Pikaluistelun ja modifioidun jalkaprässitestin voimantuotto ja lihasaktiivisuudet

Pikaluistelun ja modifioidun jalkaprässitestin voimantuotto ja lihasaktiivisuudet Simo Ihalainen 1, Jussi Mikkola 1, Esa Hynynen 1, Janne Hänninen 2, Timo Järvinen 2, Tapani Keränen 1, Pirjo Lehtinen 2 ja Ari Nummela 1 1 Kilpa- ja huippu-urheilun tutkimuskeskus KIHU 2 Suomen luisteluliitto Copyright 2011 KIHU Kaikki oikeudet pidätetään. Tämän julkaisun tai sen osan jäljentäminen ilman tekijän kirjallista lupaa painamalla, monistamalla, äänittämällä tai muulla tavoin on tekijänoikeuslain mukaisesti kielletty. ISBN 978-952-5676-36-5 (PDF) Kilpa- ja huippu-urheilun tutkimuskeskus KIHU, Jyväskylä 2011

2 SISÄLTÖ SISÄLTÖ... 2 TIIVISTELMÄ... 3 1 JOHDANTO... 4 1.1 Pikaluistelun biomekaniikkaa... 4 1.2 Pikaluistelun fysiologiaa... 6 1.3 Projektin tarkoitus... 7 2 MENETELMÄT... 8 2.1 Tutkittavat... 8 2.2 Mittausprotokolla... 8 2.3 Sykkeen ja veren laktaattipitoisuuden mittaus... 9 2.4 Lihasaktiivisuudet... 9 2.5 Voiman mittaus... 9 2.6 Jalkaprässi... 10 2.7 Datan käsittely... 11 3 TULOKSET... 12 3.1 Kymmenen potkun maksimitehon testit... 12 3.2 30 sekunnin luistelu- ja jalkaprässitestin vertailua... 12 4 POHDINTA JA JOHTOPÄÄTÖKSET... 20 LÄHTEET... 24 LIITE A: POIKIEN LUISTELUPOTKUN VOIMAKÄYRÄT LUISTELUN ERI VAIHEISSA... 25

3 TIIVISTELMÄ Kehitysprojektin tarkoituksena oli parantaa pikaluistelijoiden tehontuoton testausta uuden modifioidun jalkaprässin prototyypin avulla. Jalkaprässin toimivuutta testivälineenä tutkittiin vertaamalla 30 sekunnin mittaista jalkaprässisuoritusta vastaavan pituiseen luistelusuoritukseen. Luistelusuoritusta ja jalkaprässisuoritusta vertailtiin toisiinsa fysiologisten (syke, laktaatti) ja biomekaanisten (voimantuotto, EMG) muuttujien avulla. Lisäksi jalkaprässin testituloksia vertailtiin lajikohtaiseen suorituskykyyn eri luistelumatkoilla. Tutkimuksessa käytettyjen fysiologisten muuttujien osalta suoritukset vastasivat toisiaan. Voimantuottoajassa suoritukset poikkesivat koko potkun keston osalta, mutta luistelun puristusvaihe vastasi jalkaprässin konsentrista voimantuottoaikaa. Luistelussa tuotetut voimat olivat suurempia kuin jalkaprässin voimat. Luistelun lihasaktiivisuudet vastasivat jalkaprässisuoritusta paremmin etureisien ja pohkeiden osalta kuin takareisien osalta. Suurin ero luistelun ja jalkaprässin potkujen välillä oli luistelun lähes isometrisen liukuvaiheen puuttuminen jalkaprässin potkusta. Tämän selkeän suoritusten välisen eron takia luistelun potkun simuloiminen jalkaprässissä oli mahdollista ainoastaan luistelun potkun puristusvaiheen osalta. Luistelun puristusvaihe ja jalkaprässin konsentrinen vaihe vastasivatkin toisiaan hyvin. Jalkaprässin antamista testituloksista löytyi tilastollisesti merkitsevät yhteydet lajikohtaiseen suorituskykyyn potkun maksimivoiman, keskimääräisen voiman, impulssin, hetkellisen tehon ja konsentrisen vaiheen tehon osalta. Laajempaa testauskäyttöä varten jalkaprässin ohjelmistoa on edelleen kehitettävä. Testeissä käytetty ohjelmisto laski tuotetun tehon arvot väärin, joten tehon arvot oli laskettava manuaalisesti kulmanopeuden ja voiman perusteella. Nopea palautteen anto ei tällöin ollut mahdollista, mikä on ehdoton vaatimus jalkaprässin käytölle pikaluistelijoiden testilaitteena. Testistä pitäisi pystyä antamaan nopeasti ainakin 30 sekunnin keskimääräinen teho, maksimaalinen tehonarvo (5 parhaan potkun keskiarvo) ja väsymisindeksi. Ohjelmistopäivitysten lisäksi myös prässin laitteistopuoli vaatii vielä kehitystä. Prässin kulmamuuttujien laskemiseen käytetty anturi ei soveltunut maksimaalisen suorituksen mittaamiseen, sillä suorituksen aiheuttamat kolahdukset ja iskut aiheuttivat virheitä mittaustuloksiin. Edellä mainittujen seikkojen takia erityisesti tehontuoton tuloksiin pitää suhtautua varauksella.

4 1 JOHDANTO 1.1 Pikaluistelun biomekaniikkaa Pikaluistelussa maksimaalinen teho (teho = voima x nopeus) ja tehontuoton ylläpitäminen ovat erittäin keskeisessä asemassa. Lihasten tuottaman potkun aikaisen tehon avulla kumotaan liikettä vastustavan kitkavoiman ja ilmanvastuksen sekä maan vetovoiman vaikutus. Luistelijan nopeus kasvaa tehontuoton ylittäessä vastustavien voimien aikaansaaman tehon häviön. Maksimaalista tehontuottoa vaaditaan pikaluistelussa alkukiihdytyksen aikana. (de Koning ym. 1989, de Koning & van Ingen Schenau 2000.) Kansainvälisen tason pikaluistelijoilla täysivauhtinen potku kestää 650 950 ms, joka jakautuu voimantuoton mukaan liuku- ja puristusvaiheeseen. Liukuvaihe kestää 500 750 ms, jonka aikana luistelija säilyttää staattisen luisteluasennon ja liukuu luistimen päällä. Puristusvaihe kestää 150 200 ms, jolloin luistelunopeutta kiihdytetään nopealla lonkka- ja polvinivelen ojennuksella ja tuotettaan pysty- ja vaakavoimaa jäähän. Luistelunopeutta säädellään syklifrekvenssillä, syklin aikaisen työn ollessa enemmän tai vähemmän vakaa (van Ingen Schenau ym. 1985 & 1989). Aikaisempien tutkimusten mukaan tiheän alkukiihdytyksen jälkeen syklitiheys laskee n. 1,4 Hz:n tasolle (aikuiset kv. tason luistelijat). Calgaryn olympialaisissa 1988 miespikaluistelijoiden 4 sekunnin kiihdytyksen frekvenssi oli 3,5 Hz ja naisilla 3,3 Hz (de Koning ym. 1989). Luistelunopeuden lisääntyessä keskimääräinen potkun aikainen vaakavoima ja sen maksimi kasvavat, mutta pystyvoimista vain maksimivoima kasvaa (kuvio 1). Vaakavoiman kasvuun nopeuden lisääntyessä vaikuttaa luistimen terän kallistuskulman suureneminen (Yuki ym. 1996). Nopeuden kasvaessa pystyvoiman voima-aikakäyrän alkuun ja loppuun tulee voimahuiput. Liukuvaiheen alussa vaakavoima on lähes olematon, kunnes puristusvaiheessa se kasvaa nopeuden lisääntymisen myötä. Kuviosta 1 on huomioitava, että nopeassa luistelussa ME-luistelija tuotti puristusvaiheessa vaakavoiman nopeasti ja ylläpiti tätä voimantasoa pitempään kuin muut. Tutkimuksissa on myös havaittu, että suoralla luistelupotkun aikaisella keskimääräisellä vaakavoimalla, kaarteessa tuotetulla maksimaalisella vaakavoimalla ja vaakaimpulssilla on myönteinen vaikutus luistelusuorituskykyyn (Yuda ym. 2004).

5 Kuvio 1. Suoralla luistelun aikanormalisoidut voima-aikakäyrät hitaasta [9.3±0.5 m/s] ja nopeasta [11.5±0.8 m/s] luistelusta. Mukana myös sen hetkisen 1000 m ME luistelijan voimaaikakäyrä nopeasta luistelusta. (Yuki ym. 1996). (Fz/bw = kehonpainoon suhteutettu pystyvoima, Fh/bw = kehonpainoon suhteutettu vaakavoima, %stroke = suhteutettu potkunaikaan). Huippupikaluistelijoilla miesten 500 metrin alkukiihdytyksen ensimmäisten potkujen keskimääräiseksi tehoksi on mitattu noin 1300 wattia ja puristusvaiheen tehoksi hieman alle 2700 wattia, naisilla vastaavat arvot olivat noin 800 ja 1800 wattia. Maksimaalisen tehontuoton merkityksestä pikaluistelun suorituskykyyn kertoo se, että 100 metrin väliajat ovat vahvasti yhteydessä potkun puristusvaiheen tehon (r = -0,61) ja lopullisten 500 metrin aikojen kanssa (r = 0,88). Alkukiihdytyksen aikana luistelijan on siis pystyttävä kiihdyttämään nopeus mahdollisimman suureksi lyhyessä ajassa, mikä vaatii suurta maksimaalista tehontuottoa. (de Koning ym. 1989, de Koning & van Ingen Schenau 2000). Myöhemmissä tutkimuksissa (de Koning ym. 1992, Gemser ym. 1999) on havaittu yhteys (r = -0.61) Wingaten polkupyörätestissä mitatun maksimaalisen tehon ja 500 metrin luisteluajan sekä Wingaten keskimääräisen tehon ja 1500 metrin luisteluajan välillä. Parhaat luistelijat pystyivät myös tuottamaan luistelusuorituksen ensimmäisten sekuntien aikana enemmän energiaa anaerobisesti kuin heikommat luistelijat, vaikka koko suorituksen aikaisessa anaerobisessa energiantuoton määrässä ei ollut eroa. Edellä mainittujen voima-, teho- ja impulssiseikkojen lisäksi luistelunopeuteen vaikuttaa ilmanvastus sekä luistimen terän ja jään vesipatjan välinen kitka. Pikaluistelijan pitäisi pyrkiä pitämään luisteluasennossa ylävartalo vaakasuorana minimoidakseen ilmanvastuksen, jolla on

6 merkittävä vaikutus etenkin suurissa nopeuksissa. Väsymisen myötä ylävartalon asennon säilyttäminen vaakatasossa on yhä vaikeampaa. Kirjallisuuden mukaan parempitasoisten luistelijoiden polvikulma voimantuoton alussa on pienempi kuin alhaisemmalla tasolla olevilla kilpakumppaneillaan. Liukuvaiheen lopussa huippuluistelijoiden reisi on vaakasuorassa asennossa. Näin heidän liikelaajuutensa puristusvaiheen aikana on suurempi kuin heikompitasoisilla luistelijoilla. Huippuluistelijoiden kesken parhaat erottuvat suuremmalla polvinivelen ojentumisnopeudella ja puristusvaiheen horisontaalisemmalla voimantuottosuunnalla (de Boer & Nilsen 1989, van Ingen Schenau ym. 1985). Edellä mainituissa pikaluistelijoilla tehdyissä tutkimuksissa on käytetty joko klap- tai perinteisillä kiinteäteräisillä luistimilla tai niitä on verrattu toisiinsa, joten kiinteäteräisillä tehtyjä tutkimuksia ei ole hylätty. Vaikka luistimilla on selkeä ero, niin voimantuoton kestossa, voima-aikakäyrän muodossa tai voimatasoissa erot ovat pieniä, painottuen voimantuottovaiheen loppuosaan, jolloin klapluistin sallii nilkkanivelen ojennuksen samalla, kun terä on vielä koko pituudeltaan jäässä (Yuda ym. 2004). Perinteiseen pikaluistimeen verrattuna klapluistimella saavutetaan siis pitempi toiminnallinen voimantuottoaika, sillä nilkan ojentumisesta huolimatta koko terä on kontaktissa jäähän, kun taas perinteisillä pikaluistimilla luisteltaessa nilkan ojennuksen myötä terän takaosa irtoaa jäästä ja paine siirtyy liikkeen myötä terän etuosalle (Houdijk ym. 2000). 1.2 Pikaluistelun fysiologiaa Tehontuotto luistelunopeuden kasvattamiseksi tai ylläpitämiseksi vaatii energiaa, jota saadaan anaerobisten ja aerobisten energiantuottotapojen kautta. Energiantuottotapojen osuus kokonaisenergiantuotosta riippuu suorituksen kestosta (taulukko 1), mikä pikaluistelussa vaihtelee hieman yli puolesta minuutista aina 13 minuuttiin asti. Pikaluistelu asettaa siis matkasta riippuen hyvin erilaisia vaatimuksia urheilijan energiantuottojärjestelmälle. Pikaluistelijoiden maksimaalinen anaerobinen teho on erittäin suuri (erityisesti sprintterit), kun taas aerobinen energiantuotto on heikompaa kuin muiden kestävyyslajien huippu-urheilijoilla. Anaerobisen kapasiteetin vaikutus on suurin lyhyillä matkoilla, kun taas aerobinen energiantuottokapasiteetti (~maksimaalinen hapenottokyky) ja suorituksen taloudellisuus korostuvat pidemmillä matkoilla (de Koning & van Ingen Schenau 2000, Gemser ym. 1999). Taulukko 1. Anaerobisen ja aerobisen energiatuottotapojen suhteelliset osuudet kokonaisenergiantuotosta eripituisissa luistelusuorituksissa (mukailtu Gemser ym. 1999). Energiantuotto/matka 500 m 1000 m 1500 m 5000 m 10 000 m Anaerobinen 70 % 50 % 35 % 15 % <10 % Aerobinen 30 % 50 % 65 % 85 % >90 %

7 1.3 Projektin tarkoitus Tämän projektin tarkoituksena oli kehittää pikaluistelijoiden tehontuoton mittaus- ja seurantamenetelmää. KIHU:n aikaisemmissa tutkimuksissa pikaluistelijoiden tehontuottoa on arvioitu polkupyöräergometrillä tehtävän MACT-testin perusteella. Pyöräily kuitenkin poikkeaa luistelun lajisuorituksesta, joten tehontuoton mittausta varten valmistettiin HUR Oy:n kanssa yhteistyössä modifioitu jalkaprässi (prototyyppi), jossa potkut voidaan suorittaa vuorojaloin luistelun potkua simuloivalla tavalla. Jalkaprässissä tehdyn suorituksen ja pikaluistelusuorituksen tulisi vastata toisiaan mahdollisimman hyvin sekä biomekaanisesti että fysiologisesti, joten tarkoituksena oli verrata jalkaprässissä tehtyä 30 sekunnin maksimaalista suoritusta vastaavan pituiseen luistelusuoritukseen. Suorituksia verrattiin sykkeen, lihasaktiivisuuksien, voimantuoton (voima, impulssi, voimantuottoaika) sekä suorituksen jälkeisen veren laktaattipitoisuuden osalta. Lisäksi selvitettiin onko jalkaprässitestin tuloksilla yhteyttä 500, 1000, 1500 tai 3000 metrin luistelusuorituskykyyn (~luisteluaikoihin).

8 2 MENETELMÄT 2.1 Tutkittavat Tutkimukseen osallistui kahdeksan Suomen juniorimaajoukkueen pikaluistelijaa (4 naista ja 4 miestä, ikä 18 ± 1 vuotta, paino 65 ± 7 kg, pituus 171 ± 11 cm). Mittaukset suoritettiin 8.- 9.2.2010 Jyväskylässä ja 15.-16.2.2010 Seinäjoella. Tutkittaville kerrottiin tutkimuksen kulku, jonka jälkeen tutkittavat allekirjoittivat kirjallisen suostumuksen osallistua tutkimukseen. Alle 18- vuotiailta urheilijoilta pyydettiin lisäksi vanhempien suostumus. 2.2 Mittausprotokolla Tutkittavat suorittivat 30 sekunnin kestoisen luistelutestin ja vastaavan pituisen jalkaprässitestin (kuvio 2) peräkkäisinä päivinä satunnaistetussa järjestyksessä. Ennen luistelutestiä tutkittavat suorittivat 15 minuutin lämmittelyn, jonka jälkeen tehtiin 3-5 staattista vertikaalihyppyä. Staattisten hyppyjen jälkeen tutkittavilta mitattiin veren lepolaktaattipitoisuus noin minuutti ennen luistelusuorituksen alkua. Luistelusuoritus tehtiin hyväkuntoisella pikaluisteluradalla ulkojäällä. Tutkittavat lähtivät suoritukseen paikoiltaan ja luistelivat 30 sekuntia maksimaalista vauhtia. Luistelusuorituksen jälkeen veren laktaattipitoisuus mitattiin minuutti, kolme minuuttia ja viisi minuuttia suorituksen jälkeen. Jalkaprässitestin protokolla oli muuten samanlainen kuin luistelutestin, mutta ennen jalkaprässitestiä suoritettiin lisäksi kolme kymmenen potkun sarjaa maksimaalisen tehon määrittämiseksi (kuvio 2). Näissä sarjoissa jalkaprässin vastustavaksi momentiksi säädettiin 1,5; 1,75 ja 2 kertaa kehonpaino satunnaisessa järjestyksessä. Tutkittavien ohjeistuksena oli tehdä sarjat mahdollisimman räjähtävästi. Sarjojen välillä oli kahden minuutin palautus, ja viimeisen 10 potkun sarjan ja 30 s jalkaprässisuorituksen välillä pidettiin viiden minuutin palautus. Kolmenkymmenen sekunnin jalkaprässisuorituksessa vastustava momentti oli 1,5 kertaa kehonpaino. Tutkittavien ohjeistuksena oli tehdä suoritus mahdollisimman räjähtävästi alusta alkaen ns. all-out-testinä. Tutkittavia kannustettiin verbaalisesti koko testin ajan. Kuvio 2. Mittausprotokolla.

9 2.3 Sykkeen ja veren laktaattipitoisuuden mittaus Tutkittavien sydämen syke mitattiin Suunto t6 sykemittarilla (Suunto Oy, Vantaa, Suomi) luisteluja jalkaprässisuoritusten ajalta. Sykkeen keräys käynnistettiin minuutti ennen suorituksen alkua. Syketiedostoista analysoitiin 30 sekunnin aikainen maksimi- ja keskisyke. Veren laktaattipitoisuus mitattiin sormenpääverinäytteestä Lactate Pro analysaattorilla (Lactate Pro, Arkray Inc, Japani). 2.4 Lihasaktiivisuudet Etu- ja takareiden sekä pohkeiden lihasryhmien lihasaktiivisuus (EMG) mitattiin tekstiilielektrodeilla (Mega Electronics Oy, Kuopio, Suomi). Signaalit kerättiin staattisista vertikaalihypyistä, luistelusta sekä kymmenen potkun ja 30 sekunnin jalkaprässisuorituksista 1000 Hz taajuudella. Staattisten vertikaalihyppyjen ponnistusvaiheesta analysoitiin korkein 100 ms mittainen keskimääräinen lihasaktiivisuus (aemg) kaikille lihasryhmille. Kahden parhaan staattisen vertikaalihypyn aemg-arvojen keskiarvoa käytettiin luistelun ja jalkaprässin EMG-datan normalisoimiseen. Luistelun ja jalkaprässin EMG:n raakadata RMS-keskiarvoistettiin 10 pisteen mukaan, ja keskiarvoistetusta 100 hertsin signaalista laskettiin aemg-arvot koko potkun ajalta sekä luistelun puristusvaiheesta (kuvio 2) ja jalkaprässin konsentrisesta vaiheesta (kuvio 3). 2.5 Voiman mittaus Jalkojen reaktiovoimat (normaalivoima luistimen/kengän pohjaa vasten) mitattiin Pedarin kannettavalla mittausjärjestelmällä (Novel GmbH, München, Saksa). Mittausjärjestelmään kuului kaksi kenkiin tai luistimiin asennettavaa painepohjallista (kummassakin 99 sensoria), dataloggeri, synkronisointiled ja akku. Järjestelmän keräystaajuus oli 100 Hz. Jalkojen tuottamat kokonaisvoimat muodostuivat painepohjallisten kaikkien sensorien mittaamien voimien summasta. Voimantuotto mitattiin luistelusuorituksesta, kymmenen potkun jalkaprässisarjoista sekä 30 s jalkaprässisuorituksesta. Voimadatasta analysoitiin kunkin potkun keskimääräinen voima, maksimaalinen voima sekä impulssi. Lisäksi luistelusta analysoitiin puristusvaiheen (kuvio 3) ja jalkaprässitestistä konsentrisen vaiheen (kuvio 4) keskimääräinen voima, maksimaalinen voima sekä impulssi. Voimakäyrien perusteella määritettiin myös potkufrekvenssi ja potkun kesto. 1000 800 Liukuvaihe Puristusvaihe 800 600 Eksentrinen vaihe Konsentrinen vaihe Voima (F) 600 400 Voima (F) 400 200 Koko potku 200 Koko potku 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 Aika (s) Kuvio 3. Luistelun potkun vaiheet 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 Aika (s) Kuvio 4. Jalkaprässin potkun vaiheet.

10 2.6 Jalkaprässi Testilaitteena tutkimuksessa käytettiin Hur Oy:n (Kokkola, Suomi) modifioitua 7540 Leg Presslaitteen prototyyppiä (kuvio 5), jossa potkut suoritettiin vuorojaloin. Jalkaprässi mittasi molempien jalkojen voimantuottoa ja laitteen vipuvarsien kulmaa 2000 Hz taajuudella. Mitattu data keskiarvoistettiin ja tallennettiin 200 Hz ottotaajuudella. Jalkaprässin datan analysoinnissa potkun keskimääräinen voima, maksimivoima, impulssi, keskimääräinen teho ja hetkellinen maksimiteho laskettiin konsentrisen vaiheen ajalta. Maksimivoimaksi ja hetkelliseksi maksimitehoksi määritettiin konsentrisen vaiheen ajalta suurimmat viiden ms arvot. Konsentrisen vaiheen aluksi määritettiin se hetki, jolloin laitteen kulmanopeus kääntyi positiiviseksi. Konsentrinen vaihe loppui kulmanopeuden kääntyessä negatiiviseksi. Kuvio 5. Testilaite.

11 2.7 Datan käsittely Kolmenkymmenen sekunnin luistelusuorituksesta analysoitiin kaikkien potkujen keskiarvojen lisäksi neljän eri vaiheen (kiihdytysvaihe, etusuoran loppu, kaarre ja takasuora) keskiarvot potkufrekvenssin, potkujen keston, voiman ja EMG:n muuttujien osalta. Kaikissa vaiheissa keskiarvot muodostuivat viidestä oikean ja viidestä vasemman jalan potkusta. Kolmenkymmenen sekunnin jalkaprässitestistä analysoitiin kaikkien potkujen keskiarvojen lisäksi kolmen eri vaiheen keskiarvot. Nämä vaiheet olivat alku (kummankin jalan toisesta potkusta eteenpäin), keskivaihe (15 sekunnin molemmin puolin) ja loppu (25 sekunnin jälkeen). Kaikkiin vaiheisiin kuului viisi potkua kummaltakin jalalta. Luistelusuorituksen ja jalkaprässisuorituksen välisiä tilastollisia eroja testattiin parillisella t-testillä. Suoritusten välisiä eroja tarkasteltiin koko suoritusten keskiarvojen, kiihdytysvaiheen ja alun, etusuoran lopun ja keskivaiheen, kaarteen ja keskivaiheen sekä takasuoran ja lopun välillä. Voimantuotosta ja EMG:stä on lisäksi tehty aikanormalisoituja kuvaajia etu- ja takasuoran (luistelu) sekä alun ja lopun (jalkaprässi) osalta, jotka sisältävät kaikilta kahdeksalta tutkittavalta viisi potkua kummaltakin jalalta. Yhteensä aikanormalisoidut kuvaajat sisältävät siis 80 potkua. Jalkaprässin testituloksia on tarkasteltu sekä koko suorituksen keskiarvoina että alun ja lopun viiden potkun keskiarvoina. Lisäksi tehon tuotolle laskettiin väsymisindeksi (alun viiden potkun huipputehon ja lopun (5 potkua) tehon erotus jaettuna alun huipputeholla). Testitulosten ja pikaluistelun lajikohtaisen suorituskyvyn keskinäisiä riippuvuuksia on tutkittu Pearsonin korrelaatiokerrointen avulla. Korrelaation analysoinnissa testituloksia on verrattu tutkittavien tämän kauden parhaisiin luistelusuorituksiin eri matkoilla. Yhden tutkittavan jalkaprässitestin suoritustapa poikkesi muista selvästi, sillä potkujen lukumäärä testissä oli yli kahden keskihajonnan päässä ryhmäkeskiarvosta. Tämän tutkittavan tulokset jätettiin huomiotta, joten korrelaatioanalyysissä oli mukana seitsemän tutkittavan tulokset. Kaikille tutkimukseen osallistuneille tutkittaville ja heidän valmentajilleen lähetettiin urheilijoiden mittaustuloksista henkilökohtaiset palautteet ryhmäkeskiarvoineen. Projektin yhteydessä tehtiin myös painepohjallismittaukset ja videokuvaus 500 metrin luistelusuorituksesta kahdelta Suomen pikaluistelumaajoukkueen urheilijalta. Mittauksista tehtiin painepohjallisdatan ja videokuvan yhdistelmävideot, joissa videokuvaan on liitetty molempien jalkojen voimakäyrät ja jalkapohjien painejakauman animaatio.

12 3 TULOKSET 3.1 Kymmenen potkun maksimitehon testit Jalkaprässitestin lyhyissä kymmenen potkun sarjoissa maksimivoima, keskimääräinen voima ja impulssi olivat sitä suurempia, mitä raskaampaa kuormaa käytettiin (taulukko 2). Maksimiteho ja keskimääräinen teho olivat lähes samansuuruisia (ei tilastollista eroa) eri kuormilla, joskin keskiraskaalla kuormalla saavutettiin maksimitehon ja keskimääräisen tehon suurimmat arvot. Suurimmat tuotetut keskimääräiset tehot olivat pojilla 800 850 W ja tytöillä noin 500 W. Potkun konsentrisen vaiheen kestot olivat kevyellä ja keskiraskaalla kuormalla lähes samanpituisia. Raskaalla kuormalla konsentrisen vaiheen kesto oli edellisiä pidempi. Kuorma Taulukko 2. Kymmenen potkun sarjojen testitulokset kevyellä, keskiraskaalla ja raskaalla kuormalla. Maksimivoima (N) Keskimääräinen voima (N) Maksimiteho (W) Keskimääräinen teho (W) Konsentrisen vaiheen kesto (ms) Impulssi (Ns) Kevyt 717 645 1035 626 156 101 Keskiraskas 789 722 1112 672 164 117 Raskas 838 771 953 558 210 158 3.2 30 sekunnin luistelu- ja jalkaprässitestin vertailua Luistelu- ja jalkaprässisuoritusten aikaisissa keski- ja maksimisykkeissä ei suoritusten välillä ollut tilastollista eroa (taulukko 3). Laktaattipitoisuudet kolme ja viisi minuuttia jalkaprässitestin jälkeen olivat hieman suurempia kuin luistelutestin jälkeen, mutta tilastollisesti merkitsevää eroa ei ollut (kuvio 6). Taulukko 3. Luistelu- ja jalkaprässisuoritusten keski- ja maksimisyke (keskiarvo ± keskihajonta). Suoritus Keskisyke Maksimisyke Luistelu 161 ± 6 179 ± 6 Jalkaprässi 152 ± 15 174 ± 11

13 15 Luistelu Jalkaprässi Laktaattipitoisuus (mmol/l) 10 5 0 LA pre LA post 1 LA post 3 LA post 5 Kuvio 6. Veren laktaattipitoisuus ennen suoritusta (LApre), 1 min (LApost1), 3 min (LApost3) ja 5 min (LApost5) suorituksen jälkeen. Potkufrekvenssi oli luistelussa pienempi kuin jalkaprässitestissä. Koko suorituksen potkufrekvenssin keskiarvo luistelussa oli 2,2 ± 0,1 ja jalkaprässitestissä 4,1 ± 0,7 potkua sekunnissa. Pojilla kiihdytysvaiheen frekvenssi luistelussa oli keskimäärin 2.7 Hz ja takasuoralla 1.7 Hz. Tytöillä vastaavat arvot olivat kiihdytyksessä 2.8 Hz ja takasuoralla 1.6 Hz. Täysivauhtinen luistelupotku vastaa takasuoran luistelua, ja näissä mittauksissa takasuoran potkun keston keskiarvo pojilla oli hieman yli 700 ms ja tytöillä 750 ms. Kiihdytysvaiheessa potkujen kestot olivat luonnollisesti selvästi lyhyemmät (pojilla n. 330 ms ja tytöillä n. 370 ms). Potkujen kokonaiskestot olivat luistelussa keskimäärin pidempiä kuin jalkaprässitestissä sekä koko suoritusten keskiarvojen (kuvio 7) että kiihdytyksen, etusuoran lopun, kaarteen ja takasuoran osalta. Luistelupotkun puristusvaiheen kesto vastasi jalkaprässin konsentrista aikaa sekä koko suorituksen keskiarvon (kuvio 7) että kiihdytyksen, etusuoran lopun, kaarteen ja takasuoran osalta (taulukko 4). Taulukko 4. Luistelupotkun puristusvaiheen ja jalkaprässin konsentrisen vaiheen kesto. Luistelu Kiihdytys (s) Etusuoran loppu (s) Kaarre (s) Takasuora (s) 0,23 ± 0,04 0,22 ± 0,03 0,23 ± 0,03 0,24 ± 0,04 Jalkaprässi Alku (s) Keskivaihe (s) Keskivaihe (s) Loppu (s) 0,20 ± 0,07 0,21 ± 0,04 0,21 ± 0,04 0,28 ± 0,07

14 Kuvio 7. Luistelun ja jalkaprässin potkujen kokonaiskestot sekä luistelun puristusvaiheen ja jalkaprässin konsentrisen vaiheen kestot (*** P < 0,001). 250 % 200 % * Luistelu Jalkaprässi 150 % aemg 100 % 50 % 0 % Oikea etureisi Oikea takareisi Oikea pohje Vasen etureisi Vasen takareisi Vasen pohje Kuvio 8. Koko potkun aemg-arvot (prosenttia staattisen hypyn aemg-arvosta) luistelu- ja jalkaprässisuorituksista (* P < 0,05).

15 Takareisien lihasaktiivisuus oli luistelussa suurempi kuin jalkaprässisuorituksessa (kuvio 8). Etureisien ja pohkeiden lihasryhmien aktiivisuudet vastasivat toisiaan suoritusten välillä. Luistelupotkun puristusvaiheen ja jalkaprässin konsentrisen vaiheen aemg-arvot on esitetty kuviossa 9. Koko potkun aemg-arvot etureisien osalta olivat samansuuruisia, mutta luistelun puristusvaiheen aemg-arvot olivat jalkaprässin konsentrisen vaiheen vastaavia arvoja suurempia. 200 % Luistelu Jalkaprässi aemg 150 % 100 % * 50 % 0 % Oikea etureisi Oikea takareisi Oikea pohje Vasen etureisi Vasen takareisi Vasen pohje Kuvio 9. Luistelupotkun puristusvaiheen ja jalkaprässin konsentrisen vaiheen aemg-arvot (prosenttia staattisen hypyn aemg-arvosta, * P < 0,05). Voimantuottoon liittyvien arvojen tarkastelussa on huomioitava se luistelun vaihe, mistä arvot on saatu, koska eri vaiheen arvot poikkeavat toisistaan selvästi. Täysvauhtisen luistelun keskimääräinen ja maksimaalinen voima sekä impulssi takasuoralla olivat pojilla n. 700 N, 1200 N ja 500 Ns. Vastaavat luvut tytöillä olivat n. 550 600 N, 950 N ja 400 450 Ns. Karkeasti arvioituna voimat ovat liukuvaiheessa noin kehonpainon luokkaa ja puristusvaiheessa n. 1,5 kehonpaino (G = paino x g). Luistelupotkun keskimääräinen voima, maksimivoima sekä impulssi olivat selvästi jalkaprässin potkun vastaavia muuttujia suurempia (kuvio 10). Luistelun voimantuotto oli suurempaa kiihdytyksen, etusuoran, kaarteen ja takasuoran potkujen aikana. Myös luistelupotkun puristusvaiheen ja jalkaprässin konsentrisen vaiheen vertailussa luistelun voimantuotto oli jalkaprässin voimantuottoa suurempaa kaikkien muuttujien osalta.

16 Kuvio 10. Luistelun ja jalkaprässin potkun keskimääräinen voima, maksimivoima ja impulssi (*** P < 0,001). Luistelun etu- ja takasuoran potkujen sekä jalkaprässin alun ja lopun potkujen aikanormalisoidut EMG- ja voimakäyrät on esitetty kuviossa 11. Potkujen kokonaiskestot poikkeavat toisistaan, sillä jalkaprässisuorituksesta puuttuu luistelun isometrinen liukuvaihe. Luistelun puristusvaihe ja jalkaprässin konsentrinen vaihe ovat kuitenkin samanpituisia, joten suoritusten vertailussa on keskitytty niihin. Luistelun etusuoran ja jalkaprässin alun potkut vastaavat lihasaktiivisuuksien osalta hyvin toisiaan. Etureisien aktiivisuushuippu on jalkaprässin potkussa hieman aikaisemmin kuin luistelun potkussa. Takareisien EMG-käyrät poikkeavat toisistaan selvästi. Luistelun etusuoran ja takasuoran suoritukset poikkeavat toisistaan, mikä näkyy erona myös takasuoran ja jalkaprässitestin lopun vertailussa.

17 Kuvio 11. Aikanormalisoidut EMG- ja voimakäyrät luistelun etu- ja takasuoran ajalta sekä jalkaprässin alusta ja lopusta. Kuvaajissa luistelun puristusvaiheen loppu ja jalkaprässin konsentrisen vaiheen loppu on asetettu ajallisesti samaan kohtaan. Kolmenkymmenen sekunnin jalkaprässitestin maksimaaliset tehonarvot (alussa, 5 potkua 3. 10. potkun välistä) olivat pojilla keskimäärin n. 700 W ja tytöillä n. 430 W. Nämä arvot ovat hieman matalampia kuin lyhyen jalkaprässitestin kevyimmän vastuksen tehon arvot, koska tässä teho on laskettu useammasta potkusta. Jalkaprässitestin väsymisindeksi osoitti tehon tippuvan pojilla keskimäärin n. 60 % ja tytöillä n. 40 %. Tehon lasku oli selvästi suurempaa kuin voiman lasku, sillä väsyessä nimenomaan liikenopeus hidastuu (työntöaika kasvaa) selvästi vaikka voimaa pystytään edelleen tuottamaan kohtuullisesti. Jalkaprässitestin potkun maksimi-

18 voimasta, keskimääräisestä voimasta, hetkellisestä tehosta, konsentrisen vaiheen tehosta ja impulssista löytyi tilastollisesti merkitsevät riippuvuudet lajikohtaisen suorituskyvyn kanssa (taulukot 5 ja 6, kuvio 12). Vahvimmin prässin voimantuotto oli yhteydessä 500 ja 1000 metrin luisteluaikoihin. Kolmen tuhannen metrin luisteluajan ja jalkaprässitestin tulosten välillä oli tilastollisesti merkitsevä riippuvuus ainoastaan jalkaprässitestin lopun potkujen maksimivoiman osalta. Jalkaprässitestin loppuvaiheen voimantuoton muuttujilla oli myös vahvempi riippuvuus eri luistelumatkoihin kuin koko suorituksen tai alun voimantuoton arvoilla. Kuvio 12. Jalkaprässitestin potkujen maksimivoiman ja keskimääräisen voiman yhteys 500 metrin luisteluaikaan (** P < 0,01). Taulukko 5. Koko suorituksen potkujen sekä alun ja lopun potkujen korrelaatiokertoimet eri luistelumatkojen aikoihin. Matka Koko suoritus Alku Loppu Maksimivoima Keskimääräinen voima Maksimivoima Keskimääräinen voima Maksimivoima Keskimääräinen voima 500 m -0,922 ** -0,906 ** -0,884 ** -0,893 ** -0,923 ** -0,907 ** 1000-0,889 ** -0,878 ** -0,822 * -0,840 * -0,940 ** -0,915 ** m 1500-0,850 * -0,846 * -0,781 * -0,802 * -0,907 ** -0,883 ** m 3000-0,743-0,729-0,689-0,708-0,778 * -0,745 m *p<.05, **p<.01 Myös impulssin osalta vahvimmat riippuvuudet vallitsivat 500 ja 1000 metrin luisteluaikoihin. Kolmen tuhannen metrin luisteluaika korreloi tilastollisesti merkitsevästi ainoastaan jalkaprässisuorituksen lopun potkujen impulssin kanssa. Jalkaprässisuorituksen alun potkujen impulssin korrelaatio eri luistelumatkoihin oli pienempää kuin koko suorituksen ja lopun potkujen impulssien korrelaatio vastaaviin matkoihin.

19 Taulukko 6. Jalkaprässitestin potkujen impulssin korrelaatio eri luistelumatkojen aikoihin koko testisuorituksen sekä alun että lopun osalta. Matka Koko suoritus Alku Loppu 500 m -0,919 ** -0,802 * -0,905 ** 1000 m -0,899 ** -0,771 * -0,949 ** 1500 m -0,769 * -0,660-0,887 ** 3000 m -0,739-0,657-0,817 * *p<.05, **p<.01 Jalkaprässitestin alun potkujen hetkellisen tehon ja konsentrisen vaiheen tehon yhteys 500 metrin luisteluaikaan on esitetty kuviossa 13. Jalkaprässitestin alun konsentrisen vaiheen teho korreloi lisäksi tilastollisesti merkitsevästi 1000 metrin luisteluajan kanssa (R = -0,756, P < 0,05). Kuvio 13. Jalkaprässin alun potkujen hetkellisen (5 ms) maksimitehon ja konsentrisen vaiheen tehon yhteys 500 metrin luisteluaikaan (* P < 0,05).

20 4 POHDINTA JA JOHTOPÄÄTÖKSET Tämän kehitysprojektin tarkoituksena oli parantaa pikaluistelijoiden tehontuoton testausta uuden modifioidun jalkaprässin avulla. Jalkaprässin toimivuutta testivälineenä tutkittiin vertaamalla 30 sekunnin mittaista jalkaprässisuoritusta vastaavan pituiseen luistelusuoritukseen. Luistelusuoritusta ja jalkaprässisuoritusta vertailtiin toisiinsa fysiologisten (syke, laktaatti) ja biomekaanisten (voimantuotto, EMG) muuttujien avulla. Lisäksi jalkaprässin testituloksia vertailtiin lajikohtaiseen suorituskykyyn eri luistelumatkoilla. Tutkimuksessa käytettyjen fysiologisten muuttujien osalta suoritukset vastasivat toisiaan. Voimantuottoajassa suoritukset poikkesivat koko potkun kestossa, mutta luistelun puristusvaihe vastasi jalkaprässin konsentrista voimantuottoaikaa. Luistelussa tuotetut voimat olivat suurempia kuin jalkaprässissä. Luistelun lihasaktiivisuudet vastasivat jalkaprässisuorituksen lihasaktiivisuuksia etureisien ja pohkeiden osalta paremmin kuin takareisien osalta. Suurin ero luistelun ja jalkaprässin potkujen välillä oli luistelun lähes isometrisen liukuvaiheen puuttuminen jalkaprässin potkusta. Tämän selkeän suoritusten välisen eron takia luistelun potkun simuloiminen jalkaprässissä oli mahdollista ainoastaan luistelun potkun puristusvaiheen osalta. Luistelun puristusvaihe ja jalkaprässin konsentrinen vaihe vastasivatkin toisiaan hyvin. Jalkaprässin antamista testituloksista löytyi tilastollisesti merkitsevät yhteydet lajikohtaiseen suorituskykyyn potkun maksimivoiman, keskimääräisen voiman, impulssin, hetkellisen maksimitehon ja konsentrisen vaiheen tehon osalta. Fysiologiset vasteet Luistelusuorituksen ja jalkaprässisuorituksen maksimi- ja keskisykkeet vastasivat toisiaan. Myös suoritusten jälkeiset laktaattipitoisuudet olivat tilastoanalyysien mukaan samansuuruisia. Sykeja laktaattimuuttujien perusteella suoritukset siis vastasivat toisiaan riittävällä tarkkuudella. Tämä oli odotettua, sillä sekä jalkaprässissä että luistelussa tehtiin ajallisesti yhtä pitkä maksimaalinen suoritus. Keskimäärin laktaatit olivat 30 sekunnin testeissä 11 14 mmol/l. Vertailun vuoksi kv. tason miespikaluistelijat pääsevät noin 20 mmol/l arvoihin portaittaisessa anaerobisessa pyörätestissä (ns. MACT- testi). Luistelutestissä (30 sek) laktaatit jäivät kuitenkin hieman matalammaksi (ei tilastollista merkitystä, keskimäärin ero oli 1 mmol/l) kuin samanpituisessa prässitestissä. Tämä oli odotettavaakin koska luistelussa tehtävä työ on kokonaisuudessaan staattisempaa (potkun alun liukuvaihe) kuin dynaamisempi prässityö. Vertailuna luistelutestin (30 s) keskimääräiseen 12 mmol/l arvoon voidaan todeta että 500/1000/1500 m kisan jälkeen laktaatit ovat kv. luistelijoilla noin 15-20 mmol/l. Voimantuotto Potkujen voimantuottoajat poikkesivat toisistaan selvästi. Luistelun potkun kokonaisaika oli jalkaprässin potkua pidempi, mikä johtui luistelun lähes isometrisestä liukuvaiheesta. Jalkaprässitestissä liukuvaiheen simuloiminen ei ole mahdollista, joten jalkaprässin potkussa voitiin yrittää simuloida ainoastaan luistelun puristusvaihetta. Jalkaprässissä eksentrinen vaihe oli luistelun liukuvaihetta lyhyempi, joten potkujen kokonaisajat poikkesivat toisistaan. Luistelun puristusvaihe kuitenkin vastasi jalkaprässin konsentrista aikaa. Etureisien ja pohkeiden lihasaktiivisuudet vastasivat luistelun ja jalkaprässin potkussa toisiaan suhteellisen hyvin. Aikanormalisoiduista lihasten aktiivisuuskuvaajista on nähtävissä, että etureisien aktiivisuuspiikki alkaa ja loppuu jalkaprässin potkussa hieman aikaisemmin kuin luiste-

21 lun potkussa. Aikanormalisoiduista lihasaktiivisuuskuvaajista on myös nähtävissä, että luistelun etusuoran potkut ovat aktiivisuusprofiileiltaan lähempänä jalkaprässin potkuja kuin takasuoran potkut. Takareisien aktiivisuudet olivat luistelun potkussa korkeampia kuin jalkaprässin potkussa. Tämä johtuu siitä, että jalkaprässin potkun aikana ei tarvitse ylläpitää vartalon asentoa eikä ojentaa lantiota, sillä jalkaprässissä ylävartalo on tuettuna penkkiä vasten. Sen sijaan luistelussa potkun aikana on tuotettava voimaa ylävartalon asennon ylläpitämiseksi, mikä johtaa takareisien suurempaan aktivaatioon. Voimantuoton muuttujien osalta sekä potkujen maksimaalinen voima, keskimääräinen voima että impulssi olivat luistelussa suurempia kuin jalkaprässissä. Osaltaan voimantuoton erot selittyvät suoritusten erilaisista lihasaktiivisuuksista. Jalkaprässitestin vastustavaa momenttia olisi mahdollista kasvattaa nyt käytetystä 1,5-kertaisesta kehonpainosta 1,75-kertaiseksi, jolloin voimantuotto testissä kasvaisi ja konsentrisen vaiheen aika pysyisi edelleen lähellä luistelun puristusvaiheen kestoa. Prässin voimantuoton arvoja ei kuitenkaan pystyisi näinkään nostamaan luistelun voimantuoton arvojen tasolle, sillä jalkaprässissä ei synny vaakasuoran asennon vuoksi painovoiman aiheuttamaa voimaa. Luistelun potkussa kehon massan aiheuttama painovoima vaikuttaa jalkapohjan alta mitattuihin voimantuoton arvoihin, jolloin kaikki mitattu voimantuotto ei ole pelkästään jalkojen lihaksista lähtöisin, vaan osa kehon painovoimasta välittyy kehon tukirakenteiden kautta. Luistelun potkun simuloinnissa ratkaisevassa asemassa on nimenomaan lihasten ja lihasryhmien tuottamien voimien toisiaan vastaavat arvot luistelun ja jalkaprässin potkussa. Tutkimuksessa käytetyillä menetelmillä ei ole mahdollista erotella eri lihasryhmien tuottamien voimien suuruuksia, mutta jalkaprässin potkussa lihasryhmien voimantuoton voidaan olettaa olevan lähempänä luistelun potkun voimantuottoa kuin mitä jalkojen kokonaisvoimantuoton arvot antavat ymmärtää. Jalkaprässitestin yhteydet suorituskykyyn pikaluistelussa Jalkaprässin antamista testituloksista potkun maksimivoiman, keskimääräisen voiman ja impulssin välillä oli tilastollisesti merkitsevä riippuvuus 500, 1000 ja 1500 metrin luisteluaikojen kanssa. Vahvimmat yhteydet syntyivät 500 ja 1000 metrin luisteluaikoihin, kun taas 3000 metrin luisteluajan ja testitulosten välillä oli tilastollisesti merkitsevä yhteys ainoastaan jalkaprässitestin lopun maksimivoiman ja impulssin välillä. Pidempikestoisen suorituksen osalta testituloksista korostui siis urheilijan kyky ylläpitää voimantuottoa testin loppuun asti. Ainoastaan jalkaprässisuorituksen alun tehontuoton muuttujista löytyi tilastollisesti merkitsevä riippuvuus 500 ja 1000 metrin luisteluaikoihin. Koko jalkaprässisuorituksen tai lopun aikaisilla tehontuoton muuttujilla ei ollut tilastollisesti merkitsevää riippuvuutta lajikohtaiseen suorituskykyyn. De Koning ym. (1992) löysivät tilastollisesti merkitsevän riippuvuuden Wingaten testin maksimitehon ja 500 metrin luisteluajan väliltä. Myös Wingaten testin keskimääräisen tehon ja 1500 metrin luisteluajan välillä on löydetty yhteys (Gemser ym. 1999). Tämän tutkimuksen tulokset ovat samansuuntaisia maksimitehon ja 500 metrin luisteluajan osalta, mutta keskimääräisen tehon ja 1500 metrin luisteluajan välillä ei tässä tutkimuksessa ollut tilastollisesti merkitsevää yhteyttä. Jalkaprässitestin antamien tulosten vahvat yhteydet lajikohtaiseen suorituskykyyn osoittavat, että jalkaprässitestissä mitataan pikaluistelulle tärkeitä ominaisuuksia. On kuitenkin syytä ottaa huomioon, että nyt testattu urheilijajoukko oli varsin heterogeeninen. Nähtäväksi jää, antaisivatko eliittipikaluistelijoiden homogeenisemman ryhmän testitulokset yhtä vahvoja yhteyksiä lajikohtaiseen suorituskykyyn. Lisäksi on muistettava, että tässä tutkimuksessa emme päässeet

22 kiinni luistelun osalta voiman suuntautumiseen (painepohjalliset mittaavat ainoastaan resultanttivoimaa), millä on aikaisempien tutkimusten mukaan oleellinen merkitys luistelusuorituskykyyn. Jatkokehitys Mittauksissa käytetty jalkaprässi oli kehitysversio. Laajempaa testauskäyttöä varten jalkaprässin ohjelmistoa on edelleen kehitettävä. Testeissä käytetty ohjelmisto laski tuotetun tehon arvot väärin, joten tehon arvot oli laskettava manuaalisesti kulmanopeuden ja voiman perusteella. Nopea palautteen anto ei tällöin ollut mahdollista, mikä on ehdoton vaatimus jalkaprässin käytölle pikaluistelijoiden testilaitteena. Testistä pitäisi pystyä antamaan nopeasti ainakin 30 sekunnin keskimääräinen teho, maksimaalinen tehonarvo (5 parhaan potkun keskiarvo) ja väsymisindeksi. Keskimääräinen teho kuvaa lihasten kykyä ylläpitää korkeaa tehoa ja vastustaa väsymystä sekä tietyllä varauksella anaerobista kapasiteettia. Muuttujan pitäisi teoriassa vastata 500 metrin luistelun suorituskykyä luonnollisesti muuttuja ei ota huomioon teknisiä seikkoja. Sprinttereiden pitäisi saavuttaa korkeammat maksimitehon arvot kuin kestävyystyyppien. Maksimaalinen tehonarvo kuvaisi maksimaalista anaerobista tehoa ja varauksella alaktista aineenvaihdunnallista kapasiteettia (käytetään välittömiä energianlähteitä ei tuoteta suuria määriä maitohappoa). Tämä vastaisi pikaluistelun lähtökiihdytystä. Väsymisindeksi (tehon lasku %) saadaan alun huipputehon (5 potkua) ja testin lopun (5 potkua) aikavälin tehon erotuksen avulla jakamalla se alun huipputeholla. Kestävyystyypeillä väsymisindeksin pitäisi olla pienempi kuin sprinttereillä eli kestävyystyypit pystyvät suhteellisesti paremmin ylläpitämään saavutettua tehoa kuin sprintterit, mutta toisaalta kestävyystyyppien huipputehot ovat todennäköisesti alhaisempia. Ohjelmistopäivitysten lisäksi myös prässin laitteistopuoli vaatii vielä kehitystä. Prässin kulmamuuttujien laskemiseen käytetty anturi ei soveltunut maksimaalisen suorituksen mittaamiseen, sillä suorituksen aiheuttamat kolahdukset ja iskut aiheuttivat virheitä mittaustuloksiin. Edellä mainittujen seikkojen takia erityisesti tehontuoton tuloksiin pitää suhtautua varauksella. Myös jalkojen kiinnitystä jalkaprässiin on parannettava, sillä vahvimpien luistelijoiden kohdalla tarrakiinnitys irtosi maksimaalisen testin aikana. Jalkaprässin käytössä harjoitusvälineenä olisi mahdollista soveltaa testitilanteesta poikkeavaa menettelyä. Jalkaprässin potkun voisi aloittaa mahdollisimman pienellä polvikulmalla tehtävällä isometrisellä pidolla, jolla pyrittäisiin jäljittelemään pikaluistelun potkun liukuvaihetta. Pidon jälkeen tehtäisiin itse konsentrinen potku mahdollisimman räjähtävästi. Jalkaprässin konsentrinen vaihe vastaa luistelun puristusvaihetta suhteellisen hyvin, joten tällaisella harjoittelulla pystyttäisiin vahvistamaan etureiden ja pohkeiden lihasryhmiä pikaluistelun potkua vastaavilla polvikulmilla ja lihastyötavoilla. Testejä tehdessä on huomioitava, että 30 sekunnin testin onnistumiseen vaikuttaa erityisesti se, miten hyvin käytettävä vastus pystytään määrittämään optimaaliseksi kullekin pikaluistelijalle sekä kuinka hyvin testin tekeminen onnistuu suoritusteknisesti (ei hutipotkuja jne). Lisäksi testissä pitää pyrkiä heti alusta alkaen maksimaalisen tehoon, jotta väsymisindeksin ja keskimääräisen tehon määrittäminen on luotettavaa. Testituloksissa oli yllättävän paljon eroja ja osa johtui varmasti edellä mainituista ongelmista. Tulosten tulkinnassa pitää siis muistaa, että kaikki erot testituloksissa eivät välttämättä johdu fyysisistä ominaisuuksista. Kun testiä toistetaan, tulokset muuttuvat luotettavimmiksi suoritustekniikan ja toteutustavan vakiintuessa. Tässä projektissa ei tutkittu testin toistettavuutta, mikä tulee jatkossa kuitenkin selvittää, jotta mittauksen luotettavuudesta saadaan edelleen parempi kuva. Näiden testien perusteella näyttäisi kuitenkin siltä, että

23 30 sekunnin testin alun viiden potkun maksimaalinen tehonarvo ja lyhyen maksimitestin keskimmäisen kuorman teho korreloivat parhaiten 500 m luisteluaikaan. Tämä korostanee juuri lähdössä tuotettujen tehojen merkitystä pikaluistelussa. Yhteenvetona voidaan todeta että jalkaprässitesti vastaa luistelusuoritusta sykkeen ja laktaattipitoisuuksien osalta. Lisäksi jalkaprässin potkun konsentrinen vaihe vastaa luistelun puristusvaihetta suhteellisen hyvin. Suoritusten välisistä eroista kuten jalkaprässin isometrisen liukuvaiheen puuttumisesta ja takareisien erilaisesta aktivaatiosta huolimatta jalkaprässitestin tulokset antavat oleellista tietoa pikaluistelijoiden lajille ominaisista voimantuoton ja tehontuoton ominaisuuksista ja kuvaavat suorituskykyä pikaluistelussa etenkin 500 1500 metrin matkoilla.

24 LÄHTEET de Boer, R.W., & Nilsen, K.L. 1989. The gliding and push - off technique of male and female olympic speed skaters. International journal of sports biomechanics 5, 119-134. Gemser, H., de Koning, J. & van Ingen Schenau, G. J. 1999. Handbook of Competitive Speed Skating. Eisma Publishers bv, Leeuwarden. Houdijk, H., de Koning, J. J., de Groot, G., Bobbert, M. F. & van Ingen Schenau, G. J. 2000. Push-off mechanics in speed skating with conventional skates and klapskates. Medicine and Science in Sport and Exercise 32 (3), 635 641. Ihalainen, S. 2010. Pikaluistelusuorituksen ja modifioidun jalkaprässitestin voimantuotto ja fysiologiset vasteet. Kandidaatin tutkielma, Jyväskylän yliopisto. van Ingen Schenau, G., J., de Boer, R., W., & de Groot, G., (1989). Chapter 9 In Biomechanics of sport; Vaughan, C., L., Ed. Florida: CRC publishers. van Ingen Schenau, G. J., de Groot, G. & de Boer R. W. 1985. The control of speed in elite female speed skaters. Journal of Biomechanics 18, 91 96. de Koning, J. J., de Groot, G. & van Ingen Schenau, G. J. 1989. Mechanical Aspects of the Sprint Start in Olympic Speed Skating. International Journal of Sport Biomechanics 5, 151-168. de Koning, J. J., de Groot, G. & van Ingen Schenau, G. J. 1992. A power equation for the sprint in speed skating. Journal of Biomechanics 25 (6), 573-580. de Koning, J. J. & van Ingen Schenau, G. J. 2000. Performance-Determining Factors in Speed Skating. Teoksessa: Biomechanics in Sport (toim. Zatsiorsky, V.M.). Blackwell Science Ltd, Oxford. Yuda, J., Yuki, M., Aoyanagi, T., Fujii, N. & Ae, M. 2004. Changes in Blade Reaction Forces During the Curve Phase Due to Fatique in Long Distance Speed Skating. International Journal of Sport and Heath Science 2, 195-204. Yuki, M., Ae, M. & Fuji, N. 1996. Blade reaction forces in speed skating. Society of Biomechanics (ed.), Biomechanics 13, 41-51. Tokyo, Japan.

25 LIITE A: POIKIEN LUISTELUPOTKUN VOIMAKÄYRÄT LUISTELUN ERI VAIHEISSA

26