XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

В современном спорте все чаще обращаются к биомеханическим процессам для оптимизации тренировочного процесса. Каждый спортсмен обладает своими физиологическими и анатомическими особенностями и без их учета тренировки могут неэффективны и опасны. Анализ биомеханических особенностей каждого спортсмена позволяет узнать индивидуальные характеристики движения, что дает возможность разработать план индивидуальных тренировок. Ниже рассмотрим методы биомеханического анализа, формирование индивидуальных программ тренировок на основе научных данных.

Целью работы является обосновать необходимость индивидуализации тренировочного процесса на основе учета биомеханических особенностей спортсмена для повышения эффективности тренировок.

Задачей работы является изучение того, как биомеханические особенности влияют на результаты тренировок.

Методы регистрации биомедицинских данных

Биомеханическая регистрация и анализ в спорте – это не просто наблюдение за движениями, а комплексное исследование, включающее в себя кинематические методы, аппаратные исследования такие, как электромиография (ЭМГ) и электроэнцефалография (ЭЭГ) и кинетические. Методы кинематического анализа изучают движение тела в пространстве, не учитывая силы, действующие на него [1]. Они позволяют узнать траекторию движения, углы в суставах, скорость, ускорение и амплитуду движений. Тогда как кинетический анализ изучает силы, способствующие движению такие, как сила реакции опоры, мышечная сила, сила трения и сила свободного падения [1]. Они дают представления о том, почему происходит движение. Методы же электрофизиологического анализа, ЭМГ и ЭЭГ, изучают электрическую активность мышц и отдельных частей мозга, что позволяет оценить деятельность мышц при выполнении спортсменом специфических для какого – либо спорта движений и выявить мышечные дисбалансы [2]. ЭЭГ используется для оценки функционального состояния центральной нервной системы (ЦНС). Все выше описанные методы регистрации позволяют выявить уникальные биомеханические особенности каждого спортсмена: индивидуальные паттерны движения, силовые характеристики, распределение нагрузки, активность мышц, последовательное включение мышц в работу.

Методы анализа биомедицинских данных

Видеоанализ (2D – анализ) является самым простым и доступным методом, который использует запись движения спортсменов, чтобы проанализировать кинематические параметры [1]. Простота использования является главным критерием, но метод не точен и не анализирует движения в трех плоскостях. Более точным методом является 3D – захват движений, который использует специальные камеры для трехмерного изображения движений [3]. У метода высокая точность, но требуется много дорогостоящего оборудования. Силовые платформы (тензометрия) измеряют силу реакции опоры и то как спортсмен взаимодействует с ней. Эти методы позволяют извлекать полезную информацию и принимать объективные решения на основе научных и медицинских данных.

Индивидуализация тренировочного процесса на основе биомеханических данных

Рассмотрим несколько конкретных примеров как анализ биомеханики способствует персонализации тренированного процесса. Спортсмены, занимающиеся легкой атлетикой (бег на средние дистанции) часто испытывают боль в коленном суставе и стандартные тренировки могут ухудшить состояние [4]. С помощью видеоанализа движений и силовой платформы собраны данные, которые помогут облегчить боль и улучшить процесс тренировки. Кинематика показывает, что часто у спортсменов обнаруживается избыточная пронация стопы (чрезмерное заваливание стопы внутрь) и недостаточный угол сгибания коленного сустава. Это свидетельствует о чрезмерной нагрузке на коленный сустав и ее неоптимальном распределении [4]. Сила реакции опоры же показывает неравномерное распределение нагрузки между передней и задней части стопы, что усиливает дисбаланс. На основе этих данных было разработано индивидуальное снаряжение и тренировки. Каждому бегуну подбирается обувь с усиленной поддержкой в зависимости от степени пронации и разработаны упражнения, корректирующие технику бега с упором на увеличение угла сгибания колена и амортизацию приземления. Все это поможет уменьшить боли в суставе и повысит качество бега.

Второй пример касается одного из упражнений тяжелой атлетики, рывка. ЭМГ показывает несинхронную работу мышц спины и ног. Мышцы спины включались в работу позже чем мышцы ног, вследствие чего шла сильная нагрузка на нижнюю часть спины. Кинетика показала недостаточное развитие импульса при подъёме штанги, а кинематика – отклонение штанги от вертикали в фазе подъёма. Все это оказывает сильное влияние на поясничный отдел спины. На основе всего этого техника выполнения упражнения скорректирована. Специальные упражнения, направленные на поддержание спины в вертикальном положении, и синхронизация работы мышц спины и ног. Также можно добавить упражнения для укрепления мышц спины, пресса и ног. Используя это, спортсмены смогут повысить свой результат в рывке и минимизировать риск получения травмы.

Последний пример касается плавания (вольный стиль). Кинематический метод может показать недостаточное вращение тела вокруг продольной оси, ограниченную амплитуду движения плечевого сустава. Кинетика – неравномерность усилий во время гребка и потерю силы при выносе руки. Исходя из этих результатов, тренировки для развития подвижности плечевого сустава и улучшение траектории гребка на суше и на воде помогут улучшить технику выполнения и скорость плавания.

В заключении можно сказать, что индивидуализация тренировочного процесса является необходимым подходом для достижения высоких спортивных результатов и снижения риска травм. Традиционные методы тренировок зачастую оказывается неэффективными, так как основаны на общих стандартах. Уникальные биомеханические характеристики каждого спортсмена позволят создать индивидуальную программу тренировок, которая подстроится под нужды и цели конкретного спортсмена. В будущем можно ожидать распространения индивидуальных подходов в различных спортивных отраслях, основанных на биомеханическом анализе.

Список литературы:

1. Аксенов А. Ю., Матвеева В. Н., Клишковская Т. А. СРАВНЕНИЕ ДВУХ МЕТОДОВ РЕГИСТРАЦИИ КИНЕМАТИКИ И КИНЕТИКИ ГОЛЕНОСТОПНОГО СУСТАВА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ВИДЕОАНАЛИЗА // Теория и практика современной науки. 2016. №7 (13). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sravnenie-dvuh-metodov-registratsii-kinematiki-i-kinetiki-golenostopnogo-sustava-pri-ispolzovanii-videoanaliza-1 (дата обращения: 30.12.2024).

2. Ланская О. В., Ланская Е. В. Электромиографическое исследование активности мышц у студентов физкультурного вуза, специализирующихся в различных видах спорта // Новые исследования. 2017. №1 (50). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/elektromiograficheskoe-issledovanie-aktivnostimyshts-u-studentov-fizkulturnogo-vuza-spetsializiruyuschihsya-v-razlichnyh-vidah (дата обращения: 30.12.2024).

3. Белова А. Н., Рукина Н. Н., Кузнецов А. Н., Воробьева О. В. ВОЗМОЖНОСТИ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО БИОМЕХАНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДВИЖЕНИЙ В ИЗУЧЕНИИ МЕХАНИЗМОВ СПОРТИВНЫХ ТРАВМ (ОБЗОР) // Российский журнал биомеханики. 2022. №2. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vozmozhnosti-sovremennyh-tehnologiy-biomehanicheskogo-analiza-dvizheniy-v-izuchenii-mehanizmov-sportivnyh-travm-obzor (дата обращения: 30.12.2024).

4. Курысь Владимир Николаевич Биомеханика приземления в спорте // Вестник Адыгейского государственного университета. Серия 3: Педагогика и психология. 2011. №1. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/biomehanika-prizemleniya-v-sporte (дата обращения: 29.12.2024).