JoVE Journal > Medicine
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
자동 번역
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
의학

Muskel-Ungleichgewichte: Testen und trainieren funktionale exzentrische Muskelfaserriss Stärke in Athletic Populationen

Published: May 01, 2018
doi:
10.3791/57508
, ,
1Faculty of Physical Education and Sport,Charles University, 2Faculty of Physical Culture,Palacky University Olomouc

Summary

Die hinteren Oberschenkelmuskeln sind eine Gruppe von Muskeln, die sind manchmal problematisch für Sportler, Weichgewebe Verletzungen an den unteren Extremitäten. Um solche Verletzungen zu vermeiden, erfordert funktionelles Training für die hinteren Oberschenkelmuskeln intensive exzentrische Kontraktionen. Darüber hinaus sollten Muskelfaserriss Funktion im Hinblick auf Quadriceps Funktion bei verschiedenen Kontraktion Geschwindigkeiten getestet werden.

Abstract

Viele Kniesehne Verletzungen, die auftreten, während körperlicher Aktivität auftreten, während die Muskeln während der exzentrischen Kniesehne-Muskel-Aktionen Verlängerung sind. Gegenüber dieser exzentrischen Muskelfaserriss Aktionen sind konzentrische Quadrizeps Aktionen, wo größer und wahrscheinlich stärkeren quadrizepsmuskels Strecken des Knies. Deshalb, um die unteren Extremitäten während der Bewegung zu stabilisieren, müssen die hinteren Oberschenkelmuskeln exzentrisch gegen das starke Knie-Begradigung Drehmoment des Quadrizeps bekämpfen. Als solche ist exzentrisch Muskelfaserriss Stärke ausgedrückt im Verhältnis zu konzentrischen Quadriceps Stärke der “funktionalen Verhältnis” gemeinhin als wie die meisten Bewegungen im Sport gleichzeitige konzentrischen Kniestreckung und exzentrischen Knie Beugung benötigen. Um Stärke, Stabilität und Funktionalität für die hinteren Oberschenkelmuskeln zu erhöhen, ist es notwendig, testen und trainieren der Oberschenkel mit unterschiedlichen exzentrische Geschwindigkeiten. Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, Anleitungen zur Messung und Interpretation der exzentrischen Muskelfaserriss Stärke. Techniken zur Messung der funktionalen Verhältnis mit isokinetischen Dynamometry werden zur Verfügung gestellt und Sample-Daten verglichen werden. Darüber hinaus beschreiben wir kurz Adresse Muskelfaserriss Stärke Mängel oder einseitige Festigkeitsunterschiede mit Übungen, die speziell auf zunehmende exzentrische Muskelfaserriss Stärke konzentrieren.

Introduction

Die Beziehung zwischen Knie Flexor und Beinstrecker Stärke wurde als ein wichtiger Parameter bei der Beurteilung einer Person Risiko einer unteren Extremität Verletzungen1identifiziert. Insbesondere gibt es eine erhöhte Wahrscheinlichkeit von Oberschenkelverletzung wenn ipsilateral oder bilaterale Ungleichgewichte in der Achillessehne Stärke im Vergleich zu Quadriceps Stärke2vorliegen. Daher testen viele Sportwissenschaftlern und Praktikern Knie Flexor und Beinstrecker Stärke um festzustellen, ob ein Athlet bei Risiko einer Oberschenkelverletzung ist. Jedoch sind verschiedene Testmethoden verwendet, die keine direkten Vergleiche zwischen Methoden (z. B.unterschiedliche Kontraktion Geschwindigkeiten, verschiedenen Muskel-Aktionen und Feldtests vs. Labortests) gestatten3,4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9. Obwohl verschiedene Testmethoden verschiedene Bits der wertvolle Informationen über Kraftniveau bieten, sollte der methodische Ansatz zum Oberschenkel Muskel isokinetischen Kraft testen vereinheitlicht werden, um Vergleiche zu ermöglichen, über Personen, Bevölkerung und Zeit.

Obwohl die Bewertung der ipsilateralen Ungleichgewichte zwischen Knie Flexoren und Extensoren wurden oft beschrieben mit der konventionellen konzentrischen Muskelfaserriss konzentrischen Quadrizeps-Verhältnis (H/QCONV)10,11, Co Aktivierung des Knie Flexoren und Extensoren ist bekannt bei allen Bewegungen auftreten und erfolgt durch gegnerische Kontraktion Modi. Um zu erklären, sind die Knie Extensoren in erster Linie beteiligt Antrieb während springen und laufen, während die Knie Flexoren in erster Linie das Knie stabilisieren während der Landung und laufen durch Abbremsen der unteren Extremität und Bekämpfung von schnellen und kraftvollen konzentrische Kontraktionen der Extensoren. Da die meisten Bewegungen im Sport gleichzeitige konzentrischen Kniestreckung und exzentrischen Knie Beugung benötigen, wäre ein relative Stärke-Vergleich zwischen den beiden geeignet. Daher, exzentrische Knie Flexor Stärke im Vergleich zu konzentrischen Knie Beinstrecker Stärke wird häufig getestet und ist bekannt als der “funktionalen Verhältnis” (H/QFUNC)12.

Im Vergleich zu den H/QCONV Verhältnis, wo Werte von 0,43 bis 0,9012reichen können, kann das H/QFUNC -Verhältnis zwischen 0,4 und 1,413, darauf hinweist, dass Daten aus verschiedenen Protokollen nicht miteinander verglichen werden sollten. Obwohl maximale konzentrische Drehmoment als konzentrische Geschwindigkeit erhöht14,15,16abnimmt, ist exzentrisch Drehmoment größer als konzentrische Drehmoment16,17mit zunehmender Geschwindigkeit. Als solche kann das Verhältnis H/QFUNC einen Wert von 1,0 als die Geschwindigkeit des Testens Kontraktion erhöht13,18nähern. Da die meisten Sport-Bewegungen bei hohen Geschwindigkeiten auftreten, dürften Knie Beinstrecker und Flexor Stärke testen ökologisch gültig auf höhere Geschwindigkeiten. Daher sollten solche Stärke Testprotokolle schrittweise erhöhte Geschwindigkeiten in einer schrittweisen Progression enthalten.

Wenn isokinetischen Tests eine große Diskrepanz zwischen exzentrischen Muskelfaserriss und konzentrischen Quadriceps Stärke zeigt, sollte die Diskrepanz durch Training verengt werden. Zu diesem Zweck sollten sinkende Knie Beinstrecker Stärke nie schwache Knie Flexoren auf Kosten einer günstigeren H/QFUNC Verhältnisse, vor allem im sportlichen Umfeld kompensieren. Die andere Option wäre, progressiv und intensiv Knie Flexor Stärke zu erhöhen, so dass die hinteren Oberschenkelmuskeln, insbesondere in Bezug auf die Quadrizeps, bei höheren Geschwindigkeiten stärker. Daher, wenn isokinetischen Tests ein gewisses Maß an Muskelfaserriss Schwäche zeigt, wird eine Ausbildung Intervention wahrscheinlich Muskelfaserriss Kraftzuwachs, vor allem während der exzentrischen Muskel-Aktionen erforderlich. Wie bei alle Ausbildungsmaßnahmen Nachsorgeuntersuchungen durchgeführt werden, um die Wirksamkeit der exzentrisch-fokussierten Muskelfaserriss Krafttraining Programm bestimmen, und weitere Anpassungen können vorgenommen werden müssen. Das Ziel dieses Papiers ist beschrieben, wie Sie isokinetischen funktionale exzentrische Muskelfaserriss Stärke testen, mögliche Muskelfaserriss Schwäche zu offenbaren und vorschlagen, wie man eine funktionale Muskelfaserriss Schwäche zu beheben.

Protocol

Die vorgestellte Protokoll folgt den Richtlinien der Humanforschung Ethikkommission an der Charles University, Faculty of Physical Education in Sport und zuvor genehmigt wurde, als Teil der Forschung. 1. machen Sie alle Fächer vor isokinetischen Tests, indem Sie die folgenden Schritte vertraut Stellen Sie sicher, dass die Themen nicht den letzten Muskel-Skelett-Verletzungen oder Schmerzen in den unteren Extremitäten in den letzten 6 Monaten gehabt haben. Wenn ein Thema den letzten …

Representative Results

Die folgenden Beispiele zeigen die Unterschiede zwischen jungen Elite Athleten (Alter 15,4 ± 0,5 Jahre, Körper Masse 62,7 ± 8,2 kg, Höhe 175 ± 9,1, mehr als 8 Jahre Trainingserfahrung) darstellende exzentrische Muskelfaserriss Fußballtraining (EHT, n = 18) und ohne EHT (n = 15) für 12 Wochen () ( Abbildung 3). Die Gruppe durchführen EHT enthalten stattdessen diese Übung zwei Mal pro Woche, während die Gruppe ohne Core-Training EHT durchgeführt und …

Discussion

Der erste wichtige Schritt in das oben genannte Protokoll ist der Athlet Einarbeitung, vor allem für die exzentrische Tests. Themen müssen möglicherweise zwei oder drei Mal vertraut gemacht werden, um zuverlässige Daten während solcher isokinetischen Tests zu gewährleisten. Darüber hinaus kann es sein, eine gute Idee, Themen wieder vertraut zu machen, wenn Testsitzungen mehr als zwei Monate auseinander sind. Der zweite wichtige Schritt ist richtig einrichten der Athlet in der Dynamometer, um sicherzustellen, dass …

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Die Autoren möchten zum Glück alle Themen in der Studie bestätigen. Finanzierung, Quellen ein Forschungsstipendium vom tschechischen Science Foundation GACR Nr. 16-13750S, PRIMUS/17/MED/5 und man 032-Projekt.

Materials

HumacNorm CSMI, Stoughton, MA, USA 021-54412236 (model 502140) Standard Dynamometr
SoftwareHumac 2015 Computer Sports Medicine Inc. Stoughton, MA, USA Version155 Software for dynamometr
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Hughes, G., Watkins, J. A risk-factor model for anterior cruciate ligament injury. Sports Med. 36 (5), 411-428 (2006).
  2. Dauty, M., Potiron-Josse, M., Rochcongar, P. Identification of previous hamstring muscle injury by isokinetic concentric and eccentric torque measurement in elite soccer player. Isokinet Exerc Sci. 11 (3), 139-144 (2003).
  3. Lehnert, M., Stastny, P., Tufano, J. J., Stolfa, P. Changes in Isokinetic Muscle Strength in Adolescent Soccer Players after 10 Weeks of Pre-Season Training. The Open Sports Sciences Journal. 10, 27-36 (2017).
  4. Andersen, L. L., et al. Changes in the human muscle force-velocity relationship in response to resistance training and subsequent detraining. J Appl Physiol. 99 (1), 87-94 (2005).
  5. Lehnert, M., et al. Changes in injury risk mechanisms after soccer specific fatigue in male youth soccer players. J Hum Kinet. 62, 1-10 (2018).
  6. Lipinska, P., Szwarc, A. Laboratory tests and game performance of young soccer players. Trends in Sport Sciences. 23 (1), (2016).
  7. Stania, M., et al. The effect of the training with the different combinations of frequency and peak-to-peak vibration displacement of whole-body vibration on the strength of knee flexors and extensors. Biol Sport. 34 (2), 127 (2017).
  8. Lehnert, M., et al. Training-induced changes in physical performance can be achieved without body mass reduction after eight week of strength and injury prevention oriented programme in volleyball female players. Biol Sport. 34 (2), 205-213 (2017).
  9. Kabaciński, J., Murawa, M., Fryzowicz, A., Dworak, L. B. A comparison of isokinetic knee strength and power output ratios between female basketball and volleyball players. Human Movement. 18 (3), 40-45 (2017).
  10. Andrade, M. D. S., et al. Isokinetic hamstrings-to-quadriceps peak torque ratio: the influence of sport modality, gender, and angular velocity. J Sports Sci. 30 (6), 547-553 (2012).
  11. Lund-Hanssen, H., Gannon, J., Engebretsen, L., Holen, K., Hammer, S. Isokinetic muscle performance in healthy female handball players and players with a unilateral anterior cruciate ligament reconstruction. Scand J Med Sci Sports. 6 (3), 172-175 (1996).
  12. Coombs, R., Garbutt, G. Developments in the use of the hamstring/quadriceps ratio for the assessment of muscle balance. J Sports Sci Med. 1 (3), 56 (2002).
  13. Aagaard, P., Simonsen, E. B., Magnusson, S. P., Larsson, B., Dyhre-Poulsen, P. A new concept for isokinetic hamstring: quadriceps muscle strength ratio. Am J Sports Med. 26 (2), 231-237 (1998).
  14. Hill, A. V. The heat of shortening and the dynamic constants of muscle. Proc Roy Soc Lond B Biol Sci. 126 (843), 136-195 (1938).
  15. Hill, A. Production and absorption of work by muscle. Science. 131 (3404), 897-903 (1960).
  16. Carney, K. R., Brown, L. E., Coburn, J. W., Spiering, B. A., Bottaro, M. Eccentric torque-velocity and power-velocity relationships in men and women. Eur J Sport Sci. 12 (2), 139-144 (2012).
  17. Haeufle, D., Günther, M., Bayer, A., Schmitt, S. Hill-type muscle model with serial damping and eccentric force-velocity relation. J Biomech. 47 (6), 1531-1536 (2014).
  18. Aagaard, P., Simonsen, E. B., Trolle, M., Bangsbo, J., Klausen, K. Isokinetic hamstring/quadriceps strength ratio: influence from joint angular velocity, gravity correction and contraction mode. Acta Physiologica. 154 (4), 421-427 (1995).
  19. Impellizzeri, F. M., Bizzini, M., Rampinini, E., Cereda, F., Maffiuletti, N. A. Reliability of isokinetic strength imbalance ratios measured using the Cybex NORM dynamometer. Clin Physiol Funct Imaging. 28 (2), 113-119 (2008).
  20. Alvares, J. B. d. A. R., et al. Inter-machine reliability of the Biodex and Cybex isokinetic dynamometers for knee flexor/extensor isometric, concentric and eccentric tests. Phys Ther Sport. 16 (1), 59-65 (2015).
  21. Manoel, M. E., Harris-Love, M. O., Danoff, J. V., Miller, T. A. Acute effects of static, dynamic, and proprioceptive neuromuscular facilitation stretching on muscle power in women. J Strength Condit Res. 22 (5), 1528-1534 (2008).
  22. Brown, L. E. . Isokinetics in human performance. , (2000).
  23. Iacono, A. D., et al. Isokinetic moment curve abnormalities are associated with articular knee lesions. Biol Sport. , 83-91 (2017).
  24. Hoffman, J., Maresh, C., Armstrong, L. Isokinetic and dynamic constant resistance strength testing: Implications for sport. Physical Therapy Practice. 2, 42-53 (1992).
  25. Maciaszek, J. Muscles training for the stability of the spine. Trends in Sport Sciences. 24 (2), (2017).
  26. Engebretsen, A. H., Myklebust, G., Holme, I., Engebretsen, L., Bahr, R. Intrinsic risk factors for hamstring injuries among male soccer players: a prospective cohort study. A J Sports Med. 38 (6), 1147-1153 (2010).
  27. Al Attar, W. S. A., Soomro, N., Sinclair, P. J., Pappas, E., Sanders, R. H. Effect of injury prevention programs that include the Nordic hamstring exercise on hamstring injury rates in soccer players: A systematic review and meta-analysis. Sports Med. , 1-10 (2017).
  28. Wright, G. A., Delong, T. H., Gehlsen, G. Electromyographic Activity of the Hamstrings During Performance of the Leg Curl, Stiff-Leg Deadlift, and Back Squat Movements. J Strength Condit Res. 13 (2), 168-174 (1999).
  29. Hedayatpour, N., Golestani, A., Izanloo, Z., Meghdadi, m. Unilateral leg resistance training improves time to task failure of the contralateral untrained leg. Acta Gymnica. 47 (2), 72-77 (2017).
  30. Ebben, W. P. Hamstring activation during lower body resistance training exercises. Int J Sports Physiol Perform. 4 (1), 84-96 (2009).
  31. Vigotsky, A. D., Harper, E. N., Ryan, D. R., Contreras, B. Effects of load on good morning kinematics and EMG activity. PeerJ. 3, e708 (2015).
  32. Mjølsnes, R., Arnason, A., Raastad, T., Bahr, R. A 10-week randomized trial comparing eccentric vs. concentric hamstring strength training in well-trained soccer players. Scand J Med Sci Sports. 14 (5), 311-317 (2004).
  33. Dyk, N., et al. Hamstring and quadriceps isokinetic strength deficits are weak risk factors for hamstring strain injuries: a 4-year cohort study. Am J Sports Med. 44 (7), 1789-1795 (2016).
  34. Steffen, K., et al. Association between lower extremity muscle strength and noncontact ACL injuries. Med Sci Sports Exerc. 48 (11), 2082-2089 (2016).
  35. Sugiura, Y., Saito, T., Sakuraba, K., Sakuma, K., Suzuki, E. Strength deficits identified with concentric action of the hip extensors and eccentric action of the hamstrings predispose to hamstring injury in elite sprinters. J Orthop Sports Phys Ther. 38 (8), 457-464 (2008).
  36. Knapik, J. J., Bauman, C. L., Jones, B. H., Harris, J. M., Vaughan, L. Preseason strength and flexibility imbalances associated with athletic injuries in female collegiate athletes. Am J Sports Med. 19 (1), 76-81 (1991).
  37. Fowler, N., Reilly, T. Assessment of muscle strength assymetry in soccer players. Contemporary ergonomics. , 327-327 (1993).
  38. Worrell, T. W., Perrin, D. H. Hamstring muscle injury: the influence of strength, flexibility, warm-up, and fatigue. J Orthop Sports Phys Ther. 16 (1), 12-18 (1992).
  39. Hewett, T. E., Stroupe, A. L., Nance, T. A., Noyes, F. R. Plyometric training in female athletes: decreased impact forces and increased hamstring torques. Am J Sports Med. 24 (6), 765-773 (1996).
  40. Hall, S. . Basic biomechanics. , (2014).
  41. Stastny, P., et al. Hip abductors and thigh muscles strength ratios and their relation to electromyography amplitude during split squat and walking lunge exercises. Acta Gymnica. 45 (2), 51-59 (2015).
  42. Stastny, P., et al. The Gluteus Medius Vs. Thigh Muscles Strength Ratio and Their Relation to Electromyography Amplitude During a Farmer’s Walk Exercise. J Hum Kinet. 45, 157-165 (2015).
  43. Nicholas, S. J., Tyler, T. F. Adductor muscle strains in sport. Sports Med. 32 (5), 339-344 (2002).
  44. Stastny, P., Tufano, J. J., Golas, A., Petr, M. Strengthening the Gluteus Medius Using Various Bodyweight and Resistance Exercises. Strength Condit J. 38 (3), 91-101 (2016).
  45. Khayambashi, K., Ghoddosi, N., Straub, R. K., Powers, C. M. Hip Muscle Strength Predicts Noncontact Anterior Cruciate Ligament Injury in Male and Female Athletes: A Prospective Study. Am J Sports Med. 44 (2), 355-361 (2016).
  46. Cordova, M. L., Ingersoll, C. D., Kovaleski, J. E., Knight, K. L. A comparison of isokinetic and isotonic predictions of a functional task. J Athl Train. 30 (4), 319-322 (1995).
  47. Gentil, P., Del Vecchio, F. B., Paoli, A., Schoenfeld, B. J., Bottaro, M. Isokinetic dynamometry and 1RM tests produce conflicting results for assessing alterations in muscle strength. J Hum Kinet. 56 (1), 19-27 (2017).

Tags

Keywords: Muscle ImbalancesFunctional Eccentric Hamstring StrengthIsokinetic TestingQuadricep To Hamstring RatioForce Angle CurveKnee Flexors And ExtensorsMovement SpeedEccentric Hamstring ActionsConcentric Quadriceps ActionsDiagnosticResistance TrainingWarm-upDynamic StretchingIsokinetic Torque Angle CurveConcentric Knee ExtensionConcentric Knee FlexionEccentric Knee FlexionEccentric Knee Extension
check_url/kr/57508?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Stastny, P., Lehnert, M., Tufano, J. J. Muscle Imbalances: Testing and Training Functional Eccentric Hamstring Strength in Athletic Populations. J. Vis. Exp. (135), e57508, doi:10.3791/57508 (2018).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image