Opis poszczególnych prób badawczych:

Transkrypt

1 Grant "Ocena predyspozycji młodzieży do szkolenia sportowego w zakresie zespołowych gier sportowych" (nr RSA ), pozyskanego w ramach programu "Rozwój Sportu Akademickiego 2013", przyznanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Opis poszczególnych prób badawczych: 1. Pomiar prędkości oraz czasu biegu po linii prostej, czasu reakcji i szybkiej reakcji podczas poruszania się bez przyboru i z przyborem (piłką), przy wykorzystaniu aparatury badawczej Fusion Smart Speed System oraz systemu Noraxon MyoMotion do analizy ruchu ciała człowieka w czasie biegu. Do określenia poziomu szybkości, czasu reakcji, orientacji przestrzennej oraz szybkiej reakcji wykorzystana będzie aparatura badawcza Fusion Smart Speed System (Fusion Sport, Coopers Plains, QLD, Australia) rejestrująca czas wykonania poszczególnych prób przez badanych. Składa się ona z: bramek (każda utworzona jest z fotokomórki zawierającej głowicę wysyłającą strumień światła podczerwieni i lusterka odbijającego światło), maty (Smart Jump) zintegrowanej z fotokomórką oraz czytnika identyfikującego zawodnika za pomocą systemu RFID i oprogramowania komputerowego. Aparatura badawcza mierzy czas biegu oraz czas reakcji z dokładnością do 0,001 s. Producent Fusion Sport stwarza także możliwości rozbudowy i modyfikacji systemu od prostych wersji (Lite) i małej liczby bramek do systemów wielobramkowych o różnym rozłożeniu. Pomiar prędkości biegu, czasu reakcji i szybkiej reakcji dokonywany jest poprzez próbę bieg na 30 m będącą modyfikacją próby systemowej reactive/mat start zaproponowanej przez producenta aparatury badawczej Fusion Sport (ryc. 1). Producent stwarza możliwości dokonywania zmian w systemie, a w przypadku próby reactive/mat start pozostawia badaczowi dowolność w doborze długości pokonywanego odcinka przez osobę badaną. Próba bieg na 30 m zostanie przeprowadzona przy pomocy 6 bramek (fotokomórek i lusterek), maty (Smart Jump) i zintegrowanej z nią fotokomórki oraz czytnika RFID. Mata ustawiona jest 30 cm od linii startu (umożliwia to swobodne postawienie stopy między linią startu a matą). Od linii startu co 5 metrów ustawione są kolejne bramki, które rejestrują czas przebiegnięcia badanego. Natomiast bramka oddalona o 30 metrów od linii startu, wyznacza linię mety. Zaznaczona jest fotokomórką i lusterkiem oddalonymi 2 metry od siebie (ryc. 1). Mata (Smart Jump) umożliwi określenie czasu reakcji. Natomiast czas uzyskany na pierwszej bramce (oddalonej o 5 m od linii startu) pozwoli na określenie poziomu szybkiej reakcji (celowego, krótkotrwałego działania ruchowego). Czas pokonania odległości 30 m świadczyć będzie o poziomie szybkości poruszania się. Podczas biegu rejestrowane będą także międzyczasy na 10 m, 15 m, 20 m, 25 m oraz określone zostaną prędkości poruszania się badanego (Moir, Button, Glaister, Stone 2004; Marques, Gil, Ramos, Costa, Marinho 2011). System Noraxon MyoMotion to połączenie sprzętu i oprogramowania pozwalającego na rejestrację ruchu człowieka o trzech stopniach swobody. Mała inercyjna jednostka pomiarowa (IMU) umieszczona na dowolnym segmencie ciała precyzyjnie śledzi orientację kątową 3D danego segmentu ciała. Umieszczając pojedyncze czujniki IMU na dwóch sąsiadujących segmentach ciała można ocenić zakresu ruchu stawu leżącego między tymi segmentami. Ta zasada działania jest z łatwością rozszerzana z pomiaru ruchu pojedynczego stawu do jednoczesnego pomiaru ruchu całego ciała we wszystkich głównych stawach. Poszczególne czujniki są identyczne pod kątem funkcjonalności, ale są zidentyfikowane poprzez unikalny numer seryjny. Podczas konfiguracji pomiaru każdy czujnik (numer seryjny) może zostać przypisany do dowolnego segmentu ciała. W ten sposób za pomocą dwóch czujników wirtualny 1

2 goniometr może zostać skonfigurowany dla dowolnego stawu ciała. Możliwe staje się rejestrowanie parametrów takich jak: prędkość kątowa, przyspieszenie kątowe oraz orientacja kątowa (oraz ich odpowiedników w ruchu postępowym) wybranych segmentów ciała względem osi danego stawu. Analiza ruchu ciała człowieka podczas zadania ruchowego umożliwia dokładne prześledzenie przyczyn jakie miały wpływ na końcowy rezultat próby, co umożliwia wyeliminowanie niedociągnięć oraz poprawę techniki ruchu. Możliwe stanie się również dokładne przeanalizowanie zmian prędkości i przyspieszeń chwilowych ciała mających miejsce w czasie całego trwania próby. Ryc. 1. Schemat ilustrujący próbę bieg na 30 m. Procedura przebiegu próby bieg na 30 m : na sygnał zapalenia się zielonego światła gotowości na głowicy podłączonej do czytnika RFID badany przykłada identyfikator do czytnika i słyszy sygnał dźwiękowy. Następnie zapala się niebieskie światło w głowicy (fotokomórki), po czym badany przyjmuje wysoką postawę startową. Jedną stopę ustawia przed linią startu, drugą na macie (Smart Jump), po czym gaśnie niebieskie światło. Test zaczyna się 2

3 od ponownego zapalenia się zielonego światła w bramkach (oddalonych co 5 m). Badany staruje na sygnał świetlny i przebiega dystans 30 metrów starając przekroczyć wyznaczoną linię mety (długości 3 m) obiema stopami. Dane o próbie zostają zapisane w palmtopie (HP ipaq 112), a każdy wynik tj.: czas reakcji na macie na sygnał świetlny, czas biegu od maty do kolejnych bramek oraz czas ogólny trwania próby zostanie zapisany przy nazwisku osoby badanej. Badany wykonuje próbę trzykrotnie bez piłki (dotyczy wszystkich dyscyplin sportowych) i dwukrotnie z piłką (dotyczy dyscyplin sportowych: koszykówki, piłki nożnej, piłki ręcznej, hokeja na trawie). Pierwsza próba ma na celu zapoznanie się z przebiegiem badania. Do analizy wyników uwzględniony zostanie lepszy wynik biegu bez piłki i lepszy wynik biegu z piłką. 2. Diagnozowanie szybkości podczas poruszania ze zmianą kierunku biegu bez przyboru i z przyborem (piłką), przy wykorzystaniu aparatury badawczej Fusion Smart Speed System oraz systemu Noraxon MyoMotion do analizy ruchu ciała człowieka w czasie biegu. Pomiar kompleksu zdolności, w której dominującą jest zwinność dokonywany jest poprzez próbę bieg 30 m ze zmianą kierunku będącą modyfikacją próby systemowej reactive/mat start zaproponowanej przez producenta aparatury badawczej Fusion Sport (ryc. 2). Próba ta zostanie przeprowadzona przy pomocy takiej samej aparatury badawczej i procedury badawczej jak próba bieg na 30 m. Ryc. 2. Schemat ilustrujący próbę bieg na 30 m ze zmianą kierunku. 3. Pomiary antropometryczne. W zakresie tych badań realizowane będą pomiary: wysokości ciała, masy ciała, obwodów poszczególnych części ciała, długościowe, szerokościowe poszczególnych części ciała, fałdów skórno-tłuszczowych. Ponadto określane będzie BMI. 3

4 4. Pomiar mocy kończyn dolnych, siły reakcji podłoża oraz przejawów zdolności różnicowania kinestetycznego za pomocą platformy dynamometrycznej ACCU POWER. W grach zespołowych znacząca większość skoków nie jest wykonywana na wysokość maksymalną. Niezwykle ważna staje się więc umiejętność do wykonania skoku na określoną, niezbędną do zaistniałej sytuacji wysokość. Poziom zdolności różnicowania kinestetycznego będzie oceniany na podstawie dokładności uzyskania określonej wysokości skoku pionowego. Początkowo osoba badana wykona trzy skoki pionowe CMJ (countermovement jump) z miejsca poprzedzone szybkim ugięciem kończyn dolnych i zamachem kończynami górnymi. Schemat wykonania skoku na ryc. 3 przedstawia kolejne fazy skoku: pozycje wyjściową, zamach kończynami górnymi, zamach kończynami dolnymi, odbicie, lot, lądowanie i powrót do pozycji wyjściowej. Ćwiczący stając na platformie z pozycji wyprostowanej będzie miał za zadanie wykonać skok pionowy na maksymalną wysokość. Lądowanie musi nastąpić również na platformie. Między każdym skokiem wystąpi przerwa, w czasie której ćwiczący opuści platformę. Osobie badanej zostanie zwrócona uwaga na jednoczesne odbicie z obu kończyn dolnych oraz amortyzację podczas lądowania. Po określeniu maksymalnej wysokości skoku zostaną obliczone trzy wartości procentowe: 25%, 50% i 75% maksymalnej wysokości skoku. Wybór trzech wartości procentowych koniecznych do wyzwolenia przez badanego jest rozszerzeniem metody pomiarowej zaprezentowanej przez Bajdzińskiego i Starostę (2002), w której badany wyzwalał siłę równą 50% swoich maksymalnych możliwości. Następnym zadaniem badanego będzie wykonanie skoków (zasady wykonania jak dla skoków maksymalnych), których wysokość będzie kolejno odpowiadać obliczonym wartościom. Dla każdej wartości procentowej skok zostanie powtórzony dwukrotnie. Ryc. 3. Schemat skoku CMJ. Do zbadania sił reakcji podłoża występujących podczas skoku zostanie użyta platforma dynamometryczna ACCU POWER firmy AMTI wraz z oprogramowaniem ACCU POWER Software. W czasie trwania eksperymentu komputer rejestruje pomiary, uzyskując liczbowy i graficzny obraz trzech składowych sił reakcji podłoża (Fx, Fy i Fz), trzy składowe momentów sił oraz wektora siły wypadkowej (wartości, punktu przyłożenia i kąta nachylenia tej siły). Siły 4

5 reakcji są mierzone za pomocą czterech czujników tensometrycznych umieszczonych na rogach platformy połączonej z komputerem. Platforma jest zbudowana z materiału o niskiej częstotliwości drgań własnych. Dokładnie zarejestrowany moment odbicia i lądowania pozwala ocenić czas trwania fazy lotu i na tej podstawie obliczyć wysokość skoku. Oprócz wysokości skoku zostanie obliczona również moc kończyn dolnych. 5. Pomiar siły dłoni z wykorzystaniem dynamometru dłoniowego. Badany w pozycji stojącej trzyma w dłoni dynamometr (Baseline Hydraulic Hand Dynamometer, White Plains, NY, 10602). Przed przystąpieniem do próby badana osoba dopasowuje dynamometr do wielkości dłoni prawej i lewej ręki tak, aby na rączce przyrządu znajdowały się środkowe paliczki palców. Nadgarstek podczas próby powinien znajdować się w przedłużeniu linii przedramienia. Ramie zaś powinno być opuszczone. W czasie wykonania próby testowana kończyna nie może dotykać żadnej części ciała. Badany podczas wykonywania próby ściska z największą siłą rączkę dynamometru przez 5 s. Siła dłoni mierzona jest w kilogramach-siły [kg]. Próbę przeprowadza się na każdą kończynę dwukrotnie. Po każdym pomiarze następuje zmiana dłoni pomiarowej. Zapisywany jest lepszy wynik z dwóch prób wykonanych jedną ręką. W analizie wyników uwzględnia się pomiar prawą i lewą ręką. Wymachy rąk w czasie pomiaru są niedozwolone. 6. Badanie zdolności orientacji przestrzennej przy wykorzystaniu aparatury badawczej Fusion Smart Speed System. Do określenia poziomu orientacji przestrzennej wykorzystana będzie aparatura badawcza Fusion Smart Speed System (Fusion Sport, Coopers Plains, QLD, Australia) rejestrująca czas wykonania poszczególnych prób przez badanych. Składała się ona z: bramek (każda utworzona jest z fotokomórki zawierającej głowicę wysyłającą strumień światła podczerwieni i lusterka odbijającego światło), maty (Smart Jump) zintegrowanej z fotokomórką oraz czytnikiem identyfikującym zawodnika za pomocą systemu RFID i oprogramowania komputerowego. Aparatura badawcza mierzy czas biegu z dokładnością do 0,001 s. Do określenia poziomu orientacji przestrzennej zastosowano próbę pięciokrotny bieg do bramek, będącą modyfikacją próby systemowej reactive shuttle grill zaproponowanej przez producenta aparatury badawczej. Uwzględnia ona dwa aspekty orientacji przestrzennej tj.: szybkość i precyzję wykonania ruchu (Waśkiewicz, Juras, Raczek 1999). Ustawienie bramek, maty (Smart Jump), czytnika RFID w próbie pięciokrotny bieg do bramek przedstawiono na ryc. 4. Przebieg badania: 5 bramek zostanie ustawionych (fotokomórki i lusterka) z wyznaczoną między nimi linią 1 m, którą badany musi przekraczać dwoma stopami. Na linii startu (mety) ustawiono matę zintegrowaną z fotokomórką stojącą przy niej i czytnik RFID. Na początku każdej próby badany podchodzi do czytnika RFID i dokonuje identyfikacji (odczytania przez system palmtopa numeru identyfikacyjnego) przykładając identyfikator do czytnika RFID (system potwierdza sygnałem dźwiękowym). Następnie zapalają się wszystkie światła w bramkach, po czym gasną i zaświeca się tylko zielone światło (gotowości systemu) w głowicy fotokomórki połączonej z czytnikiem RFID. Test zaczyna się od naciśnięcia stopami obu nóg przez badanego na środek maty (Smart Jump). Następnie zielone światło gaśnie i zapala się światło w bramce do której badany musi dobiec, przekroczyć wyznaczoną linię (długości 1 m) obiema stopami i powrócić na matę (Smart Jump) dwoma nogami, gdzie po zetknięciu z matą zapala się kolejne światło w losowo wybranej przez system komputerowy bramce. Czynność powtarza się 5 krotnie do chwili, gdy po nadepnięciu na matę (Smart Jump) nie pojawi się żaden sygnał świetlny w bramkach. Dane o próbie zostaną zapisane w palmtopie (HP ipaq 112), gdzie każdy wynik tj: bieg od maty do bramki, bieg od bramki do 5

6 maty oraz całkowity czas, zostanie zapisany przy nazwisku osoby badanej. Próbę powtarza się trzykrotnie, a pomiędzy każdą z nich badany odpoczywa 3 minuty w celu zminimalizowania zmęczenia. Pierwsza próba ma na celu zapoznanie badanego z przebiegiem próby. Badany wykonuje próbę trzykrotnie bez piłki (dotyczy wszystkich dyscyplin sportowych) i dwukrotnie z piłką (dotyczy dyscyplin sportowych: koszykówki, piłki nożnej, piłki ręcznej, hokeja na trawie). Do analizy wyników uwzględniony zostanie lepszy wynik biegu bez piłki i lepszy wynik biegu z piłką. Ryc. 4. Schemat ilustrujący próbę pięciokrotny bieg do bramek. 7. Pomiar indywidualnych obciążeń progowych z wykorzystaniem aparatury badawczej Polar Team System 2 oraz pomiar stężenia mleczanów we krwi po maksymalnym obciążeniu podczas wysiłku biegowego za pomocą Laktate Scout. Badany uczestniczy w próbie BEEP TEST (biegu wahadłowym z pokonywaniem 20 metrowych odcinków z narastającą jego prędkością). Aparatura badawcza Polar Team System 2 posłuży do określenia intensywności wysiłku realizowanego przez każdego, młodego sportowca (Dudkowski, Machnacz, Rokita, 2012). Do pomiaru indywidualnych obciążeń wykorzystywany będzie test wytrzymałości BEEP TEST. Przeprowadzony zostanie w sali o szerokości zapewniającej pokonanie 20- metrowego odcinka biegowego, wraz z minimum 1-metrowym pasem bezpieczeństwa z każdej strony. W teście należy zastosować niezbędne pomoce: odtwarzacz audio, nośnik z zapisem dźwiękowym testu, taśma miernicza 20 metrowa, pachołki lub chorągiewki do wyznaczenia 20 metrowego odcinka biegowego. Przebieg badania: Przed rozpoczęciem testu każdemu badanemu zakładane są sport-testery (firmy Polar Team System 2) do pomiaru częstości skurczów serca (nadajniki na wysokości mostka, bezpośrednio na ciało) oraz pobierana jest krew z opuszki palca do wyznaczenia spoczynkowego zakwaszenia mięśni (za pomocą Laktate Scout). Następnie każdy badany uczestniczy w 15-minutowej rozgrzewce o narastającej intensywności. 6

7 Po rozgrzewce badani powinni uzyskać tętno spoczynkowe. Test rozpoczyna się szybkim marszem i kończy szybkim biegiem, podczas którego badani zmieniają kierunek poruszania się między dwoma liniami odległymi od siebie o 20 metrów, zgodnie z sygnałem dźwiękowym o narastającej częstotliwości. Test składa się z 21 poziomów, z których każdy trwa około 62 sek. Prędkość na pierwszym poziomie wynosi 8,5 km/h i wzrasta z każdym poziomem 0,5 km/h. Test trwa do etapu, na którym badana osoba nie jest w stanie kontynuować biegu na kolejnym 20 metrowym odcinku. Wynikiem jest numer etapu, w którym dana osoba rezygnuje z kontynuacji biegu. Natychmiast po zapisaniu etapu, na którym kończy badany test, osoby prowadzące badania pobierają krew z opuszki palca w celu zdiagnozowania jaki poziom zakwaszenia toleruje osoba kończąca test (za pomocą Laktate Scout). Podczas testu na bieżąco prowadzony jest monitoring i zapis częstości skurczów serca za pomocą Polar Team System 2 (w skład, którego wchodzi aparatura badawcza i zestaw komputerowy). Po zakończeniu biegu przez ostatnią, badaną osobę dokonuje się 5 - minutowego zapisu częstości skurczów serca w celu określenia restytucji powysiłkowej. Beep Test umożliwi określenie maksymalnej częstości skurczów serca (HR max) dla każdego zawodnika, na podstawie, którego obliczany jest zakres optymalnego obciążenia treningowego (od 75 % HR max do 85% HR max) w jakim powinni trenować. Oznaczenie stężenia mleczanu we krwi odpowie jaką tolerancję wysiłkową mają badani zawodnicy tzn. jaki poziom zmęczenia toleruje ich organizm, jaki jest poziom beztlenowej glikolizy. Można także określić, którzy zawodnicy należą do typu szybkościowego, a którzy do typu wytrzymałościowego (Mroczek, Kawczyński, Chmura 2011). Czas wykonania próby Beep Test jest wyznacznikiem poziomu wytrenowania. 8. Pomiar koordynacji ruchowej oko ręka poprzez próbę 2HAND (Wiedeński System Testów). Pomiar koordynacji ruchowej oko ręka wykonywany jest metodą komputerową przy pomocy testu 2HANDS z Baterii Wiedeńskiego Systemu Testu austiackiej firmy Dr. Schuhfried Medizintechnik GmbH. Ryc. 5. Aparatura badawcza stosowana w próbie 2HANDS Wiedeński System Testów. 7

8 Przebieg badania: przeprowadzane jest w pomieszczeniu, w którym podczas diagnozy przebywa jedynie badany i pracownik techniczny. Badany przyjmuje postawę siedzącą przed aparaturą badawczą składającą się z: monitora, pulpitu (ryc. 5). Na ekranie monitora narysowana jest trasa składająca się z trzech odcinków (łukowatego, w kształcie litery V oraz odwróconej litery L). Zadaniem osoby badanej (w pozycji siedzącej) jest przesuwać wskaźnik wzdłuż trasy, za pomocą dżojstików pulpitu. Jeden z nich służy do przesuwania wskaźnika w kierunku poziomym, drugi w kierunku pionowym. Należy przebyć całą trasę, tzn. od punktu początkowego (punkt A) do końcowego (punkt B), możliwie szybko i dokładnie. Każde wypadnięcie poza wyznaczoną drogę jest sygnalizowane sygnałem dźwiękowym i zaliczane jako błąd. Liczony jest czas przemieszczenia wskaźnika od startu do mety oraz liczba błędów. 9. Pomiar Postrzegania Peryferyjnego PP (Wiedeński System Testów). Pomiar Postrzegania (widzenia) Peryferyjnego jest realizowany metodą komputerową przy pomocy testu PP z Baterii Wiedeńskiego Systemu Testu austriackiej firmy Dr. Schuhfried Medizintechnik GmbH. Całkowite pole widzenia zdrowego człowieka wynosi około 120 o w płaszczyźnie pionowej i 200 o w płaszczyźnie poziomej (przy nałożeniu pól obu oczu). Test PP obejmuje obszar zdolności do przyjęcia i przetworzenia peryferyjnej informacji wzrokowej. Test charakteryzuje się bardzo wysoką rzetelnością (r=0,96). Ryc. 6. Aparatura badawcza stosowana podczas pomiaru Spostrzegania Peryferyjnego PP. Przebieg badania: przeprowadzane zostanie w Pracowni Badań Gier z Piłką. Zadaniem uczestnika testu (siedzącego przed aparaturą badawczą) jest reagowanie we właściwym czasie na bodźce wzrokowe w postaci świecących się na zielono pionowych linii diodowych pojawiających się w bocznym polu widzenia (ryc. 6). W przypadku pojawiania się tak określonego bodźca uczestnik powinien wcisnąć stopą pedał. Jednocześnie cały czas na ekranie monitora wyświetlana jest kulka i tarcza, które przy pomocy pokręteł należy tak ustawiać, aby się pokrywały. 8

9 Bibliografia: Bajdziński M, Starosta W. Movements kinesthetic differentiation ability and its conditions. Warszawa, Gorzów Wlkp.: International Association of Sport Kinetics, OSGRAF, ; 2002 [in Polish, English abstract] Dudkowski A., Machnacz W., Rokita A. Zmiany intensywności wysiłkowej w zalezności od systemu gry w obronie zawodników piłki ręcznej na wstępnym etapie szkolenia. Rozprawy Naukowe AWF we Wrocławiu, 2012, 39: Jakovljević S., Pajić Z., Gardašević B., Višnjić D. Some anthropometric and power characteristics of 12 and 13 years old soccer and basketball players. Proceedings, 2010, 2: Marques MC, Gil H, Ramos RJ, Costa AM, Marinho DA. Relationships between vertical jump strength metrics and 5 meters sprint time. Journal of Human Kinetics, 2011; 29: Moir G, Button C, Glaister M, Stone MH. Influence of familiarization on the reliability of vertical jump and acceleration sprinting performance in physically active men. J Strength Cond Res, 2004; 18(2): Mroczek D, Kawczyński A, Chmura J. Changes of reaction time and blood lactate concentration of elite volleyball players during a game. Journal of Human Kinetics, 2011; 28: Raczek J, Mynarski W, Ljach W. Kształtowanie i diagnozowanie koordynacyjnych zdolności motorycznych: podręcznik dla nauczycieli, trenerów i studentów. Katowice: AWF, Starosta W. Motoryczne zdolności koordynacyjne (znaczenie, struktura, uwarunkowania, kształtowanie. Warszawa: Instytut Sportu, Waśkiewicz Z, Juras G, Raczek J. The structure of space orientation and motor adjustment - computer supplemented diagnosis system. Gymnica, 1999; 29(2): Zwierko T., Lesiakowski P. Selected parameters of speed performance of basketball players with different sport experience levels. Studies in Physical Culture and Tourism, 2007, 14: