بررسی و نمایش میزان تحریک فعال سازی عضلات عمقی متصل به مفصل زانو درهنگام دوچرخه سواری در شرایط متفاوت توانی با مدل سازی اسکلتی_عصبی عضلانی
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/ths.2024.9903
کد مقاله : 1243-THS
نویسندگان
گروه مهندسی ورزش دانشگاه علوم تحقیقات
چکیده
معرفی:دوچرخه سواری به عنوان یک ورزش محبوب طرفداران زیادی دارد.همچنین طبق مطالعات انجام شده افرادی که از دوچرخه استفاده میکنند ناراحتی ها و اسیب هایی در ارتباط با دوچرخه گزارش کرده اند. با توجه به وضعیت قرارگیر بدن روی دوچرخه جاده مفصل زانو یکی از مهم ترین مفاصل پایین تنه محسوب میشود الگوی حرگتی ویژه ای دارد. نقش تحریک فعال سازی عضلات سطحی متصل به مفصل زانو که موضوعی مورد توجه برای تحقیق در این زمینه است در ادبیات پژوهشی گذشته به آن اشاره شده است. هدف از این تحقیق شبیه سازی اسکلتی عضلانی پایین تنه جهت محاسبه و نمایش میزان فعال سازی عضلات عمقی موثر بر مفصل زانو در فاز های مختلف پدال زدن است
روش و مواد : ده ورزشکار دوچرخه‌سواری با میانگن(قد177±6.3 cm, سن: 28.5±9) در این آزمایش شرکت کردند که در آن ارتفاع زین دوچرخه انها تا پدال دوچرخه را با اندازه فاصله طول استخوان گریت تروکانتر تا زمین که در معاینات فیزیکی قبل از ازمایش انجام شد تنظیم کردیم . در این آزمون از 12 دوربین انالیز حرکت و 16 سنسور الکترومایوگرام برای ثبت اطلاعات خروجی از ورزشکاران استفاده کردیم.پس از 10 دقیقه گرم کردن هر ورزشکار 1 دقیقه با اهنگ 60-70 دور بر دقیقه درهر شرایط توانی بر اساس (40%- 100%-160%) از نهایت توان در 20 دقیقه محاسبه می شود پدال میزند.
پس از ثبت اطلاعات حرکت شناسی و شخصی سازی بر روی مدل مورد بررسی جهت نمایش نحوه فعال سازی عضلات عمقی متصل به زانو در فاز های مفتلف رکاب زدن برای همه ورزشکاران و با استفاده از نرم افزار اپنسیم و ابزار سینماتیک معکوس و دینامیک معکوس درنهایت محاسبه نیروی مفاصل در سه جهت در مدل سازی میزان فعال سازی عضلات که برحرکت مفصل زانو تاثیرگذار است را شبیه سازی کردیم . با استفاده نرم افزار متلب زمان رکاب زدن را برای همه ورزشکاران به نرمالایز کردیم و در فاز های مختلف رکاب زدن نمایش دادیم .
یافته ها : یافته های این پژوهش نشان میدهد میزان فعالیت عضلات متصل به مفصل زانو را با شبیه سازی اسکلتی عضلانی بر اساس موقعیت قرار گیری پدال از 0 تا 360 درجه به نسبت افزایش توان از الگوی یکسانی پیروی نمیکنند که این تفاوت ها بر افراد ممکن است باعث افزایش نیروی مفصلی در جهت نامناسب و باعث اسیب دیدگی شود.
نتایج: این یافته ها میتواند جهت استفاده همه متخصصان بایومکانیک و دوچرخه سواری در راستای تعیین بهترین وضعیت قرارگیری بدن روی دوچرخه جهت رسیدن به عملکرد بهتر برای ورزشکاران حرفه ای و جلو گیری از اسیب دیدگی برای همه دوچرخه سواران با شناخت و درک میزان و نحوه هماهنگی و فعالیت عضلات عمقی در هر فاز از رکاب زدن بر اساس توان مفید باشد.
روش و مواد : ده ورزشکار دوچرخه‌سواری با میانگن(قد177±6.3 cm, سن: 28.5±9) در این آزمایش شرکت کردند که در آن ارتفاع زین دوچرخه انها تا پدال دوچرخه را با اندازه فاصله طول استخوان گریت تروکانتر تا زمین که در معاینات فیزیکی قبل از ازمایش انجام شد تنظیم کردیم . در این آزمون از 12 دوربین انالیز حرکت و 16 سنسور الکترومایوگرام برای ثبت اطلاعات خروجی از ورزشکاران استفاده کردیم.پس از 10 دقیقه گرم کردن هر ورزشکار 1 دقیقه با اهنگ 60-70 دور بر دقیقه درهر شرایط توانی بر اساس (40%- 100%-160%) از نهایت توان در 20 دقیقه محاسبه می شود پدال میزند.
پس از ثبت اطلاعات حرکت شناسی و شخصی سازی بر روی مدل مورد بررسی جهت نمایش نحوه فعال سازی عضلات عمقی متصل به زانو در فاز های مفتلف رکاب زدن برای همه ورزشکاران و با استفاده از نرم افزار اپنسیم و ابزار سینماتیک معکوس و دینامیک معکوس درنهایت محاسبه نیروی مفاصل در سه جهت در مدل سازی میزان فعال سازی عضلات که برحرکت مفصل زانو تاثیرگذار است را شبیه سازی کردیم . با استفاده نرم افزار متلب زمان رکاب زدن را برای همه ورزشکاران به نرمالایز کردیم و در فاز های مختلف رکاب زدن نمایش دادیم .
یافته ها : یافته های این پژوهش نشان میدهد میزان فعالیت عضلات متصل به مفصل زانو را با شبیه سازی اسکلتی عضلانی بر اساس موقعیت قرار گیری پدال از 0 تا 360 درجه به نسبت افزایش توان از الگوی یکسانی پیروی نمیکنند که این تفاوت ها بر افراد ممکن است باعث افزایش نیروی مفصلی در جهت نامناسب و باعث اسیب دیدگی شود.
نتایج: این یافته ها میتواند جهت استفاده همه متخصصان بایومکانیک و دوچرخه سواری در راستای تعیین بهترین وضعیت قرارگیری بدن روی دوچرخه جهت رسیدن به عملکرد بهتر برای ورزشکاران حرفه ای و جلو گیری از اسیب دیدگی برای همه دوچرخه سواران با شناخت و درک میزان و نحوه هماهنگی و فعالیت عضلات عمقی در هر فاز از رکاب زدن بر اساس توان مفید باشد.
کلیدواژه ها
Title
Study and display the level of activation of deep muscles associated with the knee joint during cycling at different output power levels: musculoskeletal simulation approach
Authors
Alireza Zohari
Abstract
/ Introduction: Cycling is a popular sport with many enthusiasts. In addition, studies have reported complaints and injuries associated with cycling. Due to the position of the body on a bicycle, the knee joint is considered to be one of the most important joints in the lower body. It has a specific pattern of movement. The role of stimulating the activation of the muscles associated with the knee joint, which is a subject of interest in research in this area, has been mentioned in previous literature. The aim of this research is to simulate the musculoskeletal lower body in order to calculate and display the level of activation of deep muscles affecting the knee joint during different phases of pedalling.
Method and materials: Ten cyclists with an average height of 177±6.3 cm and an average age of 28.5±9 years participated in this experiment. We adjusted the height of their bicycle saddle to the pedal using the distance from the greater trochanter to the ground, which was determined in the physical examinations before the experiment. In this test, we used 12 motion analysis cameras and 16 electromyography sensors to record the athletes' performance data. After a 10-minute warm-up, each athlete pedalled for 1 minute at a cadence of 60-70 rpm under different power conditions (40%-100%-160%) of each rider Functional Threshold Power.
Results: The results of this study suggest that the level of activation of the muscles associated with the knee joint does not follow the same pattern from 0 to 360 degrees of pedal position in relation to increasing power. These differences may lead to increased joint forces in inappropriate directions and cause injury.
Conclusions: These findings can be used by biomechanics and cycling experts to determine the best body position on the bike for better performance in professional athletes and to prevent injury in all cyclists. Understanding and assessing the level and coordination of deep muscle activation in each phase of power-based pedalling can be beneficial
Method and materials: Ten cyclists with an average height of 177±6.3 cm and an average age of 28.5±9 years participated in this experiment. We adjusted the height of their bicycle saddle to the pedal using the distance from the greater trochanter to the ground, which was determined in the physical examinations before the experiment. In this test, we used 12 motion analysis cameras and 16 electromyography sensors to record the athletes' performance data. After a 10-minute warm-up, each athlete pedalled for 1 minute at a cadence of 60-70 rpm under different power conditions (40%-100%-160%) of each rider Functional Threshold Power.
Results: The results of this study suggest that the level of activation of the muscles associated with the knee joint does not follow the same pattern from 0 to 360 degrees of pedal position in relation to increasing power. These differences may lead to increased joint forces in inappropriate directions and cause injury.
Conclusions: These findings can be used by biomechanics and cycling experts to determine the best body position on the bike for better performance in professional athletes and to prevent injury in all cyclists. Understanding and assessing the level and coordination of deep muscle activation in each phase of power-based pedalling can be beneficial
Keywords
electromyography, Cycling workload, Saddle height, Lower limb, Muscle activation, Muscle coordination