English version

Drop miednicy to zjawisko, w którym podczas fazy podporu miednica opada po stronie nogi wymachowej. Oznacza to utratę stabilności bocznej w płaszczyźnie czołowej. Czujnik ruchu rejestruje to jako obrót miednicy. Na wykresie widać markery początku i końca fazy kontaktu z podłożem (GCT): ICL–LCL dla lewej nogi i ICR–LCR dla prawej. Analiza obejmuje właśnie te przedziały czasowe. Zielona linia pokazuje przebieg kąta pochylenia miednicy w stopniach. Podczas lądowania na lewej nodze miednica obraca się zgodnie z ruchem wskazówek zegara (linia nad osią), a przy lądowaniu na prawej — w przeciwnym kierunku (linia pod osią). Różnica między wartością kąta w momencie kontaktu (IC) a maksymalnym dropem wynosi: DROP L = 4.9° i DROP R = 3.5°. Maksymalne wartości występują w około 91.7 ms od początku kontaktu. Przedziały te oznaczono na wykresie jako DT (Drop Time).

Dynamika wejścia w drop (DR▼ – Drop Rate ze strzałką w dół).
Drop Rate oznacza prędkość kątową miednicy, wyrażoną w stopniach na sekundę. Pokazuje, jak szybko zmienia się kąt pochylenia miednicy w fazie podporu oraz moment osiągnięcia maksimum. Maksymalna dynamika wejścia w drop to różnica pomiędzy wartością DR w momencie kontaktu (IC) a wartością szczytową DRmax. Dla lewej nogi: DR▼ L = 83.8°/s , dla prawej: DR▼ R = 45.4°/s. Maksimum tej dynamiki pojawia się w 50.0 ms dla lewej nogi i 58.3 ms dla prawej. Przedziały te oznaczono na wykresie jako DR▼T (Drop Rate Time ze strzałką w dół).

Dynamika wyjścia z dropu (DR▲ – Drop Rate ze strzałką w górę).
Pomiar prędkości kątowej wyjścia z dropu odbywa się w ten sam sposób jak przy wejściu. Maksymalna wartość dla lewej nogi wynosi: DR▲ L = 150.8°/s, dla prawej: DR▲ R = 116.4°/s. Moment jej wystąpienia liczony jest od chwili, gdy miednica zmienia kierunek obrotu — czyli od szczytu zielonej krzywej. Występuje on w 66.7 ms dla lewej nogi i 58.3 ms dla prawej. Przedziały te oznaczono na wykresie jako DR▲T (Drop Rate Time ze strzałką w górę).

Omawiane przebiegi można zobaczyć w panelu roboczym. Panel pokazuje zielony wskaźnik obrazujący ciągły ruch przechylania się miednicy w obu kierunkach podczas biegu. Pod wykresem znajduje się licznik roll, wyskalowany w stopniach. Pokazuje on aktualny kąt pochylenia miednicy oraz wstępny przechył w fazie lotu, tuż przed lądowaniem. Dane te pozwalają obserwować dynamikę ruchu w czasie rzeczywistym i mają potencjał diagnostyczny.

Warstwa biomechaniczna.
Drop miednicy i jego dynamika wejścia oznaczają częściową utratę energii sprężystej. Objawia się to deformacją i chwilową destabilizacją fazy podporu podczas hamowania i ładowania tkanek. Zjawiska te są nieuniknione, ale można je ograniczać, zmniejszając tempo wejścia w drop.

Na wykresie moment największego tempa przechyłu miednicy (DR▼T) pokrywa się z czasem dynamiki hamowania (BRT – Braking Time) widocznym na żółtej linii prędkości poziomej miednicy, opisanej w 6 części. Ta zbieżność (BRT = DR▼T) wskazuje, że utrata stabilności bocznej jest powiązana z hamowaniem w płaszczyźnie strzałkowej. Skrócenie czasu DR▼T może więc jednocześnie ograniczyć dynamikę wyjścia (DR▲T).

Co ciekawe, dynamika wyjścia z dropu jest większa niż jego wejścia — oznacza to, że układ kompensuje wcześniejszą utratę stabilności, co może osłabiać fazę odbicia. Ocena ilościowa dropu i jego dynamiki wymaga porównania z danymi z innych biegów i zawodników. Zjawisko to nadal wymaga dalszych badań i pomiarów.

Artykuł Co kryje się za kropką Garmina – cz. 9 – drop miednicy pochodzi z serwisu parawruch.pl.

English version

Przodopochylenie (Anterior Pelvic Tilt) to ustawienie miednicy w płaszczyźnie strzałkowej (obrót wokół osi poprzecznej). W trakcie biegu jego zakres zwykle nie przekracza kilku stopni. Można go zarejestrować metodami wizualnymi lub mierząc zmiany pochylenia czujnika umieszczonego na miednicy.  W literaturze rzadko analizuje się szczegółowo ten aspekt, dlatego rozumienie dynamiki tego ruchu wymaga badań, które pozwolą właściwie interpretować obserwowane zjawiska. Nowe metryki mierzące zmiany przodopochylenia miednicy mogą dostarczyć kluczowych informacji o dynamicznej stabilizacji fazy podporu i efektywności napędu.

Animacja biegu Mo Katira, o którym pisałem w części 6, została uzupełniona o parametr nachylenia miednicy – TILT (pitch) oraz o jego graficzny wskaźnik w postaci zielonej, ukośnej linii, obrazujący przebieg tego nachylenia.

Uruchomienie animacji w tempie rzeczywistym pokazuje ruch wskaźnika, który można określić jako krótkie wychylenia w kierunku pogłębienia przodopochylenia, wywoływane uderzeniem o podłoże i dynamiką hamowania. Wskaźnik pozwala dostrzec, że pozornie stabilna miednica i tułów biegacza podlegają niewielkim, powtarzalnym oscylacjom obrotowym.

W analizowanym biegu maksymalne odchylenia od bazowej wartości średniej (TILT = 28.9°) wynosiły +3.2° w kierunku przodopochylenia i –4.9° w kierunku tyłopochylenia. Wartość maksymalnej prędkości kątowej w pierwszej części fazy podporu oraz moment jej wystąpienia stanowią podstawę proponowanych w artykule metryk biegowych.

TR (Tilt Rate) to metryka oznaczająca maksymalną, dodatnią wartość prędkości kątowej w fazie podporu.

TRT (Tilt Rate Time) to metryka, będąca czasem mierzonym od momentu maksymalnego tyłopochylenia (początek narastania przodopochylenia) do osiągnięcia maksymalnej wartości TR.

Poniższy wykres prezentuje przebieg odchyleń miednicy (zielona linia – pitch) oraz ich dynamikę, czyli prędkość kątową (czerwona linia – pitch rate). Określenia pitch i pitch rate odnoszą się tutaj do sygnałów oscylujących wokół zera, ponieważ od całego przebiegu została odjęta średnia wartość nachylenia miednicy.

Początek TRT oznacza zmianę kierunku obrotu miednicy. Od tego momentu rozpoczyna się narastanie przodopochylenia. Moment wystąpienia maksymalnej wartości TR przypada w przybliżeniu na okres maksymalnych wartości dynamiki hamowania miednicy w osi poziomej. Zjawiska te są ze sobą powiązane, jednak ich pełna interpretacja wymaga dalszych badań.

Animacja w panelu roboczym przedstawia przebieg kąta (pitch) oraz prędkości kątowej (pitch rate), nałożone na obraz biegu. Dzięki temu można obserwować odchylenia miednicy oraz jak dynamicznie zachodzą zmiany jej ustawienia. Maksymalne odchylenia od bazowej wartości średniej TILT = 24.2° wynosiły +4.8° w kierunku przodopochylenia i –5.8° w kierunku tyłopochylenia.

Obie animacje z prezentowanymi pomiarami mają charakter obserwacyjny.

Warstwa biomechaniczna.
W czasie kontaktu z podłożem miednica wykonuje obrót w stronę pogłębionego przodopochylenia. Ruch ten może zwiększać napięcie tkanek, chwilowo usztywniając sylwetkę i poprawiając dynamiczną stabilizację. Jego zakres i dynamika zależą od tempa biegu. Doświadczenia ruchowe i obserwacje praktyczne pozwalają wstępnie zwiększyć sztywność dzięki mobilizacjom tkankowym miednicy w większym przodopochyleniu z równoczesnym cofnięciem dolnych żeber. Taki ruch kontrujący pozycjonuje tułów względem miednicy. Napięte w ten sposób tkanki tułowia zwiększają odczuwaną sztywność, co w praktyce może przełożyć się na mocniejsze, bardziej dynamiczne odbicie. Zjawisko to wymaga jednak dalszych badań i pomiarów, aby lepiej zrozumieć jego znaczenie dla ekonomii ruchu i stabilności biegu.

Link do części 9

Artykuł Co kryje się za kropką Garmina – cz. 8 – przodopochylenie miednicy pochodzi z serwisu parawruch.pl.

English version

Poprzedni artykuł wprowadzał do dynamiki biegu mierzonej w kierunku poziomym. Opisany był przebieg hamowania, pochłanianie i ładowanie tkanek energią sprężystą. Faza hamowania może być parametryzowana pomiarem spadku prędkości (Step Speed Loss – SSL) oraz czasu, w jakim on zachodzi (Braking Time – BRT). W tym artykule jest pokazany problem metodologiczny związany z samym pomiarem oraz rozwinięcie parametryzowania dynamiki biegu w fazie wybicia.

Problem metodologiczny.

Można dokładnie określić wartość danego parametru i moment jego wystąpienia, ale pojawiają się też wątpliwości interpretacyjne jak w opisanym poniżej przykładzie. Wartość SSL mierzona według definicji Garmina (omówionej w poprzedniej części artykułu) może być zaniżona. Widać to na stopklatce pochodzącej z panelu roboczego animacji, gdzie jest wartość SSL max = 19.1 cm/s w czasie BRT = 50ms. Jednak od momentu pierwszego kontaktu z podłożem (IC) prędkość nie spada, lecz może nieco wzrosnąć, osiągając lokalny szczyt (pokazany w powiększeniu na obrazie po prawej stronie). Jeśli punkt startowy pomiaru SSL przesuniemy właśnie na ten szczyt, uzyskamy większą wartość SSL o ponad 40%. BRT w tym przypadku ulegnie skróceniu o 50%.

Oscylacje poziome (Horizontal Oscillations – HO).
Podczas biegu w fazie podporu miednica wykonuje szybki, krótki ruch w tył, a potem w przód. Są to względne przemieszczenia, które mają kluczowe znaczenie dla napędu opartego w głównej części na elastyczności tkankowej. Na wykresie linia przebiegu przemieszczeń jest w  kolorze zielonym. Przemieszczenie w tył od średniego położenia, może sięgać 2, nawet 3cm. Podobnie z przemieszczeniem w przód. Wartość HO to suma tych wychyleń, która w przypadku biegu Katira wyniosła ponad 4cm (HO = 4.24 cm). Poziome oscylacje odzwierciedlają zarówno zdolność układu do wyhamowania środka masy i magazynowania energii w tkankach, jak i do dynamicznego nadania mu przyspieszenia w fazie wybicia, czyli uwalniania tej energii.

Cofnięcie miednicy o kilka centymetrów wpływa na napięcie taśm powięziowych. Powięź oprócz zdolności do sprężystego odkształcenia, ma też zdolność do zmiany stanu skupienia, przypominając swoim zachowaniem ciecz nienewtonowską. Im gwałtowniejsze i krótsze jest hamowanie, tym na ułamek sekundy powięź bardziej gęstnieje. Powstaje wtedy rodzaj powięziowego gorsetu usztywniającego ciało, który przejmuje na siebie część przeciążenia podczas lądowania wspierając mięśnie, a następnie przyczynia się do błyskawicznego oddania zgromadzonej energii generując dynamiczne wybicie. Mówi o tym w filmie Eli Thompson, badacz powięzi.

Warunkiem zaistnienia takiego efektu jest wyraźne wyhamowanie (wysoka wartość SSL) oraz krótki czas trwania (krótki BRT) rzędu kilkudziesięciu milisekund. Tak krótkie czasy działania skłaniają do hipotez z pogranicza biologii i hydrauliki, gdzie kluczową rolę odgrywa ciśnienie płynu w ciele i szybkość jego narastania wywołujące efekt nazywany wzmocnieniem hydraulicznym (hydraulic amplification). O wzmocnieniu hydraulicznym pisze także James Earls w swojej książce – Born to walk. Te efekty będą występować zwłaszcza w sporcie wyczynowym. Być może więc bardziej trafne pod względem fizyki zjawisk jakie zachodzą podczas biegania, byłoby zastąpienie biomechaniki biohydrauliką biegu.

Faza wybicia.

Faza wybicia, tak samo jak faza hamowania może być parametryzowana pomiarem maksymalnej prędkości poziomej oraz czasu w jakim ona zachodzi. Jest to uzupełnienie opisu napędu, w którym powięź uwalnia energię. Im szybciej ten proces zachodzi, tym lepsza jest dynamika biegu.

Elastic Recoil
Termin ten występuje w bieganiu od dawna i oznacza sprężyste odbicie, czyli zdolność elastycznych struktur do powrotu do swojej pierwotnej długości lub objętości po ich odkształceniu. Zmiana objętości jako forma odkształcenia może tu lepiej pasować. Elastic Recoil (ER) może sugerować jak przebiegał proces rozładowania tkanek. W połączeniu z pomiarem czasu działania (Elastic Recoil Time – ERT) uzyskujemy informacje na temat dynamiki wybicia. Kombinacja wysokiej wartości ER i krótkiego czasu ERT może być miarą responsywności ciała na dynamiczne hamowanie.

Na wykresie ER mierzone jest od momentu, w którym miednica osiąga maksymalne cofnięcie („dołek” na zielonym przebiegu pozycji). Jest to moment uchwycony na stopklatce nr 5073. Odpowiada to mniej więcej zerowej prędkości na wykresie, czyli prędkości średniej biegu. Wartość maksymalna ER = 47.3 cm/s pojawia się w czasie ERT = 70.8 ms (stopklatka nr 5090 – poniżej).

Mierzenie wartości prędkości poziomej i ich zmian w czasie mogą stać się ważnym wskaźnikiem w ocenie skuteczności stosowanych metod treningu siłowego i pracy nad techniką biegu. To także nowe podejście do biegania, w którym coraz większe znaczenie w poprawie wyników sportowych mają pomiary biomechaniczne.

Link do części 8

Artykuł Co kryje się za kropką Garmina – cz. 7 pochodzi z serwisu parawruch.pl.