مقدمه
دویدن یکی از متداولترین ورزش ها است که به زمان و مکان محدود نمیشود. مدارک زیادی مبنی بر اثرات مفید دویدن بر سلامتی از قبیل جلوگیری از بیمار ی ها و کاهش مرگ و میر زودرس وجود دارد (1). الگوی دویدن به هماهنگی بین عضلات و دامنه حرکتی مناسب و قدرت (2) لازم دارد. درنهایت، شاید حفظ مفاصل اندام تحتانی، کینتیک، مورفولوژی و خواص مکانیکی در حفظ عملکرد در حین دویدن ضروری باشد.
در این ورزش، پا کــه ســاختار پیچیـده و چند مفصلـی دارد، بیشـترین تأثیـر را بـر روی انـدام تحتانـی طـی حـرکات دینامیـک ماننـد دویـدن دارد. پا را می تــوان بهعنوان تنهــا بخــش بــدن معرفــی کــرد کــه در حــال حرکــت بــا ســطوح خارجــی تمــاس پیــدا می کنــد و بـرای حفـظ تعـادل در طـی دویـدن نقـش مهمـی را بـر عهـده دارد (3). نیـروی کششـی، قیچـی وار و چرخشـی در فـاز اتـکا راه رفتـن و دویـدن بایـد توسـط انـدام تحتانـی توزیـع شـود و اگـر ایـن نیروهـا بهخوبی توزیـع نشـود، حـرکات بهصورت غیرطبیعـی انجـام می گیـرد و بـه دنبـال آن چرخـش و فشـار زیـاد بـه بافت-هـای نـرم آسـیب وارد می کنـد و باعـث کاهـش کارایــی عضلات میگردد (4).
اندازه گیــری توزیــع فشــار کفپایی در بین روش هــای آنالیز دویــدن، روشــی مرســوم و جدیــدی اســت کــه در شــرایط اســتاتیکی و دینامیکــی عملکــرد پــا را مــورد بررســی قــرار می دهد (3). با بررسـی توزیـع فشـار کفپایی می-تـوان بـه بازتوانـی بیوفیدبـک بـرای کنتـرل پاسـچر راه رفتـن و دویـدن پرداخــت. همچنیــن بــا اندازه گیـری فشـار کـف پـا می تـوان بـه اطلاعـات مفیـدی در ارتبـاط بـا سـاختار و عملکـرد پـا و مکانیـک عمومـی راه رفتن و دویـدن دسـت یافـت (5). حداکثــر فشــار کفپایی از میــان پارامترهــای فشــار کفپایی بهعنوان حداکثر بار وارده بر نواحی مختلف پا طی فــاز اتـکا راه رفتـن و دویـدن اسـتفاده می شـود (6). بـرای تشـخیص مشــکلات پــا، طراحــی کفــی، آنالیــز عملکــرد ورزشــی، پیشـگیری از آسـیب و بهبـود کنتـرل تعـادل (7) از اطلاعـات مربــوط بــه توزیــع فشــار کفپایی اســتفاده می-شــود. هرگونه تغییــر در الگــوی فشــار کفپایی احتمــال آســیب بافت هــا و ایجــاد درد را افزایــش می دهــد (8). بهطورکلی توزیــع فشــار کفپایی اطلاعــات مفیــدی را در مــورد راه رفتــن و دویــدن در اختیــار پژوهشــگران قــرار می دهــد (4). علیرغم اهمیت اندازه گیری فشار کف پا لذا با مرور پیشینه تحقیق، تحقیقات اندکی در زمینه فشار کفپایی ورزشکاران انجام شده است و تاکنون تحقیق هم بر روی ورزشکاران رشته دو و میدانی انجام نشده است. در این بین ئودور و پیتر (2014) از معدود افرادی بودند که به بررسی این مهم در حوزه ورزش پرداختند، آن ها در سال 2014 در مطالعه ای با عنوان ارتباط بین فشار کفپایی و سرعت ضربه در رشته کاراته، متوجه شدند که ارتباط مستقیمی بین سرعت ضربه و فشار کفپایی وجود دارد، بهطوریکه اگر یکی از آنها کاهش یابد، دیگری نیز کاهش خواهد یافت و اگر یکی از آنها افزایش یابد، دیگری نیز افزایش خواهد یافت (9). در تحقیق دیگری در همین زمینه طسوجیان و معمار (1395) تحقیقی تحت عنوان بررسی تقارن بین دو پا حین راه رفتن، در پارامترهای منتخب توزیع فشار کفپایی کاراته کار مرد نخبه انجام داده و نتیجه گرفتند به جز حداکثر نیرو در مسک-های 3 و 4 و حداکثر فشار در مسک، 4 هیچگونه اختلاف معناداری بین سایر پارامترها وجود نداشت. شاخص تقارن نیز نشان داد که در ناحیه استخوان های کفپایی اول و دوم حداکثر نیرو و حداکثر فشار پای جلو، در قسمت میانی پا حداکثر نیروی پای جلو، در ناحیه شست حداکثر نیروی پای عقب، در استخوان کفپایی پنجم حداکثر فشار پای عقب، در انگشتان سوم تا پنجم تمام پارامترهای پای عقب نسبت به پای دیگر بیشتر است (10).
اگرچه مطالعات زیادی تأثیر عوامل ساختاری مانند سن، شاخص توده بدن و یا کاربرد دستگاه های متفاوت در اندازه گیری فشار را مورد بررسی قرار داده اند، اما باوجود تلاش محققان گزارش های بسیار اندکی در خصوص توزیع فشار کف پا در رشته های ورزشی بهویژه رشته دوومیدانی وجود دارد، ضمن اینکه هیچ تحقیقی یافت نشد که تأثیر افزایش سرعت را بر فشار کفپایی در ورزشکاران دو و میدانی مورد بررسی قرار داده باشد لذا اطلاعات در ارتباط با دامنه استاندارد فشار به علت مطالعات کم در این زمینه بهطور مشخص در دسترس نیست. ازاینرو هدف از تحقیق حاضر تعیین تأثیر افزایش سرعت دویدن بر فشار کفپایی در ورزشکاران دو و میدانی می باشد.
روش شناسی
برای انجام تحقیق کاربردی حاضر که بهصورت نیمه تجربی انجام شد از بین دونده های نخبه استان تهران که در یکی از تیم های دو و میدانی لیگ کشور حضور داشتند 28 نفر بهطور داوطلب بهعنوان نمونه در تحقیق حاضر شرکت کردند. قبل از انجام تمرینات آزمودنی ها فرم رضایت نامه آگاهانه جهت شرکت در تحقیق را تکیمل کردند. معیارهای ورود به تحقیق عبارت بودند از عدم آسیبدیدگی و انجام تمرینات حداقل 20 کیلومتر در هفته بود. همچنین دونده هایی که دارای هرگونه اختلالات عصبی عضلانی بودند از تحقیق خارج شدند.
آزمودنیها روی تردمیل دویدن را انجام دادند درحالیکه دادههای کینماتیک از طریق یک سیستم تصویربرداری سهبعدی با 12 دوربین جمعآوری شد. داده های GRF با استفاده از یک تردمیل مجهز به دو کمربند جمع آوری شد (منظور تردمیلی که در میانه آن یک صفحه نیرو تعبیه شده است). دوربین ها با هدف فیلمبرداری از تمام حرکات تردمیل در اطراف آزمایشگاه قرار گرفته بودند و در یک ساختار خرپایی فلزی با طول 5/11 متر، عرض 3/9 متر و ارتفاع 8/2 متر نصب شدند. این ساختار امکان قرار دادن برخی دوربینها با ارتفاعهای مختلف را فراهم میکرد. همچنین در این پژوهش از ابزار فورسپلیت که روی صفر تنظیم شده بود جهت ارزیابی COP کفپایی استفاده شده است.
در پژوهش حاضر، آزمودنیها بر روی تردمیل مجهز دویدند درحالیکه دادههای کینماتیک از طریق یک سیستم سهبعدی در فاز استانس دویدن با ثبت 12 دوربین با رزولوشن4 ، نرم افزار کورتکس0. 6 و 4 آنالیز حرکت ساخت سانتاروزا کالیفرنیا امریکا جمعآوری شد. دوربینها در اطراف آزمایشگاه بهگونهای توزیع شدند، که حجم ضبط حرکت تردمیل را هدف قرار میدادند. دوربینها بر یکپایهی فلزی با طول 5/11 متر و عرض 3/9 متر و ارتفاع 8/2 متر کارگزاری شدند. این ساختار امکان جابجایی برخی دوربینها در ارتفاعهای مختلف را فراهم مینمود. تردمیل مجهز روی یک چاله نصب شده بود بهطوریکه سطح تردمیل برابر با سطح کف آزمایشگاه قرار داشت.
ابتدا آزمودنی فرم رضایت نامه را تکمیل کرده و اطلاعاتی در مورد معیارهای ورود به تحقیق، نحوه دویدن و اجرای پروتکل توسط محقق برای وی شرح داده شد. و ویژگی های دموگرافیک و شرححال دویدن او توسط محقق ثبت شد. 48 مارکر منعکسکننده نور و 4 مارکر آناتومیکی و دسته هایی با چهار نشانگر فنی داخل یک پوسته سفت روی قسمت هایی از ران و ساق قرار گرفتند. از این پوسته ها جهت توقف دویدن و جلوگیری از آسیبدیدگی استفاده شد. صفحه تردمیل صفر شد و از آزمودنی خواسته شد روی تردمیل ایستاده و پروتکل زیر را انجام دهد:
آزمودنی ها ابتدا با سرعت 2/1 متر بر ثانیه جهت آشنایی با تردمیل راه رفتند. در ادامه و به آرامی سرعت به 5/2 متر بر ثانیه رسید و بعد از 3 دقیقه دویدن با این سرعت، در حدود سی ثانیه داده ها ضبط شدند. دونده ها در مرحله بعد با سرعت m/s 5/3 و سپس با سرعت m/s 5/4 روی تردمیل دویدند. و بعد از 3 دقیقه دویدن با هر سرعت به مدت 30 ثانیه داده ها جمع آوری شد.
نهایتاً جهت تجزیه و تحلیل آماری داده ها از آمار توصیفی (میانگین و انحراف معیار)، آزمون کالموگروف اسمیرنوف جهت بررسی توزیع طبیعی داده ها و آزمون تحلیل واریانس با اندازه گیری مکرر و آزمون تعقیبی بونفرونی جهت تجزیه و تحلیل استنباطی داده ها استفاده شد. لازم به ذکر است تمام محاسبات آماری با استفاده از نرمافزار SPSS نسخه 22 در سطح معنی داری 05/0 استفاده شد. همچنین جهت رسم نمودارهای مربوطه از نرمافزار اکسل استفاده شد.
نتایج
نتایج آمار توصیفی مربوط به متغیرهای تحقیق در جدول 1 گزارش شده است.
قبل از تجزیه و تحلیل استنباطی داده های تحقیق نرمالیته داده ها با استفاده از آزمون کالموگروف اسمیرنوف مورد بررسی قرار گرفت و با توجه به اینکه سطح معنی داری بهدستآمده از 05/0 بیشتر بود نتیجه گرفتیم توزیع داده ها طبیعی است. در ادامه نتایج آزمون تحلیل واریانس با اندازه گیری مکرر نشان داد افزایش سرعت دویدن بر میزان جابجایی دونده ها تأثیر معناداری دارد. همچنین نتایج آزمون تعقیبی نشان داد بین دویدن با سرعت 5/2 متر بر ثانیه با دویدن با سرعت 5/3 متر بر ثانیه (001/0p=)، بین دویدن با سرعت 5/2 متر بر ثانیه با دویدن با سرعت 5/4 متر بر ثانیه (001/0p=) و بین دویدن با سرعت 5/3 متر بر ثانیه با دویدن با سرعت 5/4 متر بر ثانیه (001/0p=) بر میزان جابجایی دونده ها تفاوت معناداری وجود دارد. به طوری که هرچه سرعت دویدن افزایشیافته است میزان جابجایی نیز افزایش داشته است (جدول 1).
در رابطه با تأثیر افزایش سرعت دویدن بر سرعت مرکز فشار کفپایی نتایج آزمون تحلیل واریانس با اندازه گیری مکرر نشان داد افزایش سرعت دویدن بر سرعت فشار کفپایی دونده ها تأثیر معناداری دارد. همچنین نتایج آزمون تعقیبی نشان داد بین دویدن با سرعت 5/2 متر بر ثانیه با دویدن با سرعت 5/3 متر بر ثانیه (001/0p=)، بین دویدن با سرعت 5/2 متر بر ثانیه با دویدن با سرعت 5/4 متر بر ثانیه (000/0p=) و بین دویدن با سرعت 5/3 متر بر ثانیه با دویدن با سرعت 5/4 متر بر ثانیه (001/0p=) بر سرعت فشار کفپایی دونده ها تفاوت معناداری وجود دارد. بهطوریکه هرچه سرعت دویدن افزایش یافته است سرعت فشار کفپایی نیز افزایش داشته است (جدول 2).
بحث
نحـوه توزیـع فشـار کف پایـی و بررسـی آن، اطاعـات مفیـدی از سـاختار آناتومیکـی پـا، عملکـرد آن و همچنیـن بیومکانیـک راه رفتــن و دویــدن را فراهــم می کنــد و زمینــه ای را بــرای ارزیابــی مشــکات انــدام تحتانــی ایجــاد می کنــد (11). هدف از انجام تحقیق حاضر تأثیر افزایش سرعت دویدن بر میزان جابه جایی و سرعت مرکز فشار کفپایی در دونده ها بود. در دانش ما و با مرور تحقیقات انجام شده در داخل و خارج از کشور تحقیقی یافت نشد که به بررسی تأثیر سرعت دویدن بر میزان جابه جایی و سرعت مرکز فشار کفپایی در دونده ها پرداخته باشد. همچنین بیشتر تحقیقات انجام شده بر روی افراد دارای کمردرد بوده است به همین دلیل در ادامه به نتایج تحقیقاتی که بهنوعی با یافته تحقیق حاضر در ارتباط هستند پرداخته می شود. در همین رابطه سیفی اسک شهر و همکاران (1397) تحقیقی تحت عنوان اثر تمرینات الاستیکی راه رفتن بر متغیرهای فشار کفپایی در افراد دارای کمردرد طی دویدن انجام داده و نتیجه گرفتند طـی پس آزمـون در مقایسـه بـا پیش آزمـون در گـروه تجربـی میـزان اوج نیـروی وارده بـر بخـش خارجـی پاشـنه بزرگتر می باشد. بعــلاوه، طــی پس آزمــون در مقایســه بــا پیش-آزمــون در گــروه تجربــی میــزان اوج فشــار وارده بــر بخش هــای کف پایــی چهــارم و کف پایــی پنجــم کوچکتر می باشــد. همچنیــن طــی پس آزمــون در مقایســه بــا پیش آزمــون در گــروه کنتــرل میــزان اوج نیــرو وارده بـر بخـش کف پایـی سـوم و بخش هـای داخلـی و خارجـی پاشـنه بزرگتر بـود (4) که با نتایج تحقیق حاضر همسو است. در تحقیق دیگری در همین رابطه یزدانی و همکاران (1395) در تحقیق خود نشان دادند که در افراد دارای زانوی عقبرفته اوج فشار در پای راست در نواحی پاشنه داخلی، پاشنه خارجی، میدفوت داخلی و در پای چپ در نواحی میدفوت خارجی و انگشتان سه، چهار و پنج بهطور معناداری از افراد سالم کمتر بود که نشان می دهد با افزایش سرعت راه رفتن میزان فشار به کف پا نیز افزایش یافته است در تحقیق حاضر نیز با افزایش سرعت دویدن سرعت مرکز فشار کفپایی افزایش یافت (12). بااینحال مغایر با یافته تحقیق حاضر اسکیل و همکاران (2006) اثر 45 دقیقه دویدن بر روی تردمیل بر توزیع فشار کفپایی بررسی کرده و نتیجه گرفتند تفاوت معنیداری بین توزیع فشار کفپایی قبل و بعد خستگی وجود نداشت. دلیل احتمالی تفاوت با یافته تحقیق حاضر احتمالاً به دلیل تفاوت در پروتکلها می باشد زیرا در تحقیق اسکیل از 45 دقیقه دویدن با سرعت یکنواخت استفاده شد اما در تحقیق حاضر سرعت دویدن افزایش یافت (13).
در تبیین یافته تحقیق حاضر می توان عنوان کرد که هــر تغییــری در الگــوی راه رفتــن و دویــدن، نحــوه توزیــع فشــار کف پایــی را تحــت تأثیر قــرار می دهد (14). با توجه به اینکه با افزایش سرعت دویدن ممکن است طول گام بیشتر شود یا تعداد تواتر افزایش یابد که بـا توجـه بـه اینکـه راه طـول گام بلندتـر باعـث افزایـش نیروهـای وارده بـه کـف پـا می شـود (15). که همین امر ممکن است یکی از دلایل افزایش سرعت مرکز فشار کفپایی باشد. در همین رابطه پیتر و تئودر (2014) در تحقیقی نتیجه گرفتند بین سرعت ضربه و فشار کفپایی ارتباط مستقیمی وجود دارد (9).
ازجمله دیگر مکانیسم های احتمالی و مرتبط با فشار کف پا می توان به تأثیر خستگی بر فشار کف پا اشاره کرد به طوری که در شرایط خستگی، کاهش کنترل عضلانی در مفاصل -پا مچ ساق ممکن است توانایی مقاومت در برابر اورشن یا و اینورش به شکل پویا را مختل کنند. حتّی بعضی از مطالعات قبلی، ضریب تغییرات اوج فشار را به فرآیند کنترل مجدد تعادل ارتباط داده اند (8) در تحقیق حاضر نیز علیرغم اینکه دویدن تا سرحد خستگی پیش نرفت بااینحال با افزایش سرعت و زمان دویدن خستگی زودتر اتفاق میافتد که این امر نیز ممکن است دلیلی دیگری برای یافته تحقیق حاضر باشد.
از طرف دیگر می توان به این نکته اشاره کرد که هنگام دویدن و بـا افزایـش سـرعت، از مرحلـه اتـکا کـم شـده و بـه مرحلـه تـاب دادن افـزوده می شـود. مقـدار بیشـینه مرحلـه اتـکا در دویـدن 20 درصـد اسـت کـه ایـن افزایـش و کاهـش دویدن می-توانـد فعالیـت الکترومایوگرافی و نیروهای عکس العمل زمین را کاهش دهد (16). امــا ایــن نکتــه قابــل ذکــر می باشــد کــه هرچقــدر زمــان اتــکا هنــگام دویـدن کاهـش پیـدا کنـد نیروهـای عکس العمـل زمیـن نیـز کاهــش می یابــد کــه می توانــد بــا کاهــش نــرخ بارگــذاری هنـگام دویـدن همـراه باشـد (17) مطالعـات انجـام شـده توسـط چندیــن محقــق، ارتباطــی بیــن میــزان اوج تماســی نیــروی عمــودی عکس العمــل زمیــن بــالا و نــرخ بارگــذاری عمــودی یـا هـر دو را بـه همـراه داشـته اسـت کـه موجـب آسـیب های مرتبــط بــا الگــوی برخــوردی می شــود (18, 19). بنابراین ممکن است افزایش سرعت فشار کفپایی همزمان با افزایش سرعت به دلیل میزان اوج تماس نیروی عکس العمل زمین باشد. بااینحال تحقیقات بیشتری در این زمینه لازم است تا بتوان بهطورقطع به مهم ترین عامل ها در این زمینه دست پیدا کرد.
بااینحال در تحقیق حاضر توزیع فشار در نقاط مختلف کف پا بررسی نشد تا بتوان بهطور دقیق تر مکانی که بیشتر تحت تأثیر قرار می گیرد را کنترل کرد که از محدودیت های تحقیق حاضر می باشد. همچنین عدم ثبت فعالیت میوگرافی جهت بررسی تأثیر خستگی بر متغیرهای تحقیق ازجمله دیگر محدودیت های تحقیق حاضر می باشد.
نتیجه گیری نهایی
نتایج تحقیق حاضر تأییدکننده تأثیر افزایش سرعت دویدن بر سرعت مرکز فشار کفپایی و میزان جابجایی می باشد که با استفاده از نتایج این تحقیق می توان از آسیب های احتمالی جلوگیری کرد. همچنین دیدگاه روشنی در زمینه توزیع فشار بر کف پا در اختیار محققین و مربیان قرارداد تا با استفاده از آن بتوانند به بهترین نحو ممکن برنامه ریزی کنند.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
اصول اخلاق تماماً در این مقاله رعایت شده است. شرکت کنندگان اجازه داشتند هر زمان که مایل بودند از پژوهش خارج شوند. همچنین همه شرکت کنندگان در جریان روند پژوهش بودند. اطلاعات آنها محرمانه نگه داشته شد.
حامی مالی
این پژوهش هیچ گونه کمک مالی از سازمان های دولتی، خصوصی و غیر انتفاعی دریافت نکرده است.
مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان در طراحی، اجرا و نگارش همه بخشهای پژوهش حاضر مشارکت داشتهاند.
تعارض
بنابر اظهار نویسندگان، این مقاله تعارض منافع ندارد.