Summary
この研究は、卓球における脳卒中時のクロスステップとチェイスステップの間の地盤反力特性を調査するためのプロトコルを提示する。
Abstract
クロスステップとチャッセステップは、卓球の基本的なステップです。この研究は、卓球における脳卒中時のクロスステップとチェイスステップの間の地盤反力特性を調査するためのプロトコルを提示する。16人の健康な男性全国レベル1卓球選手(年齢:20.75±2.06歳)は、実験の目的と詳細を理解した後、実験に参加することを志願しました。参加者全員が、それぞれクロスステップとチェイスステップでボールをターゲットゾーンに打つように求められました。前部後部の地盤反力、内側横方向、および垂直方向の参加者は、力プラットフォームにより測定した。この研究の重要な発見は、クロスステップフットワーク(0.89±0.21)の後方地上反力が、チェイスステップフットワーク(0.82±0.18)よりも有意に大きかった(P = 0.014)であった。しかし、 クロスステップフットワークの横方向のグランド反力(-0.38±0.21)は、チャスプステップフットワーク(-0.46±0.29)よりも有意に低く(P<0.001)、クロスステップフットワーク(1.73±0.19)の垂直グランド反力は、チャ±(p < 0.001)よりも有意に低かった。運動鎖のメカニズムに基づいて、滑走のよりよい下肢の動的性能はエネルギー伝達に役立つかもしれないし、従って振動速度に利益をもたらすかもしれない。初心者は、技術的にボールを打つためにチャスステップから開始し、クロスステップのスキルを練習する必要があります。
Introduction
卓球は100年以上にわたりスポーツトレーニングと競技練習で継続的に発展してきました1.経済のグローバル化と文化交流により、卓球は様々な国で急速に発展しました2,3.例えばクロアチアでは、卓球はクラブだけでなく、大学、学校、さらには寮でも4でプレーされています。スポーツの分析の確立は、スポーツの確立は、トレーニングや競争に役立ちます 5 .卓球競技では、選手は試合6に勝つために良い戦略を必要とします。また、フットワークは卓球でマスターしなければならないスキルであり、卓球トレーニングの基礎であり、重要なポイントの1つでもあります。チャスステップとクロスステップは、卓球7の基本的なステップです。すべてのスポーツスキルは、基本的な機械的構造を持っています。バイオメカニクスの研究は、卓球の進歩と発展に大いに関心を持っています。トレーニングや競技では、卓球選手はステップ7を通して正確なポジションを見つけます。したがって、卓球のステップを研究する必要があります。
アジアの選手はトレーニング中と競技8の両方でヨーロッパの選手よりも頻繁にステップを使用して、異なる地域からの卓球選手のステップに違いがあります。競技中、ハイレベルの卓球選手は、より安定したステップで、より短い時間でボールを打ち、次のボール9を打つために十分な時間を持つことになります。卓球では、クロスステップの打撃アクションのために、ほとんどの場合、ボールを保存するための技術的なアクションであり、高品質で打撃アクションを完了することができない。それどころか、クロスステップの打ちとは異なり、チャスステップヒットは一般的な技術的なアクションであるため、選手はストロークの質を確保するために練習を通じて打撃技術アクションをよりよく把握することができます。チャスステップは、ドライブレッグ(右脚)が右側(ボールに向かって)移動し、左脚が移動する時です。クロスステップは、ドライブレッグ(右脚)が大きな距離で右側(ボールに向かって)移動し、左脚が動かない場合です。
これまでの研究を通じて、下肢の筋肉は卓球のパフォーマンス10で重要な役割を果たす。卓球はテニスの動きと似ています。サービングスキル11の異なるレベルを持つテニス選手の下肢の運転安定性には違いがあります。卓球は、膝の屈曲とトランク12の非対称的なトーションを伴う。卓球選手のスキルを向上させるためには、骨盤13の回転に注意を払う必要があります。フォアハンドループをプレイするとき、優れた卓球選手は、より良い唯一の制御能力を持っています14.ハイレベルの卓球選手は、より良い足底圧偏差を制御し、内側と外側の圧力偏差を増加させ、フロントとバックの圧力偏差15を減らすことができます。ストレートショットと比較すると、斜めのショットは、スイング16の間に大きな膝の延長を持っています。卓球サービス技術は多様で、複雑な生体力学的特性を有する。スタンディングサーブと比較して、スクワットサーブは、より高い下肢ドライブ17を必要とする。初心者と比較して、エリートアスリートは、クロスステップの練習7で彼らのストライドでより柔軟です。
以上を踏まえて、科学の進歩と卓球の技術の継続的な発展に伴い、卓球に参加する選手や研究者が増えており、スポーツをサポートするために高品質の生体力学的研究が必要です。しかし、卓球の複雑さから、研究者がバイオメカニクス1を測定することは困難である。卓球の下肢のバイオメカニクスに関する研究はほとんどありません。この研究の目的は、ラケットリードの動きにおけるエリート大学卓球選手の地上反力を測定し、チャスステップとクロスステップでスイングすることであった。2つのステップの地上反力データを比較する。この研究の最初の仮説は、チェイスステップとクロスステップが異なる地盤反力特性を有することです。チャスステップとクロスステップの地上反力は、卓球選手のためのガイダンスと提案を提供する2種類のステップの運動データを取得するために使用されます。
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Protocol
この研究は、寧波大学の人間倫理委員会によって承認されました, 中国.卓球実験の目標、詳細、要件、実験手順について話された後、すべての被験者から書面によるインフォームド・コンセントが得られました。
卓球の実験室準備
- USB ドングルを PC のパラレルポートに挿入し、モーションキャプチャ赤外線カメラとアナログからデジタルへのコンバータを開きます。
注:本研究室では、モーション取得システムと共に力プラットフォーム(サンプリング周波数1000 Hz)を使用し、同じシステムを通じて力プラットフォームで収集したデータを表示し、事前に解析しました。フォースプラットフォームのデフォルトのサンプリング周波数は1000 Hzです。 - デスクトップ上のソフトウェアアイコンをダブルクリックして、トラッキングソフトウェアを開きます。
メモ:ソフトウェアを開く前に、実験環境内のすべての障害物を取り除き、地面をきれいにしてください。 - ハードウェア接続が真であれば、すべてのカメラノードに緑色のライトが表示されます。すべてのカメラのインジケータランプが緑色の場合は、 ローカルシステムで8台のカメラを選択します。
- パースビューウィンドウで カメラ をクリックし、ストロボの強度を0.95-1、ゲインを1倍(x1)、しきい値を0.2-0.4、最小円形比を0.5、グレースケールモードからオート、最大ブロブ高さを50に調整します。
- T補正ラックを撮影エリアの中央に置き、システム内の8台のカメラを選択します。2D モデルを使用して、カメラが T 補正を識別できること、およびノイズ ポイントがないことを確認します。
- T補正ラックをカメラ領域の中央に配置します。[システム準備]の[L - フレーム] ドロップダウン リストをクリックし、[5 マーカー ワンド & L - フレーム] を選択します。次に、[AimMX カメラ] オプションの下にある[スタート] ボタンをクリックします。
- [システムの準備] ボタンを選択し、ツールウィンドウの [MX カメラのキャリブレーション] セクションの [スタート] ボタンをクリックします。次に、キャプチャ範囲内でT-wandを振ります。赤外線カメラの青色のライトが点滅しなくなったら、操作を停止します。
- キャリブレーションプロセスが100%で完了し、0%に戻るまで、進行状況バーを観察します。同時に、画像の誤りを観察します。イメージのエラーが 0.3 未満の場合は、次の操作を続行します。
- T字型補正フレームを移動領域の中央に配置して、軸方向が力プラットフォームの境界方向と一致するようにします。
- ツール ウィンドウの [ボリュームの原点を設定] セクションの下にある [開始] ボタンを選択します。
2. 参加者の準備
注:16人の健康な男性の全国レベル1卓球選手が実験に参加することを志願しました(年齢:20.75±2.06年。高さ:173.25±6.65センチメートル。重量:66.50±14.27キロ;トレーニング年:12.50±2.08年)。それらのすべては、寧波大学の卓球チームに属しています.実験開始前に、実験の詳細とプロセスを参加者に再度簡単に説明し、実験の条件を満たした参加者の書面によるインフォームド・コンセントを得た。
- 右利きで右足を支配的にし、身体の健康状態が良好で、過去6ヶ月間に下肢の病気や怪我をする参加者を選択します。実験条件を満たした男性参加者16名を含めた。参加者の人口統計情報を 表 1に示します。
注: 左手のラケットユーザーが少ないため、この実験に参加するのに十分な右利きのラケットユーザーを見つける方が簡単でした。 - すべての参加者に、フィットネスに関するアンケートに記入してもらいます。
注:質問は次のとおりです: あなたは卓球競技の歴史を持っていますか?1週間にどのくらいの頻度で卓球のトレーニングに参加しますか?過去6ヶ月間に下肢障害や怪我を負いましたか? - すべての参加者がプロの卓球マッチシューズだけでなく、同一のTシャツとタイトフィットパンツを着用することを確認してください。参加者全員に同じプロ卓球ラケットを使用してもらいます。
- 各参加者に実験環境に適応するために5分、プロのトレッドミルとストレッチで軽く走ってウォームアップする15分を与えます。実験の期間が短いため、被験者が安定した状態に保つために、正式な実験中に飲食を制限します。
注:参加者はまず、ラボのプロのランニングテーブルで適応速度で5分のジョギングを完了し、続いて下肢の筋肉を5分伸ばしました。最後に、卓球フットワークの練習を5分間行いました。ウォームアップタスクを完了した後、参加者は状態を調整するために2分を与えられました。正式なデータ収集が開始されました。
3. 静的キャリブレーション
- ツールバーの[ データ管理 ]ボタンをクリックします。
- ツールバーの [ 新しいデータベース ] タブをクリックし、[ 場所] をクリックして、試用版の説明をインポートします。 [臨床テンプレート] を選択し、[ 作成 ] ボタンをクリックします。
- [データベースを開く] ウィンドウで作成したデータベースの名前を選択します。次に、緑色の[新しい患者カテゴリ]ボタン、黄色の[新しい患者]ボタン、およびグレーの[新しいセッション]ボタンをクリックして、新しく開いた画面に実験情報を作成します。
- [ 件名 ] をクリックして、Nexus メイン ウィンドウに [新しいサブジェクト] データ セットを作成します。
- [サブジェクト キャプチャ] セクションの [開始] ボタンをクリックして、静的モデルを作成します。静止モデルの確立を完了するには、イメージフレームが140-200のときに[停止]ボタンをクリックします。
注:参加者は実験中に力のプラットフォームに立つことを求められました。彼らは両手を折りたたんで胸に上げ、先を見て、足の肩幅を離して安定した姿勢を保つように求められました。
4. 動的試験
- 図 1に示すように、卓球台とボールバスケットを実験環境に置き、被験者が 2 種類のフットワークを実行するのに十分なスペースを確保します。
注:卓球台とボールはプロのイベントの基準に従います。 - 参加者に準備完了位置を保持してもらい、実験者がスタートコマンドを与えたら、コーチに卓球ボールを最初と最後の衝撃領域にそれぞれ提供するように頼みます。
- 正式な実験が始まる前に、練習を通してこのポジションに慣れるのに十分な時間を参加者に与えてください。
- 参加者にテーブルから約半メートル離れたテーブルの左側から始めてもらいます。その後、最大の力でフォアハンドで第1および第2のサーブボールを打ち、2回目のストロークタスクを終了した後に準備ができている位置に戻るように依頼します。
- 参加者に、まず、チャスステップフットワークを使用して5回の成功したストロークを完了してもらい、次にクロスステップフットワークを使用して5回の成功したストロークを完了してもらいます。
- ソフトウェアで、録音を開始するために圧力プラットフォームの キャプチャ ボタンをクリックし、録音を終了するために 停止 ボタンをクリックします。参加者ごとに 5 回繰り返します。
注: ショットがターゲット領域の範囲内にない場合、または被験者の右足が力プラットフォーム上に完全に配置されていない場合は、測定が再度行われます。
5. 後処理
- [データ管理]ウィンドウで試用版名をダブルクリックします。ツールバーの[パイプラインの再構築]ボタンと[ラベル]ボタンをクリックして、実験デモンストレーションを表示します。
- パースペクティブ ウィンドウで、タイム バーの青い三角形を移動して、目的の時間間隔をインターセプトします。
- [サブジェクトの調整] ウィンドウにある動的プラグインの検索を選択します。[スタート]ボタンをクリックして、データを実行してエクスポートします。
6. 統計分析
- プロの統計ソフトウェアを使用して、すべてのデータを分析します。シャピロ-ウィルクス検定を実行して、すべての変数の正規分布を確認します。
- ペアの t-testを使用して、卓球ストローク中のチャスステップフットワークとクロスステップフットワークの運動特性を比較します。
- 有意水準を p < 0.05 に設定します。結果は、特に明記されていない限り、テキスト全体の標準偏差±平均として表示されます。
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Representative Results
図2および表2に示すように、クロスステップフットワークの後地反力(0.89±0.21)は、チェイスステップフットワーク(0.82±0.18)と比較して有意に大きかった(P = 0.014)。しかし、クロスステップフットワークの横地合い(-0.38±0.21)は、チェイスステップフットワーク(-0.46±0.29)よりも有意に低かった(P<0.001)。さらに、クロスステップフットワークの垂直グランド反力(1.73±0.19)は、チェイスステップフットワーク(1.9±0.33)よりも有意に低かった(P<0.001)。卓球におけるストローク中のクロスステップとチャッセステップフットワークの間の内側または前地上反力の間に違いは認められなかった(P > 0.05)。
図1: 実験の設定ここをクリックして、この図の大きなバージョンを表示してください。
図2: 後部、前部、内側、横方向、縦方向の地盤反力を クリックして、この図の大きなバージョンを表示してください。
| 参加者 (n) | 年齢(年) | 高さ(cm) | 重量 (kg) | トレーニング年(年) |
| 16 | 20.75±2.06 | 173.25±6.65 | 66.50±14.27 | 12.50±2.08 |
表 1: 参加者の人口統計情報テーブル
| 地上反力 | クロスステップフットワーク平均±SD | シャスステップフットワーク平均±SD | P値 | |
| 射手座面 | 後の | 0.89±0.21 | 0.82±0.18 | 0.014* |
| 前 | -0.02±0.05 | -0.01±0.04 | 0.705 | |
| 前頭面 | 介音 | 0.31±0.39 | 0.27±0.33 | 0.078 |
| 側面 | -0.38±0.21 | -0.46±0.29 | <0.001* | |
| 水平平面 | 垂直 | 1.73±0.19 | 1.9±0.33 | <0.001* |
表2:卓球でのストローク中の3つの平面におけるシャスステップフットワークとクロスステップフットワークの地上反力情報。 チャスステップフットワークとクロスステップフットワークの有意な違いは、アスタリスク(*)で示されます。BWは体重の倍数を意味する。
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Discussion
本研究の目的は、卓球におけるストローク中のクロスステップとチャスステップの間の地盤反力特性を調べる。この研究の主な知見は、ここに述べられている。クロスステップフットワークの前地反力は、チェイスステップフットワークよりも有意に大きかった。クロスステップフットワークの横地反力は、チェイスステップフットワークよりも有意に低かった。クロスステップフットワークの垂直グランド反力は、チェイスステップフットワークよりも有意に低かった。
マルサンら(2020)は、ニュートンの第2法則が、地上反応力18のピークを除いて地上反力値の推定法として良好であることを示した。本研究の結果において、地上反力の表示値は、マルサンら(2020)が観測した測定値に近い。これは、この研究の結果をさらにサポートします。完璧なストロークは、全身の調整を必要とします。フットワークパターンの制御には、互いに相互作用する身体部分の協調的なシーケンスが必要であり、すべてのリンクの最適な活性化は「キネティックチェーン」11、19、20と定義される。下肢は、運動鎖の起点として、運動鎖9,21の連続的な動きを通して、下肢から上肢に最も活性化されたエネルギーを伝達する。これらには、ボールを打つときに体の完全性だけでなく、下肢運動連鎖のより完全な伝達が含まれます。
チャスステップ打撃運動の横地反力は、クロスステップ打撃運動の作用よりも著しく大きい。Lam et al. (2019) も同様の結果を観察した。サイドステップの最大水平力は、1ステップ22よりも有意に高かった。チャスステップ打つ技術は、練習を通じて選手によって習得することができ、クロスステップ打撃技術は、チェイスステップ打撃アクションと比較して大きなばらつきを持っています。したがって、チャスステップの打撃の練習の多くと、選手の下肢運動連鎖伝達がより完全かつスムーズになり、プッシュ力の過程でボールを打つスイングがより完全になる可能性があります。運動鎖の流れは、下肢から上肢へのエネルギー伝達に資し、ラケットスポーツ22、23、24、25においてラケットおよびボール速度にかなり影響を与える。一般に、横方向のグラウンド反力の点では、シャスステップ打球は、クロスステップ打撃ボールよりも高く、これは、垂直地反力に関するこの研究の結果を再び確認する。クロスステップの変動性と即時性により、クロスステップの打撃技術はスイングアクションを完全に完了できません。したがって、前方向の補償機構として、より大きなプッシュが必要となる。補償するために、クロスステップは、シャッセステップ打撃技術よりも大きな前地盤反力を示す。下川ら(2020)は、テニスフォアハンドのグラウンドストロークでも同様の結果を調査した。ピーク前部後方の反力は、フォアハンドポストインパクトボール速度26に影響を与える上で影響力のある役割を果たす。しかし、大きな前地反力は、重心が最初の位置に時間内に戻らない原因となり、次の運動の開始に影響を与える可能性があります。トレーニングや競技の実用化では、選手やコーチは、クロスステップフットワーク中に重心を制御する能力を習得しようとします。初心者は、チェイスステップフットワークからボールを打つことから始めるべきです。ボールを打つ間に重心をコントロールする能力を習得したプレイヤーは、さらにクロスステップフットワークを使用することを学ぶことができます。
プロトコルには、いくつかの重要な手順があります。まず、被験者は、2つのフットワークを実行する際に力測定テーブルの中心位置を正確に踏み、被検体の地盤反力データを完全かつ正確に収集できることを保証する必要がある。足がプラットフォームの外側に配置されているデータは、除去する必要があります。第二に、実験の実行中に、正確にデータを収集するために、選手は「開始」コマンドを聞いた後に行動を実行する必要があります。同じ実験者がコマンドを発行する責任があります。第3に、データ後処理の過程において、被験者の動きの解釈は極めて厳格であるべきである。
この研究の主な限界は、実験全体が実際の一致環境であり、この研究の結果の実際的な応用に影響を及ぼすことであった。第二に、本研究では、スイングステージにおける2つの足音のグランド反力情報のみを測定した。今後のさらなる研究では、実験データを可能な限り真の競争環境に近い状況で収集し、ラケットリードステージの地上反力情報も一緒に収集する必要があります。
2つのフットワーク技術のグランド反力を比較することにより、クロスステップフットワークの前地反力は、チェイスステップよりも有意に大きかった。クロスステップフットワークは、多くの場合、クロスステップの適時性の結果である可能性があり、大きな距離からボールを回復するために使用されます。初期位置に戻る時間は重心を変え、次のアクションの開始に影響を与えました。選手やコーチは、クロスステップフットワークを使用し、重みをあまり前進させず、次の動きに影響を与えないように重心を十分にコントロールすることに注意を払う必要があります。同時に、プレーヤーは、次の動きに備えるために、クロスステップストローク後できるだけ早くステップを調整する必要があります。チャスステップの横方向および垂直接地反力は、クロスステップフットワークよりも有意に大きかった。チャスステップは、アスリートがボールを打つためにトレーニングを通じて学ぶことができるアクションです。下肢の駆動力を強化し、下肢のパワーチェーンの伝達を最適化すると、スイングの速度とパワーが向上する可能性があります。
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Disclosures
潜在的な利益相反は著者によって報告されなかった。
Acknowledgments
この作品は、中国国立自然科学財団(no. 81772423)によって支援されました。著者たちは、この研究に参加した卓球選手に感謝したいと思います。
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 14 mm Diameter Passive Retro-reflective Marker | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | n=22 | |
| Double Adhesive Tape | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | For fixing markers to skin | |
| Force Platform | Advanced Mechanical Technology, Inc. | Measure ground reaction force | |
| Motion Tracking Cameras | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | n= 8 | |
| T-Frame | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - | |
| Valid Dongle | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | Vicon Nexus 1.4.116 | |
| Vicon Datastation ADC | Oxford Metrics Ltd., Oxford, UK | - |
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