TMG jako metoda zapobiegania urazom mięśni, więzadeł i stawów u sportowców

Streszczenie

Wstęp. Celem badania było ustalenie, jaka zmiana następuje w parametrach symetrii bocznych i funkcjonalnych mięśni kończyn dolnych, mierzonych za pomocą tensiomiografii (TMG), po miesięcznym okresie odpowiednio zestawionego szkolenia, nakierowanego na poprawę parametrów symetrii.

Materiał i metody. Badaniem TMG objęto dziewięć zawodniczek kadry polski short tracku, o średnim wieku 18,2±2,9 lat, wysokości ciała 161±2,8 cm i masie ciała 56,8±4,8 kg. Wykonano test i retest systemem TMG, po miesięcznym okresie przygotowawczym do sezonu. Za pomocą TMG mierzono symetrie boczne i funkcjonalne mięśni powierzchownych kończyn dolnych.

Wyniki. Wyniki badań wykazują poprawę parametrów symetrii mierzonych TMG na skutek miesięcznego szkolenia wyrównawczego. Symetrie boczne poprawiły się z początkowych średnich wartości 85% na 88%. Symetrie funkcjonalne lewej kończyny dolnej z 74% na 83% (p=0,003), natomiast prawej z 81% na 84% (p=0,06).

Wnioski. System TMG to skuteczne narzędzie do wykrycia i wskazania zagrożonych kontuzją mięśni, więzadeł czy stawów. Badanie systemem TMG ocenia programy sportowe i daje możliwość ich korekty. Stosując miesięczny trening wyrównawczy zasugerowany przez system TMG, można poprawić parametry symetrii bocznych i funkcjonalnych oraz zmniejszyć ryzyko kontuzji.

Słowa kluczowe: tensiomiografia (TMG), symetria boczna, symetria funkcjonalna, efekt treningu, urazy

Wstęp

Uszkodzenia mięśni, więzadeł czy stawów są jednymi z najczęstszych i bardzo niepożądanych urazów w sporcie. Bardzo istotne jest, aby znaleźć skuteczną metodę zapobiegania i leczenia kontuzji, szczególnie u sportowców, gdzie proces rehabilitacji wymaga dużego zaangażowania i uwagi ze strony samego poszkodowanego, jak i całego zespołu: lekarza, fizjoterapeuty i trenera. Chcą oni, aby zawodnik trenował jak najdłużej w pełni zdrowia, a w przypadku, gdy kontuzja zaistnieje, mógł wrócić do treningu czy startów jak najszybciej i w pełni sił. Co bardzo ważne, organizm sportowca po leczeniu i usprawnianiu powinien być na tyle mocny, by utrudniać wystąpienie kolejnych kontuzji, a nawet uniemożliwiać ich powstawanie.

Zawodnik podczas kontuzji ma niejednokrotnie długie przestoje bez specjalistycznego treningu, a co za tym idzie bez należytego rozwoju. Niestety często ten czas jest dla niego czasem straconym. Aby trening czy rehabilitacja przebiegały jak najefektywniej, muszą lub prowadzone według mocno zindywidualizowanych kryteriów. Trzeba więc wciąż szukać nowoczesnych i innowacyjnych metod, które pomogą usprawnić taki proces, a jedną z nich jest na pewno tensiomiografia (TMG).

TMG jest nieinwazyjną metodą pomiarową służącą do wykrywania właściwości mięśni szkieletowych. Została wynaleziona w 1983 roku przez Profesora Vojko Valenčiča. Początkowo stosowana tylko w medycynie, jednak od 1996 z powodzeniem znalazła zastosowanie również w sporcie [1]. Metoda TMG jest stosowana do oceny skurczu mięśni powierzchownych bez potrzeby wysiłku ze strony osoby badanej. Zapewnia szybkie i dokładne informacje, bez znaczącej ingerencji i zakłócenia procesu treningowego sportowców [2,3,4,5,6,7,8].

Analizując mięśnie podczas badania TMG, ocenia się wielkość zmian przemieszczenia brzuśca mięśnia w milimetrach (mm) i czas trwania w milisekundach (ms), w odpowiedzi na pojedynczy bodziec elektryczny. TMG mierzy geometryczne zmiany mięśnia, zbierając dane za pomocą cyfrowego czujnika umieszczonego prostopadle do brzuśca mięśnia. Stymulacja mięśnia odbywa się za pomocą dwóch samoprzylepnych elektrod umieszczonych 2-5 cm od czujnika, wywołujących pojedynczy, milisekundowy impuls. Całość jest umieszczona na ciele badanego w taki sposób, aby nie wpływać na ścięgna [9]. Po wywołaniu elektrycznego impulsu, czujnik przemieszcza się, będąc dociskanym przez unoszący się mięsień. Wyniki prezentowane są w postaci krzywych czasu i przemieszczenia. Całość sytemu pozwala na natychmiastowe wykreślenie wyników w postaci raportu.

Z każdym pomiarem można zmierzyć kilka parametrów odpowiedzi mięśniowej. Czas skurczu mięśni (Tc – Contraction Time), określany między 10 do 90% maksymalnej odpowiedzi mięśnia, mierzony jest w mi - lisekundach (ms). Jest on związany z kompozycją włókien mięśniowych. Dłuższe czasy trwania tego parametru wskazują na mięśnie z przewagą włókien wolnokurczliwych. Maksymalna wartość przemieszczenia mięśnia (Dm – Maximal Displacement) mierzona jest w milimetrach (mm). Wysoka wartość tego parametru świadczy o małej sztywności mięśni, ścięgien lub o zmęczeniu. Dwa pierwsze parametry są najistotniejsze w ocenie mięśnia przez TMG i dają najwięcej precyzyjnych informacji. Dzięki TMG można mierzyć ponadto kilka innych parametrów. Czas reakcji (Td – Delay Time), określany pomiędzy 0 a 10% maksymalnej odpowiedzi, mierzony jest w milisekundach. Jego wysoka wartość świadczy o przewadze włókien mięśniowych wolnokurczliwych a niska o przewadze włókien szybkokurczliwych. Duża wartość może wskazywać również na proces zmęczenia. Nastęnym parametrem jest czas podtrzymania (Ts – Sustain Time), określany od 50% maksymalnej odpowiedzi do wartości 50% podczas powracania mięśnia do stanu wyjściowego, w milisekundach. Im wyższa wartość parametru, tym włókna mięśniowe są bardziej odporne na zmęczenie. Ostatnim mierzonym parametrem TMG jest czas relaksacji (Tr – Relaxation Time), mierzony w milisekundach. Wyzna cza ny jest po osiągnięciu maksimum (Dm), a zawiera się pomiędzy 90% a 50% maksymalnej odpowiedzi. Wysoka wartość tego parametru może wskazywać na nerwowo-mięśniowe zmęczenie [3,4,6,7,10].

Wielu autorów wykorzystywało w badaniach tensiomyography do pośredniego pomiaru sztywności mięśni, czyli odporności mięśni na zmianę długości [2,3,4]. Naukowcy uznali, że wskaźnik tensiomyography Dm, odzwierciedla siłę skurczu mięśni i ich sztywność. Uczestnicy o niższym Dm mieli większą sztywność mięśni i są dobrze predysponowani do zadań związanych z dużą dynamiką, jak sprinty, skoki, w porównaniu do badanych o wyższym wskaźniku Dm. Co więcej Pišot i wsp. [11] dowiedli, że malejący sygnał tensiomyography może być wynikiem wzrostu intensywności skurczu ścięgien. Badania sztywności na sportowcach wykonali również Watsford i wsp. [12]. Udowodnili, że to właśnie sztywność jest bezpośrednio związana z wytrzymałością i wydajnością mięśni.

Dahmane i wsp. [2] oraz Simunič i wsp. [13] wykazali w swoich badaniach, że do szybkości skurczu mięśniowego odnosi się również wskaźnik Tc. Ich zdaniem bardzo możliwe jest, że posiada on związek z szybkością wykonania zadania. Jeśli poziom Tc jest niższy, znaczy to, że mięśnie reprezentują wyższe prędkości skurczowe. García-Manso i wsp. [3,4] do identyfikacji zmęczenia mięśni wykorzystywali tensiomyography i ich parametry (Tc) oraz (Dm). Te same parametry służyły do wykrywania rodzaju włókien mięśniowych [13]. W badaniach doszli do wniosku, że za pomocą TMG można określać procentowy udział poszczególnych typów włókien w mięśniu.

Hunter i wsp. [5] zbadali, że TMG może być przydatnym narzędziem dla badaczy i praktyków zarówno w celu wykrycia uszkodzenia, jak i do oceny funkcji mięśni po przebytym procesie rehabilitacji. Alentorn-Geli i wsp. [14] uznali TMG za użyteczne narzędzie do identyfikacji czynników ryzyka urazu więzadła krzyżowego przedniego. Twierdzą również, że odporność mięśni na zmęczenie oraz ich sztywność mogą być czynnikiem ryzyka uszkodzenia ACL w męskiej piłce nożnej. Mięsień biceps femoris miał w ich badaniach mniejszą sztywność u osób po urazie ACL, w porównaniu z grupą kontrolną pacjentów. Takie zmiany mogą ponadto zwiększyć ryzyko urazów ACL jako brak zdolności ścięgna podkolanowego do przeciwdziałania skierowanej do przodu siły. Gracze, u których występują zaburzenia równowagi pomiędzy mięśniami uda grupy przedniej a tylnej, mo gą być bardziej narażeni na kontuzje.

TMG wysoce przyczynia się do zapobiegania urazom i daje możliwość określenia sytuacji wysokiego ryzyka dla przyszłych urazów mięśniowych [15]. Występują jednak podobieństwa wyników po aktywności sportowej, jak i w stanach wysokiego ryzyka urazami, dlatego interpretacja danych wymaga dużego doświadczenia ze strony oceniającego. Tensiomyography zostało uznane za skuteczne w ocenie symetrii funkcjonalnych. Stwierdzona asymetria może mieć wpływ na wydajność organizmu i po wodować niekorzystne zmiany w pracy mięśniowej, w cyklach ich skracania i rozciągania. Uwidocznienie tych zmian jest szczególnie istotne w sporcie, gdyż odpowiednio wczesna reakcja może przeciwdziałać odniesieniu kontuzji [16,17,18].

Dwustronna mięśniowa asymetria może być widoczna poprzez różnice w sile między przeciwległymi kończynami [19]. Zdaniem autora, asymetria jest powszechnie oceniana przez maximal voluntary contraction (MVC) lub countermovement Jump (CMJ), co do - starcza informacji o grupach mięśniowych, a nie poszczególnych mięśniach. Ocena przemieszczenia mięś ni (TMG) może natomiast dostarczyć informacji na temat asymetrii pomiędzy poszczególnymi mięś niami. Do wykrycia poprawy symetrii mięśni w rehabilitacji metody tensiomyography użyli Atiković i wsp. [1]. Jak wykazali, metoda ta ma znaczenie dla diagnostyki funkcjonalnej, w zapobieganiu i rehabilitacji urazów gimnastycznych. Uznali, że takie podejście może być stosowane do badania sportowców, którzy są w trakcie rehabilitacji w wyniku uszkodzeń mięśni szkieletowych.

Asymetria bilateralna została stwierdzona jako prognostyk urazowości [20] oraz w dużej mierze wyników sportowych [21]. Wilk, Reinold i Hooks [22] monitorowali asymetrię w celu oceny skuteczności programów rehabilitacyjnych oraz uzyskania informacji, kiedy dana osoba jest w stanie powrócić do aktywności. Chcąc przeciwdziałać urazom, ważnym aspektem jest oszacowanie procentowego poziomu harmonii między mięśniami na lewej i prawej stronie ciała, agonistami i antagonistami, oraz synergii. Bardzo rzadko występuje pełna harmonizacja. Funkcjonalność na najniższym możliwym poziomie wystarczającym do poprawnego funkcjonowania grup mięśniowych, jest określona na 80% w przypadku stron ciała i 65% dla agonistów czy synergistów ruchu. Harmonizacja poniżej tego poziomu jest albo wynikiem wcześniejszego urazu, albo wskazuje na zwiększoną ekspozycję na kontuzje [23].

Opisywane poniżej badania prowadzone były na zawodnikach short track, czyli łyżwiarstwa szybkiego na krótkim torze. To jedna z najmłodszych wyczynowych dyscyplin wśród sportów zimowych. Wyścigi odbywają się na torze, którego pętla wynosi 111,12 m. Wyznaczona jest na tafli lodowiska do hokeja na lodzie, gdzie zawodnicy jeżdżą zawsze w lewą stronę. Dystanse zaczynają się od 500 m, a kończą na 5000 m. W zawodach short track łyżwiarze indywidualni często ścigają się na wszystkich dystansach, a zatem szkolenie nie dotyczy jednego określonego dystansu. Ten brak specjalizacji szkoleniowej jest podyktowany wymogami konkurencji, które są oparte na zbiorczym systemie punktowym.

U zawodników short tracku istnieje dość duże ryzyko odniesienia obrażeń podczas treningu czy zawodów. Forma przeprowadzania wyścigów, szybkie przechodzenie do dużych prędkości, krótka pętla jednego okrążenia, wszystko to może prowadzić do kolizji pomiędzy jadącymi razem łyżwiarzami. Dodatkowo łyżwiarze jeżdżą na bardzo ostrych łyżwach, ustanawiają prędkości nawet powyżej 50 km/h, a konkurencja odbywa się na lodowisku hokejowym, przy udziale 4-6 najczęściej jadących bark w bark zawodników. Nie ma wielu badań poświęconych urazom za wodnikom short tracku. Quinn i wsp. [24] zbadali, że w okresie sezonu 1999-2000 aż 64% zawodników uległo przynajmniej jednej kontuzji. Ich zdaniem, ryzyko kontuzji wydaje się być niezależne od płci, wieku czy liczby lat treningu. Najczęściej z anatomicznych obszarów kontuzjom ulegały: kolano, kostka, kręgosłup, nogi i pachwiny.

Hesford i inni [25] wykazali natomiast, że zawodnicy short tracku pokonując jednostronne zakręty z dużą prędkością, mają tendencję do istotnej asymetrii między lokalnymi poziomami desaturacji mięśni czworogłowych kończyny dolnej prawej i lewej. U łyżwiarzy jadących podczas zakrętu na kończynie dolnej prawej, następował spadek objętości krwi w jej mięśniu, natomiast w lewej kończynie dolnej zaobserwowano wzrost. Badacze wykazali również, że pod czas wyścigu nasycenie tkanek mięśnia prawej i lewej kończyny dolnej początkowo gwałtownie spa - da. W dalszym przebiegu wyścigu można zaobserwować różnice: w prawej kończynie dolnej poziom desaturacji utrzymuje się na względnie stałym poziomie, natomiast w kończynie lewej desaturacja stopniowo powraca do stanu sprzed wyścigu. W wyniku wyścigu wykryto znacząco różne średnie wartości nasycenia tkanek w prawej i lewej kończynie dolnej podczas ostatniego okrążenia wyścigu. Wierzymy, że lepsze zrozumienie charakteru symetrii mięśniowych w sporcie, badanego TMG na przykładzie short tracku, może pomóc lekarzom, fizjoterapeutom, trenerom, sportowcom, jak również naukowcom w lepszym zapobieganiu i leczeniu urazów. Dlatego też celem tego badania było ustalenie, jaka zmiana następuje w parametrach symetrii bocznych i funkcjonalnych, mierzonych TMG, po miesięcznym okresie odpowiednio zestawionego szkolenia, nakierowanego na poprawę parametrów symetrii u elitarnych polskich zawodników short tracku. Mamy hipotezę, że parametry symetrii po miesięcznym okresie szkolenia ulegną poprawie.

Materiał i metody

Badania wykonano na dziewięciu zawodniczkach kadry polski seniorów w short tracku, które nie miały wcześniejszych kontuzji w obrębie mierzonych mięśni i stawów. To młoda i perspektywiczna grupa zawodniczek o średnim wieku 18,2±2,9 lat, wysokości ciała 161±2,8 cm, i masie ciała 56,8±4,8 kg. Wykonano test i retest systemem TMG, po miesięcznym okresie przygotowawczym do sezonu. Miesięczny okres ogólnorozwojowych treningów, zawierał również ćwiczenia nakierowane na poprawę symetrii funkcjonalnych mięśni i przeciwdziałanie kontuzjom. Każda z zawodniczek miała indywidualny plan treningowy w tym zakresie, w którym rodzaj i kierunek ćwiczeń był zasugerowany przez raport systemu TMG.

Chcąc zmierzyć jakość symetrii, do analiz wykorzystano dane z następujących mięśni prawej i lewej kończyny dolnej zawodników short tracku: musculus gastrocnemius caput mediale (GM), musculus ga strocnemius caput laterale (GL), musculus vastus medialis (VM), musculus vastus lateralis (VL), musculus rectus femoris (RF), musculus biceps femoris (BF), musculus tibialis anterior (TA). Badając te mięśnie, zmierzono ich symetrie boczne/bilateralne (LS), polegające na porównaniu symetrii tych samych mięśni kończyny dolnej lewej z prawą. Wyliczono również symetrie funkcjonalne uwidaczniające współdziałanie mięśni, osobno kończyny dolnej lewej i prawej. Zbadano następujące symetrie funkcjonalne (FS): Achilles Tendon – (GL/GM); Ligamentum Patellae – (VM/VL) oraz: Knee – (VL&VM&RF/BF), Ankle – (TA/GL&GM), Leg – (VL&VM/GL&GM). Wyniki symetrii zostały przedstawione w postaci procentowej. Pomiarów dokonano po przyjęciu przez badanych pozycji leżącej. Pomiarów mięśni znajdujących się po przedniej stronie badanego dokonano w pozycji leżenia na plecach. Odpowiedni kąt w stawie utrzymywano za pomocą trójkątnej podkładki piankowej wspierającej nogę w ustawieniu stawu kolanowego pod kątem 120°. Mięśnie tylnej strony ciała mierzono w leżeniu na brzuchu, z wałkiem umieszczonym pod stawami skokowymi, utrzymującym kąt 150°.

Każdy pomiar zaangażowanych mięśni przedstawiał pięć parametrów mimowolnego skurczu izometrycznego wymuszonego przez bodziec elektryczny: maksymalna wartość przemieszczenia promieniowego brzuśca mięśni (Dm) w mm, czas skurczu (Tc) w ms, który był mierzony od 10% do 90% Dm, czas opóźnienia (Td) jako czas w ms od początku do 10% Dm, czas podtrzymania (Ts) jako czas w ms między 50% Dm, zarówno na wstępujących i zstępujących stronach krzywej, czas relaksacji (Tr) jako czas w ms między 90% a 50% Dm na krzywej opadającej. Parametry te były wykorzystywane do oceny sztywności mięśni i równowagi w stosunku do łańcuchów mięśniowych odpowiedzialnych za zgięcie i wyprost w stawach oraz kończyn dolnych po prawej i lewej stronie ciała.

TMG mierzy geometryczne zmiany w brzuścu mięśni podczas skurczu izometrycznego w odpowiedzi na bodziec elektryczny. Dokonuje się tego za pomocą czujnika ciśnienia podłączonego do precyzyjnego cyfrowego przetwornika przemieszczenia, umocowanego prostopadle do brzuśca mięśnia. Cyfrowy przetwornik przemieszczenia ma zamontowaną w sobie sprężynę 0,17 N/mm. Czujnik ma kontrolowane ciśnienie początkowe 1,5 x 10-2 N/mm2 . Przekształca fizyczne przemieszczenie na impulsy elektryczne. Podczas pomiaru czujnik przemieszczenia na wskutek pobudzenia elektrycznego jest dociskany przez mięsień, a wyniki pomiarowe są prezentowane w postaci krzywych czasu i przemieszczenia.

Na ciele badanych umieszczono dwie samoprzylepne elektrody o średnicy od 2 do 4 cm. Średnica elektrod dobierana była na podstawie wielkości mięśni oraz tak, aby wyizolować skurcz konkretnego mięśnia i uniknąć jednoczesnej aktywacji mięśni znajdujących się w pobliżu. Aby przezskórnie wywołać skurcz mięśni, do elektrod dostarczany był pojedynczy impuls prostokątny jednofazowy z elektrostymulatora, o czasie trwania 1 ms. Moc impulsu stopniowo zwiększano o 10 mA aż do uzyskania reakcji szczytowej skurczu mięśnia. Typowe maksymalne reakcje obserwowano pomiędzy 40 a 90 mA. W celu zminimalizowania skutków zmęczenia, utrzymano 10-sekundowe przerwy między każdym impulsem stymulacji.

Miejsce umieszczenia czujnika wybierano według schematu TMG oraz tak, aby zlokalizować najgrubszą część mięśnia. Jeśli było to konieczne, miejsce przyłożenia czujnika zostało później nieznacznie skorygowane w celu uzyskania najwyższej odpowiedzi mechanicznej. Czujnik przylegał do skóry w połowie odległości między elektrodami, ok 5 cm od środka elektrod.

Cyfrowy sygnał TMG był bezpośrednio pobierany z czujnika, z wykorzystaniem częstotliwości próbkowania 1 kHz. Po pomiarze sygnał TMG był przechowywany w przenośnym PC. Dwie maksymalne odpowiedzi były zapisywane i uśredniane dla przyszłych analiz. Za maksymalną amplitudę stymulacji, uznano minimalną amplitudę potrzebną do reakcji z najwyższym przemieszczeniem mięśnia (Dm)

Podczas miesięcznego szkolenia, zawodnicy byli w okresie przygotowania ogólnego do sezonu startowego, trenując po 4-5 godzin dziennie, 6 dni w tygodniu, z wolną niedzielą. Przed rozpoczęciem treningów wystąpiło pierwsze badanie TMG. Podczas treningu trzy pierwsze mikrocykle były o charakterze „uderzeniowym”, z dużymi obciążeniami. Czwarty mikrocykl miał charakter regeneracyjny, po nim następowało drugie badanie TMG. Obciążenia były ukierunkowane przede wszystkim na rozwój siły (3 razy w tygodniu), wytrzymałości ogólnej (5 razy w tygodniu) oraz trening wyrównawczy (3 razy w tygodniu).

W treningu wyrównawczym wykorzystano wskazania, które przedstawia po każdym badaniu raport TMG. Dostarcza on rekomendacji, które mięśnie potrzebują ćwiczeń aktywacyjno-szybkościowych, siłowych czy rozciągająco-relaksujących, aby przywrócić pełną homeostazę organizmu. Po uzyskaniu danych zastosowano analizy statystyczne, które obejmowały statystyki opisowe (średnie i odchylenia standardowe). Przeprowadzony test Kołmogorow-Smirnova wykazał, że rozkład próbek nie jest rozkładem normalnym. W celu wykrycia istotnych różnic symetrii, mierzonych po miesięcznym okresie treningów, zastosowano test kolejności par Wilcoxona. Znaczny poziom różnic określano jako (p≤ 0,05). Wszystkie dane analizowano za pomocą programu Statistica 12. Symetrie boczne (LS) oraz symetrie funkcjonalne (FS), obliczono stosując algorytm realizowany przez oprogramowanie tensiomyography® TMG, BMC, ich wyniki przedstawiono w procentach.

Wyniki

Analizując symetrie bilateralne mięśni, średni wynik procentowy po miesięcznym okresie treningowym, pomiędzy pomiarami wszystkich mierzonych mięśni prawej i lewej kończyny dolnej, wynosił +3%. Konkretniej, ze średniej bocznej symetrii wynoszącej 85%, badanej przed okresem przygotowawczym, na 88%, badanej po miesięcznym okresie treningów. Istotność tych zmian była na poziomie p=0,062.

Dużo większe zmiany wykryto analizując zmianę w każdym mięśniu osobno. Tu największą pozytywną zmianę symetrii bocznej o +23%, zaobserwowano w mięśniu musculus gastrocnemius caput laterale (GL). Wystąpił tam również istotny poziom zmian, porównując wyniki przed i po okresie treningowym. Tylko w jednym mięśniu, musculus tibialis anterior (TA), nie udało się poprawić wyników i odnotowano spadek o -8%. W każdym innym mięśniu nastąpił wzrost symetrii bocznych na skutek zastosowanego procesu treningowego.

Symetrie funkcjonalne były badane i analizowane osobno dla lewej i prawej kończyny dolnej. W sumie zbadano 5 symetrii. Uśredniając zmianę procentową ze wszystkich symetrii w kończynie dolnej lewej, uległa ona zmianie o +9%, średnio z 74% przed okresem treningowym do 83% po tym okresie. Wyniki po miesięcznym okresie szkolenia, różniły się od siebie istotnie statystycznie (p=0,003). W kończynie dolnej prawej różnica wyniosła już tylko +3%, zmiana z 81% do 84%, a poziom istotności był na poziomie p=0,06.

Achilles tendon było symetrią funkcjonalną, którą udało się usprawnić w najlepszym stopniu w kończynie dolnej lewej i prawej. Różnica przed i po okresie treningowym wyniosła w kończynie dolnej lewej aż 21%, natomiast w prawej 11%. Poziom tylko jednej symetrii („Knee”) miał ujemny wynik, podobnie w obu kończynach. W kończynie dolnej lewej zmiana wy - niosła -6%, a w prawej -3%. Reszta symetrii obu kończyn dolnych miała wynik dodatni.Analizując wszystkie przypadki symetrii funkcjonalnych osobno, w dwóch przypadkach zmiana poziomu wyników przed i po procesie treningowym była istotna statystycznie na poziomie p<0,05. W obu przypadkach była to kończyna dolna lewa, gdzie istotne statystycznie zmiany wykryto w symetrii funkcjonalnej „Achilles Tendon” oraz „Leg”. W kończynie dolnej prawej, najbliżej istotnych statystycznie zmian była symetria w „Achilles Tendon”.

Dyskusja

W badaniach dążono do wykazania różnic w symetrii mięśni kończyn dolnych osób badanych za pomocą TMG, przed i po przeprowadzonym miesięcznym programie szkoleniowym. W wyniku szkolenia zaobserwowano widoczne poprawy symetrii bocznych i funkcjonalnych mięśni, co jest zgodne z badaniami Markulincić i Muraja [23]. Co ważne, poprawione wyniki wskazują, że zmniejszyło się ryzyko niepożądanych kontuzji, które mocno dezorganizują proces przygotowania sportowca do startów.

Mięśnie, których symetria boczna była niewystarczająca w pierwszym badaniu, wzrosły, poprawiając swoje wartości do zalecanego poziomu: musculus biceps femoris (BF) z 79% na 82%, musculus ga strocnemius caput laterale (GL) z 67% na 90%. Zmiana symetrii tego drugiego mięśnia okazała się ponadto zmianą istotną statystycznie na poziomie p=0,02. Dzięki takiej poprawie, funkcja tego mięśnia w mniejszym stopniu naraża organizm na kontuzje. Symetria boczna tylko jednego mięśnia uległa obniżeniu w musculus tibialis anterior (TA) z 93% na 85%, natomiast jest to poziom dopuszczalny i mięsień nie utracił prawidłowego poziomu symetrii, tj. 80%. W przypadku symetrii funkcjonalnych, obniżeniu uległa symetria Knee: (VL&VM&RF/BF) z 73% na 67% w kończynie dolnej lewej oraz z 75% na 72% w kończynie dolnej prawej, ale wyniki te również pozostają powyżej zalecanego 65% poziomu. Większość przypadków symetrii po miesięcznym okresie treningów ma tendencję wzrostową, co świadczy o właściwym doborze ćwiczeń i poprawnie przeprowadzonym procesie treningów wyrównawczych, które zmniejszyły podatność zawodników na urazy.

Wstępne badania symetrii funkcjonalnych pokazały dużo słabsze wyniki. Szczególnie było to zauważalne w kończynie dolnej lewej. Początkowy średni wynik symetrii w tej kończenie wynosił zaledwie 74%, w porównaniu do początkowych 81% w kończynie dolnej prawej. Świadczyć to może o dysproporcjach stron ciała, co jest zgodne z badaniami Hesford i wsp. [25] czy Saccol i wsp. [26]. Stwierdzono tam, że dwustronna asymetria może być powiększona jednostronnie u sportowców. Jako taka asymetria, jest często uważana za adaptacyjną. Zawodnicy short tracku, jeżdżąc po lodzie zawsze w lewo, inaczej obciążają kończyny, a prawa kończyna dolna jest narażona na większe obciążenia. Akahane i wsp. [27] zbadali, że istnieje konieczność poprawy pracy mięśniowej kończyny dolnej lewej, a także zwiększenia ilości ćwiczeń wzmacniających na tę kończynę, widząc tam konieczność wzrostu siły mięśniowej. W naszych badaniach potwierdziło się, że kończyna dolna lewa wymaga większej stymulacji ćwiczeniami. Postępując zgodnie z zaleceniami do ćwiczeń zaproponowanymi przez raport systemu TMG, uzyskano znaczną poprawę symetrii funkcjonalnych w tej kończynie. Po miesięcznym okresie treningowym, symetrie funkcjonalne obu kończyn dolnych były na bardzo zbliżonym poziomie, odbiegając od siebie zaledwie o 1 punkt procentowy. Jednocześnie należy zaznaczyć, że symetrie w kończynie dolnej prawej, też uległy poprawie, natomiast dużo większe zmiany nastąpiły w kończynie dolnej lewej.

Obecne badanie wykryło niepokojącą tendencję w symetrii funkcjonalnej stawu kolanowego. Zarówno w kończynie dolnej lewej, jak i prawej, po miesięcznym szkoleniu wyniki symetrii uległy pogorszeniu. Nie były to zmiany istotne statystycznie p≤0,05, lecz w przypadku kończyny dolnej lewej wynik zbliżył się do minimalnego dopuszczalnego poziomu i wyniósł 67%. Zmniejszona symetria funkcjonalna w stawie kolanowym skutkuje niestety zwiększonym ryzykiem urazu zerwania więzadła krzyżowego przedniego (ACL) [14,18]. W przyszłym szkoleniu, należałoby zatem zwrócić szczególną uwagę na ćwiczenia poprawiające symetrię funkcjonalną w tym stawie, aby nie dopuścić do urazu aż tak wymagającego czasu i specjalistycznego leczenia.

Należy również zaznaczyć, że czasami trudno zastosować bezpośrednie relacje między izolowanym skurczem mięśnia a ogólną wydajnością funkcjonalną, gdyż istnieje możliwość zmian wzorców rekrutacji mięśni, w celu zrównoważenia dysproporcji w mechanice kurczliwości mięśni. Ujmując to nieco inaczej, asymetrie pomiędzy mięśniami mogą być maskowane podczas ruchów całego ciała lub kończyn [19,28]. Jednak znaczenie oceny poszczególnych mięśni, szczególnie w sporcie, nadal zasługują na większą ilość badań.

Używając metody TMG do oceny symetrii mięśni u zawodników short tracku, wykazano dużą użyteczność tego narzędzia do oceny i poprawy pracy mięśniowej. Metoda ta pozwala zapewnić właściwy rozwój i zdrowie mięśni, więzadeł czy stawów oraz zmniejszyć ryzyko tak niepożądanych kontuzji. Ogólnie rzecz ujmując można stwierdzić, że parametry symetrii po miesięcznym okresie szkolenia uległy poprawie, a ryzyko kontuzji pomiędzy dwoma pomiarami uległo zmniejszeniu. Zgodnie z tym, że stwierdzenie asymetrii może być sygnałem przyszłej kontuzji, a jej monitorowanie pomoże ocenić skuteczność ćwiczeń lub wskazać czas, w którym zawodnik będzie gotowy do powrotu do aktywności [20,22], metoda badania mięśni TMG, mogłaby być wykorzystana jako skuteczne narzędzie do oceny lub zmiany programów sportowych, a także przydać się do wskazania sportowców o zwiększonym ryzyku urazu.

Dzięki badaniom TMG, trener, fizjoterapeuta czy lekarz, w prosty, szybki i nieinwazyjny sposób otrzymują wiedzę, jak zapobiegać i/lub wspomagać leczenie kontuzji u zawodników. Aby zawodnik był jak najdłużej w pełni sprawny, powinno się monitorować te parametry mięśni w różnych okresach treningów czy rehabilitacji, przez cały sezon. Należy pamiętać, że TMG może być również narzędziem do obiektywnego wykonywania badań przesiewowych sportowców [19]. Z punktu widzenia całego zespołu ludzi zaangażowanych w rozwój sportowca, gdy doznaje on kontuzji, wszyscy na tym tracą. Należałoby więc szerzej wdrożyć tę metodę pomiarową do systemu szkolenia, aby w prosty, szybki i nieinwazyjny sposób móc – w przypadku wykrycia zagrożenia kontuzją – diagnozować i wprowadzać programy naprawcze. To stosunkowo nowa metoda badania mięśni, aczkolwiek wierzymy, że może być przydatnym narzędziem do diagnostyki mięśni.

Wnioski

1. TMG to skuteczne narzędzie do wykrycia i wskazania zagrożonych kontuzją mięśni, więzadeł czy stawów, a także przydatne do wskazania sportowców o zwiększonym ryzyku urazu.

2. Badanie systemem TMG ocenia programy sportowe i daje możliwość ich korekty.

3. Zastosowanie miesięcznego treningu wyrównawczego zasugerowanego przez system TMG, wpływa na poprawę parametrów symetrii bocznych i funkcjonalnych oraz na zmniejszenie ryzyka kontuzji.

Piśmiennictwo

1. Atiković A, Samardžija Pavletić M, Tabaković M. The tensiomyography method in preventing and rehabilitating gymnast injuries. Baltic Journal of Health and Physical Activity 2015; 7 (4): 29-36.

2. Dahmane R, Djordjevič S, Šimunič B, Valenčič V. Spatial fiber type distribution in normal human muscle. Journal of Biomechanics 2005; 38 (12): 2451-2459.

3. García-Manso JM, Rodríguez-Ruiz D, Rodríguez-Matoso D, de Saa Y, Sarmiento S, Quiroga M. Assessment of muscle fatigue after an ultra-endurance triathlon using tensiomyography (TMG). Journal of Sports Sciences 2011; 29 (6): 619-625.

4. García-Manso JM, Rodríguez-Matoso D, Sarmiento S et al. Effect of high-load and high-volume resistance exercise on the tensiomyographic twitch response of biceps brachii. Journal of Electromyography and Kinesiology 2012; 22 (4): 612-619.

5. Hunter AM, Gallowaya SD, Smith IJ et al. Assessment of eccentric exercise-induced muscle damage of the elbow flexors by tensiomyography. Journal of Electromyography and Kinesiology 2012; 22 (3): 334-341.

6. Rusu L, Cosma G, Cernaianu S et al. Tensiomyography method used for neuromuscular assessment of muscle training. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation 2013; 10 (1): 1-8.

7. Gil S, Loturco I, Tricoli V et al. Tensiomyography parameters and jumping and sprinting performance in Brazilian elite soccer players. Sports Biomechanics 2015; 14 (3): 340-350.

8. Tous-Fajardo J, Moras G, Rodríguez-Jiménez S, Usach R, Doutres DM, Maffiuletti N. Inter-rater reliability of muscle contractile property measurements using non-invasive tensiomyography. Journal of Electromyography and Kinesiology 2010; 20 (4): 761-766.

9. Rodríguez-Matoso D, Rodríguez-Ruiz D, Montesdeoca S, Vaamonde D, Da Silva-Grigoletto ME, García-Manso JM. Reproducibility of muscle response measurements using tensiomyography in a range of positions. Revista Andaluza de Medicina del Deporte 2010; 3 (3): 81-86.

10. García-García O, Cancela-Carra JM, Huelin-Trillo F. Neuromuscular profile of top-level women kayakers assessed through tensiomyography. The Journal of Strength and Conditioning Research 2014; 29 (3): 844-853. 11. Pišot R, Narici MV, Boštjan N, De Boer M, Seynnes O, Jurdana M, Mekjavić IB. Whole muscle contractile parameters and thickness loss during 35-day bed rest. European Journal of Applied Physiology 2008; 104 (2): 409-414.

12. Watsford M, Ditroilo M, Fernandez E, d'amen G, Lucertini F. Muscle Stiffness and Rate of Torque Development during Sprint Cycling. Medicine and science in sports and exercise 2009; 42 (7): 1324-1332.

13. Simunič B, Degens H, Rittweger J, Narici M, Mekjavić IB, Pišot R. Noninvasive estimation of myosin heavy chain composition in human skeletal muscle 2011; 43 (9): 1619-1625.

14. Alentorn-Geli E, Alvarez-Diaz P, Ramon S, Marin M, Steinbacher G, Boffa J, Cugat R. Assessment of neuromuscular risk factors for anterior cruciate ligament injury through tensiomyography in male soccer players. Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy 2014; 23 (9): 2508-2513.

15. Rodríguez-Ruiz D, Escudero ME, Rodríguez-Matoso D et al. The tensiomyography used for evaluating high level beach volleyball players. Revista Brasileira de Medicina do Esporte 2012; 18 (2): 95-99.

16. Rodríguez-Ruiz D, Rodríguez-Matoso D, Montesdeoca S, Da Silva-Grigoletto ME, García-Manso JM. Study of mechanical characteristics of the knee extensor and flexor musculature of volleyball players. European Journal of Sport Science 2012; 12 (5): 399-407.

17. Rey E, Lago Peñas C, Lago Ballesteros J. Tensiomyography of selected lower-limb muscles in professional soccer players. Journal of electromyography and kinesiology 2012; 22 (5): 866-872.

18. Alvarez-Diaz P, Alentorn-GeliSilvia E, Ramon S et al. Effects of anterior cruciate ligament injury on neuromuscular tensiomyographic characteristics of the lower extremity in competitive male soccer players. Knee Surgery Sports Traumatology Arthroscopy 2014; 23 (11): 2264-2270.

19. Macgregor LJ. Neuromuscular Markers of High Performance Sport Preparation: Muscle Contractile Mechanics. University of Stirling 2016.

20. Croisier JL, Ganteaume S, Binet J, Genty M, Ferret JM. Strength imbalances and prevention of hamstring injury in professional soccer players: a prospective study. The American Journal of Sports Medicine 2008; 36 (8): 1469-1475.

21. Menzel HJ, Chagas MH, Szmuchrowski LA, Araujo S, Andrade AG, Jesus FR. Analysis of lower limb asymmetries by isokinetic and vertical jump tests in soccer players. The Journal of Strength and Conditioning Research 2012; 27 (5): 1370-1377.

22. Wilk KE, Reinold MM, Hooks T. Recent advances in the rehabilitation of isolated and combined anterior cruciate ligament injuries. Orthopedic Clinics of North America 2003; 31 (4): 107-137.

23. Markulincić B. Muraja S. Tensiomyography as method of evaluating muscles status. Acta medica Croatica 2007; 61 (1): 23-26.

24. Quinn A, Lun V, McCall J, Overend T. Injuries in short track speed skating. The American Journal of Sports Medicine 2003; 31 (4): 507-510.

25. Hesford C, Laing S, Cardinale M, Cooper CE. Effect of Race Distance on Muscle Oxygenation in Short-Track Speed Skating. Medicine and science in sports and exercise 2012; 45 (1): 83-92.

26. Saccol MF, Gracitelli G, Silva RT et al. Shoulder functional ratio in elite junior tennis players. Physical therapy in sport: official journal of the Association of Chartered Physiotherapists in Sports Medicine 2010; 11 (1): 8-11.

27. Akahane K, Kimura T, Goh AC, Fujiwara T, Yamamoto I, Hachimori A. Relationship between Balance Performance and Leg Muscle Strength in Elite and Non-Elite Junior Speed Skaters. Journal of Physical Therapy Science 2006; 18 (2): 149-154.

28. Evershed J, Burkett B, Mellifont R. Musculoskeletal screening to detect asymmetry in swimming. Physical therapy in sport 2014; 15 (1): 33-38.