Biomechanika pro lepší výkon

Biomechanika pro lepší výkon

Biomechanický tým, který se skládá z pracovníků metodického oddělení ČAS, UK FTVS a pomocníků z řad atletů je často přítomen na předních českých atletických mítincích. Během závodů provádí měření parametrů vybraných disciplín, zejména sprintů, skoků a vrhů. Současná měření navazují na dřívější práce, například četná měření v letech 2000–2007 nebo práce doktora Sušanky a jeho týmu v předrevolučním období. Měření postoupila zejména v oblasti technologií, které nám umožňují rychleji získávat širší spektrum dat.

V následujícím článku se pokusíme přiblížit měření trenérům a jejich svěřencům, protože právě pro ně jsou nejpřínosnější v rámci hlubší analýzy jejich výkonů a identifikace oblastí pro zlepšení.

Měření náběhových parametrů

Ke sběru dat využíváme zařízení Optojump, které snímá u jednotlivých kroků jejich délku, dobu opory a dobu letu, dále pak zařízení Stalker ATS II které měří rychlost běhu pomocí vysokofrekvenčních vln, a také několik rychloběžných kamer. Záznamy z kamer dále zpracováváme pro kinematické analýzy, což jsou například časové rozbory sprinterských disciplín nebo rozbory vrhačských disciplín (úhel a výška vypuštění náčiní apod.).

Zpracování dat může být časově náročné, ale je nezbytné, aby trenéři a sportovci měli k dispozici aktuální a platná data. Proto se snažíme tento proces maximálně zefektivnit a automatizovat, k čemuž využíváme softwarové nástroje jako je R-Studio (manipulace s daty a jejich vizualizace), Excel a Kinovea (kinematické analýzy).

Výsledky a jejich interpretace

Zpracovaná data zasíláme e-mailem trenérům a atletům, zároveň je můžete najít na webových stránkách Českého atletického svazu v sekci „Pro členy“. Detailnější video-rozbory, připravené ve spolupráci s odborníky na jednotlivé disciplíny, zveřejňujeme na YouTube kanál Metodika ČAS.

Nejdůležitějším výsledkem celého procesu biomechanických měření je interpretace získaných výsledků. Detailní interpretace by měla být v kompetenci trenérů jednotlivých závodníků a závodnic, protože právě oni jsou odborníky na danou disciplínu a zároveň jsou dokonale obeznámeni s aktuálním stavem svých svěřenců. V následující části článku se však pokusíme poukázat na obecné ukazatele, které jsou patrné z výsledků jednotlivých měření.

Měření náběhových rychlostí

Měření náběhových rychlostí provádíme u skoku dalekého, trojskoku a skoku o tyči, kde je horizontální rychlost jedním z klíčových faktorů výkonu. Data zobrazujeme pomocí křivky tak, aby z ní byl čitelný rychlostní profil daného závodníka či závodnice. V rámci křivky můžeme hodnotit několik ukazatelů:

• Tvar křivky v 1. polovině rozběhu – hodnotíme akcelerační schopnosti a jejich změnu v čase, trénink akcelerace by se měl projevit vyšší strmostí stoupání křivky v její 1. polovině.
• Tvar křivky v 2. polovině rozběhu – zde můžeme pozorovat schopnost dosažení maximální rychlosti před odrazem. Pokud rychlost před odrazem stále stoupá, je možné zvážit prodloužení rozběhu a naopak, pokud má křivka klesající tendenci, jeho zkrácení.
• Maximální dosažená rychlost.
• V případě trojskoku můžeme dále pozorovat efektivitu jednotlivých odrazů v opětovném získávání horizontální rychlosti (viz pravá část grafu).

Mezi maximální rychlostí rozběhu (za předpokladu udržení optimální techniky skoku) a naměřeným výkonem ve skoku dalekém je vysoká korelace (r=0,8-0,9) (2). Koyama a kol. vytvořili na základě 965 měření provedených v roce 2001–2009 v Japonsku jednoduchý model pro odhad výkonu na základě maximální rychlosti rozběhu s vysokým koeficientem determinace (R²=0,99) (4). V Tabulce 1 můžeme vidět predikce Japonského modelu v porovnání s modelem vytvořeným z námi naměřených dat z let 2019–2023 (n = 625; R² = 0,47).

Limitací těchto predikcí (především u vyšších rychlostí) je linearita vztahu mezi rychlostí a výkonem, kterou model předpokládá, ale některé studie ji nepotvrdily (1,5). V tréninku atletů sub-elitní úrovně však může sloužit jako orientační ukazatel nedostatku v rychlosti rozběhu, či technice skoku.

Tabulka 1 - Český a japonský predikční model závislosti maximální rychlosti rozběhu a výkonu ve skoku dalekém.

Měření parametrů kroků

Mimo náběhových rychlostí často měříme specifika běžeckého kroku jako je jeho délka, trvání oporové a letové fáze a v případě trojskoku i délky jednotlivých skoků. Z těchto ukazatelů pak můžeme určit další parametry, a to například frekvenci kroků (počet kroků za sekundu) a poměr reaktivní síly (Reactive strength ratio; RSR), který vyjadřuje poměr mezi letovou a oporovou fází (3).

Pomocí odečtení délky kroků sledujeme také pozici skokana vůči odrazovému břevnu (nulové čáře v případě skoku o tyči) v jednotlivých částech rozběhu (např. 6. krok před odrazem), ale i na odraze. Tyto parametry pak porovnáváme mezi jednotlivými pokusy a hodnotíme odchylky.

Rozbory videozáznamů technických disciplín

K doplnění zmíněných číselných údajů také trenérům i závodníkům poskytujeme zpomalený videozáznam všech pokusů, který je u vrhačských disciplín pořizován z několika úhlů, v případě skokanských disciplín z jednoho úhlu (bočně, kolmo na oblast odrazu).

Z těchto záznamů můžeme připravit kinematické analýzy (viz Obrázek 2). Příprava a zpracování kinematické analýzy je časově náročná. Vyžaduje kalibraci prostoru před samotnou soutěží a další obsluhu na ploše, proto tuto službu poskytujeme pouze na vyžádání sekčních trenérů ČAS.

Časové analýzy sprinterských disciplín

Časové analýzy provádíme u hladkých a překážkových sprintů. U hladkých sprintů analyzujeme výkon po jednotlivých úsecích. U sprintu na 60 a 100 m po 10 m, u sprintu na 200 m po 50 m a u sprintu na 400 m nejčastěji po 100 m. U překážkových sprintů měříme takzvané rytmické jednotky (časový úsek od jednoho dokroku za překážkou po dokrok za další překážkou, a náběh s dokrokem za 1. překážkou a doběh do cíle. Data pro časové analýzy získáváme z vysokofrekvenčních videozáznamů (dle potřeby až 9 přesně rozestavěných kamer). U krátkých sprintů natáčíme frekvencí 200 snímků za vteřinu (1 snímek = 0,005 sec; max. chybovost ± 0,01 sec), dlouhé sprinty zaznamenáváme s frekvencí 100 snímků za vteřinu (1 snímek = 0,01 sec; max. chybovost ± 0,02 sec).

Následné videozáznamy jsou analyzovány pomocí programu Kinovea. Samotné zpracování a získání dat je velmi časově náročné, je nutné přesně určit počátek časové osy (start) u každého videa a následně odečíst potřebný údaj pro každou osobu a každý sledovaný úsek.

Výsledky a jejich interpretace

Z časové analýzy je možné vyčíst individuální strukturu výkonu sledovaného závodníka (úroveň rychlosti v jednotlivých sledovaných úsecích – akcelerace, maximální rychlost, rychlostní vytrvalost a odhalit tak slabá a silná místa).

Porovnáním s doporučovanými údaji, výpočty a modely lze zjistit potřebnou úroveň dané rychlostní dovednosti a dále na ní pracovat. Doporučujeme shlédnout analýzy a rozbory z velkých světových akcí na stránkách World Athletics (viz odkaz níže).

U sprintů na 400 m a 400 m př. lze také sledovat a analyzovat taktiku závodu a rozložení tempa (rozdíly mezi jednotlivými úseky v případě hladkých sprintů anebo plynulost nárůstu času rytmické jednotky u překážek) nebo analyzovat rozložení tempa a zjistit takzvanou rychlostní rezervu (porovnání osobního rekordu na 200 m a mezičasem na 200 m).

Podrobněji je možné tuto problematiku prostudovat ve webináři European Athletics High Performance Webinar Series na stránkách Evropské atletické asociace (6). V případě více měření v průběhu roku nebo let u jednoho závodníka je možné analyzovat změny ve struktuře výkonu.

Tabulka 2 - Ukázka práce s naměřenými daty. Porovnání struktury výkonu u vybraných závodníků.

Veškeré naměřené materiály a analýzy je možné nalézt na našem metodickém webu.

https://metodika.atletika.cz/analyzy

V případě zájmu je možné podobné analýzy a materiály z velkých světových akcí nalézt na stránkách World Athletics – sekce Library – Research Centre.

https://worldathletics.org/about-iaaf/documents/research-centre

Zdroje:

1. Alexander, RM. Optimum take-off techniques for high and long jumps. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci 329: 3–10, 1990. https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.1990.0144

2. Bayraktar, I and Çilli, M. Estimation of jumping distance using run-up velocity for male long jumpers. Pedagog Psychol medical-biological Probl Phys Train Sport 124–129, 2018. https://cyberleninka.ru/article/n/estimation-of-jumping-distance-using-run-up-velocity-for-male-long-jumpers

3. Healy, R, Kenny, IC, and Harrison, AJ. Assessing Reactive Strength Measures in Jumping and Hopping Using the OptojumpTM System. J Hum Kinet 54: 23, 2016. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28031754/

4. Koyama, H, Muraki, Y, and Ae, M. Target Value for the Maximum Run-Up Speed of the Long Jump Based on the Performance Level. Biomech Sport 29 Port J Sport Sci 11: 2011, 2011. https://ojs.ub.uni-konstanz.de/cpa/article/view/4832

5. Seyfarth, A, Blickhan, R, and Van Leeuwen, JL. Optimum take-off techniques and muscle design for long jump. J Exp Biol 203: 741–750, 2000. https://dx.doi.org/10.1242/jeb.203.4.741

6. Vazel, PJ. Speed reserve in the 400m. Special Report. 16p. , 2011. www.uka.org.uk/coaching