Ускорение головы спортсмена при выполнении силовых приемов в хоккее с шайбой

Хоккей с шайбой представляет собой один из наиболее травмоопасных видов спорта. По статистике, хоккей с шайбой занимает четвертое место по частоте травмирования после бокса, регби и сноуборда [2]. Показано, что причиной 23,9 % всех травм в хоккее является контакт с игроком [6]. Американские ученые свидетельствуют,

Самсонова Алла Владимировна, д.пед.н., профессор, заведующая кафедрой биомеханики, Санкт-Петербург

Михно Леонид Владимирович, д.пед.н., профессор, заведующий кафедрой теории и методики хоккея, Санкт-Петербург

Ципин Леонид Львович, к.пед.н., профессор кафедры биомеханики, Санкт-Петербург

Чичелов Иван Александрович, аспирант кафедры теории и методики хоккея, Санкт-Петербург что из-за столкновений (включая контакты с бортом, с игроками, со льдом) происходят 44 % травм, и они занимают первое место среди всех причин травматизма [3].

Согласно проведенным исследованиям, удар стандартной хоккейной шайбы массой 160 г, летящей со скоростью 33 м/с, о хоккейный шлем вызывает ускорение головы спортсмена, равное (110,2 ± 7,4) g [5]. Чтобы уменьшить количество возможных травм, хоккеисты используют специальную экипировку. Достаточно больших значений ускорение головы спортсмена может также достигать при выполнении различных силовых приемов, т.е. приемов игры туловищем, ногами и плечами, сопровождающихся остановками, толчками и прижиманием игрока противника. Однако в настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом отсутствуют исследования, посвященные изучению ускорения головы спортсмена при выполнении силовых приемов в хоккее. Особенно актуальны эти исследования в детско-юношеском хоккее, так как, несмотря на запрет использования силовых приемов игроками до 11 лет, они в ряде случаев применяются юношами этого возраста и еще более широко юношами среднего и старшего возрастов. По данным недавно проведенного общенационального американского исследования, сотрясения мозга, связанные в том числе с проведением силовых приемов, более распространены среди лиц в возрасте до 18 лет (9 % всех травм), чем среди более старших спортсменов (3,7 % всех травм). Одна из причин этого заключается в том, что мозг детей и подростков более подвержен черепно-мозговой травме, чем мозг взрослого человека, даже при меньшей силе удара [4].

Силовые приемы применяются хоккеистами в соревнованиях и на тренировках на льду, а также отрабатываются вне льда, что особенно характерно для юных спортсменов [1]. В процессе игры также имеют место запрещенные правилами приемы, за которые игрок получает штраф. В связи с этим в настоящем исследовании были поставлены следующие задачи:

• 1.    Оценить значение ускорения головы спортсмена при выполнении часто применяемых силовых приемов.

• 2. Сравнить значение результирующего ускорения головы спортсмена при

• 3. Сравнить значение результирующего ускорения головы спортсмена при

выполнении силовых приемов вне льда (в зале) и на льду.

выполнении разрешенных и запрещенных силовых приемов.

Материалы и методы исследования

В исследовании принимали участие два хоккеиста-юноши, характеристика которых представлена в табл. 1.

Для определения ускорения головы спортсмена использовалось специальное акселерометрическое устройство, позволяющее дистанционно производить измерения в режиме реального времени, отображать и сохранять результаты на компьютере (ООО «Телеком-Диагностика», г. Санкт-Петербург). Данное устройство включает акселерометрический датчик на основе трехкоординатного MEMS -акселерометра (рис. 1), радиопередающий модуль стандарта Bluetooth и ресивер.

Таблица 1

Данные спортсменов, участвующих в экспериментах

Спортсмен	Год рождения	Амплуа	Рост, см	Вес, кг	Стаж занятий, лет
1	2002	Нападающий	158	47	8
2	2001	Защитник	172	57	7

а

Рис. 1. Акселерометрический датчик ( a ) и его крепление на шлеме хоккеиста ( б )

б

Акселерометрический датчик работает в двух диапазонах: (0…2) g и (0…16) g . Частота оцифровки составляет до 1000 Гц, размер датчика – 55 × 55 × 25 мм, масса – 50 г. Датчик прикрепляется к шлему игрока, против которого применяется силовой прием. Направление оси X соответствует движениям головы спортсмена во фронтальной плоскости, оси Y – в сагиттальной плоскости, оси Z – в трансверсальной плоскости (см. рис. 1). Результирующее ускорение головы спортсмена определялось по формуле

222 a x + a у + a z .

Совместно с записью акселерограмм производилась видеосъемка движений спортсменов с частотой 30 кадров в секунду. Статистическая обработка результатов осуществлялась в пакете Statgraphics Centurion .

При изучении силовых приемов вне льда исследуемые были в полной хоккейной экипировке с клюшками, но без коньков. Для предупреждения травм использовались гимнастические маты. Изучение силовых приемов на льду проходило в обычных условиях.

Как вне льда, так и на льду выполнялись четыре часто применяемые в хоккее силовых приема:

• 1.    Толчок плечом в плечо при параллельном движении.

• 2.    Толчок клюшкой в спину.

• 3.    Толчок клюшкой в грудь.

• 4.    Толчок плечом в плечо при встречном движении.

Первый и четвертый приемы выполнялись в рамках правил, допустимых Международной федерацией хоккея на льду ( International Ice Hockey Federation, IIHF ). При этом контакт происходил без использования локтя, кулака, клюшки или колена. Второй и третий приемы являются запрещенными правилами и наказываются дисциплинарными штрафами во время матча. При их выполнении существует большая вероятность во время падения удариться головой о лед или борт, что может привести к травмам головы.

Результаты и их обсуждение

На рис. 2 показано ускорение головы спортсмена при выполнении силовых приемов вне льда. Представлена одна из трех попыток выполнения каждого приема, в которой значение результирующего ускорения головы максимально. В табл. 2 приведены максимальные и средние значения ускорений для всех попыток.

а

б

в

г

Рис. 2. Выполнение силовых пр

(справа) при исследовании вне льда. Приемы: а – толчок плечом в плечо при параллельном движении; б – толчок клюшкой в спину; в – толчок клюшкой в грудь; г – толчок плечом в плечо при встречном движении

Таблица 2

Ускорение головы спортсмена при выполнении силовых приемов вне льда g

Номер приема	Название приема	Номер попытки			M ± m
		1	2	3
1	Толчок плечом в плечо при параллельном движении	32,9	7,0	10,8	16,9 ± 7,9
2	Толчок клюшкой в спину	33,8	8,2	7,1	16,4 ± 8,5
3	Толчок клюшкой в грудь	50,4	18,2	14,9	27,8 ± 11,1
4	Толчок плечом в плечо при встречном движении	14,4	9,7	18,6	14,2 ± 2,4

Примечание . Здесь и в табл. 3 жирным выделены максимальные значения .

На рис. 2 видно что, при выполнении вне льда силового приема «толчок плечом в плечо при параллельном движении» максимальное ускорение головы составляет 32,9 g . Это ускорение соответствует моменту толчка. Второй пик (13,1 g ) приходится на момент касания мата рукой и затем плечом и головой при падении. Значения ускорения во второй и третьей попытках значительно ниже (см. табл. 2). Это связано с меньшей силой толчка и с тем, что спортсмен после толчка более упруго приземляется на маты на обе руки и ноги.

Максимальное ускорение головы при выполнении силового приема «толчок клюшкой в спину» достигает 33,8 g . Оно соответствует удару головы о мат после падения на колени и руки. Во второй попытке также происходит падение на колени и руки, а в третьей – на бок, но в обоих случаях без удара головы о мат, что приводит к меньшим значениям ускорения.

Силовой прием «толчок клюшкой в грудь» сопровождается самым большим максимальным ускорением головы 50,4 g . Такое высокое значение ускорения вызвано тем, что в первой попытке спортсмен после толчка клюшкой падает плашмя на спину. В двух других попытках падение назад в сторону с перекатом на спину происходит менее жестко.

Максимальное ускорение головы при выполнении силового приема «толчок плечом в плечо при встречном движении» составляет в момент толчка 18,6 g и существенно ниже в сравнении с другими приемами. Все три попытки по технике выполнения примерно одинаковы и различаются в основном силой толчка, которая в третьей попытке самая большая.

Сравнение между собой всех рассмотренных силовых приемов показывает, что наибольшее среднее значение ускорения головы при их выполнении вне льда (27,8 ± 11,1) g наблюдается при выполнении приема «толчок клюшкой в грудь» (см. табл. 2). Оно примерно в 1,7 раза превышает аналогичные значения при выполнении других приемов. Характерно, что данный прием является запрещенным, и полученные высокие значения ускорения головы даже при выполнении приема вне льда подтверждают его травмоопасность. Средние значения ускорения головы при выполнении остальных приемов мало отличаются.

На рис. 3 показаны ускорения головы спортсмена при выполнении силовых приемов на льду. Как и в предыдущем случае, представлена одна из трех попыток выполнения каждого приема, в которой значение результирующего ускорения головы максимально. В табл. 3 приведены максимальные и средние значения ускорений для всех попыток.

а

б

в

г

Время, мс

Время, мс

О к

и

1500  2000  2500   3000  3500  4000  4500

Время, мс

Рис. 3. Выполнение силовых п

(справа) при исследовании на льду. Приемы: а – толчок плечом в плечо при параллельном движении; б – толчок клюшкой в спину; в – толчок клюшкой в грудь; г – толчок плечом в плечо при встречном движении

Таблица 3

Ускорение головы спортсмена при выполнении силовых приемов на льду g

Номер приема	Название приема	Номер попытки			M ± m
		1	2	3
1	Толчок плечом в плечо при параллельном движении	19,7	18,5	42,3	26,8 ± 7,6
2	Толчок клюшкой в спину	10,5	2,7	2,4	5,2 ± 2,6
3	Толчок клюшкой в грудь	18,6	9,8	15,0	14,5 ± 2,4
4	Толчок плечом в плечо при встречном движении	5,9	19,7	23,5	16,4 ± 5,2

Как видно на рис. 3, при выполнении на льду силового приема «толчок плечом в плечо при параллельном движении» максимальное ускорение головы составляет 42,3 g и приходится на момент толчка. Характерно, что толчок производится преимущественно в плечо, а не в спину. Значения ускорения в других попытках (см. табл. 3) ниже в связи с тем, что игрок, против которого выполняется прием, встречает атакующего игрока менее жестко с отведением туловища в сторону.

Силовой прием «толчок клюшкой в спину» сопровождается падением спортсмена на лед на колени и руки, что приводит к максимальному ускорению головы 10,5 g . В двух других попытках падения не происходит и значения ускорения в несколько раз меньше.

При выполнении силового приема «толчок клюшкой в грудь» первый пик ускорения 17,3 g возникает в момент толчка в грудь, а максимальное ускорение головы 18,6 g – непосредственно за ним при ударе клюшкой в маску шлема. Падение после толчка на колени и руки вызывает ускорение 9,3 g . В остальных попытках при меньшей силе толчка большее ускорение наблюдается не при самом толчке, а при падении.

Силовой прием «толчок плечом в плечо при встречном движении» отличается тем, что при толчке развивается ускорение 10,9 g , а при падении с ударом головой о лед – максимальное ускорение 23,5 g . Во второй и третьей попытках при падении удара головой о лед не было и значения ускорения, соответственно, были ниже.

В отличие от выполнения силовых приемов вне льда, на льду наибольшее среднее значение ускорения головы (26,8 ± 7,6) g наблюдается для приема «толчок плечом в плечо при параллельном движении» (см. табл. 3). Это объясняется тем, что скорость движения хоккеистов на льду и сила соударения существенно выше, чем вне льда. Прием «толчок клюшкой в грудь», при выполнении которого вне льда отмечается высокое среднее значение ускорения головы, на льду приводит к меньшему ускорению (14,5 ± 2,4) g . Можно предположить, что, тренируясь вне льда и зная, что падение будет происходить на мягкую поверхность, спортсмены меньше заботятся о предотвращении падений, и выполнение этого приема менее травмоопасно. Это же касается приема «толчок клюшкой в грудь». Средние значения ускорения головы при выполнении приема «толчок плечом в плечо при встречном движении» вне льда и на льду сопоставимы.

Анализируя максимальные зафиксированные значения ускорения головы 50,4g и 42,3g, следует отметить, что они близки к тем, которые могут привести к потере устойчивости или даже к нокауту в боксе, т.е. достаточно травмоопасны [7]. Вместе с тем необходимо учитывать, что хоккейный шлем, на котором укреплен акселерометрический датчик, имеет демпфирующие прокладки, и в связи с этим измеряемое ускорение, в частности при ударе головой о лед или о мат при падении, может несколько отличаться от действительного ускорения головы спортсмена.

Заключение

Измерение ускорения головы спортсмена с помощью специального акселерометрического устройства показало, что при выполнении используемых в хоккее с шайбой силовых приемов развиваются достаточно большие ускорения, которые могут служить причиной травм, в частности сотрясений головного мозга. Высокие значения ускорения отмечаются при изучении и отработке силовых приемов как вне льда, так и на льду. Вне льда наибольшее среднее значение ускорения головы отмечается при выполнении запрещенного правилами приема «толчок клюшкой в грудь», а на льду – разрешенного приема «толчок плечом в плечо при параллельном движении». Вне льда большое ускорение связано в основном с падением игрока, а на льду – с соударением игроков. Правильная техника движений игрока при выполнении против него силовых приемов позволяет существенно снизить ускорения и тем самым предотвратить травмы головы, что особенно важно для юных хоккеистов.