تعادل

گامبتا و گری بیان کردند که تعادل مهم‌ترین مؤلفه از قابلیت ورزشکار است، به دلیل اینکه تقریباً در همه‌ی بخش‌های حرکت درگیر است (19). هر فعالیت در طول روز نیاز به تعادل دارد. حتی در طول فعالیت‌های ساده‌ی روزانه، بدن برای ماندن در تعادل به‌سختی کار می‌کند. کلمات مختلفی وجود دارد که به‌جای کلمه‌ی تعادل به کار می‌رود. پایداری[1]، کنترل پوسچرال[2] و کنترل پوسچرال پویا[3] توصیف‌های مختلف از کلمه‌ی تعادل هستند. پایداری به‌عنوان حالت باقی ماندن مفصل یا برگشت سریع به هم ترازی مناسب از طریق یک برابری از نیروها تعریف می‌شود (20). پایداری می‌تواند هنگامی‌که حرکات اندام فوقانی و تحتانی را توصیف می‌کنیم استفاده شود. کنترل پوسچرال مجموعه‌های پیچیده از عمل و عکس‌العمل است که توسط مؤلفه‌های زیادی از بدن کنترل می‌شود (21). بدن برای حفظ پایداری پوسچرال از هر دو مؤلفه‌های حسی و حرکتی استفاده می‌کند. پایداری پوسچرال پویا هنگام فرود از یک پرش به‌عنوان زمانی که مؤلفه‌های ابتدایی نیروی عکس‌العمل زمین از یک پرش- فرود (از لحظه‌ی تماس) مشابه مؤلفه‌های نیروی عکس‌العمل زمین در یک ایستادن یک پایی پایدار شود، تعریف می‌شود (2).

2-2-1- پایداری پوسچرال[4]

تعدادی از ورودی‌های حسی ازجمله بینایی، دهلیزی و مؤلفه‌های حسی پیکری وجود دارند که برای کمک به حفظ پایداری پوسچرال به سیستم عصبی مرکزی فرستاده می‌شوند (22). سیستم حسی پیکری محرک‌های حسی ازجمله فشار لمس و درد را شناسایی می‌کند. سیستم دهلیزی از اطلاعات رسیده از دهلیزها و مجاری نیم‌دایره گوش برای حفظ تعادل استفاده می‌کند. این اطلاعات می‌تواند برای کنترل عضلات چشم برای حفظ تمرکز بر روی اشیا هنگامی‌که سر در حال حرکت است، برای حفظ پوسچر مناسب، یا از طریق همکاری در آگاهی از وضعیت بدن و مفصل استفاده شود. مکانیسم کنترل عصبی عضلانی به کاهش نوسان پاسچر از طریق حلقه‌های واکنش عصبی بازخوردی[5] بین دستگاه عصبی مرکزی و دستگاه عضلانی اسکلتی کمک می‌کند (20, 23). یک مکانیسم فید فوروارد از تجربه‌های حرکتی قبلی به وجود می‌آید و منجر به کاهش نوسان پوسچرال می‌شود.

 

2-2-2- پایداری پویای پوسچرال[6]

پایداری پویای پوسچرال برای این مطالعه به‌عنوان زمانی گرفته می‌شود که مؤلفه اصلی نیروی عکس‌العمل زمین از یک پرش فرود، مشابه مؤلفه‌های نیروی عکس‌العمل زمین در یک ایستادن یک پایی پایدار شود (2). کمبود پایداری پویای پوسچرال می‌تواند زندگی روزانه‌ی فرد را با تأخیر همراه سازد. هر حرکتی را که فرد انجام می‌دهد نیازمند پایداری پویای پوسچرال است. این شامل فعالیت پایه‌ای مانند برخاستن از رختخواب در صبح و مسواک زدن دندان‌ها تا توانایی برای تعادل روی چوب موازنه می‌شود. پایداری پویای پوسچرال هر حس و سیستمی که پایداری پوسچرال استفاده می‌کند، ترکیب می‌کند و درحرکت کمک می‌کند.

2-2-3- جنبه‌های حرکتی پایداری

چندین استراتژی در حفظ تعادل شناخته‌شده است (24). رایج‌ترین استراتژی‌هایی که عنوان می‌شود، استراتژی‌های مچ پا، ران و گام برداری می‌باشد (25). استراتژی مچ ‌پا در اغتشاشات آرام و کوچک روی سطح هموار استفاده می‌شود. ترتیب فعالیت عضلانی از بخش دیستال (عضلات مچ پا) به سمت پروگزیمال (عضلات ران وتنه) می‌باشد. استراتژی ران در سطوح کوچک (باریک) یا در اغتشاشات بزرگ و سریع استفاده می‌شود. ترتیب فعالیت عضلانی از بخش پروگزیمال به دیستال می‌باشد. استراتژی گام برداری، هنگامی‌که اغتشاشات، مرکز ثقل را به خارج از سطح اتکا می‌برد یا پایداری را محدود می‌کند جهت بازسازی تعادل استفاده می‌شود (26, 27).

استراتژی‌های تعادل در آمادگی برای یک اغتشاش، عکس‌العمل در پاسخ به یک اغتشاش یا تحت کنترل ارادی از پیش تعیین‌شده[7] وارد عمل می‌شوند (24). پاسخ‌های خودکار پاسچر جهت حفظ مرکز ثقل روی سطح اتکا در پاسخ به یک تحریک یا اغتشاش غیرمنتظره مانند سرخوردن وارد عمل می‌شوند (24, 26). پاسخ‌های خودکار پاسچر به‌سرعت اتفاق می‌افتد و تحت کنترل ارادی نمی‌باشد (24). پاسخ‌های از پیش تعیین‌شده پاسچر شبیه پاسخ‌های خودکار می‌باشند اما با این تفاوت که قبل و در هنگام آمادگی برای اغتشاش اتفاق می‌افتند (27). در یک اغتشاش پیش‌بینی‌شده بدن از طریق گسترش یک “وضعیت پاسچر[8]” جهت خنثی کردن نیروهایی که به بدن وارد خواهند شد، آماده می‌شود (24). حرکات اختیاری پاسچر تحت کنترل آگاهانه می‌باشند.

حرکات اختیاری پاسچر به مقدار زیادی از تجربیات قبلی و آموزش تأثیر می‌پذیرند (28). هنگام بلند کردن یک چمدان خالی یا سبک که قبلاً چمدان سنگین تجربه‌شده است، در ابتدا عضلاتی که برای مقابله با چمدان سنگین آماده می‌شوند، وارد عمل می‌شوند درحالی‌که به آماده‌سازی عضلانی نیازی نیست.

2-2-4- اجزای اسکلتی- عضلانی پایداری

به‌منظور انجام مؤثر استراتژی‌های تعادل، مکانیسم‌های عصبی- عضلانی نیز باید وارد عمل شوند (24). دامنه حرکتی مناسب به‌ویژه در مفاصل اصلی مانند مچ پا و ران باید وجود داشته باشد. به‌منظور استفاده بهینه از استراتژی مچ پا، حداقل 5 تا 10 درجه دورسی فلکشن مچ پا باید وجود داشته باشد. در مورد استراتژی ران باید دامنه حرکتی کافی در فلکشن و اکستنش ران وجود داشته باشد تا امکان حرکت مرکز ثقل فراهم گردد. معمولاً 30 درجه فلکشن و 5 درجه اکستنشن ران عنوان می‌شود. دامنه حرکتی ناقص سر یا سندروم دردناک در عضلات ناحیه گردن می‌تواند منجر به تغییر حرکت تنه و سر شده و درنتیجه باعث عدم تعادل گردد (29-31).

مطلب مرتبط با این موضوع :  شخصیت

توانایی تولید نیرو یا قدرت جهت ایجاد استراتژی‌های مناسب تعادل ضروری است. حداقل سطح قدرت متوسط تا خوب در دورسی فلکشن و پلانتار فلکشن مچ پا و در فلکشن و اکستنشن ران لازم است. قدرت و دامنه حرکتی به‌تنهایی جهت ایجاد استراتژی‌های مناسب تعادل کافی نیستند. توانایی ترتیب انقباض عضلانی مناسب و زمان فعالیت عضله مهم و حیاتی است و در برخی از مواقع بازآموزی آن به دنبال آسیب بسیار مشکل است (32, 33).

2-2-5- جنبه‌های بیومکانیکی پایداری

پاسچر یا راستای بخش‌های استخوانی می‌تواند با تولید پاسخ‌های تعادلی به ایجاد تعادل کمک یا می‌تواند تولید واکنش‌های تعادلی را مشکل‌تر سازد (24). به حداکثر رساندن پاسچر فرد می‌تواند در بازیافتن توانایی تولید واکنش‌های تعادلی کمک کند (32, 33). به‌عنوان‌مثال، فردی که مبتلا به کیفوز پشتی می‌باشد، مرکز ثقل او به سمت جلو و به طرف انگشتان پا متمایل می‌شود که درنتیجه محدوده‌های قدامی ‌پایداری را کاهش داده و کارایی استراتژی مچ پا را در اغتشاشات به سمت جلو کاهش می‌دهد. در اکثر بیماران، قرارگیری صحیح بخش‌های بدن منجر به پاسخ‌های تعادلی بهتر می‌گردد. درحالی‌که اگر فرد یک‌پاسچر را برای مدت طولانی حفظ کند، قرارگیری پاسچر در وضعیت معمولی و حرکت مرکز ثقل می‌تواند باعث کاهش تعادل گردد.

تعادل غالباً به‌عنوان مقیاس عملکرد اندام تحتانی مورد استفاده قرارگرفته و به‌عنوان فرایند حفظ مرکز ثقل درون سطح اتکا بدن تعریف می‌شود (34). در هنگام ایستادن روی یک‌پا، کنترل پاسچر به مقدار زیادی از طریق اصلاح حرکات در مفصل مچ پا صورت می‌گیرد (35). آزمودنی‌ها از اطلاعات بصری، دهلیزی و حس بدنی جهت برنامه‌ریزی و اجرای نیازهای حرکتی به‌منظور حفظ تعادل استفاده می‌کنند (7, 35). عضلاتی که روی مجموعه پا عمل می‌کنند، با انقباض خود سعی در کنترل پایداری پاسچر ایستاده دارند (7). بنابراین نیروهای عکس‌العمل زمین را تغییر می‌دهند که منجر به حرکت مرکز فشار در سطح اتکا می‌گردد.

2-2-6- روش‌های اندازه‌گیری پایداری

چندین روش معتبر و موثق جهت اندازه‌گیری پایداری و تعادل وجود دارد که شامل تعادل روی یک‌پا، سیستم امتیازدهی خطای تعادل[9] و آزمون تعادل ستاره‌ای[10] می‌باشد. ارزیابی پایداری و تعادل به‌صورت عملکردی‌تر و پویا با استفاده از آزمون پایداری فرود روی صفحه نیرو انجام می‌شود (36).

اکثر تحقیقات انجام‌شده پایداری پویا را با استفاده از آزمون تعادل ستاره‌ای (37)، آزمون لی‌لی تک‌پا[11] (38) یا دستگاه پایداری بایودکس[12] (39) مورد ارزیابی قرار داده‌اند. اگرچه این آزمون‌ها پایداری پویا را در وضعیت‌های عملکردی مورد بررسی قرار می‌دهند، اما پایداری ورزشکار را در مهارت ورزشی مورد ارزیابی قرار نمی‌دهند. به بیانی دیگر پایداری که ورزشکار در هنگام اجرای این آزمون‌ها از خود نشان می‌دهد همان پایداری نیست که در حین انجام مهارت ورزشی از خود بروز می‌دهد. به‌عنوان‌مثال آزمون تعادل ستاره‌ای که به‌دفعات جهت محاسبه تعادل و پایداری مورد استفاده قرارگرفته (40-43) و نتایج را به‌صورت کمی بیان می‌کند، در محاسبه پایداری در حین مهارت ورزشی ناتوان می‌باشد، زیرا پروتکلی که در این آزمون استفاده می‌شود شباهتی با مهارت‌های ورزشی ندارد. همچنین آزمون لی‌لی تک‌پا که پروتکل آن مشابه حرکت فرود تک‌پا ‌باشد و از آن به‌عنوان یکی دیگر از روش‌های تعیین پایداری نام برده می‌شود، نیز نتایجی عینی و کمی را ارائه نمی‌کند. از همین رو عدم توانایی محاسبه پایداری پویا به‌صورت کمی در هنگام استفاده از آزمون‌های پویا مانع از تشخیص اثرات ناپایداری مفصل بر پایداری پویای پاسچر می‌گردد (2). دستگاه پایداری بایودکس نیز به‌عنوان ابزاری دیگر به‌منظور تعیین پایداری پویا، پایداری ورزشکار را حول یک محور چرخشی به‌صورت کمی بیان می‌کند درحالی‌که بیان پایداری حول یک محور ناپایدار نشان‌دهنده پایداری واقعی ورزشکار نمی‌باشد (39). به همین دلیل استفاده از روش زمان رسیدن به پایداری علاوه بر بیان پایداری به‌صورت کمی، پایداری ورزشکار را در پروتکل عملکردی پرش- ‌فرود که از حرکات آسیب‌زا در ورزش می‌باشد، مورد ارزیابی قرار می‌دهد (2).

2-2-7- زمان رسیدن به پایداری

جدیدترین روش اندازه‌گیری عینی از پایداری پویا زمان رسیدن به پایداری (TTS)[13] می‌باشد. زمان رسیدن به پایداری یک مقدار کمی از اندازه‌گیری توسط صفحه‌ی نیرو است که برای ارزیابی اینکه افراد بعد از فرود از پرش با چه سرعتی به ثبات می‌رسند استفاده می‌شود (44).

افراد با زمان رسیدن به پایداری طولانی‌تر ممکن است در کنترل عصبی عضلانی و گیرنده‌ها کاهش داشته باشند. رز و گیوسکای اویچ یک شیوه برای محاسبه‌ی زمان رسیدن به پایداری، به‌عنوان یک اندازه‌گیری از این‌که افراد با چه سرعتی بعد از فرود از یک پرش به ثبات می‌رسند ایجاد کردند (44). حرکت پرش فرود به علت شباهتش به حرکات ورزشی در طول رقابت به‌عنوان پروتکل ایدئال انتخاب شد. پروتکل پرش فرود همچنین به دلیل اینکه یک شیوه برای کنترل ارتفاع پرش افراد و همچنین مسافت پرش فراهم می‌کند ایدئال است (44). رز و گیوسکای اویچ تعیین کردند که مؤلفه‌ی کلیدی برای محاسبه‌ی زمان رسیدن به پایداری اوج نیروی عکس‌العمل زمین است. مؤلفه‌های قدامی- خلفی و داخلی- خارجی نیروی عکس‌العمل زمین برای اندازه‌گیری TTS آنالیز می‌شوند. پروتکل پرش فرود دارای روایی بالا جهت محاسبه زمان رسیدن به پایداری در تمام جهات هم برای اندام غالب و هم برای اندام غیر غالب می‌باشد (45). افزایش نوسان پاسچر یک عامل منفی بوده که می‌تواند منجر به افزایش شیوع آسیب به علت اختلال در فاکتورهای کنترل عصبی- عضلانی و یا تعادل گردد (46, 47). ریمان و لفارت (48) گیرنده‌های عمقی را به‌عنوان توانایی یک مفصل جهت تعیین موقعیت خود در فضا، پیش‌بینی حرکت، حس حرکت و احساس فشار بار وارده بر آن تعریف کردند. گیرنده‌های حس عمقی[14] و حس حرکت[15] در هنگام رقابت ورزشی جهت پیشگیری از آسیب بسیار مهم و حیاتی می‌باشد. بدون آگاهی کافی حس حرکت و گیرنده‌های عمقی بدن قادر به پاسخ در مقابل تغییرات زوایای مفصل نمی‌باشد، بنابراین توانایی مفصل جهت محافظت از خود در برابر نیرو یا حرکت بیش‌ازحد که منجر به آسیب بافت نرم می‌گردد، متوقف می‌شود. آوران‌هایی که مسئول پاسخ زمان فعال‌سازی عضله جهت حفظ مرکز جرم بدن هستند، گیرنده‌های مکانیکی[16] می‌باشند (20, 49). این گیرنده‌های مکانیکی در مفاصل و عضلات بدن قرار دارند (23, 50). گیرنده‌های مکانیکی مفصل شامل پایانه‌های رافینی[17]، اجسام پاچینی[18] و پایانه‌های آزاد عصبی[19] می‌باشند (20, 23, 51). گیرنده‌های مکانیکی موقعیت مفصل را تفسیر کرده و حرکت فعال یا غیرفعال مفصل را در زنجیره حرکتی بسته و باز شناسایی می‌کنند. گیرنده‌های مکانیکی عضله مانند دوک‌های عضلانی و اندام وتری گلژی، در عضلات و تاندون‌ها قرار دارند که مسئول تغییرات حسی در طول و تنش عضله می‌باشند (20, 23, 49). این دو گیرنده باهم با توجه به تغییرات اتفاق افتاده در درون و اطراف مفصل، اطلاعات را به دستگاه عصبی مرکزی ارسال نموده تا بدن را در مرکز تعادل خود نگه‌دارند (20, 23, 49, 51, 52). کاهش کارایی این گیرنده‌های مکانیکی، دوره تأخیری (نهفتگی)[20] واکنش عضلات ناحیه مفصل را افزایش می‌دهد (53-55). افزایش در زمان عکس‌العمل به‌علت عملکرد بد گیرنده‌های مکانیکی سبب می‌گردد که مفصل فراتر از دامنه حرکتی معمولی باز شود. عضلات اطراف مفصل (دوقلو، نازک نئی) نمی‌توانند به‌سرعت فعال شوند، لذا مرکز تعادل بدن اصلاح نمی‌شود. اخیراً چنین بیان می‌شود که زمان رسیدن به پایداری، به‌عنوان جنبه‌ای از کنترل حرکتی اندام تحتانی، به بازخورد گیرنده‌های عمقی و حس حرکت و نیز پاسخ‌های رفلکسی و اختیاری عضلات وابسته می‌باشد (50). اختلال در فعال‌سازی گیرنده‌های مکانیکی، دوره تأخیری واکنش عضله را افزایش می‌دهد و مدت‌زمان اصلاح و بازسازی مرکز تعادل را طولانی می‌سازد (19, 42, 56).

مطلب مرتبط با این موضوع :  عوامل موثر بر فرآیند هوشمند سازی مدارس

 

2-2-8- شیوه‌های محاسبه‌ی زمان رسیدن به پایداری (TTS)(57)

بر اساس مطالعات پیشین مشخص می‌شود که تفاوت زیادی در شیوه‌های محاسبه‌ی TTS وجود دارد که این شیوه‌ها بر اساس 4 جنبه می‌توانند شرح داده شوند.

  1. سیگنال ورودی که استفاده می‌شود: که شامل نیروی عکس‌العمل عمودی، قدامی- خلفی و داخلی- خارجی است.

2. پردازش سیگنال: یعنی با استفاده از سیگنال خام نیروی عکس‌العمل زمین (شکل 2-1)، میانگین دنباله‌ای[21] (SA) با اضافه کردن یک نقطه داده در یک‌زمان و محاسبه یک میانگین جدید (شکل2-2)، بعد از اضافه کردن نقطه، فیت کردن نمودار چندجمله‌ای درجه 3[22] (TOP) با شروع از اوج نیروی عکس‌العمل زمین (شکل2-3)، با استفاده از معادله:f(x)=a0 + a1x + a2x2 + a3x3 که a3≠0 و یا با استفاده از پنجره[23]RMS

  1. stability
  2. postural control
  3. dynamic postural control
  4. 1. postural stability
  5. 2. reactive neural-feedback loops
  6. 1. dynamic postural stability

[7]. Anticipatory

[8]. Postural set

[9]. Balance Error Scoring System(BESS)

[10]. Star Excursion Balance Test(SEBT)

[11]. Single-Leg-Hop Test

[12]. Biodex Stability System

[13]. Time To Stabilization(TTS)

[14].Proprioception

[15]. Kinesthesia

[16]. Mechanoreceptors

[17]. Ruffini,s endings

[18]. Pacinian corpuscles

[19]. Nerve endings

[20]. Latency period

[21]. Sequential averaging

[22].Fitting an unbounded ‘third order polynomial’

[23]. Moving ‘root mean square’ window(RMS)

. وضعیت پایدار (آستانه[1]): بیشتر مطالعات برای هر کوشش فرد یک آستانه‌ی واحد محاسبه کرده‌اند، ولی مطالعاتی هم آستانه را با استفاده از میانگین نوسان نیرو در n کوشش تعیین کرده‌اند

  1. تعریف زمانی که سیگنال باثبات در نظر گرفته می‌شود: دو پیشنهاد برای تعریف زمان سیگنال وجود دارد:
  • رسیدن سیگنال به آستانه: زمانی که سیگنال پردازش‌شده برای بار اول آستانه را قطع کند.
  • باقی ماندن سیگنال در آستانه: زمانی که سیگنال پردازش‌شده بعد از این‌که در دامنه قرار بگیرد آستانه را تا آخر قطع کند.

که مطالعاتی نیز تعریف آخر را تغییر داده‌اند، با بیان اینکه سیگنال پردازش‌شده فقط باید برای یک دوره‌ی زمانی محدود 1 ثانیه و 5/0 ثانیه در آستانه بماند.

[1]. threshold