بحثت هذه الدراسة في التأثيرات الحادة للتحفيز الكهربائي العصبي العضلي التمهيدي على أداء الضرب الساحق في الكرة الطائرة والكينماتيكا ثلاثية الأبعاد لدى لاعبي الكرة الطائرة من طلاب الجامعات الذكور. وبالمقارنة مع المجموعة الضابطة المتوافقة زمنياً، أظهرت مجموعة التكييف بالتحفيز الكهربائي العصبي العضلي (NMES) سرعة أكبر للكرة واختلافات محددة في مراحل زوايا مفاصل الطرف السفلي، والسرعات القطعية، وزاوية الفصل بين الكتف والورك.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة بحثية
التأثيرات الحادة للتحضير بالتحفيز الكهربائي العصبي العضلي على أداء ضربة السحق في الكرة الطائرة والكينماتيكا ثلاثية الأبعاد
* These authors contributed equally
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
يعد ضرب الكرة الساحقة في الكرة الطائرة مهارة انفجارية معقدة تتطلب توليداً ونقلاً منسقاً للقوة عبر الأطراف العلوية والجذع والأطراف السفلية. وقد اقتُرح استخدام التحفيز الكهربائي العصبي العضلي (NMES) كاستراتيجية تهيئة لتعزيز التنشيط العصبي العضلي؛ ومع ذلك، لا تزال تأثيراته الحادة على كينماتيكا الضرب الساحق في مراحلها المختلفة غير واضحة. بحثت هذه الدراسة في التأثيرات الحادة لتمهيد NMES على أداء الضرب الساحق والكينماتيكا ثلاثية الأبعاد لدى لاعبي الكرة الطائرة من طلاب الجامعات الذكور. تم توزيع ثلاثين مشاركاً عشوائياً على مجموعة تهيئة باستخدام NMES (العدد = 15) أو مجموعة ضابطة (العدد = 15). أتم جميع المشاركين تقييماً أساسياً للضرب الساحق وتقييماً ثانياً بعد 72 h. وقبل التقييم الثاني مباشرة، تلقت مجموعة NMES تحفيزاً لمدة 30 min طُبق على عضلات الأطراف العلوية، بما في ذلك العضلة الدالية، والعضلة ذات الرأسين العضدية، والعضلة ثلاثية الرؤوس العضدية؛ والعضلة المائلة الخارجية كعضلة للجذع؛ والعضلة المتسعة الوحشية كعضلة للأطراف السفلية. بينما أتمت المجموعة الضابطة التقييم نفسه في نفس الإطار الزمني دون استخدام NMES. جُمعت البيانات الكينماتيكية ثلاثية الأبعاد باستخدام نظام متزامن لتحليل الحركة ثلاثي الأبعاد مكون من أربع كاميرات. قارن التحليل الأساسي متغيرات الأداء والكينماتيكا بين المجموعتين في التقييم الثاني. وبالمقارنة مع المجموعة الضابطة، أظهرت مجموعة NMES سرعة أكبر للكرة، وزوايا أصغر للركبة والكاحل عند ملامسة القدمين للأرض، وزوايا أكبر للورك والركبة والكاحل عند الانطلاق بالقدمين، وسرعات قطعية أعلى للفخذ والساق والقدم. كما أظهرت مجموعة NMES زاوية فصل أصغر بين الكتف والورك عند الانطلاق بالقدمين وعند ملامسة الكرة. تشير هذه النتائج إلى أن تمهيد NMES الحاد المطبق على عضلات الأطراف العلوية والجذع والأطراف السفلية قد يؤثر على تكوينات المفاصل المحددة لكل مرحلة، والسرعات القطعية للأطراف السفلية، وسرعة الكرة أثناء الضرب الساحق في الكرة الطائرة. ومن ثم، قد يكون لـ NMES إمكانات كاستراتيجية تنشيط عصبي عضلي قبل الأداء، على الرغم من الحاجة إلى مزيد من الدراسات التي تستخدم التخصيص الخفي، والتقييم التعموي، وتحليلات مباشرة للمجموعات عبر الزمن.
المقدمة
تعد الكرة الطائرة رياضة تنافسية تعتمد بشكل كبير على القوة الانفجارية والتنسيق، ويُعتبر الضرب الساحق أحد أهم وسائل تسجيل النقاط1. تفرض هذه الحركة الفنية متطلبات عالية على قدرة المخرج العضلي للرياضي، والتحكم في توقيت الحركة، وقدرة التحكم العصبي العضلي2. يتكون الضرب الساحق الناجح من ثلاث مراحل رئيسية: مرحلة الاقتراب، ومرحلة الارتقاء، ومرحلة الضرب في الهواء. ويعتمد الأداء الفعال عبر هذه المراحل على إنتاج قوة منسقة ونقل فعال للطاقة عبر أجزاء السلسلة الحركية3. وقد أظهرت الدراسات السابقة أن المد البسط الثلاثي لمفصل الورك والركبة والكاحل، واستقرار الجذع، وزوايا مفاصل الطرف العلوي وسرعتها لحظة ضرب الكرة، كلها عوامل مهمة تؤثر على أداء الضرب الساحق4.
خلال المنافسات والتدريبات عالية الكثافة، غالباً ما يعاني الرياضيون من عدم كفاية التحفيز العصبي وضعف التنشيط المسبق للحركة، مما يؤدي إلى تراجع تنسيق السلسلة الحركية وانخفاض القوة العضلية، وهو ما يؤثر على أدائهم الرياضي العام5. وتعد تقنية التحفيز الكهربائي للعضلات عصبياً (NMES) تقنية غير جراحية للتنشيط العصبي تعالج هذه المشكلات، وقد جذبت اهتماماً كبيراً في علوم الرياضة في السنوات الأخيرة6. وقد أظهرت الدراسات أن NMES يمكنها تحفيز المجموعات العضلية المستهدفة عبر تيار كهربائي خارجي، وزيادة استثارة الخلايا العصبية الحركية في النخاع الشوكي وكفاءة تجنيد الألياف العضلية السريعة، مما يعزز مخرجات القوة العضلية وأداء التحكم الحركي7,8. وعلى الرغم من استخدام NMES على نطاق واسع في استراتيجيات التدريب طويلة المدى، مثل التأهيل وتعزيز القوة العضلية، إلا أن تطبيقها الفوري لمرة واحدة في مجال الرياضات التنافسية لم يتم اختباره بشكل كامل9. ورغم أن رياضات مثل الكرة الطائرة تعتمد بشكل كبير على التوقيت الدقيق والحركات المتكاملة، إلا أن الدراسات التجريبية حول تأثير NMES على المراحل الثلاث لضرب الكرة الساحقة (الاقتراب، والارتقاء، والضرب الهوائي) بناءً على المؤشرات الكينماتيكية تظل نادرة10. وتتميز قفزة الضرب الساحق في الكرة الطائرة بدورة تمدد وتقصير سريعة؛ فخلال مرحلة الاقتراب النهائية وتلامس القدمين الثنائي مع الأرض، تخضع عضلات الطرف السفلي لتحميل لا مركزي مع ثني مفاصل الورك والركبة والكاحل، ويتبع ذلك مباشرة عمل مركزي سريع وتمدد ثلاثي منسق أثناء الارتقاء. ويساهم الانتقال الفعال بين هذه الأفعال اللامركزية والمركزية في توليد الدفع العمودي وأداء الارتقاء أثناء الضرب الساحق.
لقد ركزت الأبحاث السابقة حول التحفيز الكهربائي للعضلات العصبية (NMES) في المجال الرياضي بشكل كبير على إعادة التأهيل، أو تقوية العضلات المنعزلة، أو الأداء العصبي العضلي العام، بينما لا يزال تطبيقه المباشر على المهارات الرياضية المعقدة والمتخصصة أقل وضوحاً. بالإضافة إلى ذلك، قامت الدراسات الميكانيكية الحيوية الموجودة في الكرة الطائرة في المقام الأول بتوصيف تقنية الضرب الساحق، أو حركة المفاصل، أو أنماط أرجحة الذراع دون فحص الآثار الحادة لتهيئة NMES متعددة المناطق بشكل مباشر. لذلك، بحثت الدراسة الحالية فيما إذا كانت جلسة واحدة من NMES المطبقة على عضلات الطرف العلوي، والجذع، والطرف السفلي مرتبطة باختلافات في أداء الضرب الساحق في الكرة الطائرة والكينماتيكا ثلاثية الأبعاد المحددة لكل مرحلة. تكمن المساهمة المنهجية لهذه الدراسة في التحليل المتزامن لحركة أجزاء الجسم وسرعة الكرة خلال أحداث الاقتراب، وملامسة القدمين للكرة، والإقلاع، وملامسة الكرة في الهواء، وذلك ضمن تصميم تجريبي عشوائي ومضبوط زمنياً. يوسع هذا النهج التحليل الكينماتيكي التقليدي للكرة الطائرة من خلال ربط تدخل تهيئة عصبية عضلية حادة بخصائص الحركة عبر تسلسل الضرب الساحق الكامل.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
المشاركون ومعايير الأهلية
تم اعتماد بروتوكول الدراسة من قبل لجنة الأخلاقيات الأكاديمية بجامعة جيمي (رقم الاعتماد JD02RS02406)، وأُجريت الدراسة وفقاً لإعلان هلسنكي. وقبل الالتحاق، تلقى جميع المشاركين شرحاً مفصلاً لغرض الدراسة، والإجراءات التجريبية، والمخاطر المحتملة، وحقهم في الانسحاب من الدراسة في أي وقت دون أي جزاء. كما تم الحصول على موافقة كتابية مستنيرة من جميع المشاركين قبل تنفيذ أي إجراءات متعلقة بالدراسة. تم استقطاب ثلاثين طالباً جامعياً من الذكور الأصحاء ممن لديهم خبرة في تدريبات الكرة الطائرة من الدورات الاختيارية للكرة الطائرة في جامعة عادية من خلال إعلانات الدورة. وأكمل المشاركون المحتملون استبياناً حول التاريخ الصحي والإصابات قبل الالتحاق. وكان المشاركون مؤهلين إذا كانوا: (1) طلاباً جامعيين من الذكور؛ (2) قد أتموا تدريباً رسمياً على الكرة الطائرة؛ (3) أظهروا كفاءة مستقرة في تقنية ضرب الكرة الطائرة (spike)؛ (4) لديهم خبرة سابقة في منافسات أو تنظيمات الكرة الطائرة؛ (5) قادرين على إكمال إجراءات الاختبار بأمان. وتم استبعاد المشاركين إذا كانوا يعانون من آلام أو إصابات عضلية هيكلية حالية قد تؤثر على أداء ضرب الكرة، أو لديهم تاريخ من الجراحات الحديثة التي تشمل الأطراف العلوية أو السفلية أو الجذع، أو اضطراب عصبي أو قلبي وعائي، أو أي موانع لاستخدام التحفيز الكهربائي للعضلات (NMES). وكان متوسط عمر المشاركين وطولهم وكتلة أجسامهم 20.2 ± 1.15 سنة، و 182.1 ± 3.17 cm، و 70.6 ± 8.34 kg، على التوالي. وتتوفر تفاصيل المعدات والمواد المستخدمة في هذه الدراسة، بما في ذلك الشركات المصنعة وأرقام الموديلات أو الكتالوجات، في جدول المواد.
التوزيع العشوائي، وتمويه التخصيص، والتعمية
بعد إتمام التقييم المرجعي، تم توزيع المشاركين المؤهلين عشوائياً بنسبة 1:1 إما على مجموعة تهيئة NMES أو المجموعة الضابطة باستخدام إجراء سحب القرعة البسيط. حيث وُضعت ثلاثون بطاقة مطوية متطابقة، 15 منها تحمل تسمية "NMES" و15 تحمل تسمية "Control"، في حاوية معتمة وسحبها المشاركون بشكل فردي. لم يُستخدم أي إجراء رسمي لإخفاء التخصيص لأن تسميات المجموعات أصبحت مرئية فور سحب كل بطاقة. ونظراً لأن تدخل NMES كان قابلاً للتحديد بسهولة، لم يكن من الممكن تعمية المشاركين والموظفين الذين قاموا بتنفيذ التدخل عن تخصيص المجموعات. كما لم يتم تعمية المقيمين المسؤولين عن التقاط الحركة، وتتبع العلامات، وتقييم النتائج عن حالة التدخل. وقد تم الإقرار بأن غياب إخفاء التخصيص وتعمية المقيمين كان يمثل قصوراً منهجياً. تم توزيع المشاركين على مجموعة تهيئة NMES (العدد = 15) أو المجموعة الضابطة (العدد = 15). وأظهرت اختبارات t للعينات المستقلة عدم وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين المجموعات في العمر، أو الطول، أو كتلة الجسم، أو مؤشر كتلة الجسم عند التقييم المرجعي (جميع قيم p > 0.05).
التصميم التجريبي
استخدمت هذه الدراسة تصميماً عشوائياً، بمجموعات متوازية، ومنضبطاً يتكون من تقييمين. خضع جميع المشاركين لتقييم أساسي للارتفاع (spike assessment) وتقييم ثانٍ بعد 72 ساعة. وخلال هذه الفترة الزمنية البالغة 72 ساعة، وُجِّه المشاركون بتجنب التدريبات المنظمة، والتمارين الشاقة، وغيرها من الأنشطة البدنية عالية الكثافة. وقبيل التقييم الثاني مباشرة، تلقى المشاركون في مجموعة تهيئة NMES تدخلاً باستخدام NMES لمدة 30 دقيقة. أما المشاركون في المجموعة الضابطة فلم يتلقوا أي تدخل بـ NMES وأتموا التقييم الثاني نفسه في الوقت الموازي. وقد تم الحصول على القيم الواردة في الجدول 1 خلال التقييم الثاني؛ وبناءً عليه، تمثل قيم مجموعة NMES القياسات التي تم الحصول عليها مباشرة بعد NMES، بينما تمثل قيم المجموعة الضابطة القياسات التي تم الحصول عليها خلال التقييم الثاني دون استخدام NMES. ولا يعرض الجدول 1 قيم الأساس أو درجات التغيير قبل وبعد التدخل.
الإعداد التجريبي والمعدات
أُجريت الاختبارات في ملعب كرة طائرة داخلي. شملت المعدات مصابيح إشارة LED متزامنة، ونظاماً لتحليل الحركة ثلاثي الأبعاد، وإطار معايرة ثلاثي الأبعاد بمقاس 2.0 m x 1.5 m x 2.0 m (الشكل 1A)، وأربع كاميرات عالية السرعة، وخمسة أجهزة للعلاج بالنبضات معدلة التردد (الشكل 1B)، وكرات كرة طائرة قياسية. وُزعت الكاميرات الأربع حول حجم الالتقاط الذي تمت معايرته بالقرب من منطقة الهجوم عند المركز 4. سُجل الفيديو بدقة 1920 x 1080 بكسل، وبتردد أخذ عينات قدره 180 Hz، وسرعة غالق بلغت 1/1000 s. مَثّل المحور x العام الاتجاه الإنسي الجانبي، ومَثّل المحور y اتجاه الاقتراب للضرب الساحق، بينما مَثّل المحور z الاتجاه العمودي. وقبل الاختبار، أتم المشاركون عملية إحماء قياسية لمدة 20 min تضمنت الجري الخفيف، وإطالات ديناميكية للأطراف السفلية والعلوية، وتمريرات زوجية، ورفع الكرة، وحركات دفاعية، وتدريباً على الضرب الساحق دون الوصول للحد الأقصى من الجهد.
الشكل 1: الإعداد التجريبي لاختبار الضرب الساحق في الكرة الطائرة. (A) إطار معايرة ثلاثي الأبعاد (2.0 m × 1.5 m × 2.0 m). (B) توزيع أربع كاميرات لالتقاط الحركة ثلاثية الأبعاد. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
معايرة تجارب التنشيط
تم تحديد نقطة بداية مميزة على بعد 3 m خلف منطقة الإقلاع عند الوضع 4. وقام نفس الموزع ذو الخبرة بجميع التوزيعات خلال كلا التقييمين وبقي في الوضع 3. ووجهت التعليمات للموزع لتسليم الكرة بارتفاع وموضع ثابتين فوق الشبكة، بحيث يتمكن كل مشارك من استخدام نفس أسلوب الاقتراب والضرب الساحق. وتم تحديد منطقة هدف بمساحة 3 m x 3 m في ملعب الخصم. وعُرِّفت المحاولة الصحيحة بأنها تلك التي: (1) بدأ فيها المشارك من نقطة البداية المحددة؛ (2) اكتمل فيها تسلسل الاقتراب المقرر، والإقلاع الثنائي، والضرب الهوائي؛ (3) تم فيها لمس الكرة بشكل نظيف؛ (4) هبطت فيها الكرة ضمن منطقة الهدف المحددة مسبقاً؛ (5) ظلت فيها العلامات التشريحية وعلامات الكرة مرئية خلال فترة التحليل ذات الصلة. وأكمل كل مشارك محاولتين تعريفيين، تلتها محاولات مسجلة حتى يتم الحصول على ثلاث محاولات صحيحة. كما تم توفير فترة راحة سلبية لمدة 60 s بين المحاولات.
تعتبر المحاولة غير صالحة إذا كانت المجموعة غير مناسبة، أو إذا قام المشارك بتغيير النهج المحدد، أو فشل المشارك في ضرب الكرة بشكل نظيف، أو إذا استقرت الكرة خارج منطقة الهدف المحددة مسبقاً، أو إذا كانت رؤية العلامة غير كافية. تم استبعاد المحاولات غير الصالحة وتكرارها حتى يتم تسجيل ثلاث محاولات صالحة. ومن بين المحاولات الثلاث الصالحة، تم اختيار المحاولة الأفضل أداءً لإجراء التحليل الكينماتيكي وتحليل الأداء. تم تطبيق إجراء اختيار المحاولات نفسه على كلتا المجموعتين وفي كلا التقييمين.
تدخل التحفيز الكهربائي للعضلات عصبيًا (NMES) ومجموعات العضلات التي تم تحفيزها
تم تطبيق تدخل التحفيز الكهربائي للعضلات (NMES) لمدة 30 min باستخدام خمسة أجهزة علاج بالنبضات معدلة التردد. طُبق NMES على عضلات الطرف العلوي، والجذع، والطرف السفلي. وشملت عضلات الطرف العلوي التي تم تحفيزها كل من العضلة الدالية، والعضلة ذات الرأسين العضدية، والعضلة ثلاثية الرؤوس العضدية. وكانت العضلة المائلة الخارجية هي عضلة الجذع التي تم تحفيزها، بينما كانت العضلة المتسعة الوحشية هي عضلة الطرف السفلي التي تم تحفيزها. وُضعت أقطاب كهربائية ذاتية الالتصاق فوق بطون العضلات وفقاً للمعالم التشريحية وتعليمات الشركة المصنعة للجهاز. تم زيادة شدة التحفيز تدريجياً حتى حدث انقباض عضلي مرئي بوضوح دون التسبب في ألم أو انزعاج لا يُحتمل. وكانت متوسط قيم المخرجات المسجلة 35.73 W للعضلة الدالية، و35.21 W للعضلة ذات الرأسين العضدية، و34.36 W للعضلة ثلاثية الرؤوس العضدية، و33.85 W للعضلة المائلة الخارجية، و37.09 W للعضلة المتسعة الوحشية. وفور الانتهاء من تدخل NMES، بدأ المشاركون تقييم الذروة الثانية. أما المشاركون في المجموعة الضابطة فقد أتموا نفس إجراءات الاختبار دون تلقي تحفيز كهربائي.
معايير التحفيز
تم تشغيل جهاز العلاج بالنبضات معدلة التردد بتردد نبضي ثابت قدره 1000 Hz لجميع المشاركين. كانت كثافة التحفيز هي معلمة المخرج الوحيدة المحددة لكل مشارك، وقد تم زيادتها تدريجياً حتى حدث انقباض عضلي مرئي بوضوح دون الشعور بألم أو انزعاج لا يمكن تحمله. لم تحتوي سجلات الدراسة المتاحة على إعدادات مستقلة لشكل موجة النبضة، أو عرض النبضة، أو دورة التشغيل، أو دورة الانقباض/الراحة، أو أوقات التصاعد/التناقص. ولم يكن من الممكن استرجاع هذه المعلمات بأثر رجعي؛ ولذلك تم الإبلاغ عنها كمعلومات غير متاحة بدلاً من تقديرها.
موانع استخدام التحفيز الكهربائي للعضلات (NMES) ومراقبة السلامة
قبل التسجيل، تم فحص المشاركين للكشف عن موانع استخدام NMES باستخدام استبيان للتاريخ الصحي وتأكيد شفهي من قبل طاقم البحث. تم استبعاد المشاركين إذا كان لديهم جهاز إلكتروني مزروع أو منظم ضربات قلب، أو صرع، أو مرض قلبي وعائي مشخص سريريًا، أو ضعف في الإحساس الجلدي، أو جروح مفتوحة، أو عدوى جلدية أو تهيج في موضع القطب الكهربائي، أو إصابة حادة في الجهاز العضلي الهيكلي، أو رد فعل سلبي سابق للتحفيز الكهربائي. وقبل وضع الأقطاب الكهربائية، تم فحص الجلد فوق كل عضلة مستهدفة للتأكد من خلوها من الجروح أو التهيج أو العدوى أو أي تشوهات أخرى. وأثناء التحفيز، خضع المشاركون للمراقبة المستمرة ووُجهوا للإبلاغ عن أي ألم، أو دوار، أو تشنج عضلي مفرط، أو تهيج جلدي، أو انقباضات عضلية غير طبيعية، أو أي أعراض أخرى غير متوقعة. وتم تقليل شدة التحفيز في حال حدوث انزعاج مفرط. كما تم إيقاف التدخل إذا عانى المشارك من ألم لا يمكن تحمله، أو دوار، أو تهيج جلدي مستمر، أو انقباضات عضلية غير طبيعية، أو أي استجابة أخرى قد تكون غير آمنة. وتم توثيق أي استجابة سلبية والإجراء الذي اتخذه طاقم البحث.
التقاط الحركة والمعايرة
قبل كل جلسة اختبار، تمت معايرة مساحة القياس باستخدام إطار معايرة ثلاثي الأبعاد بأبعاد 2.0 m x 1.5 m x 2.0 m. وكانت جميع نقاط المعايرة مرئية في عرض كاميرتين على الأقل. كما تم تزامُن الكاميرات الأربع باستخدام إشارة LED كانت مرئية في جميع تسجيلات الكاميرات. وأعيد بناء الإحداثيات ثلاثية الأبعاد باستخدام برنامج تحليل الحركة ثلاثي الأبعاد وإجراء التحويل الخطي المباشر. وتم تقييم جودة المعايرة من خلال مقارنة الإحداثيات المعروفة لنقاط التحكم في إطار المعايرة مع إحداثياتها المعاد بناؤها. وكان جذر متوسط مربع خطأ إعادة البناء 0.138 cm. وأعيدت عملية المعايرة عندما لا تكون جميع نقاط التحكم المطلوبة مرئية بوضوح أو عندما يتجاوز خطأ إعادة البناء معيار القبول في المختبر.
وضع العلامات وتتبعها
تم تثبيت واحد وعشرين علامة عاكسة على نقاط تشريحية لدى كل مشارك. وشملت مواقع العلامات: قمة الرأس، والأذنين اليسرى واليمنى، والأكروميون (النتوء الأخرمي) في الجانبين الأيسر والأيمن، والشوك الحرقفي الأمامي العلوي في الجانبين الأيسر والأيمن، ورأسي الكعبرة في الجانبين الأيسر والأيمن، والنتوءات الإبرية الكعبرية في الجانبين الأيسر والأيمن، والسُلاميات القاصية للأصابع الثالثة، وأعلى الظنبوب (قصبة الساق) في الجانبين الأيسر والأيمن، والكعبين الوحشيّين في الجانبين الأيسر والأيمن، وعظمي العقب في الجانبين الأيسر والأيمن، والسُلاميات القاصية للقدمين اليسرى واليمنى. كما ثُبّتت علامة عاكسة إضافية خفيفة الوزن بإحكام على سطح كرة الطائرة. وتم فحص تثبيت العلامات قبل كل محاولة لضمان بقائها ثابتة أثناء عملية الضرب الساحق. جرى تحويل العلامات إلى بيانات رقمية يدويًا وتتبعها إطارًا تلو الآخر باستخدام برنامج تحليل الحركة ثلاثي الأبعاد. وفُحصت المسارات التلقائية بصريًا وصُححت يدويًا عند الضرورة. أما الفجوات في بيانات العلامات التي لا تتجاوز خمسة إطارات متتالية، فقد أُعيد بناؤها باستخدام استكمال السلسلة التكعيبية (cubic-spline interpolation). واستُبعدت التجارب التي احتوت على فجوات أطول أو بيانات مفقودة للعلامات عند حدث رئيسي وأُعيد تنفيذها.
كشف الأحداث وتقسيم المرحلة التقنية
تم تحديد أربعة أحداث رئيسية من خلال فحص إطارات تسجيلات الكاميرا المتزامنة: (1) التلامس الأولي للقدم اليسرى، ويُعرف بأنه الإطار الأول الذي تلامست فيه القدم اليسرى بشكل مرئي مع الأرض (الشكل 2A)؛ (2) تلامس القدمين الثنائي، ويُعرف بأنه الإطار الأول الذي تلامست فيه كلتا القدمين في آن واحد مع الأرض (الشكل 2B)؛ (3) الإقلاع الثنائي، ويُعرف بأنه الإطار الأول الذي غادرت فيه كلتا القدمين الأرض تماماً (الشكل 2C)؛ (4) تلامس الكرة، ويُعرف بأنه الإطار الأول الذي تلامست فيه اليد الضاربة بشكل مرئي مع الكرة وأدت إلى إزاحتها (الشكل 2D). امتدت مرحلة الاقتراب من التلامس الأولي للقدم اليسرى إلى تلامس القدمين الثنائي. وامتدت مرحلة الإقلاع من تلامس القدمين الثنائي إلى الإقلاع الثنائي. أما مرحلة الضرب الهوائي فقد امتدت من الإقلاع الثنائي إلى تلامس الكرة11,12. وقد قام المقيم نفسه بتحديد جميع الأحداث لضمان الاتساق.
الشكل 2: الأحداث الرئيسية لضربة السحق في الكرة الطائرة. (أ) التلامس الأولي للقدم اليسرى. (ب) التلامس بكلتا القدمين. (ج) الإقلاع بكلتا القدمين. (د) ملامسة الكرة. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
معالجة البيانات
المعلمات الكينماتيكية لتقنية الضرب الساحق في الكرة الطائرة التي تم تحليلها في هذه الدراسة هي: زاوية الفصل بين الكتف والورك (الشكل 3A) [يُعرَّف المحور x لنظام إحداثيات الجذع بأنه الخط الواصل بين الشوكة الحرقفية الأمامية العلوية اليسرى والشوكة الحرقفية الأمامية العلوية اليمنى، ويُعرَّف المحور y بأنه الاتجاه الأمامي للشوكة الحرقفية الأمامية العلوية، ويُعرَّف المحور z بأنه الخط الواصل بين منتصف الشوكتين الحرقفيتين الأماميتين العلويتين ومنتصف الأخرمين على المحور الطولي، وهي الزاوية المتكونة من المتجه المحلي للشوكة الحرقفية الأمامية العلوية اليسرى بالنسبة لليمنى والمتجه المحلي للأخرم الأيسر بالنسبة للأيمن والمُدور بالنسبة للمستوى xy لنظام الإحداثيات]؛ زاوية مفصل الكتف (الشكل 3B) [الزاوية المتكونة من مفصل المرفق ومفصل الكتف ومفصل الورك]؛ زاوية مفصل المرفق (الشكل 3B) [الزاوية المتكونة من مفصل الكتف ومفصل المرفق ومفصل الرسغ]؛ زاوية مفصل الرسغ (الشكل 3B) [الزاوية المتكونة من مفصل المرفق ومفصل الرسغ ومفصل الأصابع]؛ زاوية مفصل الورك (الشكل 3C) [الزاوية المتكونة من مفصل الكتف ومفصل الورك ومفصل الركبة]؛ زاوية مفصل الركبة (الشكل 3C) [الزاوية المتكونة من مفصل الورك ومفصل الركبة ومفصل الكاحل]؛ زاوية مفصل الكاحل (الشكل 3C) [الزاوية المتكونة من مفصل الركبة ومفصل الكاحل وأصابع القدم]13,14,15,16,17,18,19. وتم حساب السرعات القطعية للفخذ والساق والقدم من الإزاحة ثلاثية الأبعاد لمركز القطعة المقابلة بين الإطارات المتتالية. وحُصل على السرعة الخطية باستخدام إجراء تفاضل عددي ذو فرق مركزي، وعُبر عنها بالمتر لكل ثانية. كما حُسبت سرعة الكرة من محصلة الإزاحة ثلاثية الأبعاد لعلامة الكرة مقسومة على فاصل العينة البالغ 1/180 s. وعُرِّفت ذروة سرعة الكرة بأنها أعلى سرعة محصلة تم تسجيلها خلال الإطارات الثلاثة الأولى بعد التلامس بين اليد والكرة، وعُبر عنها بالمتر لكل ثانية.
الشكل 3: المعلمات الكينماتية لضربة السحق في الكرة الطائرة. (أ) زاوية الانفصال بين الكتف والورك. (ب) زوايا مفاصل الكتف والمرفق والمعصم. (ج) زوايا مفاصل الورك والركبة والكاحل. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
التحليل الإحصائي
أُجريت التحليلات الإحصائية باستخدام برنامج SPSS. وعُرضت المتغيرات المستمرة في شكل متوسطات وانحرافات معيارية. واستُخدمت اختبارات t للعينات المستقلة لمقارنة العمر، والطول، وكتلة الجسم، ومؤشر كتلة الجسم بين المجموعات عند نقطة البداية. وقد قارن التحليل الأساسي متغيرات الكينماتيكا والأداء في التقييم الثاني بين مجموعة التهيئة بـ NMES ومجموعة الضبط المتطابقة زمنياً باستخدام اختبار Mann–Whitney U. كما تم تسجيل إحصائية Z المعيارية لمقارنات Mann–Whitney U. وحُسب حجم التأثير وفق المعادلة r = |Z|/√N، حيث تمثل N إجمالي حجم العينة لكل مقارنة (N = 30)؛ وفُسرت القيم 0.10 و0.30 و0.50 على أنها تأثيرات صغيرة ومتوسطة وكبيرة، على التوالي. وقُدرت فترات الثقة 95% لمتوسط الفرق (NMES − Control) من المتوسطات والانحرافات المعيارية وأحجام العينات المسجلة باستخدام طريقة Welch. كما حُسبت معاملات ارتباط بيرسون لعزم المنتج باستخدام بيانات التقييم الثاني لمجموعة التهيئة بـ NMES لفحص العلاقات بين متغيرات الكينماتيكا والأداء. وحُسبت فترات الثقة 95% لمعاملات الارتباط باستخدام تحويل Fisher’s z. وطُبق تصحيح بنجاميني-هوشبيرج لمعدل الاكتشاف الخاطئ بشكل منفصل داخل كل عائلة من الأحداث. تضمنت كل عائلة أحداث الاقتراب ثلاث مقارنات، بينما تضمنت عائلات أحداث الإقلاع الثنائي وملامسة الكرة 55 مقارنة لكل منهما. وحددت الدلالة الإحصائية عند α = 0.05 (الجدول 2 والجدول 3).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
الاختلافات بين المجموعات في أداء الضرب الساحق والمعلمات الكينماتيكية
يعرض الجدول 1 الفروق بين المجموعات في أداء ضرب الكرة الطائرة والبارامترات الكينماتيكية المحددة لكل مرحلة عند التقييم الثاني. ضمت كل مجموعة 15 مشاركًا. وخلال مرحلة الضرب الهوائي، كانت سرعة الكرة لحظة ملامستها أعلى بشكل ملحوظ في مجموعة التدريب بـ NMES مقارنة بالمجموعة الضابطة (11.69 ± 2.14 مقابل 9.95 ± 1.48 m/s؛ Z = −2.344, p = 0.019).
عند التلامس الأولي للق...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
بحثت الدراسة في التأثيرات الحادة لتدخل واحد فوري بالتحفيز الكهربائي للعضلات عصبيًا (NMES) على أداء الضرب الساحق لدى لاعبي الكرة الطائرة، مع التركيز على التغيرات الكينماتيكية خلال مراحل الاقتراب، والارتقاء، والضرب الهوائي. وأظهرت النتائج أنه عند تطبيق NMES فورياً على الأطراف السفلية ومجموعات عضلات الجذع الرئيسية، حدث تحسن ملحوظ في زوايا المفاصل، وسرعة الحركة، وسرعة الكرة لدى المشاركين. وهذا يشير إلى أن NMES يمكن أن يحسن التنسيق العصبي العضلي وكفاءة مخرجات الحركة بشكل فوري، ويساعد بشكل كبير في الحركات الرياضية الفنية التي ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
يقر المؤلفون بعدم وجود تضارب في المصالح. تم استخدام أداة ذكاء اصطناعي توليدي، وهي ChatGPT (OpenAI)، أثناء مراجعة المخطوطة للمساعدة في التحرير اللغوي باللغة الإنجليزية، والتصحيح النحوي، وتحسين الوضوح والقابلية للقراءة. لم يتم استخدام أداة الذكاء الاصطناعي لتوليد بيانات البحث أو معالجتها أو تفسيرها؛ أو لإجراء التحليلات الإحصائية؛ أو إنتاج نتائج الدراسة؛ أو لإعداد الأشكال أو تعديلها. وقد تمت مراجعة جميع النصوص التي تمت الاستعانة بالذكاء الاصطناعي في كتابتها مراجعة نقدية، والتحقق منها وتصحيحها من قبل المؤلفين، الذين يتحملون المسؤولية الكاملة عن دقة ونزاهة ومحتوى المخطوطة النهائية.
شكر وتقدير
تم دعم هذه الدراسة من قبل المشروع الرئيسي لمشروع تعليم وبحث المعلمين الشباب ومتوسطي العمر في مقاطعة فوجيان (العلوم والتكنولوجيا) (رقم JZ240034)، ومؤسسة العلوم الاجتماعية في مقاطعة فوجيان (رقم FJ2025T011)، وصندوق بدء أبحاث الدكتوراه في جامعة جيمي (رقم Q202440)، ومشروع التعليم التعاوني بين الصناعة والأكاديميا التابع لوزارة التربية والتعليم (رقم 231104575130151).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| جهاز العلاج بالنبضات معدلة التردد | لم يتم تحديد الشركة المصنعة في سجلات الدراسة | غوانغتشو، الصين | ZN-566 |
| كاميرا عالية السرعة | شركة سوني (Sony Corporation) | طوكيو، اليابان | PXW-FS7 |
| SPSS | IBM | أرمونك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية | الإصدار 27 لنظام ويندوز (Windows) |
| نظام تحليل الحركة ثلاثي الأبعاد | Visol Inc. | غوانغميونغ، جمهورية كوريا | Kwon3D |
المراجع
- Mekuriyaw E. Effect of high intensity interval training on selected physical fitness qualities and spiking technique of volleyball project players [doctoral dissertation]. Ethiopia: Bahir Dar University; 2022.
- Maffiuletti NA, et al. Electrical stimulation for investigating and improving neuromuscular function in vivo: Historical perspective and major advances. J Biomech. 2023;152:111582.
- Liu M, Wu J, Tao J. Optimal recognition of volleyball player’s arm movement track based on embedded microprocessor. Wirel Commun Mob Comput. 2022;(1):3525197.
- Kawai M, et al. Effect of ball positions on trunk, hip, knee, and ankle joint kinematics and kinetics during a spike jump in volleyball. Gait Posture. 2024;113:419-426.
- Van Dyke M. Does the use of the antagonist facilitated specialization and oscillatory training methods reduce co-activation and improve rate of force development to a greater extent than traditional methods. Culminating Projects in Kinesiology. 2015.
- Qi S, et al. Advances in non-invasive brain stimulation: enhancing sports performance function and insights into exercise science. Front Hum Neurosci. 2024;18:1477111.
- Chen CF, et al. Kinematic analysis of countermovement jump performance in response to immediate neuromuscular electrical stimulation. Math Biosci Eng. 2023;20(9):16031-16042.
- Chen CF, Shen XX, Chou YC, Wu HJ. Effects of hurdle leg stretch and neuromuscular electrical stimulation intervention on front kick in martial arts: A kinematic analysis. Mol Cell Biomech. 2025;22(3):1479-1479.
- Muthalib M, et al. Effects of increasing neuromuscular electrical stimulation current intensity on cortical sensorimotor network activation: a time domain fNIRS study. PLoS One. 2015;10(7):e0131951.
- Xu X, et al. Effects of electrical stimulation on skin surface. Acta Mech Sin. 2021;37(12):1843-1871.
- Oliveira LDS, et al. A systematic review of volleyball spike kinematics: Implications for practice and research. Int J Sports Sci Coach. 2020;15(2):239-255.
- Giatsis G, Tilp M. Spike arm swing techniques of Olympics male and female elite volleyball players (1984-2021). J Sports Sci Med. 2022;21(3):465.
- Chen C, et al. Analysis of rhythmic movement techniques in female college long jump athletes: Insights from athletics open. Mol Cell Biomech. 2025;22(5):1711-1711.
- Chen CF, et al. Running speed and slope effects on spatiotemporal parameters and running technology in male and female recreational runners. Mol Cell Biomech. 2025;22(5):1832-1832.
- Chen CF, et al. The impact and correlation of running landing methods on leg movement ability. Acta Bioeng Biomech. 2023;25(4):155-162.
- Chen CF, Wu HJ. The effect of an 8-week rope skipping intervention on standing long jump performance. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(14):8472.
- Chen CF, Wu HJ, Liu C, Wang SC. Kinematics analysis of male runners via forefoot and rearfoot strike strategies: A preliminary study. Int J Environ Res Public Health. 2022;19(23):15924.
- Chen CF, Chuang MH, Wu HJ. Joint energy and shot mechanical energy of glide-style shot put. Proc Inst Mech Eng P J Sports Eng Technol. 2022;239(2):274-282.
- Chen CF, et al. Motion analysis for jumping discus throwing correction. Int J Environ Res Public Health. 2021;18(24):13414.
- Sheppard JM, et al. Relative importance of strength, power, and anthropometric measures to jump performance of elite volleyball players. J Strength Cond Res. 2008;22(3):758-765.
- Milo N, Grosu E, Milo M. Vertical jump enhancement with respect to volleyball vertical jump. Stud Univ Babes-Bolyai Educ Artis Gymnast. 2017;62(4):87-102.
- Borzuola R, Labanca L, Macaluso A, Laudani L. Modulation of spinal excitability following neuromuscular electrical stimulation superimposed to voluntary contraction. Eur J Appl Physiol. 2020;120:2105-2113.
- Borzuola R, et al. Frequency-dependent effects of superimposed NMES on spinal excitability in upper and lower limb muscles. Heliyon. 2024;10(21):e40145.
- Bickel CS, Yarar-Fisher C, Mahoney ET, McCully KK. Neuromuscular electrical stimulation-induced resistance training after SCI: a review of the Dudley protocol. Top Spinal Cord Inj Rehabil. 2015;21(4):294-302.
- Khan MA, et al. A systematic review on functional electrical stimulation based rehabilitation systems for upper limb post-stroke recovery. Front Neurol. 2023;14:1272992.
- Li S, et al. The effect of neuromuscular electrical stimulation superimposed on quadriceps training on gait dynamics after anterior cruciate ligament reconstruction. J Back Musculoskelet Rehabil. 2025;38(1):139-147.
- Wang X, Li H, Chen J. Neuromuscular electrical stimulation enhances lower limb muscle synergies during jumping in martial artists post-anterior cruciate ligament reconstruction: A randomized crossover trial. Bioengineering (Basel). 2025;12(5):535.
- He J, Li M, Zhang Q, Zhang Z. Associations between the performance of vertical jump and accelerative sprint in elite sprinters. Front Bioeng Biotechnol. 2025;13:1539197.
- Junge N, et al. Force-velocity-power profiling of maximal effort sprinting, jumping and hip thrusting: Exploring the importance of force orientation specificity for assessing neuromuscular function. J Sports Sci. 2021;39(18):2115-2122.
- Seitz LB, Haff GG. Factors modulating post-activation potentiation of jump, sprint, throw, and upper-body ballistic performances: A systematic review with meta-analysis. Sports Med. 2016;46:231-240.
- Karabel F, Makaracı Y. Optimal recovery time for post-activation performance enhancement after an acute bout of plyometric exercise on unilateral countermovement jump and postural sway in national-level female volleyball players. Appl Sci (Basel). 2025;15(8):4079.
- Gupta D, Jensen JL, Abraham LD. Biomechanics of hang-time in volleyball spike jumps. J Biomech. 2021;121:110380.
- Suhadi S, Guntur G, Kriswanto ES, Nopembri S. Muscular endurance and strength as predominant factors on spike among young volleyball athletes. Retos. 2023;50:349-356.
- Gonçalves CA, et al. Neuromuscular jumping performance and upper-body horizontal power of volleyball players. J Strength Cond Res. 2021;35(8):2236-2241.
- Garcia S, et al. Comparison of landing kinematics and kinetics between experienced and novice volleyball players during block and spike jumps. BMC Sports Sci Med Rehabil. 2022;14(1):105.
- Sedaghati P, Baharmast Hossein Abadi A, Zolghadr H. Effect of core stability exercises on volleyball players: A systematic review. Phys Treat Spec Phys Ther J. 2023;13(3):147-158.
- Comba D, et al. Evaluation of lower extremity and core strength in young female and male volleyball players. J Pioneer Med Sci. 2024;13(1):53-57.
- Tsoukos A, et al. Upper and lower body power are strong predictors for selection of male junior national volleyball team players. J Strength Cond Res. 2019;33(10):2760-2767.
- Baena-Raya A, et al. The force-velocity profile as determinant of spike and serve ball velocity in top-level male volleyball players. PLoS One. 2021;16(4):e0249612.
- Li X, Wang D, Gao S, Zhou C. Impacts of kinematic information on action anticipation and the related neurophysiological associations in volleyball experts. Brain Sci. 2024;14(7):647.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.