Summary

Muskelen ubalansene: Testing og opplæring funksjonelle eksentriske Hamstring styrke atletisk bestander

Published: May 01, 2018
doi:

Summary

Hamstrings er en gruppe av muskler som er problematisk for idrettsutøvere, som resulterer i bløtvevet skader i nedre lemmer. For å forhindre slike skader, krever funksjonell trening av hamstrings intensiv eksentriske sammentrekninger. I tillegg bør hamstring funksjonen testes i forhold til quadricep funksjonen ulike sammentrekning hastighet.

Abstract

Mange hamstring skader som oppstår under fysisk aktivitet oppstår mens musklene er forlengelse, under eksentriske hamstring muskel handlinger. Motsatte av handlingene eksentriske hamstring er konsentriske quadriceps handlinger, der større og sannsynlig sterkere quadriceps rette kneet. Derfor for å stabilisere bena under bevegelse, må hamstrings eksentrisk bekjempe mot sterk kne-rette dreiemomentet fra quadriceps. Som sådan, er eksentrisk hamstring styrke uttrykt i forhold til konsentrisk quadricep styrke ofte referert til som “funksjonelle ratio” som de fleste bevegelser i idrett krever samtidige konsentriske kneet forlengelse og eksentrisk kneet strekking. For å øke styrken, feiltoleranse, og funksjonelle ytelsen til hamstrings, er det nødvendig å teste og trene hamstrings på ulike eksentriske hastigheter. Hovedformålet med dette arbeidet er å gi instruksjoner for måling og tolke eksentriske hamstring styrke. Teknikker for måling av funksjonelle forholdet med isokinetic dynamometry tilbys og eksempeldata blir sammenlignet. I tillegg beskriver vi kort løse hamstring styrke mangler eller ensidige styrke forskjellene med øvelser som spesielt fokuserer på å øke eksentriske hamstring styrke.

Introduction

Forholdet mellom kneet bøyer og extensor styrke har blitt identifisert som en viktig parameter i vurderingen av en persons risiko for å pådra seg en lavere lem skade1. Det oppstår en økt sannsynligheten for hamstring skade når ipsilateral eller bilaterale ubalanser i hamstring styrke finnes sammenlignet med quadricep styrke2. Derfor teste mange sport forskere og praktikere kneet bøyer og extensor styrke for å fastslå om en idrettsutøver risiko for å pådra seg en hamstring skade. Men ulike testmetoder brukes som ikke tillater direkte sammenligninger mellom metoder (f.eks, ulike sammentrekning hastigheter, forskjellige muskel handlinger og feltundersøkelser vs laboratorietester)3,4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9. selv om ulike testmetoder tilbyr ulike biter av verdifull informasjon om styrke nivåer, metodisk tilnærming for lår muskel isokinetic styrke testing bør være enhetlig for å aktivere sammenligninger over enkeltpersoner, befolkninger, og tid.

Selv om evaluering av ipsilateral ubalanser mellom kneet flexors og extensors er ofte beskrevet ved hjelp av konvensjonelle konsentriske hamstring konsentriske quadriceps forholdet (H/QKONV)10,11, co aktivering av kneet flexors og extensors oppstå under alle bevegelser og foregår gjennom motstandernes sammentrekning måter. For å forklare, er kne extensors primært involvert i fremdrift under hoppe og kjører, mens kne flexors primært stabilisere kneet under landing og kjører av seg lavere lem og motvirke den raske og kraftfulle konsentriske sammentrekninger av extensors. Som de fleste bevegelser i idrett krever samtidige konsentriske kneet utvidelse og eksentrisk kneet strekking, en relative styrke sammenligning mellom to ville være passende. Derfor eksentriske kneet bøyer styrken i forhold til konsentriske kneet extensor styrke er ofte testet og er kjent som den “funksjonelle forhold” (H/QFUNC)12.

Sammenlignet med H/QKONV forholdet der verdiene varierer fra 0.43 0,9012, kan H/QFUNC forholdet variere fra 0,4 til 1,413, som angir at data fra forskjellige protokoller ikke bør være i forhold til hverandre. Selv om maksimal konsentriske dreiemoment synker konsentriske hastigheten øker14,15,16, er eksentrisk dreiemoment større enn konsentriske dreiemoment som fart øker16,17. Som sådan, kan H/QFUNC forholdet nærme verdien 1.0 som hastigheten på testing sammentrekning øker13,18. Siden de fleste sport bevegelser oppstår ved høye hastigheter, er kne extensor og bøyer styrke testing sannsynligvis mer økologisk gyldig ved høyere hastigheter. Derfor skal slik styrke testing protokoller inkludere gradvis økt hastighet i en gradvis fremdrift.

Hvis isokinetic tester viser et stort avvik mellom eksentriske hamstring og konsentrisk quadricep styrke, bør avviket bli redusert gjennom opplæring. For dette formålet, bør redusere kneet extensor styrke aldri kompensere for svak kneet flexors på bekostning av en gunstigere H/QFUNC prosenter, særlig i idrett miljøer. Det andre alternativet ville være å gradvis og intensivt øke kneet bøyer styrke slik at hamstrings blir sterkere, særlig når det gjelder quadriceps, raskere. Derfor, hvis isokinetic testing avslører noen grad av hamstring svakhet, en trening intervensjon vil sannsynligvis være nødvendig å øke hamstring styrke, spesielt under eksentriske muskel handlinger. Som med alle trening intervensjoner, oppfølging prøving burde bli gjennomført for å fastslå effekten av eksentrisk-fokusert hamstring styrketrening, og ytterligere justeringer må gjøres. Målet med denne utredningen er å beskrive hvordan teste isokinetic funksjonelle eksentriske hamstring styrke avsløre potensielle hamstring svakhet og foreslår hvordan du løser en funksjonell hamstring svakhet.

Protocol

Presentert protokollen følger retningslinjene for menneskelig forskning etikk ved Charles University, Fakultet for kroppsøving i Sport og er godkjent tidligere som en del av forskningen. 1. sett alle fag før Isokinetic Testing ved å følge trinnene Kontroller at de ikke har hatt noen siste muskel skader eller smerte i nedre lemmer i de siste 6 månedene. Hvis et emne rapporter siste knesmerter, eller har knesmerter under testing, utelukke temaet. Eksentrisk isokinetic t…

Representative Results

Eksemplene nedenfor viser forskjellene mellom elite fotball idrettsutøvere (alder 15,4 ± 0,5 år, kroppen masse 62,7 ± 8.2 kg, høyde 175 ± 9.1, trening erfaring mer enn 8 år) utfører eksentriske hamstring trening (EHT, n = 18) og uten EHT (n = 15) for 12 uker ( Figur 3). Gruppen utfører EHT inkludert denne øvelsen to ganger per uke, mens gruppen uten EHT utført core trening og en generelt lavere lem program i stedet. Begge grupper deltok i sitt prog…

Discussion

Det første kritiske trinnet i nevnte protokollen er utøveren familiarisering, spesielt for eksentrisk tester. Emnene må være kjent to eller tre ganger for å sikre pålitelige data under slike isokinetic testing. Videre kan det være lurt å re-sette fag Hvis testing økter er mer enn to måneder fra hverandre. Det andre kritiske trinnet konfigurerer riktig utøveren i dynamometer, at kneet aksen er i tråd med aksen dynamometer; Det er også viktig å note det sterkere enkeltpersoner kan presse eller rykk så hard m…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne gjerne Heldigvis anerkjenne alle emner i studiet. Finansiering kilder et forskningsstipend fra tsjekkiske Science Foundation GACR nr 16-13750S, PRIMUS/17/MED/5 og UNCE 032 prosjektet.

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).

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