КОНТРОЛЬ УСТОЙЧИВОСТИ РАВНОВЕСИЯ ТЕЛА СПОРТСМЕНА МЕТОДОМ СТАБИЛОГРАФИИ

Виктор Болобан, Татьяна Мистулова

Государственный научно-исследовательский институт физической культуры и спорта, Киев

Аннотация. Рассмотрены проблемы усовершенствования технического мастерства спортсменов высокой квалификации с использованием методики стабилографии.

Ключевые слова: сложнокоординационные виды спорта, статодинамическая устойчивость, стабилография.

Анотацiя. Болобан В., Мiстулова Т. Контроль стiйкостi рiвноваги тiла спортсмена методом стабiлографii. Розглянуто проблеми вдосконалення технiчноi майстерностi спортсменiв високоi квалiфiкацii за допомогою використання методики стабiлографii.

Ключовi слова: складнокоординацiйнi види спорту, статодинамiчна стiйкiсть тiла, стабiлографiя.

Annotation. Boloban V., Mistulova T. The control of stability of sportsman’s body with method of stabiligraphy. The problems of improvement of technical skill of the sportsmen of high qualification with the help of uses the methodology of stabilography are considered.

Key word: kinds of sports with complex coordination structure, statodynamic stability, stabilography.

Актуальность. Данные многочисленных клинических исследований позволили установить, что прямостояние человека - это врожденный рефлекс и установка тела. На устойчивость человека в процессе поддержания вертикальной позы впервые обратили внимание специалисты еще в конце XIX-го века. Как отмечал в свое время И.М. Сеченов, биомеханические параметры позы и движения человека являются самыми "отзывчивыми" на изменение системных связей во внутренней и внешней среде организма. Удержание равновесия - это динамический феномен, требующий непрерывных движений тела, которые в свою очередь являются результатом взаимодействия вестибулярного и зрительного анализаторов, суставно-мышечной проприорецепции, высших отделов центральной нервной системы, а также различных морфофункциональных образований [3, 4, 7]. Однако, наряду с условно-рефлекторными предпосылками реализации функции равновесия человеку необходима постоянная тренировка (с самого рождения) органов и систем, обеспечивающих устойчивость тела. Поэтому координация вертикального положения тела служит своеобразным индикатором здоровья, состояния функционального развития организма, физической подготовленности и уровня спортивного мастерства [2, 3].

Для объективного измерения и оценки устойчивости равновесия тела человека разрабатывались и применялись различные методы исследований: кефалография, базометрия, сейсмография, позициография, ихнография, статодинамография, и др. Полученные научные факты обусловили разработку строгих требований и правил прямостояния, дифференцирование осанки человека на типы, биомеханические расчеты устойчивости тела, определение моментов устойчивости тела и коэффициента устойчивости тела в процессе трудовой, спортивной деятельности и в клинике.

Методика точного количественного, пространственного и временного анализа устойчивости человека в заданной позе, названная стабилографией, была разработана группой ученых Института проблем передачи информации под руководством В.С. Гурфинкеля в 1952 году. Однако только с развитием современной компьютерной стабилографии появилась возможность широкого использования перспективных методов на ее основе (только в таком варианте было снято основное препятствие по обработке сложных сигналов [6, 7]).

Методика стабилографии, играя важную роль в протезостроении, клинике, психологии и физиологии труда, приобрела актуальное значение в измерении и оценке статического и динамического равновесий в спорте, а особенно в тех видах, где умения и навыки сохранения устойчивости при выполнении равновесий различной координационной сложности определяют спортивный результат: спортивная и художественная гимнастика, фигурное катание на коньках, спортивная акробатика, прыжки в воду, фристайл, горные лыжи и пр. Наряду с биомеханической оценкой устойчивости стабилография используется также при изучении функционального состояния организма спортсмена, при оценке уровня переносимости тренировочных и соревновательных нагрузок по показателям координации вертикального положения тела, при профориентации и профотборе [1, 7, 8, 10].

Анализ современного состояния видов спорта со сложной координацией свидетельствует о недостаточности изучения важных вопросов методологии исследования и оценки биомеханических параметров устойчивости тела спортсмена и системы тел для разработки дидактических программ совершенствования технического мастерства - существуют неиспользованные возможности развития и совершенствование функций и систем организма человека, которые обеспечивают сохранение равновесия тела при выполнении спортивных упражнений со сложной координационной структурой движений [1, 2].

Методология исследований. Наша методика исследований статодинамической устойчивости тела спортсмена и системы тел базируется на ее измерениях с помощью компьютерного комплекса "Стабилограф", который позволяет оперативно выполнять оценку индивидуальной устойчивости тела к перемещению общего центра масс (ОЦМ) тела или системы тел в сагиттальной и фронтальной плоскостях. Оценка осуществляется с помощью анализа характерных особенностей положения ОЦМ во времени, а также по распределению частот колебаний ОЦМ (рис.1).

Целью исследований было повышение эффективности измерения и оценки статодинамической устойчивости (СДУ) тела спортсмена и системы тел при выполнении равновесий различной координационной сложности.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать информативные и надежные тесты для измерения и оценки статического и динамического равновесия в видах спорта, сложных по координации.

2. Исследовать функциональные связи и отношения элементов статодинамической устойчивости тела в структуре технического совершенствования спортсменов.

3. Выделить и изучить показатели СДУ, которые могут быть признаны контрольными для оценки статического и динамического равновесий в сложнокоординационных видах спорта.

p27_pic1a.jpg (70738 bytes)

p27_pic1b.jpg (42257 bytes)

Рис.1. Амплитуда и частота колебаний тела спортсмена в тесте "Динамическое равновесие-2"

Для решения первой и второй задачи исследования были привлечены спортсмены III, II, I разрядов в количестве 363 человека, кандидатов в мастера спорта - 563 человека, мастеров спорта и мастеров спорта международного класса - 63 человека, призеров Олимпийских игр - 14 человек.

Для решения третьей задачи в исследованиях приняли участие 153 спортсмена высокой квалификации (мастера спорта и мастера спорта международного класса), представляющие семь олимпийских видов спорта.

Период исследований - 12 лет. Возраст испытуемых: 7-36 лет.

Для решения поставленных задач использовались следующие методы исследования:

  • анализ литературы и опыта практики,
  • структурно-функциональный анализ,
  • экспертная оценка,
  • педагогические наблюдения и эксперименты,
  • видео- и кино- анализ техники упражнений,
  • электронная стабилография,
  • математическая статистика.

Результаты исследований. Для измерения и оценки статистического и динамического равновесий в спорте нами разработаны тесты, прошедшие проверку в педагогических экспериментах и математическое обоснование [6, 10]. В таблице 1 приведены тесты, которые признаны пригодными для измерения и оценки статистических равновесий, и коэффициенты корреляции, характеризующие их надежность и информативность.

Высокие коэффициенты корреляции свидетельствуют о том, что для исследований во всех спортивных разрядах пригодны следующие тесты:

  • проба Ромберга усложненная,
  • равновесие "Ласточка",
  • пирамида колонна вдвоем;

а при измерении статических равновесий спортсменов высокой квалификации эффективны тесты:

  • проба Бирюк,
  • стойка на руках,
  • вестибуло-статический тест.

В таблице 2 приведены тесты, которые достаточно полно характеризуют динамическое равновесие спортсменов низкой и средней квалификации (динамическое равновесие-1, вестибуло-динамический тест) и спортсменов высокой квалификации (все тесты).

Таблица 1

Коэффициенты корреляции, характеризующие информативность и надежность тестов для оценки статических равновесий

Наименование моторных тестов

Испытуемые

III, II, I спортивный разряды (n=363)

КМС и МС (n=563)

МСМК, ЗМС (n=77)

1 Проба Ромберга усложненная: вертикальная поза тела руки вперед, стопы ног на одной линии "пятка-носок" -10 сек с открытыми и 10 сек с закрытыми глазами.

Позволяет оценить качество координации вертикального положения тела, уровень нервно-мышечной активности

0,714-0,740

0,883-0,890

0,947-0,958

2 Проба Бирюк:

Вертикальная стройка с сомкнутыми стопами на носках, руки вверх, глаза закрыты. Фиксировать как можно дольше.

Позволяет оценить уровень формирования навыка сохранения равновесия тела в сложных условиях

0,490-0,522

0,717-0,813

0,901-0,962

3 Равновесие "ласточка":

Равновесие на одной ноге, другая отведена назад на 90°, туловище в наклоне вперед, руки в стороны, глаза закрыты. Фиксировать продолжительное время.

Позволяет оценить тренированность фронтальных полукружных каналов вестибулярного анализатора по поддержанию равновесия, двигательный навык сложной позы тела

0,650-0,711

0,849-0,880

0,960-0,970

4 Стойка на руках:

Махом одной ноги и толчком другой выйти в стойку на руках, фиксировать 10 сек с открытыми и 10 сек с закрытыми глазами.

Анализируется качество координации вертикального перевернутого положения тела в сложных условиях поддержания статодинамической устойчивости

0,355-

0,519

0,807-0,943

0,930-0,990

5 Пирамида колонна вдвоем -

Стойка верхнего ногами на плечах нижнего: фиксировать 5 сек с открытыми глазами, 5сек - с закрытыми глазами верхнего, 5сек - с закрытыми глазами нижнего и 5 сек - с закрытыми глазами обоих.

Позволяет оценить устойчивость пирамиды колонна вдвоем и других равновесий данной структурной группы, индивидуальный вклад спортсменов в двигательное взаимодействие системы тел, выявить ведущего балансера

0,500-0,733

0,863-0,930

0,950-0,970

6 Вестибуло-статический тест:

испытуемый фиксирует на стабилографе вертикальную стойку с сомкнутыми стопами на носках, руки вверх, глаза закрыты, открывает глаза и через секунду выполняет 5 кувырков вперед в группировке за 5 сек с закрытыми глазами, открывает глаза, принимает ортоградное положение и субъективно оценив готовность, снова принимает на стабилографе вертикальную стойку на носках, руки вверх, глаза закрыты.

Регистрируются: время готовности к выполнению теста, время фиксации равновесия, амплитуда и частота колебаний тела, время стабилизации устойчивости после нагрузки

0,118-0,207 0,770-0,812 0,840-0,915

Таблица 2

Коэффициенты корреляции, характеризующие информативность и надежность тестов для оценки динамических равновесий

Наименование моторных тестов

Испытуемые

III, II, I спортивный разряды (n=363)

КМС и МС (n=563)

МСМК, ЗМС (n=77)

1 Динамическое равновесие 1:

на стабилографе: исходное положение (и.п.) - стойка с сомкнутыми стопами, руки в стороны. 1 - наклон туловища вперед; 2 - выпрямиться (и.п.); 3-4 - фиксировать и.п.; 5 - наклон головы назад; - 6 и.п.; 7-8 - фиксировать и.п.;

9 - поворот туловища налево; 10 - и.п.; 11-12 - фиксировать и.п.; 13 - поворот туловища направо; 14 - и.п.; 15-16 - фиксировать и.п.; 17 - наклон влево, руки вверх; 18 - и.п.; 19-20 - фиксировать и.п.; 21 - наклон вправо, руки вверх; 22 - и.п.; 23-24 - фиксировать и.п.

Оценке подлежит темпо-ритм

и координация движений, частота коррекций, время стабилизации устойчивости после телодвижений

0,690-0,850

0,837-0,910

0,920-0,985

2 Динамическое равновесие 2:

на стабилографе: исходное положение (и.п.) - сомкнутая стойка на носках, руки в стороны. 1 - наклон туловища вперед; 2 - выпрямиться (и.п.); 3- наклон головы назад; 4 - и.п.; 5 - поворот туловища налево; 6 - и.п.; 7 - поворот туловища направо; 8 - и.п..

Оценке подлежит темпо-ритм, координация движений, длина стабилографической кривой колебаний тела спортсмена, частота коррекций, время стабилизации устойчивости после телодвижений

0,470-0,565

0,715-0,896

0,890-0,970

3 Вестибуло-динамический тест:

Испытуемый выполняет пять кувырков вперед в группировке за 5 сек с последующими 10 прыжками максимально вверх со взмахом рук в центре круговой градуировки.

Оценке подлежит отклонение тела от центра круга при прыжках под влиянием вестибулярной нагрузки, в см.

0,734-0,817 0,800-0,879 0,918-0,990

Исследования функциональных связей и отношений элементов статодинамической устойчивости (задача 2) должны были ответить на вопрос: как соотносятся между собой и изменяются амплитуда и частота колебаний тела и время фиксации сложнокоординационных равновесий в динамике технического совершенствования спортсменов. Анализировались результаты выполнения тестов у всех испытуемых четырех групп (низкой, средней, высокой квалификации и призеров Олимпийских игр).

На рис.2. показано, что у спортсменов низкой квалификации зарегистрирована большая амплитуда колебаний, малая частота коррекций и малое время фиксации равновесий. По мере роста спортивно-технического мастерства спортсмена амплитуда колебаний тела уменьшается, увеличивается частота коррекций и время фиксации равновесий. У призеров Олимпийских игр зарегистрированы малые амплитуда и частота колебаний тела, продолжительное время фиксации равновесий. Мы полагаем, что такое сопряжение элементов устойчивости равновесия тела спортсмена может быть охарактеризовано как модельное.

Представляла значительный научно-практический интерес сравнительная оценка уровня развития статической и динамической устойчивости у спортсменов высокой квалификации группы сложнокоординационных олимпийских видов спорта (таблица 3).

Из таблицы видно, что оптимальными результатами по трём тестам (усложнённая проба Ромберга, проба Бирюк, проба "Динамическое равновесие-2") являются групповые параметры прыгунов воду.

Закрывание глаз при выполнении усложненной пробы Ромберга (как фактор сложных условий поддержки равновесия) у прыгунов в воду практически не влияет на координацию ортоградного положение тела: средняя по группе длина кривой колебаний тела за первые 10 секунд теста с открытыми глазами в S-плоскости равняется 191 мм, в F-плоскости, соответственно, 108 мм. После закрывания глаз длина кривой составляет 208 мм и 144 мм соответственно (коэффициент увеличения длины кривой равняется 1,1 и 1,3). У отдельных спортсменов отсутствие зрительного контроля не только не ухудшает устойчивость равновесия в сложных условиях, а даже улучшает её! Малое плечо силы тяжести в F-плоскости (стопы расположены в одну линию по схеме "пятка-носок") заставляет спортсменов сосредоточить основные движения-действия по поддержанию устойчивости тела именно в S-плоскости. Колебания тела спортсменов проходят на частоте 0-1,5 Гц. Выполнение динамического равновесия-2 также свидетельствует об оптимальной координации движений, высокой проприоцептивной чувствительности нервно-мышечного аппарата, об эффективно функционирующей обратной биологической связи в регуляции позы тела [1, 3] .

Очевидно, что специфика вида спорта (прыжки в воду), в данном случае - постоянная работа в воде и под водой, умение концентрироваться в пусковых биостатических позах в момент толчка с вышки или трамплина - оказывает существенное положительное влияние на уровень развития вестибулярной сенсорной системы организма спортсмена и, как следствие, на уровень статодинамической устойчивости и координации движений в целом.

Выводы. 1. Тесты для измерения и оценки статического и динамического равновесия прошли экспериментальное обоснование, статистическую оценку и могут быть использованы в исследованиях как информативные и надежные.

2. Установлена динамика развития и совершенствования статического и динамического равновесия в процессе роста технического мастерства спортсменов по показателям устойчивости тела, их связей и отношений. Модельным является равновесие, при продолжительной фиксации которого регистрируются минимальные амплитуда и частота колебаний.

3. Разработанная методика контроля равновесия тела спортсмена и системы тел с помощью электронной стабилографии дает наибольший эффект в динамике технического совершенствования. Эффективными показателями оценки и контроля статодинамической устойчивости являются:

  • в пробе Ромберга - минимизированное отношение колебаний тела с открытыми и закрытыми глазами;
  • в пробе Бирюк - продолжительное время фиксации равновесия и малая частота колебаний;
  • в динамическом равновесии - точный темпо-ритм движений и минимальное время стабилизации устойчивости.

Заключение. После проведения большого количества исследований со спортсменами различных специализаций, мы можем сделать важный вывод: разработанная нами методика контроля статодинамической устойчивости тела спортсмена и системы тел с помощью электронной стабилографии дает наиболее эффективный результат при условии индивидуального подхода к каждому высококвалифицированному спортсмену. Только исследуя уровень развития вестибулярной и статодинамической устойчивости тела спортсмена обязательно в динамике и учитывая именно ему присущие особенности соотношения главных биомеханических параметров устойчивости и координации движений, можно адекватно анализировать уровень его технического мастерства, разрабатывать педагогические технологии подготовки спортсменов высокой квалификации в олимпийском цикле.

Главное направление наших исследований в дальнейшем - разработка и апробация новых тестовых задач, которые бы еще точнее отображали специфику конкретного вида спорта и специфические черты статических и динамических поз и положений тела спортсмена и системы тел во время выполнения динамических соединений элементов высокой сложности. Например: для всех спортивных специализаций - пробы до и после специфических погрузок; конкретно для акробатов - упражнения в парах, тройках, четверках, а для фигуристов - равновесия на коньках и т.п.

Литература.

1. Болобан В.Н., Мистулова Т.Е., Тодосько И.Н. Средства и методы совершенствования фазовой структуры движений в видах спорта, сложных по координации: Метод. рекомендации для заключительного этапа олимпийской подготовки. Киев: ГНИИФКС, 1999. - 22 с.

2. Болобан В.Н., Мистулова Т.Е. Стабилография: достижения и перспективы // Наука в олимпийском спорте/ Спец. Выпуск ГНИИФК, 2000.-С.5-13.

3. Бретз К. Устойчивость равновесия тела человека: Автореф. дисс.... д-ра пед. наук. -Киев, 1997.-41с.

4. Гурфинкель В.С., Коц Я.М., Шик М.Л. Регуляция позы человека. - Москва: Наука,1965.-256 с.

5. Гурфинкель В.С., Липшиц М.И., Мори С. и др. Стабилизация положения тела - основная задача позной регуляции //Физиология человека.-1981. 7, N 3.-с.400-410.

6. Зациорский В.М. Спортивная метрология. Москва: Физкультура и спорт, 1982.-256с.

7. Кекчеев К.Х. Проприорецепция и интерорецепция и их значение для клиники. - М.: Медгиз, 1949.-С.114-180.

8. Коренбергг В.Б. Проблема анализа сохранения устойчивости тела человека // Междун. конгресс "Человек в мире спорта". - Москва: Физкультура и спорт, 1998.-Т.1.-С.54-55.

9. Магнус Р. Установка тела. - Москва: Изд-во АН СССР,1962.-624 с.

10. Мистулова Т.Е. Математические методы в спорте. - Киев: Олимпийская литература, 1995.-78с.

11. Romberg M.N. Nervenkrankheiten des Menshen.-Berlin, 1840.-142p.

Поступила в редакцию 26.01.2003г.


 Home На главную   Library В библиотеку   Forum Обсудить в форуме 

При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!