Summary

Metodi di analisi biomeccanica per valutare le prestazioni di affondo dei giocatori di Badminton professionali

Published: June 11, 2019
doi:

Summary

Qui, presentiamo un protocollo per valutare le differenze nei meccanismi di lesione tra giocatori professionisti e dilettanti quando si esegue un movimento di affondo massimo di badminton mediante l’analisi della cinematica degli arti inferiori.

Abstract

A condizione di simulare un tribunale di badminton in laboratorio, questo studio ha utilizzato il modello del meccanismo di lesione per analizzare i movimenti massimi di affondo destro di otto giocatori di badminton professionisti e otto giocatori dilettanti. Lo scopo di questo protocollo è quello di studiare le differenze nella cinematica e momento articolare del ginocchio destro e della caviglia. Un sistema di cattura del movimento e una piastra di forza sono stati utilizzati per catturare i dati dei movimenti articolari dell’estremità inferiore e della forza di reazione al suolo verticale (vGRF). Sedici giovani che non hanno avuto lesioni sportive negli ultimi 6 mesi hanno partecipato allo studio. I soggetti hanno eseguito un affondo destro massimo dalla posizione di partenza con il piede destro, calpestando e contattando pienamente con la piastra di forza, colpire il volano con un colpo subdolo alla posizione designata nel backcourt, e poi è tornato alla partenza / posizione finale. Tutti i soggetti indossavano le stesse scarpe di badminton per evitare una differenza di impatto da diverse scarpe di badminton. I giocatori amatoriali hanno mostrato una maggiore gamma di movimento della caviglia e momento giunto inverso sul piano frontale, e un momento di rotazione articolare interno più grande sul piano orizzontale. I giocatori professionisti di badminton hanno mostrato un maggiore momento del ginocchio sugli aerei sagittali e frontali. Pertanto, questi fattori dovrebbero essere considerati nello sviluppo del programma di allenamento per ridurre il rischio di lesioni sportive nelle articolazioni del ginocchio e della caviglia. Questo studio simula la vera corte di badminton e calibra la gamma di attività di ogni movimento dei soggetti in modo che i soggetti completino l’azione sperimentale in uno stato naturale con alta qualità. Una limitazione di questo studio è che non combina carico articolare e attività muscolare. Un’altra limitazione è che la dimensione del campione è piccola e dovrebbe essere ampliata in studi futuri. Questo metodo di ricerca può essere applicato alla ricerca biomeccanica degli arti inferiori di altri lavori a piedi nel progetto di badminton.

Introduction

Badminton è sempre stato uno degli sport più popolari al mondo. In un gioco, la frequenza di esecuzione affondi è relativamente alta1. È di vitale importanza padroneggiare la capacità di eseguire rapidamente un affondo e tornare alla posizione iniziale o muoversi nell’altra direzione2. L’affondo non solo è cruciale per il badminton, ma è anche di grande importanza per il tennis, il ping pong e altri sport.

L’affondo anteriore è stato preso come metodo di valutazione della funzione per la carenza di legamento crociato anteriore (ACL) e la stabilità del ginocchio3,4. Gli studi dimostrano che i giocatori di badminton hanno bisogno sia di alta forza muscolare e tecniche professionali. In generale, i giocatori amatoriali prestano più attenzione all’allenamento tecnico che all’allenamento della forza muscolare. Se un individuo di capacità di bassa resistenza prende un allenamento di bassa qualità, il tempo di allenamento diventa più lungo, portando quindi a un sovraccarico degli arti inferiori e anche ad un infortunio sportivo.

L’allenamento ad alta intensità si traduce in un grande carico sugli arti inferiori, che può essere la causa di lesioni sportive5. Le lesioni agli arti inferiori rappresentano il 60% del numero totale di lesioni. Per entrambi i giocatori di badminton maschile e femminile, il ginocchio e il piede sono le parti più vulnerabili6,7,8,9. L’analisi dei dati cinetici può essere utilizzata per spiegare le lesioni agli arti inferiori dei giocatori a diversi livelli. È stato riferito che i giocatori di badminton professionisti hanno un notevole flusso intratendinoso che aumenta dopo movimenti di carico ripetitivi, soprattutto nel tendine della rotula della gamba dominante.

I rapporti mostrano che in precedenza condotto la ricerca sugli sport racchette principalmente valutato parametri cinematici, ma si è concentrato meno sulla cinetica2,10. Quando un giocatore professionista ha giocato una competizione, la pressione si concentra nel tendine d’Achille e tendini anteriori del ginocchio, soprattutto nella gamba affondo dominante5. Negli sport racchetta, analisi cliniche di lesioni concentrate principalmente sull’arto inferiore, che hanno superato il 58%, in particolare sul ginocchio e sulla caviglia5,8,10,11,12, 13.

Studi precedenti hanno valutato gli indicatori fisiologici del badminton14,15,16 e le caratteristiche delle abilità fisiche17,18,19,20 . Grazie a queste caratteristiche di base, vengono proposte azioni di base sull’agilità del badminton per migliorare l’effetto di allenamento e le prestazioni in loco dei giocatori21,22. Precedenti studi sul badminton si sono concentrati su diversi movimenti o direzioni di movimento dell’affondo senza confrontare le caratteristiche di movimento tra i giocatori di badminton professionisti e amatoriali23,24,25 ,26,27. Queste differenze nelle dinamiche e nei movimenti articolari li rendono suscettibili a diversi meccanismi di lesioni sportive.

Lo scopo di questo studio è quello di studiare le differenze nella cinematica e nelle dinamiche tra i giocatori di badminton professionisti e i giocatori di badminton amatoriali, nonché la gamma di movimento (ROM) della gamba dominante. Si presume che i giocatori di badminton professionisti e amatoriali mostrino differenze nell’affondo destro e che una ROM maggiore aumenti il rischio di lesioni sportive.

Protocol

L’esperimento è stato approvato dal Comitato Etico della Facoltà di Scienze dello Sport dell’Università di Ningbo. Tutti i partecipanti hanno firmato consensi scritti e sono stati informati dei requisiti e del processo dell’esperimento sull’affondo. 1. Preparazione del laboratorio di andatura Durante la calibrazione, rimuovere o coprire altri elementi potenzialmente riflettenti nel volume, evitare gli effetti dei riflessi della luce solare, della luce e di altri elementi rifletten…

Representative Results

La figura 2 mostra la media vGRF delle fasi I, II, III e IV (cioè il picco di impatto iniziale, il picco di impatto secondario, l’accettazione del peso e le fasi di drive-off) dei giocatori professionisti e dei giocatori dilettanti quando hanno eseguito un balzo. Non c’è differenza significativa nelle fasi I, II e III. Tuttavia, il vGRF dei giocatori professionisti è notevolmente superiore a quello dei giocatori dilettanti, indicando una differenz…

Discussion

Uno degli svantaggi della maggior parte degli studi che analizzano le caratteristiche biomeccaniche del passo di affondo badminton è che ignorano il livello di abilità dei giocatori di badminton che eseguono l’affondo. Questo studio divide i soggetti in giocatori professionisti e giocatori dilettanti per esplorare le differenze nella ROM congiunta e nel momento congiunto a diversi livelli quando si esegue un affondo destro in avanti.

Per quanto riguarda la ROM dell’articolazione della cavigl…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo studio è stato sponsorizzato dalla National Natural Science Foundation of China (81772423), dal K. C. Wong Magna Fund dell’Università di Ningbo e dalla National Social Science Foundation of China (16BTY085).

Materials

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

Riferimenti

  1. Cronin, J., McNair, P. J., Marshall, R. N. Lunge performance and its determinants. Journal of Sports Sciences. 21 (1), 49-57 (2003).
  2. Kuntze, G., Mansfield, N., Sellers, W. A biomechanical analysis of common lunge tasks in badminton. Journal of Sports Sciences. 28 (2), 183-191 (2010).
  3. Alkjær, T., Henriksen, M., Dyhre-Poulsen, P., Simonsen, E. B. Forward lunge as a functional performance test in ACL deficient subjects: test-retest reliability. The Knee. 16 (3), 176-182 (2009).
  4. Alkjær, T., Simonsen, E. B., Magnusson, S. P., Aagaard, H., Dyhre-Poulsen, P. Differences in the movement pattern of a forward lunge in two types of anterior cruciate ligament deficient patients: copers and non-copers. Clinical Biomechanics. 17, 586-593 (2002).
  5. Boesen, A. P., et al. Evidence of accumulated stress in Achilles and anterior knee tendons in elite badminton players. Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy. 19 (1), 30-37 (2011).
  6. Hensley, L. D., Paup, D. C. A survey of badminton injuries. British Journal of Sports Medicine. 13, 156-160 (1979).
  7. Jorgensen, U., Winge, S. Epidemiology of badminton injuries. International Journal of Sports Medicine. 8, 379-382 (1987).
  8. Kroner, K., et al. Badminton injuries. British Journal of Sports Medicine. 24, 169-172 (1990).
  9. Shariff, A. H., George, J., Ramlan, A. A. Musculoskeletal injuries among Malaysian badminton players. Singapore Medical Journal. 50, 1095-1097 (2009).
  10. Lees, A. Science and the major racket sports: a review. Journal of Sports Sciences. 21 (9), 707-732 (2003).
  11. Bahr, R., Krosshaug, T. Understanding injury mechanisms: a key component of preventing injuries in sport. British Journal of Sports Medicine. 39 (6), 324-329 (2005).
  12. Chard, M. D., Lachmann, M. D. Racquet sports-patterns of injury presenting to a sports injury clinic. British Journal of Sports Medicine. 21 (4), 150-153 (1987).
  13. Fong, D. T., Hong, Y., Chan, L. K., Yung, P. S., Chan, K. M. A systematic review on ankle injury and ankle sprain in sports. Sports Medicine. 37 (1), 73-94 (2007).
  14. Lin, H., et al. Specific inspiratory muscle warm-up enhances badminton footwork performance. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 32, 1082-1088 (2007).
  15. Manrique, D. C., González-Badillo, J. J. Analysis of the characteristics of competitive badminton. British Journal of Sports Medicine. 37, 62-66 (2003).
  16. Salmoni, A. W., Sidney, K., Michel, R., Hiser, J., Langlotz, K. A descriptive analysis of elite-level racquetball. Research Quarterly for Exercise and Sport. 62, 109-114 (1991).
  17. Chen, B., Mok, D., Lee, W. C. C., Lam, W. K. High-intensity stepwise conditioning programme for improved exercise responses and agility performance of a badminton player with knee pain. Physical Therapy in Sport. 16, 80-85 (2015).
  18. Chow, J. Y., Seifert, L., Hérault, R., Chia, S. J. Y., Lee, M. C. Y. A dynamical system perspective to understanding badminton singles game play. Human Movement Science. 33, 70-84 (2014).
  19. Cronin, J., McNair, P. J., Marshall, R. N. Lunge performance and its determinants. Journal of Sports Sciences. 21, 49-57 (2003).
  20. Phomsoupha, M., Guillaume, L. The science of badminton: Game characteristics, anthropometry, physiology, visual fitness and biomechanics. Sports Medicine. 45, 473-495 (2015).
  21. Madsen, C. M., Karlsen, A., Nybo, L. Novel speed test for evaluation of badminton-specific movements. Journal of Strength and Conditioning Research. 29, 1203-1210 (2015).
  22. Walklate, B. M., O’Brien, B. J., Paton, C. D., Young, W. Supplementing regular training with short-duration sprint-agility training leads to a substantial increase in repeated sprint-agility performance with national level badminton players. Journal of Strength and Conditioning Research. 23, 1477-1481 (2009).
  23. Huang, M. T., Lee, H. H., Lin, C. F., Tsai, Y. J., Liao, J. C. How does knee pain affect trunk and knee motion during badminton forehand lunges. Journal of Sports Sciences. 32 (7), 690-700 (2014).
  24. Lin, C., Hua, S., Huang, M., Lee, H., Liao, J. Biomechanical analysis of knee and trunk in badminton players with and without knee pain during backhand diagonal lunges. Journal of Sports Sciences. 33 (14), 1429-1439 (2015).
  25. Hu, X., Li, J. X., Hong, Y., Wang, L. Characteristics of plantar loads in maximum forward lunge tasks in badminton. PloS One. 10 (9), 1-10 (2015).
  26. Lam, W. K., Ding, R., Qu, Y. Ground reaction forces and knee kinetics during single and repeated badminton lunges. Journal of Sports Sciences. 414, 1-6 (2016).
  27. Mei, Q., Gu, Y., Fu, F., Fernandez, J. A biomechanical investigation of right-forward lunging step among badminton players. Journal of Sports Sciences. 35 (5), 457-462 (2017).
  28. Abernethy, P., Wilson, G., Logan, P. Strength and power assessment: issues, controversies and challenges. Sports Medicine. 19, 401-417 (1995).
  29. Fong, D. T., Chan, Y. Y., Mok, K. M., Yung, P. S., Chan, K. M. Understanding acute ankle ligamentous sprain injury in sports. BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation. 1 (1), 14 (2009).
  30. Lin, C., Hua, S., Huang, M., Lee, H., Liao, J. Biomechanical analysis of knee and trunk in badminton players with and without knee pain during backhand diagonal lunges. Journal of Sports Sciences. 33 (14), 1429-1439 (2015).
  31. Kimura, Y., et al. Mechanisms for anterior cruciate ligament injuries in badminton. British Journal of Sports Medicine. 44 (15), 1124-1127 (2010).
  32. Mei, Q., Zhang, Y., Li, J., Rong, M. Different sole hardness for badminton movement. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research. 6 (6), 632-634 (2014).
  33. Hall, M., et al. Forward lunge knee biomechanics before and after partial meniscectomy. The Knee. 22 (6), 506-509 (2015).
check_url/it/58842?article_type=t

Play Video

Citazione di questo articolo
Huang, P., Fu, L., Zhang , Y., Fekete, G., Ren, F., Gu, Y. Biomechanical Analysis Methods to Assess Professional Badminton Players’ Lunge Performance. J. Vis. Exp. (148), e58842, doi:10.3791/58842 (2019).

View Video