в) перемещение боковым приставным шагом.

Таблица 1. Характеристики плантарной нагрузки при перемещениях с изменением направления, выполняемых с максимальным усилием