Summary

Muskel ubalancer: Test og uddannelse funktionelle excentrisk forstrækning styrke i Athletic populationer

Published: May 01, 2018
doi:

Summary

Hamstrings er en gruppe af muskler, der er undertiden problematiske for atleter, der resulterer i blød vævsskade i underekstremiteterne. For at forebygge sådanne personskader, kræver funktionel træning af hamstrings intensiv excentrisk sammentrækninger. Derudover bør forstrækning funktion afprøves i forhold til quadricep funktion på forskellige sammentrækning hastigheder.

Abstract

Mange forstrækning skader, der opstår under fysisk aktivitet opstår, mens musklerne forlængelse, under excentrisk forstrækning muskler handlinger. Modsatte af aktionerne excentrisk forstrækning er koncentrisk quadriceps handlinger, hvor den større og sandsynligvis stærkere quadriceps rette knæet. Derfor, for at stabilisere de nedre lemmer under bevægelsen, hamstrings skal eccentrically bekæmpe mod de stærke knæ-glatning drejningsmoment af quadriceps. Som sådan, er excentrisk forstrækning styrke udtrykt i forhold til koncentriske quadricep styrke almindeligvis omtales som “funktionelle ratio” som de fleste bevægelser i sport kræver samtidige koncentriske knæ udvidelse og excentrisk knæ fleksion. For at øge styrke, fleksibilitet og funktionel udførelse af hamstrings, er det nødvendigt at afprøve og træne hamstrings med forskellige excentrisk hastigheder. Hovedformålet med dette arbejde er at give instruktioner for måling og fortolke excentrisk forstrækning styrke. Teknikker til at måle den funktionelle forhold ved hjælp af isokinetisk dynamometry leveres og prøve data vil blive sammenlignet. Derudover beskrive vi kort hvordan man takler forstrækning styrke mangler eller ensidige styrke forskelle ved hjælp af øvelser, som specifikt fokuserer på at øge excentrisk forstrækning styrken.

Introduction

Relationer mellem knæet fleksor- og ekstensorsener styrke er blevet identificeret som en vigtig parameter i vurdering af en persons risiko for at pådrage sig en lavere lemmer skade1. Specifikt, er der en øget sandsynlighed for Forstrækning skade når ipsilaterale eller bilaterale ubalancer i forstrækning styrke er til stede i forhold til quadricep styrke2. Derfor, mange sport forskere og praktikere teste knæ fleksor- og ekstensorsener styrke for at afgøre, om en atlet er i risiko for at pådrage sig en fiberskade skade. Men forskellige testmetoder bruges der ikke giver mulighed for direkte sammenligninger mellem metoder (f.eks.forskellige sammentrækning hastigheder, forskellige muskel handlinger og field test vs laboratorieundersøgelser)3,4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9. selv om forskellige testmetoder giver forskellige bits af værdifulde oplysninger om styrke niveauer, den metodiske tilgang til låret muskel isokinetisk styrke test bør være ensartet hen til muliggøre sammenligninger på tværs af individer, populationer, og tid.

Selv om evalueringen af ipsilaterale ubalancer mellem knæ flexors og extensors har været ofte beskrives ved hjælp af de konventionelle koncentriske forstrækning til koncentriske quadriceps ratio (H/QCONV)10,11, Co aktivering af knæet flexors og extensors vides at forekomme under alle bevægelser og finder sted gennem modsatrettede sammentrækning tilstande. For at forklare, er knæ extensors primært involveret i fremdrift i hoppe og køre, mens knæ flexors primært stabilisere knæet under landing og kører af aftagende den nedre lemmer og modvirke den hurtige og kraftfulde koncentriske sammentrækninger af extensors. Som de fleste bevægelser i sport kræver samtidige koncentriske knæ udvidelse og excentrisk knæ fleksion, ville relative styrke sammenligning mellem to være passende. Derfor, excentrisk knæ flexor styrke i forhold til koncentriske knæ extensor styrke er almindeligt testet og er kendt som “funktionelle ratio” (H/QFUNC)12.

I forhold til H/QCONV forholdet hvor værdier kan variere fra 0,43 til 0,9012, kan H/QFUNC forholdet variere fra 0,4 til 1,413, som angiver, at data fra forskellige protokoller ikke bør sammenlignes med hinanden. Selv om maksimal koncentriske drejningsmoment aftager koncentriske hastighed øger14,15,16, er excentrisk momentet større end koncentrisk drejningsmoment som hastigheden øges16,17. Som sådan kan H/QFUNC -forholdet nærmer en værdi på 1,0 som hastighed test sammentrækning øger13,18. Da de fleste sport bevægelser forekomme ved høje hastigheder, er knæ extensor og flexor styrke test sandsynligvis mere økologisk gyldigt ved højere hastigheder. Derfor bør sådanne styrke test protokoller omfatter gradvis øget hastigheder i en trinvis progression.

Hvis isokinetisk test afslører en stor uoverensstemmelse mellem excentriske forstrækning og koncentriske quadricep styrke, bør forskellen indsnævret gennem uddannelse. Til dette formål, bør faldende knæ extensor styrke aldrig kompensere for svage knæ flexors på bekostning af en mere gunstig H/QFUNC nøgletal, især i sporting miljøer. Anden muligheden ville være at gradvist og intensivt øge knæ flexor styrke, så hamstrings bliver stærkere, især i forbindelse med quadriceps ved højere hastigheder. Derfor, hvis isokinetisk test afslører en vis grad af forstrækning svaghed, en uddannelse intervention vil sandsynligvis være nødvendigt at øge forstrækning styrke, især under excentrisk muskel handlinger. Som med alle uddannelse interventioner, opfølgende test skal udføres for at fastlægge effekten af den eccentrically-fokuserede forstrækning styrke træningsprogram, og yderligere justeringer skal gøres. Formålet med dette papir er at beskrive, hvordan at teste isokinetisk funktionelle excentrisk forstrækning styrke, afsløre potentielle forstrækning svaghed og foreslå hvordan man skal løse en funktionel forstrækning svaghed.

Protocol

Præsenteres protokollen følger retningslinjerne i menneskelige videnskabsetisk komité på Charles Universitet, fakultetet for fysisk uddannelse i Sport og tidligere har godkendt som led i forskning. 1. sætte alle emner før isokinetisk test ved at følge trin Sikre, at emnerne, der ikke har haft nogen seneste muskel skader eller smerter i underekstremiteterne i de foregående 6 måneder. Hvis et emne rapporter seneste knæsmerter, eller har smerter i knæet under testen, udelukke…

Representative Results

Eksemplerne nedenfor viser forskellene mellem unge elite fodbold atleter (alder 15,4 ± 0,5 år, body mass 62.7 ± 8,2 kg, højde 175 ± 9.1, uddannelse erfaring mere end 8 år) udfører excentrisk forstrækning uddannelse (EHT, n = 18) og uden EHT (n = 15) for 12 uger ( Figur 3). Gruppen udfører EHT medtaget denne øvelse to gange om ugen, mens gruppen uden EHT udført core træning og en generelt lavere lemmer program i stedet. Begge grupper deltog i deres…

Discussion

Det første vigtige skridt i den førnævnte protokol er atletens fortrolighed, især for de excentriske test. Fag skal være fortrolig to eller tre gange for at sikre pålidelige data under testningen isokinetisk. Derudover kan det være en god idé at re stifte fag Hvis test sessioner er mere end to måneders mellemrum. Det andet vigtige skridt er korrekt opsætning af atlet i prøvestanden, at sikre, at knæet akse i linje med akse af rullestand; Det er også vigtigt at bemærke, at stærkere individer kan skubbe elle…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne vil gerne heldigvis anerkende alle fag i undersøgelsen. Finansieringskilder forskning tilskud fra den tjekkiske Science Foundation GACR NO. 16-13750S, PRIMUS/17/MED/5 og UNCE 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

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).
check_url/57508?article_type=t

Play Video

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).

View Video