Faculteit Geneeskunde en Gezondheidswetenschappen Opleiding Lichamelijke Opvoeding en Bewegingswetenschappen Academiejaar

Faculteit Geneeskunde en Gezondheidswetenschappen Opleiding Lichamelijke Opvoeding en Bewegingswetenschappen Academiejaar 2009 – 2010

Onderzoek naar de biomechanische interactie tussen speler en kunstgras tijdens een voetbalspecifieke 90 graden draaibeweging uitgevoerd met verscheidene schoenconfiguraties Masterproef voorgelegd tot het behalen van de graad van Master in de Lichamelijke Opvoeding en de Bewegingswetenschappen

Door: Tyas Kastelijn en Matthieu Claus

Promotor: Prof. Dr. D. De Clercq Begeleider: Master G. De Buyck

DANKWOORD Alvorens deze interessante scriptie door te nemen willen wij al de mensen die deze scriptie mogelijk gemaakt hebben in de kijker plaatsen. Begeleider Gijs Debuyck heeft ons gestuurd van het begin tot het einde. Het was hij die samen met ons de testopstelling fabriceerde en de effectieve testen uitvoerde gedurende de maand september 2009. Doorheen de rest van het academisch jaar werkten wij samen met hem zo goed als al de andere stappen van de scriptie af. Gijs zorgde steeds voor de werkdruk en deadlines, nodig om deze scriptie tot een goed einde te brengen. Hij was er werkelijk altijd voor ons, zelfs na de uren. Hierbij willen we nog twee andere sterke mannen vermelden die eerder achter de schermen een cruciale rol speelden. Master Lichamelijke Opvoeding en Bewegingswetenschappen Pieter Inghelbrecht hielp bij de opstelling en de testen. Doorheen het jaar verschafte hij ons de nodige inzichten omtrent het verstandig maken van een thesis. Natuurlijk had hij ook steeds een mening wanneer er over voetbal en/of kunstgras gesproken werd. De andere heer is dr. ir. Rudy Verhelst, een specialist inzake kunstgras. Hij zette ons op weg voor de resultaten, waarvoor enorme dank. Ook de uitnodiging voor de doctoraatsvoorstelling, de overheerlijke taarten en de raad naar de toekomst toe worden zeker en vast in dank afgenomen. Promotor prof. dr. Dirk De Clercq verdient zeker en vast ook een enorm dankbetuiging. Ondanks zijn drukke agenda heeft hij steeds tijd gemaakt voor ons. De momenten waarop de verschillende onderdelen van de scriptie in onderling overleg werden besproken, waren voor ons heel verrijkend. Zijn voorstellen naar structuur en zijn kijk op dingen maakten deze masterproef tot wat het nu is. Ook dr. Veerle Seghers was van cruciaal belang tijdens het opstellen van de Qualysis camera’s en het gebruik van de software. Zonder haar was onze data-analyse- en verwerking nooit kunnen gebeuren. De heer Davy Spiessen stond ook altijd voor ons klaar om de onvermijdelijke ICT problemen op te lossen. In de opbouw van onze opstelling werden wij, leken, vergezeld door expert Luc Van den Broecke, die werkelijk alles in mekaar hielp steken. Een dankwoord is ook op zijn plaats voor de proefpersonen die studeerden aan de Topsportschool voetbal Voskenslaan. Zij liepen en draaiden naargelang wij vraagden. Last but not least de partners die dit onderzoek mogelijk maakten met name Nike en Desso. Zijn verzorgden onze condities. Zonder hun was er zelfs geen sprake geweest van deze studie.

II

ABSTRACT “Onderzoek naar de biomechanische interactie tussen speler en kunstgras tijdens een voetbalspecifieke 90 graden draaibeweging uitgevoerd met verscheidene schoenconfiguraties.”

Wanneer we dag van vandaag naar de voetbalwereld kijken kunnen we opmerken dat de evolutie van kunstgras met grote stappen vooruit gaat. Een kunstgras ondergrond maakt het immers mogelijk steeds onder dezelfde omstandigheden te voetballen. Fabrikanten van voetbalschoenen spelen hier op in en ontwerpen schoenen voor deze specifieke ondergrond. Het doel van deze studie is na te gaan wat de verschillen zijn bij het uitvoeren van een voetbalspecifieke 90° draaibeweging op een natte en droge ondergrond met drie verschillende schoentypes. De interpretatie van deze verschillen gebeurde op basis van de kinematische, kinetische en kinesiologische resultaten. Desso leverde een 3e generatie kunstgras ondergrond met SBR-infill, die zowel droog als nat kon bespeeld worden. De drie geteste schoentypes van Nike: TF: Turf Field, FG: Firm Ground en AG: Artificial Grass, waarvan deze laatste specifiek ontwikkeld is voor het spelen op kunstgras. De kunstgras-ondergrond waarop de draaibeweging werd uitgevoerd voldeed aan de FIFA**-normering, waardoor deze ondergrond kan gebruikt worden voor internationale voetbalwedstrijden. Er werden 27 variabelen gebruikt met een ICC boven 0,7. De bedoeling van deze studie was na te gaan of er een verschil was tussen de twee ondergrondcondities en de drie schoentypes. Via Repeated Measures werden tussen ondergrond- en schoenconditie geen interactie-effecten teruggevonden. Naargelang de ondergrond vinden we terug dat er in droge toestand een hogere translationele tractie is dan nat (droog: 0,675 en nat: 0,647) . Qua rotationele tractie is er nagenoeg geen verschil. Algemeen is er op het vlak van gemiddelde (p = 0,032) en maximale tractie (p = 0,002) een significant verschil binnen de ondergrondconditie. De hoek die de krachtvector maakt met de grond is significant kleiner droog dan nat (droog: 51,6° ± 1,6, nat: 59,3° ± 1,9, p = 0,008). Tussen de verschillende schoentypes is er qua gemiddelde tractie geen significant verschil. Bij het uitvoeren van de 90° draaibeweging met de AG schoen is er een significant hogere verticale krachtwerking waarneembaar. Dit geldt voor de verticale maximale impactkracht, belastingssnelheid en impulswerking. Horizontaal is dit enkel het geval voor de belastingssnelheid. Op vlak van perceptie valt op dat de TF schoen door de proefpersonen significant als veel slechter wordt beschouwd op een natte ondergrond. Om nog meer waarheidsgetrouwe onderzoeksresultaten te bekomen zou de 90° draaibeweging moeten getest worden op een outdoor kunstgrasveld onder meer reële omstandigheden. III

ALGEMENE INLEIDING Kunstgras heeft als voornaamste doel een goed en intens bespeelbaar terrein met beperkt onderhoud te creëren. Kunstgras wil altijd eenzelfde ondergrond voorzien, waarbij ook in veilige omstandigheden kan gespeeld worden. Als we kijken naar de mission statements van Desso en Nike zien we dat beide bedrijven streven naar innovatie.

"To

bring

inspiration

and

innovation

to

every

athlete

in

the

world.

If you have a body, you are an athlete." (Nike)

Kunstgrasvelden ontwerpen en ontwikkelen, van hightech R & D over maatwerk productie tot vakkundige installatie en nazorg, wereldwijd. Desso is een standvastige partner die blijft vernieuwen en al vele mijlpalen en innovaties achter zich heeft liggen. Met Desso kiest u voor een grasmat die doordrongen is van het unieke Desso DNA. (Desso Sports Systems)

De innovatie in kunstgrasterreinen heeft als doel ervoor te zorgen dat spelers geen problemen qua voetballend vermogen meer ondervinden die te wijten zijn aan de ondergrond. Deze studie hoort thuis binnen de onderzoeken die het spelen van voetbal zo optimaal mogelijk willen maken onafhankelijk van het klimaat, neerslag, temperatuur, geografie, … Voetbal is enorm afhankelijk van de schoenen waarmee en de ondergrond waarop gespeeld wordt. Een verkeerde keuze van schoeisel of een slecht onderhouden terrein zorgen meer dan waarschijnlijk voor afname in prestatie en plezier. In sommige gevallen kan de staat van het grasveld zelfs afbreuk doen aan het voetbalspel. Kijk maar naar de omstandigheden waarin bepaalde wedstrijden in de Belgische hoogste voetbalklasse worden afgewerkt tijdens de wintermaanden. Als dit in de hoogste klasse al het geval is, hoeveel erger is het dan niet in de lagere reeksen. Vaak zijn vele afgelastingen hiervan het gevolg. Kunstgras kan hiervoor de oplossing bieden voor alle niveaus. Op die manier kunnen de verschillende teams gedurende het volledige seizoen op eenzelfde ondergrond spelen. Dit zou in het algemeen bijdragen tot de kwaliteit van het Belgische voetbal. Wanneer voor op kunstgras specifieke schoenen gemaakt worden door grote fabrikanten zoals Nike dienen die effectief beter te zijn dan wanneer spelers met normale schoenen zouden spelen op dezelfde ondergrond. Het optimaliseren van de ontwikkeling naar een specifiek schoendesign en dit overbrengen op het wereldwijde voetbalpubliek, zou de definitieve doorbraak kunnen betekenen voor het voetbal op kunstgras. IV

INHOUDSOPGAVE 1

LITERATUUR .................................................................................................................. 1 1.1 Inleiding ...................................................................................................................... 1 1.1.1 Kunstgrasontwikkeling en het voetbalspel ........................................................... 1 1.1.2 De draaibeweging ................................................................................................. 3 1.1.3 Krachtwerking tijdens de 90° draaibeweging ...................................................... 5 1.2 Tractie ......................................................................................................................... 6 1.2.1 Inleiding ............................................................................................................... 6 1.2.2 Wat is tractie......................................................................................................... 6 1.2.2.1 Translationele tractie ........................................................................................ 7 1.2.2.2 Rotationele tractie ............................................................................................. 8 1.2.2.3 Relatie tussen de translationele en rotationele tractie ...................................... 9 1.2.3 Meten van tractie .................................................................................................. 9 1.2.4 Optimale waarden voor translationele tractie..................................................... 10 1.2.5 Optimale waarden voor rotationele tractie ......................................................... 11 1.3 Factoren die de tractie beïnvloeden tijdens de beweging ..................................... 12 1.3.1 Ondergrond......................................................................................................... 12 1.3.1.1 Algemeen ........................................................................................................ 12 1.3.1.2 Kunstgras en invloed op tractie ...................................................................... 13 1.3.2 Schoenconfiguratie en –samenstelling ............................................................... 14 1.3.2.1 Algemeen ........................................................................................................ 14 1.3.2.2 Schoenen en invloed op tractie ....................................................................... 15 1.3.2.3 Interactie tussen ondergrond en schoen en hun invloed op tractie ................. 16 1.3.3 Omgevingsfactoren ............................................................................................ 17 1.3.3.1 Algemeen ........................................................................................................ 17 1.3.3.2 Invloed van het klimaat op de tractie.............................................................. 17 1.3.4 Wisselwerking tussen de ondergrond en de beweging van de spelers ............... 18 1.4 Blessures ................................................................................................................... 20 1.4.1 Inleiding ............................................................................................................. 20 1.4.2 Geslachtsspecifiek (mannen).............................................................................. 20 1.4.3 Schoensamenstelling – studconfiguratie ............................................................ 21 1.4.4 Kunstgras versus natuurgras............................................................................... 22 1.4.5 Fitheid en vermoeidheid ..................................................................................... 23 1.5

2

Onderzoekshypothesen ........................................................................................... 24

METHODIEK ................................................................................................................. 25 2.1 Inleiding .................................................................................................................... 25 2.2

Subjecten .................................................................................................................. 25

2.3

Voetbalschoenen ...................................................................................................... 26

2.4

Type kunstgras ......................................................................................................... 27

2.5 Procedure ................................................................................................................. 27 2.5.1 Materiaaltesten ................................................................................................... 27 2.5.2 Subjecttesten....................................................................................................... 28 V

2.5.3

Perceptie ............................................................................................................. 29

2.6 Meetinstrumenten .................................................................................................... 30 2.6.1 Infrarood camera’s ............................................................................................. 30 2.6.2 Markerset ............................................................................................................ 31 2.6.3 Krachtenplatform ............................................................................................... 31 2.6.4 High speed camera ............................................................................................. 31 2.7 Data-analyse ............................................................................................................. 32 2.7.1 Biomechanische data .......................................................................................... 32 2.7.2 Perceptie data ..................................................................................................... 32 3

RESULTATEN ............................................................................................................... 33 3.1 Inleiding .................................................................................................................... 33 3.2 Globale bewegingsbeschrijving van de 90° draaibeweging ................................. 33 3.2.1 Kwalitatieve bewegingsbeschrijving.................................................................. 33 3.2.2 Kwantitatieve bewegingsbeschrijving................................................................ 34 3.2.2.1 Mechanische analyse ...................................................................................... 34 3.2.2.1.1 Verandering in snelheid van het lichaamszwaartepunt ............................. 34 3.2.2.1.2 Baan van het lichaamszwaartepunt ........................................................... 34 3.2.2.1.3 De krachtwerking, tractiecoëfficiënt en vrije momentswerking ............... 35 3.2.2.2 Kinesiologische analyse ................................................................................. 36 3.2.2.2.1 De voet ...................................................................................................... 36 3.2.2.2.2 De enkel .................................................................................................... 37 3.2.2.2.3 De knie ...................................................................................................... 38 3.3

Materiaaltesten ........................................................................................................ 39

3.4 Subjecttesten ............................................................................................................ 39 3.4.1 Intraclass Correlations Tests .............................................................................. 39 3.4.2 Het verschil in beweging door een veranderende ondergrond ........................... 42 3.4.2.1 Kinematische variabelen................................................................................. 42 a. Contacttijd ...................................................................................................... 42 b. Vertreksnelheid ............................................................................................... 42 3.4.2.2 Kinetische variabelen ..................................................................................... 42 c. Translationele tractie ...................................................................................... 42 d. Maximale rotationele tractie ........................................................................... 43 e. Hoek van de steunvector................................................................................. 43 3.4.2.3 Kinesiologische variabelen ............................................................................ 44 f. Voet eversie .................................................................................................... 44 3.4.3 Verschil in beweging door veranderende schoenconditie .................................. 45 3.4.3.1 Kinematische variabelen................................................................................. 45 3.4.3.2 Kinetische variabelen ..................................................................................... 45 a. Verticale krachtwerking ................................................................................. 45 b. Horizontale krachtwerking ............................................................................. 46 c. Translationele tractie ...................................................................................... 47 d. Maximale rotationele tractie ........................................................................... 47 3.4.3.3 Kinesiologische variabelen ............................................................................ 48 e. Knie extensie-flexie ........................................................................................ 48 3.4.4 Perceptie ............................................................................................................. 49 VI

3.4.4.1 Verschil in perceptie tussen schoentypes ....................................................... 49 3.4.4.2 Interactie-effecten ........................................................................................... 49 4

DISCUSSIE ..................................................................................................................... 50 4.1 De effecten van de verschillende condities ............................................................ 50 4.1.1 Verschil in ondergrond ....................................................................................... 50 4.1.2 Verschil in schoenen .......................................................................................... 50 4.2 Globale Beweging .................................................................................................... 52 4.2.1 Uitvoeringssnelheid ............................................................................................ 52 4.2.2 Baan van het lichaamszwaartepunt .................................................................... 52 4.2.3 Verticale krachtwerking ..................................................................................... 53 4.2.4 Tractie tijdens de 90° draaibeweging en de aanbevelingen van Valiant ............ 54 4.3 Methode en design ................................................................................................... 55 4.3.1 Bespreking onderzoek ........................................................................................ 55 4.3.2 Richtlijnen naar volgend onderzoek toe ............................................................. 56

5

CONCLUSIE ................................................................................................................... 58

6

LIJST FIGUREN EN TABELLEN............................................................................... 59

7

BIBLIOGRAFIE ............................................................................................................. 61

8

BIJLAGEN ...................................................................................................................... 67 8.1 Bijlage 1 .................................................................................................................... 68 8.2 Bijlage 2 .................................................................................................................... 69 8.3 Bijlage 3 .................................................................................................................... 70 8.4 Bijlage 4 .................................................................................................................... 71 8.5 Bijlage 5 .................................................................................................................... 74 8.6 Bijlage 6 .................................................................................................................... 75 8.7 Bijlage 7 .................................................................................................................... 77 8.8 Bijlage 8 .................................................................................................................... 78 8.9 Bijlage 9 .................................................................................................................... 79 8.10 Bijlage 10 .................................................................................................................. 80 8.11 Bijlage 11 .................................................................................................................. 81 8.12 Bijlage 12 .................................................................................................................. 83

VII

1 1.1

LITERATUUR Inleiding 1.1.1 Kunstgrasontwikkeling en het voetbalspel

Kunstgras kan gedefinieerd worden als een bedekking van de ondergrond gemaakt van menselijk materiaal met een gelijkaardig uitzicht en functie als dat van gras (United States Department of Education, 2003). Er bestaat echter niet één bepaald type kunstgras. Er zijn heel wat verschillende soorten, elk met een eigen vezellengte, vezelmateriaal en infill (Stiles et al., 2009). De eerste soort kunstgrasmat was Astroturf (1975-1995). Dit was een plastieken mat met korte vezels en had een zeer grote dichtheid. In de jaren ’80 kwam de 2e generatie van kunstgras op. Deze had ook vrij korte vezels en gebruikte voor het eerst zand als infill. Uiteindelijk werd er, specifiek voor het voetbal, een 3e generatie kunstgras ontwikkeld. Deze soort bestond uit lange kunststofvezels die ingevuld worden met een onderlaag zand en een bovenlaag SBR (styrene butadine rubber) (De Vos et al., 2009). De huidige 3e generatie kunstgrasterreinen benaderen zo de mechanische eigenschappen en speelkarakteristieken als dat van een natuurgras terrein (Meijer et al., 2006). Deze evolutie was zeker nodig want uit de literatuur bleek dat de vorige generaties heel wat beperkingen hadden. Zo concludeerde Winterbottom (1985) dat de bal anders botste en rolde op een 1e generatie kunstgrasterrein in vergelijking met natuurgras. Spelers rapporteerden ook dat het moeilijker was om aan te zetten, te stoppen en te draaien op dit type kunstgras. Andere onderzoekers bekeken de omvang van blessures op de eerste generaties van kunstgras. De algemene consensus was dat 1e generatie kunstgras een hogere blessure incidentie vertoonde dan natuurgras (Andersson et al., 2008). Op de 3e generatievelden echter observeerden Ekstrand et al. (2006) bijna geen verschil in blessure incidentie bij Zweedse elitespelers gedurende trainingen en wedstrijden. Op deze generatie kwamen er enkel iets meer enkelverstuikingen tijdens wedstrijden voor en hadden de spelers op training iets meer kans op een lichte blessure. Het onderzoek naar blessures op 3e generatiekunstgras is echter nog te beperkt, maar alles wijst erop dat het verschil tussen de 3e generatie en het natuurgras vrij klein is.

1

Nog in het voordeel van de 3e generatie velden zijn de bevindingen van Andersson et al. (2008). Hij stelde vast dat spelers op de nieuwste generaties kunstgrasvelden evenveel tijd spendeerden aan stilstaan, wandelen, lopen en spurten als op natuurgras. Ook het aantal overgangen van de ene beweging naar de andere was op beide terreinen even groot en kwam gemiddeld overeen met een bewegingsverandering om de 4,5 seconden. Bijgevolg legden de spelers in het totaal evenveel kilometers af gedurende 90 minuten op beide terreinen. Toch rapporteerden de voetballers dat spelen op kunstgras fysiek zwaarder was. Uit een onderzoek uitgevoerd door de Fédération Internationale de Football Association (FIFA, 2003) om objectief na te gaan of het spelen op kunstgras effectief wel vermoeiender was, bleek dat de gevonden hartslag- en lactaatwaarden tijdens een fysieke test niet significant verschilden op de twee ondergronden. Zanetti (2009) toonde aan dat Italiaanse amateurspelers een 3e generatie kunstgrasveld met SBR infill prefereerden boven een natuurveld. Enkel de kans op schaafwonden op het kunstgras werd als meer nadelig bevonden. Desondanks al deze positieve bevindingen heeft kunstgras nog steeds zijn voor- en tegenstanders. Het grootste voordeel van dit type ondergrond is dat er op elk moment van het jaar op een kwaliteitsvolle ondergrond kan gespeeld worden (FIFA, 2004). Door de enorme ontwikkeling van

kunstgrasterreinen,

onder

andere

goedkopere

productieprocessen

en

betere

veiligheidsgaranties, zijn de laatste types nu veel voordeliger in vergelijking met de vorige generaties. Deze bevindingen leidde ertoe dat de FIFA in 2004 het “FIFA Quality Concept” lanceerde. Aan de hand van specifieke testen kunnen kunstgrasterreinen nu objectief beoordeeld en goedgekeurd worden voor het spelen van officiële (inter)nationale wedstrijden. Een kunstgrasterrein wordt geëvalueerd door verschillende mechanische testen op typische karakteristieken als deformatie, schokabsorptie en balgedragingen waar een goed onderhouden natuurgrasplein als de standaard geldt (Meijer et al., 2006). Zo probeert men een optimale conditie te garanderen voor elk terrein, gedurende het gehele seizoen. Want kunstgras is in tegenstelling tot natuurgras klimaatresistent, duurzamer in onderhoud en het heeft een grotere belastbaarheid waardoor er meer op gespeeld kan worden (FIFA, 2004). Toch zijn er enkele kleine verschillen op te merken tussen het geleverde spel op kunstgras en natuurgras. Eerst en vooral worden een stuk minder sliding tackles opgemerkt op kunstgras. Het harde, defensieve spel komt minder voor. Dit verklaart waarom sommige mannen het voetballen op kunstgras als minder leuk ervaren. Ook is er een verschil in speelstijl. Op kunstgras wordt er meer gecombineerd. De som van het aantal korte passen op kunstgras ligt hoger dan op natuurgras (Andersson et al., 2008). 2

1.1.2 De draaibeweging In een balsport als voetbal is een speler gemiddeld 2% van de tijd in balbezit. De rest van de wedstrijd neemt hij deel aan het spel door te lopen en richtingsveranderingen uit te voeren (Immamura en Ohgi, 2007). De richtingsverandering in een balsport is cruciaal voor de prestatie. Ze bepaalt of een speler er in slaagt een tegenstrever te omzeilen of tijdig te anticiperen op de bal. Hoe groot de richtingsverandering moet zijn hangt af van de gegeven situatie. Ze kan variëren van enkele graden tot meer dan 90 graden (Rand en Ohtsuki, 2000). Een draaibeweging vereist mechanisch gezien twee zaken: de snelheid van het lichaamszwaartepunt moet veranderen volgens de nieuwe richting (“deflectie”) en het lichaam moet roteren zodanig dat het gericht staat naar de nieuwe uitlooprichting (Patla et al., 1991). Vanrenterghem et al. (2010) stelde tijdens draaibewegingen een daling in snelheid van het lichaamszwaartepunt in het voor-achterwaartse vlak vast en een toename ervan in het zijwaartse vlak. Tijdens 90° richtingsveranderingen treden er ook remkrachten op. De mogelijke verklaring hiervan zou liggen aan het feit dat men voldoende moet afremmen in de oorspronkelijke bewegingsrichting om de vereiste draaihoek te kunnen vormen (Jindrich et al., 2006). Het uitvoeren van een cutting beweging kan volgens twee technieken gebeuren: de “open techniek” (sidestep cutting, Figuur 1) en de “cross techniek” (cross-over cutting, Figuur 2).

Figuur 1. (uit Krosshaug et al., 2007): De open techniek

Figuur 2. (naar Blackburn et al., 2003): De cross techniek

De open techniek houdt in dat de atleet steunt en afstoot op de tegenovergestelde voet ten opzichte van de richting naar waar men wil draaien. Bij de cross techniek steunt men op de voet die aan de zijde staat van de afstootrichting. Het contralaterale been zwaait dan op zijn beurt over het steunbeen heen en komt neer gericht naar de nieuwe looprichting. 3

De open techniek wordt beschouwd als de efficiëntste techniek van de twee. Bij deze vaardigheid treedt er minder snelheidsverlies op en heeft men minder passen nodig om de draai te vervolledigen. Bij de cross techniek kan men anderzijds wel scherper draaien door de tragere snelheid tijdens de uitvoering (Rand en Ohtsuki, 2000). De “sidestep” richtingsverandering wordt uitgevoerd aan een snelheid die kan variëren van 5 tot 7 m/s in sportsituaties (McLean et al., 1998 uit Besier et al., 2001). Besier et al. (2001) onderzocht de 60° sidestep cutting aan de hand van de momentswerking die in de knie optrad tijdens de steunfase. Halverwege de steunfase trad er een flexiemoment op van 2 Nm/kg. De knie bevond zich op dat moment in een flexiehoek van 45,9°. De interne rotationele momentswerking was ook het hoogst tijdens deze “midstancefase” en liep op tot 0,32 Nm/kg. De knie onderging afhankelijk van proefpersoon tot proefpersoon een varus of valgus momentswerking. Onder de personen bestond er dus een variatie van hoe de momentswerking zich in het frontale vlak manifesteerde. De personen die gemiddeld genomen een “varus” belasting op de knie ondervonden, waren in staat om de beweging sneller en preciezer uit te voeren in vergelijking met de “valgus groep”. McLean et al. (1999) had eerder ook al een grote variatie in varus-valgus momentswerking gevonden tijdens sidestep cuttings. De consistentie bij de uitvoering van deze bewegingen is volgens hem te wijten aan de hoeveelheid van ervaring bij de speler. Tot slot maakt Besier et al. (2001) het onderscheid tussen een geplande (de speler weet op voorhand welke beweging hij zal uitvoeren) en een ongeplande bewegingsuitvoering (de speler reageert op een externe stimuli). Tijdens een wedstrijd komen beide situaties voor. Besier et al. (2001) constateerde dat een op voorhand geplande cutting een ander bewegingspatroon vertoonde dan wanneer de beweging ongepland werd uitgevoerd. Globaal bekeken voerde men een geplande richtingsverandering 0,15 m/s sneller uit dan een ongeplande en boog men minder diep in het steunbeen door (minder knieflexie). De varus-valgus momentswerking en de interne momentswerking tijdens een ongeplande draaibeweging waren tweemaal zo groot als tijdens eenzelfde geplande beweging. Neptune et al. (1999) stelde vast dat tijdens een geplande sidestep cutting er een boost van pre-activiteit in de knieflexoren en -extensoren optrad. Deze activiteit suggereert dat een op voorhand geplande richtingsverandering kan leiden tot een meer stabiliserende spieractiviteit rondom de knie. Volgens Besier et al. (2001) verduidelijkten deze resultaten waarom ongeplande cuttings een hoger risico op non-contact blessures vertonen.

4

1.1.3 Krachtwerking tijdens de 90° draaibeweging

Figuur 3. (uit Blackburn et al., 2003): Het verloop van de verticale, horizontale grondreactiekracht en de vrije momentswerking tijdens een 90° draaibeweging

Figuur 3 geeft het verloop weer van de horizontale en verticale krachtwerking samen met de vrije momentswerking (Mz) tijdens een 90° draaibeweging. De 90° richtingsverandering vertoonde volgens Blackburn et al. (2003) een verticale grondreactiekracht die opliep tot 1,7 1,9 LG (aantal keren lichaamsgewicht). Deze waarden liggen echter lager dan de 3,45 LG die Valiant (1987, uit Shorten et al., 2003) en de 2,88 LG die Bencke et al. (2000) vond. Nog uit de metingen van Blackburn et al. (2003) bleek dat de horizontale schuifkracht tijdens een 90° draaibeweging waarden bereikte van 1,3 - 1,5 LG. McClay (1994, uit Shorten et al., 2003) schreef eerder dat tijdens een richtingsverandering er zeer grote horizontale krachten tussen de schoenzool en ondergrond optraden. De omvang van deze horizontale krachten konden zelfs groter zijn dan het lichaamsgewicht van de speler. De piek in vrije momentswerking lag volgens Blackburn et al. (2003) tijdens de 90° richtingsverandering gemiddeld tussen de 15 en 30 Nm. De combinatie van de horizontale- en de verticale krachtswerking samen met de rotationele momentswerking bepaalt of een speler gaat slippen of niet (Blackburn et al., 2003). Deze combinatie wordt beschreven door de term tractie. Een voldoende hoog tractiecoëfficiënt is steeds vereist om het slippen van de voet te voorkomen (Shorten et al., 2003). Dat voldoende tractie een prestatiebepalende factor is, werd eerder door Krahenbuhl (1975, uit Shorten et al., 2003) al aangehaald. De snellere looptijden met voetbalschoenen op kunstgras konden volgens hem deels worden toegeschreven aan de hogere tractie die op dat moment aanwezig was. Ook Pedroza (2010) stelde vast dat de tijd om een draaibeweging uit te voeren op een schoen-ondergrond combinatie met lage tractie tot een halve seconde langer duurde dan wanneer een speler op een ondergrond liep met hoge tractie. 5

1.2

Tractie 1.2.1 Inleiding

Wanneer een voetbalspeler op het terrein loopt is hij afhankelijk van de aanwezige adhesiekrachten tussen de schoenzool en de ondergrond. Dit is nodig om enerzijds stabiel te blijven staan en anderzijds om voldoende efficiënt te kunnen afremmen en versnellen. Deze adhesie wordt in de wetenschappelijke literatuur omschreven als tractie en wordt opgedeeld in twee componenten: de translationele tractie en de rotationele tractie (Nigg en Segesser,1987 uit Vachon, 2004). Het spelen van voetbal eist dus van de schoen-ondergrond interactie een voldoende hoge tractiewaarde om het wegglijden van de voet tegen te gaan. Maar wanneer deze tractie te hoog oploopt, bestaat de kans erin dat men de gewrichten van het steunbeen gaat overbelasten. Dit is zeker het geval bij sporten waar snelle richtingsveranderingen frequent voorkomen (Dura, 1999). 1.2.2 Wat is tractie Het Amerikaanse comité ASTM (American Society for Testing and Materials) definieerde tractie als volgt: “Tractie is de weerstand tegen relatieve beweging tussen de buitenzool van de schoen en de ondergrond van het speelveld. Deze weerstand volgt niet altijd de klassieke wetten van de frictie (zoals door Coulomb beschreven)” (Villwock et al., 2009). Frictie (μ) is een constante die de weerstand tegen de beweging van twee egale voorwerpen die in contact zijn met elkaar beschrijft. Tractie is de term die specifiek gebruikt wordt om de schoen-ondergrond interactie te beschrijven. Dit is een belangrijk onderscheid. De mate van tractie tijdens een beweging is in tegenstelling tot frictie, niet alleen afhankelijk van de wrijvingskracht en de normaalkracht, maar hangt ook af van andere beïnvloedende factoren. De tractie tussen de zool en de ondergrond kan overheen de tijd variëren (Shorten et al., 2003; Sabick et al., 2009). De variabelen die een invloed uitoefenen op de tractie worden in de literatuur onderverdeeld in vier groepen: de omgevingsfactoren, de ondergrond, het sportspecifieke schoeisel en de biomechanica van de atleet (Figuur 4) (Severn et al., 2008).

6

Biomechanische aspecten

Schoenen

Ondergrond

Omgevingsfactoren

De sportspecifieke beweging

Aantal studs

Fysieke karakteristieken van de vezel

Water

Massa van de atleet

Stud configuratie

Fysieke karakteristieken van de infill

Temperatuur

Belastingssnelheid

Grootte van de studs

Mechanische eigenschappen van de vezel

Luchtvochtigheid

Voethoek (inclinatie)

Vorm van de studs

Mechanische eigenschappen van de infill

Chemicaliën

Snelheid van de atleet

Zool/stud materiaal

Onderhoud van terrein

Hoogte voor contact

Contactoppervlak

Slijtage van terrein

Figuur 4. (naar Severn et al., 2008): Overzicht van factoren die de tractie mogelijks beïnvloeden

De schoen-ondergrond interactie is ook afhankelijk van de relatieve bewegingssnelheid tussen de schoen en de oppervlakte. Hierin onderscheidt men twee situaties: de statische en de dynamische fase. De formule voor statische tractie is in theorie geschikt voor het beschrijven van bewegingen wanneer de voet gefixeerd op de ondergrond staat. De dynamische tractie beschrijft de situaties waar de voet over de ondergrond aan het glijden is (Sabick et al., 2009). Over het algemeen werd aangenomen dat statische tractie hogere waarden vertoont dan de dynamische, maar in een review artikel concludeerde Frederick (1993) dat de statische en de dynamische tractie zo goed als gelijk zijn wanneer men een sportondergrond met een synthetische sportzool in contact bracht. Het is daarom algemeen aanvaard dat men de theorie van statische tractie toepast bij het analyseren van menselijke draaibewegingen. Een laatste belangrijke opmerking voor de term tractie is dat ze steeds geëvalueerd moet worden op basis van twee componenten: de translationele tractie en de rotationele tractie (Nigg en Segesser, 1987 uit Vachon, 2004). 1.2.2.1 Translationele tractie Translationele tractie wordt gedefinieerd als de ratio van de horizontale kracht (Force Horizontal: FHOR) op de normaalkracht (Force Normal: FN). De normaalkracht is de verticale component van de resultante krachtwerking. Deze drukt de twee oppervlaktes samen. De horizontale component bepaalt de richting en de hoeveelheid kracht die gebruikt wordt om af te stoten (Frederick, 1993). De horizontale kracht moet dus steeds in een bepaalde verhouding staan met de verticale kracht zodanig dat de schoen hard genoeg tegen de ondergrond gedrukt wordt, zodat de horizontale component als afstootkracht kan fungeren zonder dat de voet wegglijdt (Figuur 5).

Translationele tractie = FHOR / FVER

7

De translationele component van de tractie wordt beschouwd als een prestatiebepalende factor bij draaibewegingen. De verhouding moet daarom steeds hoog genoeg zijn om de vereiste krachtwerking toe te laten zodat de speler niet begint te slippen (Valiant, 1990, uit Shorten et al., 2003; Millburn en Barry, 1998).

Figuur 5. (uit Shorten et al., 2003): De grondreactiekracht tijdens een versnelling, ontbonden in een horizontale en verticale component

1.2.2.2 Rotationele tractie Stucke, Baudzus & Baumann (1984) definieerden de rotationele tractie als het maximale vrije moment dat gegenereerd wordt tijdens de steunfase van een draaibeweging (uit Nigg en Segesser, 2009). Deze piek in vrije momentswerking is de maximale weerstand die de schoen ondervindt tijdens het uitvoeren van draaibewegingen. Schoen-ondergrond combinaties met een hoge waarde voor rotationele tractie zullen een hogere piek in vrij draaimoment vertonen dan schoen-ondergrond combinaties met een lagere rotationele tractiewaarde (Frederick, 1993). De rotationele tractie wordt niet beschouwd als een prestatiebepalende factor, maar is een mogelijke risicofactor voor knie en enkelblessures. Een te grote rotationele tractie zou aanleiding kunnen geven tot een fixatie van de voet in de grond. Dit mechanisme is empirisch gekoppeld aan non-contact blessures (Shorten et al., 2003). Frederick (1993) beweerde zelfs dat spelers bij het uitvoeren van een richtingsverandering enkel voldoende hoge translationele

8

tractie nodig hebben. Een draaibeweging vereiste volgens hem enkel dat de schoen niet begint uit te glijden in de richting waarin de horizontale kracht inwerkt. 1.2.2.3 Relatie tussen de translationele en rotationele tractie Translationele tractie en rotationele tractie zijn dus op zich twee verschillende waarden. Toch blijkt dat ze niet onafhankelijk zijn van elkaar. Schlaepfer et al. (1983, uit Frederick, 1993) toonde de relatie aan via de wet van het draaimoment (Coulomb). Hieronder de vergelijking: Draaimoment (M) = μd . ∫A p(r,θ) . r² Δr Δθ Deze vergelijking toont aan dat een draaimoment (= rotationele tractie) afhankelijk is van de druk (p) en van de dynamische frictie (µd). Deze beide factoren beïnvloeden ook de translationele tractie. Frederick (1993) schreef dat er een positieve correlatie bestaat tussen de rotationele en translationele tractie. Deze correlatie is echter niet gelijk aan 1, wat aangeeft dat er nog andere factoren bestaan die de samenhang tussen beiden beïnvloeden. Deze factoren kunnen ervoor zorgen dat er een voldoende hoge translationele tractie bereikt kan worden samen met een lage rotationele tractie op eenzelfde schoen-ondergrond combinatie. In theorie is het mogelijk om een schoen-ondergrond combinatie te creëren met voldoende hoge translationele tractie en een minimum aan rotationele tractie. Deze combinatie zou de kans op “voetfixatie” reduceren terwijl het geen effect heeft op de prestatie. Omdat beide tractiecomponenten positief gecorreleerd zijn aan elkaar is rotationele tractie een onvermijdelijk gevolg van de nood aan voldoende translationele tractie (Frederick, 1993). 1.2.3 Meten van tractie Een algemeen aanvaarde manier om de schoen-ondergrond interactie te meten bestaat nog niet (Severn et al., 2008). Millburn en Barry (1998) gaven drie oorzaken weer die verklaarden waarom het zo moeilijk is om tractie te meten. Ten eerste zijn de simpele wetten van frictie niet van toepassing voor ondergronden die granulair of nat zijn en wanneer men op studs loopt. Ten tweede is de tractie geen vaste constante gedurende een beweging maar steeds afhankelijk van de voortdurend veranderende krachtwerking tijdens het draaien. Tot slot kunnen onderzoekers voor het evalueren van tractie kiezen tussen materiaaltesten of subjecttesten. Deze twee methodes vertonen echter een zwakke onderlinge relatie (Vachon, 2004). Dit komt door het feit dat een materiaaltest nooit de volledige realiteit weergeeft. Dura (1999) toonde aan dat een persoon zijn bewegingspatroon onbewust aanpaste naargelang de veranderde tractie op een ondergrond. 9

Anderzijds schreven Nigg en Segesser (1984) dat materiaaltesten beperkt zijn tot het evalueren van de schoen-ondergrond interactie, terwijl subjecttesten de volledige interactie tussen schoen, ondergrond en speler weergeven (uit Pedroza, 2010). Ondanks het feit dat materiaaltesten een zwakke relatie vertonen met subjecttesten, is het onrealistisch en niet objectief om alleen maar subjecttesten te gebruiken voor het meten van tractiewaarden (Vachon, 2004). Ongeacht het feit dat materiaaltesten de neiging hebben om hogere waarden te vertonen (Frederick, 1993) kunnen ze wel steeds dezelfde objectieve belasting genereren onafhankelijk van de conditie (Clarke et al., 2008), waardoor onderzoekers materiaaltesten prefereren om veiligheidaspecten van schoen-ondergrond combinaties te evalueren. Nigg en Segesser (1984) concludeerden dat het combineren van beide testen aangewezen is om te achterhalen welk effect de schoen-ondergrond interactie heeft op prestatie en blessure-incidentie (uit Pedroza, 2010). 1.2.4 Optimale waarden voor translationele tractie Heidt et al. (1994) vond tijdens mechanische tractiemetingen bijna nooit waarden terug die lager waren dan 0,4. Recentere subjectmetingen toonden aan dat personen tijdens het uitvoeren van een 90° cutting beweging een ratio van 0,73 tot 0,83 genereerden zonder zich daarbij te blesseren of uit te glijden (Figuur 6). Alle andere richtingsveranderingen produceerden steeds een ratio van minstens 0,5 of hoger (Blackburn et al., 2003). Ook Shorten et al. (2003) constateerde een gemiddelde ratio van 0,74 ± 0,20 tijdens de 90° draaibeweging waarbij deze ratio soms boven de 1,00 steeg tijdens de beweging (Figuur 7).

Figuur 6. (uit Blackburn, 2003): Waarden van

Figuur 7. (uit Shorten, 2003): Het verloop

translationele tractie tijdens de 90° draaibeweging

van translationele tractie tijdens de 90°

op drie verschillende ondergronden

draaibeweging (zwarte lijn: gemiddelde)

10

Uit voorgaande bevindingen blijkt dat de bewering van Valiant (1990, uit Shorten et al., 2003) vrij correct is. Hij stelde dat richtingsveranderingen op kunstgras een minimum ratio vereisten van 0,60. Een ratio hoger dan 1,00 zou maar zelden voorkomen. Hieruit concludeerde hij dat een translationele tractiewaarde van 0,8 tijdens een draaibeweging voldoende weerstand geeft tegen uitglijden. Een ratio van 0,8 is ook volgens Frederick (1993) de na te streven waarde voor een goede schoen-ondergrond combinatie. 1.2.5 Optimale waarden voor rotationele tractie Valiant (1988, uit Lees & Nolan, 1997) rapporteerde in vrije momentswerking een maximale piek van 17 Nm tijdens verschillende draaibewegingen. Uit de subjecttesten van Blackburn et al. (2003), die specifiek de 90° draaibeweging onderzocht, bleek dat de gemiddelde piek in vrije momentswerking tussen de 15 en 30 Nm lag (Figuur 8). De waarden voor de 90° draaibeweging waren in vergelijking met andere draaibewegingen de hoogste.

Figuur 8. (uit Blackburn, 2003): De piek in vrije momentswerking tijdens de 90° draaibeweging op 3 verschillende soorten kunstgras

Meerdere labo studies en testen op natuurgras toonden aan dat spelers onbewust hun beweging gingen aanpassen om een rotationele weerstand te verkrijgen die rond de 20-25 Nm lag (Shorten et al, 2003). Al deze zaken komen overeen met de aanbevelingen die Valiant (1990) voor de rotationele weerstand gaf. Hij schreef dat de acceptabele limiet gelijk was aan 25 Nm en nooit hoger mocht zijn dan 40 Nm. Dit is noodzakelijk om de veiligheid van de spelers te garanderen (uit Vachon, 2004).

11

1.3

Factoren die de tractie beïnvloeden tijdens de beweging 1.3.1 Ondergrond 1.3.1.1 Algemeen

Het aantal kunstgrasvelden neemt de laatste tijd toe, omdat steeds meer sporten dit een gepaste ondergrond vinden zowel voor training als voor competitie. Het is wel nog steeds zoeken naar de optimale variant die natuurlijk gras volledig kan vervangen. Doorheen de jaren werden verschillende types van kunstgras ontwikkeld. Hierbij werd steeds op zoek gegaan naar een model dat de impactabsorptie en de tractie benaderde als dat van een optimaal onderhouden natuurgrasveld. De FIFA benadrukte de voordelen van kunstgras: het is klimaatresistent, heeft een goede prijs-kwaliteitverhouding, heeft geen nood aan zonlicht, heeft een grote duurzaamheid, is goedkoop in onderhoud en heeft een enorm breed en intensief gebruikerspotentieel (FIFA, 2003). Kunstgras is vooral bedoeld om iedereen te laten voetballen op een kwaliteitsvolle ondergrond, ook daar waar het klimaat dit normaliter niet toelaat. Alvorens een certificaat uit te reiken aan een terrein, wordt deze door een set van materiaaltesten geanalyseerd. De ondergrond dient voor meerdere mechanische variabelen aan een bepaalde norm te voldoen. Opmerkelijk is wel dat deze normen veelal gebaseerd zijn op ervaring in plaats van op wetenschappelijke gegevens. Dit roept natuurlijk vragen op bij de geschiktheid van deze criteria. Verder wetenschappelijk onderzoek is een must (Shorten et al., 2003). Het feit dat deze materiaaltesten de realiteit niet volledig weergeven, werd door recent onderzoek bevestigd (Verhelst, 2010). Het enige zware minpunt waarover veel spelers vaak klagen is het feit dat de kans op brandwonden hoger ligt op kunstgras. Dit is te wijten aan de hoge wrijving die er is tussen de huid en de ondergrond tijdens het uitvoeren van bijvoorbeeld een sliding tackle. Deze temperatuur tussen de huid en ondergrond kan dan zodanig hoog oplopen, dat er brandwonden optreden. Het bevochtigen van het kunstgras door middel van een irrigatiesysteem kan hiervoor een oplossing bieden. Alle kunstgrasfabrikanten in de wereld zijn momenteel bezig het risico op brandwonden te minimaliseren door bijvoorbeeld de kunstgrasvezels vooraf te bevochtigen of zelfs waterhoudend te maken (Desso, 2009).

12

1.3.1.2 Kunstgras en invloed op tractie Severn et al. (2007) concludeerde dat de mechanische eigenschappen van kunstgras veranderden naargelang de ouderdom en frequentie van gebruik. Naunheim et al. (2004) stelde vast dat na twee jaar actief bespelen van een kunstgrasondergrond er een zekere slijtage optrad. Het kunstgras werd door veelvuldig gebruik minder compact, wat zorgde voor minder remming en dus een lagere tractie. Goed onderhoud is cruciaal voor de duurzaamheid van het terrein. Het dient vaak geborsteld te worden om de grasvezels rechtop te laten staan en de samengedrukte infill te herverdelen over het oppervlak. Op deze manier blijft de hardheid over heel het terrein constant wat de spelkwaliteit verhoogt (McNitt, 2005). Zanetti (2009) stelde op basis van vragenlijsten vast dat voetballers kunstgras prefereerden boven een amateurveld met natuurlijk gras. De SBR infill komt in deze studie naar voren als best ervaren infill. De gebruikte infill zal eveneens een sterke invloed hebben op de bots van de bal, de hardheid van de ondergrond, het risico op brandwonden en de vermoeidheid. De samenstelling van de infill heeft bijgevolg zeker en vast een effect op de tractie. Het kunstgras en de infill moeten zodanig ontwikkeld worden dat er met een optimale tractie kan gespeeld worden. Er is een groot verschil in tractie tussen een even en een oneven ondergrond. Hoe meer oneffen de ondergrond erbij ligt, hoe hoger de belasting op spieren en ligamenten. Het is dan voor een speler moeilijker om een beweging stabiel uit te voeren. De oneffenheid kan een negatieve invloed hebben op de tractie, waardoor de blessure-incidentie enorm toeneemt. Een ander belangrijk onderdeel van de ondergrond, afhankelijk van het gekozen grastype, is de densiteit van de bovenlaag. Des te dikker en steviger deze laag, des te gemakkelijker de studs er in kunnen blijven insteken. In functie van de optimale tractie zal men de schoenkeuze moeten aanpassen aan de ondergrond (Lees en Nolan, 1997). Ook de hardheid van de ondergrond speelt een rol. Er bestaat een significante relatie tussen de hardheid van het terrein en de snelheid van het spel: “Hoe harder de ondergrond, hoe sneller het verloop van het spel”. De combinatie van beide factoren zorgt voor hogere impactkrachten, een verminderde demping (“cushioning”), en een verminderde tractie bij richting– en snelheidsveranderingen (Orchard, 2002). Tractie wordt dus vooral beïnvloed door het type kunstgras (de densiteit van de vezels), het type infill dat gebruikt wordt, de effenheid van het oppervlak, de hardheid van de ondergrond en het onderhoud en de slijtage van het terrein.

13

1.3.2 Schoenconfiguratie en –samenstelling 1.3.2.1 Algemeen Hoe men precies een sportschoen het best gaat samenstellen kan men bekijken vanuit twee concepten. Anatomisch-orthopedisch gezien wil men een schoen ontwikkelen die samen met het lichaam één geheel vormt. Het bepaalde schoentype zal dan geen hoger risico op blessures uitlokken door bijvoorbeeld een slechte loopstijl of overdreven belasting van een gewricht te bewerkstelligen. Vanuit epidemiologische invalshoek wil men een schoen bekomen die preventief inspeelt op blessures en de prestatie verhoogt. De steun van de schoen moet zorgen voor een verzachting van de impactkrachten, gepaard met steun en sturing van de voet tijdens de activiteit. De schoen zorgt voor prestatieverhoging door op het juiste moment energie terug te geven aan het lichaam. Op die manier wordt het energieverlies beperkt (Nigg en Segesser, 1992). Kortweg kunnen de specifieke taken van een sportschoen als volgt worden opgelijst. De voetfunctie dient ondersteund te worden, de schoen dient rekening te houden met de fysiologische bewegingsruimte van de voet, overdreven rotaties en tractie moeten vermeden worden alsook een te grote krachtwerking (Nigg en Segesser, 1992). De research naar de beschermende eigenschappen van de voetbalschoen is vaak heel complex en vormt een uitdaging voor de schoenfabrikanten. De tractie en laterale stabiliteit van de schoen kunnen pas bepaald worden wanneer ze worden opgemeten tijdens wedstrijdsituaties op de specifieke speelondergrond (Lake, 2000). Bij een voetbalschoen is het vooral de schoenzoolsamenstelling (studs, blades, …) die een prominente rol zal spelen bij het vervullen van bovenstaande taken. Het meten van de verschillende variabelen van de schoen gebeurt zowel aan de hand van subjecttesten als materiaaltesten. Geavanceerde meettechnieken die ook de dynamische functie van de voet in de voetbalschoen kunnen opmeten leiden tot de ontwikkeling van veiligere designs (Santos et al., 2001). Een laatste opmerkelijk advies waarmee rekening moet gehouden worden, is het feit dat de sporter zijn schoen moet kiezen niet naargelang een bepaald model van een groot merk, maar wel rekening moet houden met diens type voet en het daarbij best passende schoentype (McPoil, 2000).

14

1.3.2.2 Schoenen en invloed op tractie Voetbal kan men in feite met elk type schoen spelen. Toch kan er tussen de verschillende schoentypes een groot verschil zijn in de druk die er heerst op de voetzool. Wanneer spelers voetbalschoenen met studs aanhebben zal de plantaire druk gemiddeld 27,6 % hoger zijn dan in elk ander type van schoen. Tussen voetbalschoenen en loopschoenen is er zelfs een verschil in druk van 35 %. De druk die de voetzool ondervindt hangt steevast samen met andere prestatiebepalende factoren zoals de tractie. De druk dient een bepaalde norm te halen alvorens de optimale tractie kan bereikt worden. De schoenzoolsamenstelling van een voetbalschoen vertoont een hogere druk dan de loopschoen die op een (kunst)grasondergrond een te lage druk heeft om voldoende tractie te ontwikkelen. Dit verhoogt de kans op wegglijden. Een goede sportschoen met voldoende plantaire druk is vereist in het voetbalspel (Santos et al., 2001; Bartold et al., 1998). Niet alle voetbalschoenen geven op iedere ondergrond een optimale tractie weer, wat nefaste gevolgen kan hebben. Te kleine of een te beperkt aantal studs kan leiden tot te weinig tractie. Een teveel aan tractie geeft aanleiding tot het blokkeren van gewrichten (“foot fixation”). Dit laatste probleem komt veelal voor bij schoenen met een groter aantal en vooral ook langere, perifeer gelegen studs (Millburn en Barry, 1998). Uit een studie waarin de plantaire druk van vier schoentypes onderzocht werd op een 3e generatie kunstgrasveld, bleek dat tijdens het uitvoeren van korte richtingsveranderingen de plantaire druk significant verschilde tussen de vier types (Figuur 9).

Figuur 9. (uit Queen et al.): Gemeste studs, elliptische studs, studs voor op een harde ondergrond en turfstuds

De specifieke turf studs ondervonden een opvallend lagere druk op het kunstgras. De hoogste drukken vond men, zowel bij mannen als bij vrouwen, terug bij de gemeste schoenzool en bij de studs specifiek voor stevige en harde ondergrond. De druk was het hoogst op de bal van de voet. Op basis van deze resultaten leek het aangewezen de demping in de studs op de 15

voorvoet te maximaliseren. Op die manier zal de totale belasting op de volledige voet afnemen. Hoe hoger men de druk kan houden, hoe efficiënter de spelers draaibewegingen uitvoeren. Aangezien de turf schoen in deze studie de laagste druk heeft, zullen de proefpersonen met deze schoen minder belasting ondervinden tijdens het draaien op een kunstgras ondergrond (Queen et al., 2007). 1.3.2.3 Interactie tussen ondergrond en schoen en hun invloed op tractie Zowel de samenstelling van de schoen als het type ondergrond hebben een effect op de tractie. Beide parameters zijn onderhevig aan een constante technologische evolutie. Livesay et al. (2006) onderzocht het effect op de rotationele tractie van beide factoren samen. Een materiaaltest berekende de waarde voor vijf speelondergronden (één type 1e generatie kunstgras, drie types 3e generatie kunstgras en natuurgras) in combinatie met twee soorten voetbalschoenen (een kunstgrasschoen en een natuurgras schoen) (Figuur 10).

Figuur 10. (uit Livesay, 2007): De verschillende types van kunstgras en de twee specifieke voetbalschoenen gebruikt in het onderzoek

De natuurgras schoen genereerde de hoogste piek in rotationele tractie op de 3e generatie Fieldturf kunstgras. De turfschoen ontwikkelde de hoogste waarde op de 1e generatie. Deze laatste combinatie ontwikkelde een rotationele tractie bijna dubbel zo groot als alle andere condities. Over het algemeen werden de laagste waarden gevonden op het grasveld. De mate

16

van rotationele tractie hangt dus niet individueel af van een bepaalde schoen of ondergrondconditie. Naast deze twee factoren dient men bij het beoordelen van veld-schoen interactie ook rekening te houden met andere factoren zoals het type sport, de leeftijd van de spelers, het niveau van het spel en andere factoren. 1.3.3 Omgevingsfactoren 1.3.3.1 Algemeen In sommige landen heerst er een klimaat die de ontwikkeling en het onderhoud van natuurgras belemmert. Een mogelijke oplossing is de bouw van een voetbalstadium met dak, anderzijds heeft natuurgras het vaak moeilijk om volwaardig te groeien binnenin dergelijke stadions zoals bijvoorbeeld kunstgras. Aangezien deze oplossing een enorme kost is, gaat men op zoek naar andere mogelijkheden. Desondanks deze moeilijkheden blijft natuurgras een veelvoorkomende ondergrond om op te sporten. Er zijn grassoorten die meer geschikt zijn voor de koelere seizoenen, terwijl anderen beter geschikt zijn voor de warme periodes in het jaar. Vaak werkt men met een combinatie van verschillende grassoorten afhankelijk van het klimaat. Dit is noodzakelijk aangezien een voetbalcompetitie gespreid is over alle seizoenen heen (Otago et al., 2007). De maximale vochtigheidsgraad die de bodem kan hebben, wordt de “veld vochtcapaciteit” genoemd. Hoe vochtiger het veld, hoe lager de hardheid. In de loop van het seizoen. Vooral tijdens de winter, zal de tractie op de ondergrond stelselmatig afnemen met een minieme wekelijkse variatie afhankelijk van de regenval. Dit wordt vaak ook zichtbaar op verschillende plaatsen op het veld, zoals bijvoorbeeld het doelgebied van de keeper en de middenas van het veld, waarop de meeste activiteit plaats heeft. Dit heeft het veelvuldig slippen en wegglijden van spelers tot gevolg. Vaak tracht men dit op te lossen door los zand te strooien, maar logischer wijs wijzigt dit de biomechanische eigenschappen van het veld enorm (Otago et al., 2007). 1.3.3.2 Invloed van het klimaat op de tractie De tractiecoëfficiënt van het kunstgras hangt af van de temperatuur. Hoe hoger de temperatuur, hoe groter de tractie. Kunstgras kan enorm opwarmen wanneer het blootgesteld wordt aan grote hoeveelheden zonlicht, waardoor de kans bestaat dat de tractiecoëfficiënt te

17

hoog oploopt. Daarom moet elke kunstgrasondergrond een efficiënt irrigatiesysteem bevatten (Lees en Nolan, 1998). Een vochtiger klimaat zal anderzijds ook de tractie tussen de schoen en de ondergrond samen met de hardheid van de ondergrond beïnvloeden. De kans op non-contact blessures zal drastisch dalen, maar de kans op uitglijden verhogen. Op een droge ondergrond zal het schoeisel meer tractie ondervinden dan bij een nat veld (Millburn en Barry, 1998). In droge weersomstandigheden zal de blessure-incidentie hoger liggen, doordat de wrijvingcoëfficiënt aanzienlijker hoger ligt. Voor elk klimaat dient er een evenwicht gevonden te worden tussen de tractie (schoentype) en de hardheid van de ondergrond (kunstgras versus natuurgras), zodat de spelers de vaardigheden optimaal kunnen uitvoeren en de kans op blessures minimaal is. Een droge of natte ondergrond zal natuurlijk ook een effect hebben op de coëfficiënt die de tractie bij de sliding tackle bepaalt. Er zal meer getackeld worden op een natte ondergrond. De tractie wordt sterk beïnvloed door de richting waarin de vezels van het kunstgras zijn ingepland. Wanneer men tegen de richting van de grasvezels een sliding tackle uitvoert, is de tractie significant hoger dan wanneer men tackelt in dezelfde richting van de grasvezels (Bowers en Martin, 1975, uit Shorten et al., 2003). 1.3.4 Wisselwerking tussen de ondergrond en de beweging van de spelers In een onderzoek van Van Gheluwe et al. (1983, uit Vachon, 2004) werd reeds gevonden dat de proefpersonen de grondreactiekracht aanpasten tijdens de richtingsverandering. De subjecten adapteerden de beweging in functie van het lichaamsgewicht, de belastingssnelheid, de loopsnelheid en het contactoppervlak van de voet op het oppervlak. Zo vond Stucke (1984, uit Vachon, 2004) dat atleten kinematisch gezien anders gingen lopen op verschillende ondergronden. Dit met de bedoeling om de piek in rotationele momentswerking onder de 25 Nm te houden voor alle ondergronden. De algemene contacttijd tussen de verschillende ondergronden was nagenoeg dezelfde voor eenzelfde beweging. De proefpersonen hadden wel een grotere knieflexie en verminderde enkel dorsiflexie op een ondergrond met hoge tractie om de gewrichten te beschermen tegen overdadige belasting. Mensen adapteerden hun beweging aan de tractiecoëfficiënt die bestond tussen de schoen en het veld (Dura, 1999). Wanneer materiaaltesten vergeleken worden met subjecttesten voor een specifieke draaibeweging is er een duidelijk verschil zichtbaar. In een onderzoek van Stiles et al. (2009) gaven de materiaaltesten lagere tractiewaarden dan de subjecttesten. Dit is tegenstrijdig aan de

18

bevinding van Frederick (1993) die stelde dat materiaaltesten over het algemeen hogere waarden vertoonden. Mechanische testen zijn in staat eenzelfde tractie te produceren als subjecttesten, maar de tractie zal nooit dezelfde zijn in beide settings. De mechanische test zal steeds objectief hetzelfde resultaat voorzien, terwijl een studie met proefpersonen afhankelijk is van de specifieke conditie waarin het doorgaat. Materiaaltesten zijn hierdoor vaak minder representatief (Clarke et al., 2008). Bij de vergelijking van lopen op natuur- en kunstgras wordt opgemerkt dat naargelang de hardheid, vochtigheid en vezelsterkte er adaptaties zullen optreden. Wanneer we alle types ondergronden in rekening brengen, kan men besluiten dat er ten gevolge van de grote onderlinge verscheidenheid qua ondergrond er bij de proefpersonen adaptatiemechanismen optreden. Proefpersonen passen de horizontale krachten op het kniegewricht aan naargelang de ondergrond waar ze op lopen (Dixon et al., 1999, uit Stiles et al., 2009).

19

1.4

Blessures 1.4.1 Inleiding

De blessures in voetbal, tijdens cutting bewegingen, zijn afhankelijk van verschillende factoren: de speler, het schoentype, de ondergrond, het klimaat, de omgeving, … of van de interactie tussen twee of meerdere factoren. Dixon et al. (1999, uit Stiles et al., 2009) bevestigde dat de mate van tractie aanwezig tussen de atleet en de ondergrond ook een factor is die geassocieerd wordt met acute, non-contact blessures. Op die manier is het logisch dat een veld met een hoog wrijving- of tractiecoëfficiënt meer non-contact blessures (vooral ACL) veroorzaakt dan een “zachter veld”. Een andere bepalende factor voor blessures is de biomechanische spier- en peesvermoeidheid ten gevolge van overbelasting. De schoenen en de

speelondergrond

worden

ook

beschouwd

als

potentiële

oorzaken

van

overbelastingsblessures aan de onderste ledematen. Daarnaast dient men ook steeds rekening te houden met de blessuregeschiedenis, de vermoeidheidsgraad, de belastingssnelheid, de mechanische eigenschappen van spieren en ligamenten en andere anatomische en geometrische factoren van de specifieke sporter (Besier et al., 2001). 1.4.2 Geslachtsspecifiek (mannen) Sportblessures aan de onderste ledematen komen het meeste voor en nemen ongeveer 50-70 % van de totale blessure-incidentie in. Mannen raken vooral geblesseerd aan de enkel (laterale ligament) of de dij (hamstrings) en ten gevolge van een kneuzing na contact. De oorzaak van non-contact blessures is vaak terug te vinden in de fixatie van de voet terwijl het lichaam een excessieve interne rotatie doorvoert. Natuurgras heeft over het algemeen een lagere stijfheid dan kunstgras, waardoor de kans op overmatige fixatie kleiner is. De piek van het vrije draaimoment tijdens draaibewegingen is afhankelijk van de ondergrond, de infill, het schoentype, het gewicht en de houding van de speler en de penetratie van de studs in het veld (afhankelijk van type ondergrond) (Livesay et al., 2006). Heel veel studies zijn het er over eens dat het risico op blessures tijdens draaibewegingen voor vrouwen veel hoger is dan bij mannen (Ford et al., 2005). De steeds groter wordende vrouwenpopulatie binnen de sportwereld brengt meer blessures met zich mee. Een mogelijke verklaring hiervoor is het feit dat vrouwen over het algemeen een andere neuromusculaire controlestrategie hebben tijdens niet-geanticipeerde draaibewegingen. Het is aangeraden om

20

een goed evenwicht te hebben tussen de quadricpes en de hamstrings tijdens het uitvoeren van draaibewegingen. (Landry et al., 2007). Er zijn ook studies waarbij geslachtsspecifieke modellen gebruikt werden, ontwikkeld op basis van voorgaande draaibewegingen van de proefpersonen, om na te gaan hoe groot de krachten kunnen zijn vooraleer er een blessure optrad. De kritieke grens voor de anterior kracht (voor-achterwaartse kracht) tijdens specifieke draaibewegingen in de knie ligt op 2000 N. De interactie tussen de spieren rondom de knie en het gewricht zelf zorgen er echter voor dat deze grens zo goed als nooit overschreden wordt. Verstoringen in de neuromusculaire controle, bijvoorbeeld door vermoeidheid, kunnen ervoor zorgen dat het valgus moment te groot wordt, waardoor er wel een blessure in de knie (ACL) kan optreden (McLean et al, 1999). 1.4.3 Schoensamenstelling – studconfiguratie Meerdere studies waarin voetbalschoenen met ronde studs vergeleken werden met voetbalschoenen met gemeste studs komen tot overeenkomstige conclusies. In deze studies werd nagegaan welk effect de verschillende schoenconfiguraties hadden op het kniegewricht tijdens verschillende draaibewegingen. Tussen beide schoensamenstellingen waren geen grote verschillen merkbaar. Bij de ronde studs werd er wel een significant hogere activiteit van de m. quadriceps femoris gevonden, wat kon gerelateerd worden met een hogere belasting van de anterior cruciate ligament in de knie. Desondanks werd er geen hoger risico gevonden op noncontact blessures aan de knie bij deze ronde studs in vergelijking met de gemeste. Er bestaat wel een significante relatie tussen de plaats van de studs op de zool, de ontwikkelde rotationele tractie en het risico op ACL-blessures. Zolen waarbij de noppen perifeer staan hebben een 3 à 4 keer hoger risico op blessures dan andere zolen. Bij de perifeer gelegen studs zullen krachtige draaibeweging significant sterkere interne tibia, draai- en valgus momenten hebben in combinatie met hogere anterior krachten (Pollard et al., 2004). Daarnaast spelen de interne heuprotatie- en flexie eveneens een bepalende rol bij het uitvoeren van deze bewegingen. De rol van deze specifieke lichaamsbewegingen en diens effect op kniebelasting, tractie en andere bewegingsbepalende factoren moet nog verder onderzocht worden. Wel staat vast dat er nog andere onderliggende factoren zijn, die het blessureprofiel

sterk

kunnen

beïnvloeden,

zoals

spierzwakte,

leeftijd-

en

maturiteitsverschillen, … (Pollard et al., 2004).

21

Verder onderzoek zal de nadruk moeten leggen op het specifiek ontwerpen van schoeisel waarbij rekening gehouden wordt met de biomechanica van de gewrichten, de specifieke kenmerken van de betrokken spieren en de inter-segmentale coördinatie bij deze korte en krachtige voetbalspecifieke draaibewegingen. 1.4.4 Kunstgras versus natuurgras Voor de eerste generaties kunstgras is de algemene consensus dat er bij deze types er een hogere blessure-incidentie heerste in vergelijking met natuurgras (Andersson et al., 2008). Voor de nieuwste modellen, zoals kunstgras van de 3e generatie, werd er door Ekstrand et al. (2006) een vergelijkbaar blessureprofiel vastgesteld. Aoki et al. (2010) concludeerde dat de blessure-incidentie op natuurlijk gras gelijk was aan 3,80 blessures per 1000 uren sport, terwijl dit voor het kunstgras 4,47 blessures bedroeg per 1000 uren sport. Hiertussen ligt geen significant verschil. Ook voor de pijnklachten tussen beide condities bestond er geen significant verschil. Wanneer deze klachten in verband met leeftijd, grootte of maturiteit van de spelers werden gebracht, vielen er wel enkele significante verschillen op. In functie van het aantal trainingsuren werd opgemerkt dat een chronische stoornis zoals lage rugpijn (meest voorkomende

blessure

bij

adolescente

voetbalspelers)

meer

voorkwam

bij

kunstgrasondergronden. Met enige voorzichtigheid kon men ook afleiden dat er tijdens matchen op kunstgras een hoger risico was op enkelverstuikingen en een lager risico op extreme spierblessures. Onafhankelijk van de speler-veld interactie zijn er op een kunstgras ondergrond meer hoofden nekblessures ten gevolge van onderlinge contacten tussen spelers. Dit is te wijten aan de hogere speelsnelheid (Fuller et al., 2007). De negatieve meningen en resultaten met betrekking tot de vorige generaties kunstgras zijn niet meer actueel en werden door heel wat studies reeds achterhaald (Ekstrand et al., 2006). Het onderzoek naar blessures op 3e generatie kunstgras is echter nog beperkt, maar alles wijst erop dat het verschil in blessure-incidentie tussen 3e generatie kunstgras en natuurgras vrij klein is.

22

1.4.5 Fitheid en vermoeidheid Aan het begin van het seizoen zullen spelers fitter en minder vermoeid zijn. Naarmate het seizoen vordert zal elke speler meer rust nodig hebben om te recupereren. Natuurlijk zal dit eveneens zijn weerspiegeling hebben op de belastbaarheid voor tractie. Hoe minder vermoeid het lichaam is, hoe beter de coördinatie van het lichaam, de flexibiliteit qua bewegingen, de spierwerking, de voetplaatsing, de interne/externe rotaties, de valgus/varus momenten, … De fitte speler is hierdoor in staat de draaibeweging met een optimale tractie uit te voeren. Het is de taak van de trainersstaf en van de spelers zelf om de fitheid zo lang mogelijk hoog te houden, zodat de kans op blessures te wijten aan vermoeidheid tijdens dergelijke beweging tot een minimum wordt beperkt (Otago et al, 2009). Elke richtingsverandering is belastend voor het lichaam. De recuperatietijd die nodig is na een activiteit met veel draaibewegingen is onbekend. 40 minuten rust bleek onvoldoende om de gewrichten terug naar de oorspronkelijke sterkte te brengen. Bij draaibewegingen dient men daarom een optimale uitvoering na te streven in combinatie met het juiste schoeisel voor de correcte ondergrond (Liang-Ching et al., 2009). Sanna et al. (2007) zijn nagegaan of vermoeidheid een invloed heeft op het blessurerisico. Een vergroot risico is slechts terug te vinden wanneer men met het lichaam een bepaalde vermoeidheidsgrens heeft overschreden, het “point of no return”. Eenmaal dit punt overschreden is, stijgt de kans op blessures drastisch.

23

1.5

Onderzoekshypothesen

Ons onderzoek richt zicht tot de biomechanische analyse van de 90° draaibeweging. In onze onderzoekssetting worden er twee grote onafhankelijke variabelen gemanipuleerd, de ondergrond conditie (droog en nat) en de schoenconditie (drie types van voetbalschoenen). Vanuit de literatuur en onderzoekssetting kwamen volgende hypotheses naar voren: Bij een draaibeweging buigt de snelheid van het lichaamszwaartepunt af in de uitlooprichting en draait het lichaam naar de nieuwe richting in (Patla et al., 1991). Daarom stellen we, zoals Vanrenterghem et al. (2010) beschreef, dat het lichaamszwaartepunt een afremming in het voor-achterwaartse vlak en een versnelling in het zijwaartse vlak zal ondervinden zodanig dat het lichaamszwaartepunt op het einde van de draaibeweging mooi in de nieuwe looprichting voortbeweegt. Afhankelijk van de hoeveelheid regenval en de vochtigheid van het veld zal de hardheid van terreinen verminderen alsook de kans op uitglijden vergroten (Otago et al., 2009). Orchard et al. (1999) stelde dat regen de ondergrond verzachtte waardoor de schoen-ondergrond tractie vermindert. Daarom verwachten we in de droge conditie hogere gemeten waarden voor de translationele en rotationele tractie. Orchard (2002) en Millburn en Barry (1998) geven in hun reviews weer dat langere, meer perifeer gelegen studs een hogere schoen-ondergrond tractie geven. Ook de mate waarmee een stud in de ondergrond kan penetreren draagt bij tot een hogere tractie (Livesay et al., 2006). Daarom verwachten we onder de geteste schoenen dat de twee paar schoenen met langere studs een hogere rotationele en translationele tractie zullen vertonen dan de A schoen, waarvan de zool bestaat uit kleinere noppen. Indien de A schoen echt lagere waarden vertoont, verwachten we een bewegingsaanpassing. De mate van tractie heeft immers een invloed op de beweging van de proefpersonen (Dura, 1999). De C schoen is specifiek door Nike ontwikkeld voor het voetballen op kunstgras. Deze schoen heeft een specifieke Artificial Ground Footplate bestaand uit korte hollle rubberen studs. Volgens Nike zorgt het rubber van de studs voor een extra demping

bij het

neerplaatsen van de voet onafhankelijk de hardheid van de ondergrond. Daarnaast bevat de zool ook nog heel wat secundaire kleinere studs. Nike stelt dat deze studconfiguratie de tractie tussen schoen en het oppervlak bevordert.

24

2 2.1

METHODIEK Inleiding

In dit hoofdstuk worden de proefpersonen, de onderzochte schoenen en het gebruikte kunstgras beschreven. Vervolgens wordt het verloop van de testfase uitgelegd, deze bestond uit drie delen: de materiaaltesten, de subjecttesten en de perceptie vragenlijsten. Ook het gebruikte testmateriaal wordt verder toegelicht. Tot slot wordt in de data-analyse beschreven hoe alle geregistreerde data verwerkt werd tot bruikbare biomechanische gegevens. 2.2

Subjecten

In totaal namen 16 proefpersonen deel aan dit onderzoek. Alle subjecten, behalve één, volgden een voetbalspecifieke opleiding aan de Topsportschool te Gent. De voorwaarde om toegelaten te worden aan deze Topsportschool is dat men over een topsportstatuut beschikt en dat men minstens bij een club uit eerste of tweede nationale speelt. De topsportleerlingen uit de tweede en derde graad konden zich vrijwillig opgeven om deel te nemen aan het experiment. Na het ondertekenen van een informed consent mochten de kandidaten participeren aan de testen. In het onderzoek werd getracht een zo representatief mogelijke groep samen te stellen. Zo waren al de verschillende veldposities vertegenwoordigd (3 keepers, 5 verdedigers, 5 middenvelders, en 3 aanvallers). 14 spelers waren dominant rechtsvoetig en 2 spelers dominant linksvoetig. Zie tabel 1 voor specifieke gegevens van de testpopulatie. Een laatste voorwaarde van het onderzoek was dat elke speler blessurevrij diende te zijn. De draaibewegingen werden altijd aan een maximale intensiteit uitgevoerd.

Tabel 1. Gegevens van de testpopulatie

Gemiddelde Leeftijd 16,3 jaar Lengte 176 cm Gewicht 67,3 kg Schoenmaat TF 43 EU FG 43 EU AG 43 EU

SD ± 1,1 jaar ± 8,8 cm ± 8,1 kg ± 1,7 EU ± 1,8 EU ± 1,8 EU

25

2.3

Voetbalschoenen

Door de samenwerking met Nike werden er drie varianten van de voetbalschoen Nike Tiempo Mystic III getest op kunstgras. De A schoen heeft korte rubberen noppen, bedoeld om op harde ondergronden te spelen (TF: Turf Field) (Figuur 11 en Tabel 2). Dergelijke schoenen worden reeds frequent gebruikt door voetballers, vooral om op bevroren terrein te spelen. Het tweede model (B) heeft een studconfiguratie bedoeld om op natuurgras te spelen (FG: Firm Ground) (Figuur 12 en Tabel 3). Deze schoensoort wordt momenteel het meest gedragen voor het voetbal op de natuurgras- en kunstgrasterreinen. Het laatste paar (C) is door Nike speciaal ontwikkeld voor het spelen op kunstgrasvelden. De zool is bezet met holle noppen met verschillende diameter (AG: Artificial Grass) (Figuur 13 en Tabel 4). Dit type is nieuw op de markt, maar wordt nog maar zelden gebruikt door voetballers.

Figuur 11. SCHOEN A, Nike Tiempo Mystic III Turf Field

Figuur 12. SCHOEN B, Nike Tiempo Mystic III Firm Ground

Figuur 13. SCHOEN C, Nike Tiempo Mystic III Artificial Grass

26

2.4

Type kunstgras

De testen gingen door op een 3e generatie kunstgrasmat. De grasvezels van dit grasveld waren 6 cm lang en werden tot 4 cm hoog ingevuld met een SBR-infill (Styreen-butadieenrubber) (Figuur 14 en 15). De kunstgrasopstelling lag in een houten constructie zonder een zand onderlaag of shockpad.

Figuur 14. Getufte kunstgrasvezels op kunstgrasmat

2.5

Figuur 15. SBR-infill

Procedure 2.5.1 Materiaaltesten

Voor aanvang van de subjecttesten werd het kunstgras volgens drie mechanische testen (Figuur 16) gekeurd op de speler-veld interactie. Dit voor beide condities. Aan de hand van deze testen kon er worden bepaald of het gebruikte kunstgras voldeed aan de internationale FIFA**-normering. De testen bepaalden de mate van schokabsorptie, de rotationele weerstand en de lineaire weerstand van het terrein.

Figuur 16. (uit FIFA, 2003): A) “Triple A test” voor het meten van de schokabsorptie, B) Instrument voor het meten van de rotationele weerstand, C) Instrument voor het meten van de lineaire weerstand

27

2.5.2 Subjecttesten Er werd twee weken aan een stuk getest tijdens de maand september, 2009. Voor elke proefpersoon werd drie uur uitgetrokken, zodat er per dag vier deelnemers de testen konden afleggen. Het was een 2 x 3 x 4 gerandomiseerd onderzoeksdesign met als doel de voetbalspecifieke draaibewegingen zo realistisch mogelijk te testen. De proefpersonen dienden twee maal te komen, één maal in de natte en één maal in de droge conditie. Er waren 4 bewegingen die onderzocht werden, zijnde de 180° draaibeweging (geïntegreerd in een Agility Shuttle Run test), de 90° side-step cutting maneuver, de 135° side-step cutting maneuver en de startbeweging. Iedere proefpersoon voerde elke beweging uit met alle drie de schoenen. Figuur 18 toont de opstelling van het labo met de loopweg van de 90° draaibeweging, het assenstelsel en de cameraposities. De antropometrie werd eenmalig voor het starten van de proeven opgemeten. Na een opwarming werden de markers op het lichaam aangebracht, waarna een Qualysis-beeld gemaakt werd van de statische houding op het krachtenplatform. Hierna voerden alle proefpersonen de hierboven vermelde bewegingen uit met elk schoentype. Zowel de schoenen als de volgorde van de verschillende bewegingen waren gerandomiseerd voor de verschillende proefpersonen (Figuur 17). Dit kwam de betrouwbaarheid van het onderzoek ten goede. Deze persoonlijke sequentie diende door elke proefpersoon zowel in droge als natte conditie afgewerkt te worden. Vervolgens werd over elk schoentype voor beide ondergrondcondities een vragenlijst ingevuld.

Dag

Maandag

Dinsdag

Woensdag

Donderdag

Vrijdag

Subject 1

A

3 ? Shoe conditions B

C

1

4 ? movements 2 3

4

Turf conditions D N

2

A

C

B

1

4

2

3

D

N

4

B

C

A

2

4

3

1

D

N

5

C

A

B

2

4

1

3

D

N

7

B

A

C

3

1

2

4

D

N

8

B

C

A

3

4

1

2

D

N

9

C

A

B

3

2

4

1

D

N

11

A

B

C

4

3

1

2

D

N

16

A

C

B

2

3

1

4

D

N

10

C

B

A

4

1

2

3

D

N

13

C

A

B

1

2

4

3

N

D

14

C

B

A

1

4

3

2

N

D

15

A

B

C

2

1

4

3

N

D

17

B

A

C

3

4

2

1

N

D

18

B

C

A

4

2

1

3

N

D

19

B

A

C

1

3

4

2

N

D

Shoen condities: A = Turf Field (TF) B = Firm Ground (FG) C = Artificial Grass (AG) Bewegingen: 1 = SHR 2 = 45° draaibeweging 3 = 90° draaibeweging 4 = start Ondergrond condities: D = Droog N = Nat

Figuur 17. Randomisatie van de onafhankelijke variabelen voor het verloop van de testperiode

28

Figuur 18. Opstelling van labo (afstanden in cm) met loopweg van de 90° draaibeweging, het 3D (x, y, z) assenstelsel voor de V3D verwerking en de opstelling van de 12 Qualysis camera’s

2.5.3 Perceptie Nadat de proefpersonen de bewegingen hadden afgelegd, moesten ze hun bevindingen van elke schoen invullen op een Visual Analogue Scale. Deze ondervraging bestond uit 11 vragen waarbij de subjectieve perceptie van het algemene schoencomfort, de schoen - ondergrond grip, de enkelstabiliteit, de rotationele belasting en de algemene indruk van elke schoen in de specifieke conditie werd bevraagd.

29

2.6

Meetinstrumenten 2.6.1 Infrarood camera’s

Voor het registreren van de bewegingen werd er gewerkt met het programma Qualisys Track Manager. De markers op de proefpersonen werden door 12 gesynchroniseerde infrarood camera’s (ProReflex – Qualisys) geregistreerd (Figuur 19). Deze camera’s werden rondom het krachtenplatform opgesteld. Deze camera’s namen de beelden op aan een frequentie van 200 Hz. De camera’s dienden wel op voorhand gekalibreerd te worden, dit was nodig om het assenstelsel vast te leggen en alle camera’s te synchroniseren. Het kalibreren gebeurde door een winkelhaak loodrecht boven het krachtenplatform te leggen, waarna er met een T-vormige stok werd bewogen boven de winkelhaak (Figuur 20). Figuur 21 geeft het orthogonaal assenstelsel weer van het Qualysis programma.

Figuur 19. De Qualysis camera

Figuur 20. Kalibratie van de

Figuur 21. Het 3D assenstelsel

cameras door de T-stok en

en de loopweg van de 90°

winkelhaak

draaibeweging

30

2.6.2 Markerset De makerset (Figuur 22) bestond uit 7 markers op elke schoen en 39 op het lichaam, 53 in het totaal. Het volledige lichaam, behalve het hoofd en de handen, werd op die manier in beeld gebracht.

Figuur 22. Overzicht van de markerset op het lichaam en de schoenen

2.6.3 Krachtenplatform Het verloop van de grondreactiekracht werd geregistreerd aan een frequentie van 1000 Hz door een onder het kunstgras ingebouwd krachtenplatform (Amti Force Plate). Doordat deze frequentie een verhouding heeft van 1/5 met de infrarood camera’s (200 Hz), konden de data van beide meetinstrumenten gemakkelijk gesynchroniseerd worden. 2.6.4 High speed camera De voetbeweging tijdens de draaibeweging werd in close-up gefilmd door een high speed camera (CASIO). De opgenomen beelden kwamen van pas bij een kwalitatieve analyse van de voet en het enkelgewricht

31

2.7

Data-analyse 2.7.1 Biomechanische data

Alle geregistreerde data werden via het softwarepakket C-Motion Visual 3D (V3D; C-Motion Inc., Germantown, USA) verwerkt tot driedimensionale beelden van de proefpersonen. De kinematische data werden gefilterd aan een frequentie van 10 Hz, de grondreactiekrachten aan 50 Hz. Ook de antropometrische gegevens van elk individu werden in het kinematische model gebracht. De V3D-data werden vervolgens genormaliseerd naar een vast tijdsinterval die de 90° draaibeweging definieert. Het tijdsinterval start vanaf het contact van de rechtervoet op het krachtenplatform (Contact: CO) en stopt wanneer de voet dit meettoestel verlaat (Toe-off: TO). De kinematische gegevens uit het sagitale, transversale en frontale vlak werden samen met de verticale, medio-laterale en anterior-posterior krachten geanalyseerd om zo de biomechanische resultaten te verkrijgen. Deze data werden ten slotte geëxporteerd naar Matlab (MathWorks, Natick, Massachusetts), waar alle variabelen en grafieken berekend werden. Het statistische gemiddelde en de standaarddeviatie werden voor iedere variabele berekend uit vijf metingen door middel van het Statistische Programma voor de Sociale Wetenschappen (SPSS; Version 17, SPSS Inc., Chicago, IL). Voor elke variabele werd eerst de Intraclass Correlation Coefficient (ICC) berekend. Enkel de variabelen met een ICC boven 0.7 werden gebruikt bij de verdere statistische analyse. Om de interactie tussen de schoenen en de ondergrond na te gaan, werd een 3 x 2 factoriële variantieanalyse uitgevoerd voor iedere variabele. De significantie grens werd op voorhand vastgelegd (p < 0,05). 2.7.2 Perceptie data De door de proefpersonen ingevulde vragenlijsten werden ook in SPSS verwerkt. Om de betrouwbaarheid van de vragen te testen, werden correlaties berekend en scatter-plots opgesteld. De vragen met betrekking tot het algemeen schoencomfort, de schoen-ondergrond grip en de voet-enkel stabiliteit kwamen respectievelijk een Pearson Correlation Coefficient uit van 0,775; 0,756 en 0,732 met een significante p-waarde < 0,001. Bijgevolg kan men spreken van een goede betrouwbaarheid. Ten slotte werd er een variantieanalyse uitgevoerd (2 x 3 Repeated Measures), dit voor de twee ondergrondcondities en de drie schoentypes. Bij deze analyses werd de significantie op voorhand vastgelegd op p < 0,05. 32

3 3.1

RESULTATEN Inleiding

In dit onderdeel wordt eerst de globale bewegingsuitvoering van de 90° draaibeweging besproken. Nadien wordt er dieper ingegaan op de statistische bevindingen. Hierbij worden eerst de materiaaltesten besproken, nadien de subjecttesten. Bij deze subjecttesten zijn er enkele significante hoofdeffecten teruggevonden. Deze worden met behulp van grafieken uitgelegd. Deze grafieken kunnen echter wat afwijken van de numerieke data, aangezien ze genormaliseerd zijn naar de contacttijd. Tot slot wordt de subjectieve perceptie van de verschillende schoenen besproken. 3.2

Globale bewegingsbeschrijving van de 90° draaibeweging 3.2.1 Kwalitatieve bewegingsbeschrijving

Om de 90° draaibeweging uit te voeren staan de proefpersonen met de linkervoet voor in startpositie. Vervolgens lopen ze met een submaximale snelheid naar het krachtenplatform toe. De rechtervoet wordt op het krachtenplatform neergezet, waarna ze met de open techniek de richtingsverandering met maximale intensiteit uitvoeren. Het linkerbeen zwaait tijdens de contactfase voorbij het rechterbeen en wordt in de nieuwe looprichting geplaatst. Het bovenlichaam zorgt met een gekruiste arm-been coördinatie voor het behoud van het dynamische evenwicht. Tijdens de 90° draaibeweging ligt de resultante krachtvector altijd in de buurt van het lichaamszwaartepunt (Figuur 23). Dit is belangrijk om een excessieve rotatie van het lichaam te vermijden.

Figuur 23. Bewegingsverloop van de 90° draaibeweging vanaf initieel voetcontact totdat de voet het krachtenplatform verlaat

33

3.2.2 Kwantitatieve bewegingsbeschrijving 3.2.2.1 Mechanische analyse 3.2.2.1.1 Verandering in snelheid van het lichaamszwaartepunt

Figuur 24. De snelheidsverandering van het lichaamszwaartepunt tijdens de 90° draaibeweging

Bij het initiële voetcontact komen de proefpersonen aan met een gemiddelde snelheid van 2,66 m/s. In plaats van rechtdoor aan te lopen wijken ze op voorhand al 16,6° (θ) af naar de nieuwe looprichting toe (Figuur 24). De krachtwerking tijdens contact brengt een versnelling teweeg. Hierdoor ligt de eindsnelheid hoger, namelijk 3,23 m/s. Men stoot af op de rechtervoet volgens een hoek β (21,8°). De contactfase duurt in totaal 0,284 s. 3.2.2.1.2 Baan van het lichaamszwaartepunt

Figuur 25. Baan van het lichaamszwaartepunt tijdens de 90° draaibeweging

Op basis van de verandering in snelheid en de hoeken die men tijdens het initiële contact en afstoot maakt, beschrijft het lichaamszwaartepunt geen rechte hoek maar eerder een kromme baan (Figuur 25). Dit is ook een gevolg van de krachtwerking, tractiecoëfficiënt en vrije momentswerking die aanwezig zijn gedurende de contactfase. 34

3.2.2.1.3 De krachtwerking, tractiecoëfficiënt en vrije momentswerking

Figuur 26. A) Het verloop van de horizontale en verticale krachtwerking samen met de translationele tractie coëfficiënt. B) Het verloop van de vrije momentswerking tijdens 90° draaibeweging

Tijdens de draaibeweging treedt er voor de verticale als voor de horizontale krachtwerking een passieve piek op in de eerste 20 % van de totale contacttijd. De verticale kracht kan dan oplopen tot meer dan 2,5 LG. De passieve piek in horizontale krachtwerking ligt gemiddeld gezien rond 1,5 LG. Nadien volgt er voor beide krachten een actief plateau die 2 LG groot is voor de verticale krachtwerking en onder 1,5 LG ligt voor de horizontale (Figuur 26). De tractiecoëfficiënt is tijdens het initiële contact het grootst. De beginwaarde voor de 90° draaibeweging ligt steeds rond de 1. Na het begincontact daalt de tractiecoëfficiënt en blijft tijdens de steunfase vrij stabiel. Ze is dan gemiddeld 0,66 groot. De laatste 10 % van de contactfase treedt er in de berekening van deze coëfficiënt een grote verstoring op. Daarom wordt dit tijdsinterval buiten beschouwing gelaten. De vrije momentswerking piekt eveneens tijdens de eerste 20 % van de totale contacttijd, nadien blijft ze constant tot 20 % voor het einde. Hiertussen varieert de vrije momentswerking tussen de 20 en 30 Nm, waarbij de speler een rotatiekracht uitoefent in de nieuwe looprichting. 35

3.2.2.2 Kinesiologische analyse 3.2.2.2.1 De voet

Figuur 27. Het verloop van de voetbeweging tijdens de 90° draaibeweging bekeken in het sagitale, frontale en transversale vlak

Sagitale vlak: Tijdens het initiële contact komt men neer op de hiel, waarna de voet neerklapt. De voet blijft tijdens het steunen in de buurt van zijn neutrale hoek. Na 60% van de contactfase begint men op de voorvoet te steunen en rolt men de voet af om op de bal van de voet af te stoten. Frontale vlak: Gedurende de volledige contactfase blijft de voet geëverteerd. Het steunen op de binnenzijde van de voet is het grootst tijdens het laatste contact met het krachtenplatform. Na initieel contact neemt de eversie sterk af, waarna opnieuw toe te nemen in de laatste 40 %. Transversale vlak: Tijdens het eerste contact met het krachtenplatform is de voet reeds 20° ingedraaid naar de nieuwe looprichting toe. Naarmate de contactfase vordert, neemt de adductie af en roteert de voet terug naar neutrale positie. Net voordat de voet terug staat in neutrale positie, wordt er afgestoten (Figuur 27). 36

3.2.2.2.2 De enkel

Figuur 28. Het verloop van de enkelbeweging tijdens de 90° draaibeweging bekeken in het sagitale, frontale en transversale vlak

Sagitale vlak: Met een dorsiflexie van de enkel landt de voet op het krachtenplatform. Deze flexie neemt toe gedurende de contactfase ten gevolge van het voorwaarts kantelen van het onderbeen. Op het einde neemt de dorsiflexie af. Een volledig plantaire flexie van de enkel wordt nooit bereikt. Frontale vlak: Met een lichte supinatie (-6,5°) komt de rechtervoet in op het krachtenplatform. In de loop van de contactfase steunen de proefpersonen gemiddeld nog meer op hun binnenkant waarbij ze de laterale zijde van de voet heffen. In de laatste 20 % van de contacttijd neemt de supinatie af. De enkel blijft wel constant gesupineerd tijdens de contactfase. Transversale vlak: Gedurende de totale contactfase neemt de enkel torsie stelselmatig toe tot en met een kleine terugval net voor de afstoot. Dit betekent dat het onderbeen tijdens de volledige contacttijd beweegt in functie van de nieuwe looprichting. Enkel in de laatste 25 % vermindert deze adductie opnieuw, zodat kan worden afgestoten op de bal van de voet (Figuur 28). 37

3.2.2.2.3 De knie

Figuur 29. Het verloop van de kniebeweging tijdens de 90° draaibeweging bekeken in het sagitale, frontale en transversale vlak

Sagitale vlak: Tijdens de totale contactfase is de knie steeds gebogen. De grootste flexie wordt teruggevonden ongeveer halverwege het volledige tijdsinterval met een buighoek die 45,2° groter is dan de neutrale positie. Frontale vlak: Gedurende de totale contactfase is er initieel de grootste varus stand die tijdens de contacttijd overgaat naar een valgus positie. Halverwege wordt teruggekeerd naar een lichte varus stand die nauw aansluit bij de neutrale positie (-0,4). Tijdens de volledige contactfase vallen maar heel minieme valgus-varus schommelingen te noteren. De valgus-varus curve ligt op de y-as tussen ongeveer +3° en -3°. Deze positie sluit nauw aan bij de neutrale positie. Transversale vlak: Initieel staat het onderbeen licht naar buiten gedraaid ten opzichte van de dij. Tijdens de contactfase vindt een interne rotatie plaats in de knie in functie van de nieuwe looprichting (Figuur 29). 38

3.3

Materiaaltesten

De resultaten van de materiaaltesten, specifiek om de speler-veld interactie te meten, geven aan dat er geen verschil is tussen de droge en de natte conditie. De gevonden gemiddelde waarden liggen steeds binnen de vooropgestelde criteria van het FIFA Kwaliteitsconcept voor kunstgras (Tabel 5). Dit betekent dat de ondergrond die gebruikt wordt in dit experiment voldoet aan de FIFA**-normering en dus de FIFA goedkeuring krijgt voor officiële (inter)nationale voetbalwedstrijden.

Tabel 5. Gemiddelde resultaten van de materiaaltesten, de verschillen tussen de droge en natte SBR ondergrond en de FIFA**-criteria Verticale Deformatie

Rotationele Tractie

Lineaire Tractie

FIFA**

KrachtenReductie 60 to 70%

4 to 8 cm

Gemiddelde

67,50

7,53

30 to 45Nm 30,80

130-210° 211,00

Significantie

ns

ns

ns

ns

Verticale Deformatie

Rotationele Tractie

Lineaire Tractie

FIFA**

KrachtenReductie 60 to 70%

4 to 8 cm

Gemiddelde

67,00

7,22

30 to 45Nm 32,40

130-210° 196,00

Variabele DROOG

Variabele NAT

3.4

Subjecttesten 3.4.1 Intraclass Correlations Tests

Wanneer men de ICC tabel van de 90° cutting variabelen bekijkt, wordt vastgesteld dat het overgrote deel een goede herhaalbaarheid vertoont ( ≥ 0,70). In de verdere analyse worden specifiek 27 variabelen gebruikt met een sterke Cronbach Alpha Coefficiënt. Enkel t_Mz_max (s) heeft in zowel de droge als de natte conditie een respectievelijk lagere waarde dan deze norm (α = 0,571 en α = 0,598). Globaal gezien kan men stellen dat de metingen een goede herhaalbaarheid vertonen zowel in droge als natte conditie (Tabel 6 en 7).

39

Tabel 6. Intraclass Correlations Coefficients of de herhaalbaarheid van de gemeten variabelen tijdens de 90° draaibeweging in droge conditie

aantal variabele

DROOG

[0,9-1] 28

[0,8-0,9] 17

Fxi_max [BW] LRxi_max [BW/s] tot_vert_imp [BWs] tot_horx_imp [BWs] v_COM_x_TO t_Fyi_max [s] tot_hory_imp [BWs] Fhori_max [BW] LRhori_max [BW/s] tot_hor_imp [BWs] foot_inclination_initial [°] foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_min [°] foot_rotation_angle_max [°] in_eversion_min [°] dorsi_plantar_max [°] pron_sup_initial [°] pron_sup_max [°] ankle_torsion_initial [°] ankle_torsion_min [°] ext_flex_min [°] valg_var_initial [°] knee_torsion_initial [°] knee_torsion_min [°] Range_of_motion_foot_inclination Range_of motion_dorsi_plantar_max Fzi_max [BW] in_eversion_initial [°]

contact time [s] t_Fzi_max [s] Fzi_av [BW] LRzi_max [BW/s] LRzi_av [BW/s] Fxi_av [BW] LRxi_av [BW/s] Mz_min [BWm] Fyi_max [BW] Fyi_av [BW] Fhori_av [BW] LRhori_av [BW/s] dorsi_plantar_initial [°] ext_flex_initial [°] Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max

[0,7-0,8] 12 t_LRzi_max [s] t_Fxi_max [s] Traction_max [-] Traction_av [-] (0,1-0,3s) Traction_av [-] (0,1-BW/2) t_Mz_min [s] Vector angel_t_traction_max t_LRyi_max [s] LRyi_max [BW/s] LRyi_av [BW/s] v_COM_hor_CO v_COM_hor_TO

[<0,7] 11 t_LRxi_max [s] Mz_max [BWm] t_Mz_max [s] t_traction_max Fz_t_traction_max Fx_t_traction_max v_COM_y_CO v_COM_y_TO t_Fhori_max [s] t_LRhori_max [s] valg_var_max [°]

Variabelen selectie voor verdere analyse in het vet

Tabel 7. Intraclass Correlations Coefficients of de herhaalbaarheid van de gemeten variabelen tijdens de 90° draaibeweging in natte conditie

aantal variabele

NAT

[0,9-1] 34 contact time [s] LRzi_av [BW/s] LRxi_max [BW/s] tot_vert_imp [BWs] tot_horx_imp [BWs] Traction_av [-] (0,1-0,3s) Traction_av [-] (0,1-BW/2) v_COM_x_TO Fyi_max [BW] tot_hory_imp [BWs] tot_hor_imp [BWs] foot_inclination_initial [°] foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_min [°] foot_rotation_angle_max [°] heel_translation_x_max [m] instep_translation_x_max [m] in_eversion_initial [°] in_eversion_min [°] dorsi_plantar_max [°] pron_sup_initial [°] pron_sup_max [°] ankle_torsion_initial [°] ankle_torsion_min [°] ext_flex_initial [°] ext_flex_min [°] valg_var_initial [°] valg_var_max [°] knee_torsion_initial [°] knee_torsion_min [°] Range_of_motion_foot_inclination Range_of motion_dorsi_plantar_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max Range_of_motion_ankle_torsion_max

[0,8-0,9] 22 t_Fzi_max [s] Fzi_max [BW] LRzi_max [BW/s] Fxi_max [BW] Fxi_av [BW] LRxi_av [BW/s] Traction_max [-] Mz_min [BWm] Vector angel_t_traction_max t_Fyi_max [s] Fyi_av [BW] t_LRyi_max [s] LRyi_max [BW/s] LRyi_av [BW/s] Fhori_max [BW] Fhori_av [BW] t_LRhori_max [s] LRhori_max [BW/s] LRhori_av [BW/s] dorsi_plantar_initial [°] Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max

[0,7-0,8] 8 Fzi_av [BW] t_LRzi_max [s] t_Fxi_max [s] t_LRxi_max [s] t_traction_max v_COM_hor_CO v_COM_hor_TO Range_of_motion_pron_sup_t_Fzi_max

[<0,7] 7 Mz_max [BWm] t_Mz_max [s] t_Mz_min [s] Fz_t_traction_max Fx_t_traction_max v_COM_y_TO t_Fhori_max [s]

Variabelen selectie voor verdere analyse in het vet

40

Zowel voor de droge als de natte conditie werd de variabele vector_angle_initial [°] pas achteraf berekend, waardoor deze niet opgenomen is in de ICC analyse. Een laatste variabele, MzMax (Nm), werd tijdens onze analyse ook opgenomen. MzMax wordt gedefinieerd als de piek in vrije momentswerking gedurende de draaibeweging. Tijdens onze metingen komen we een negatieve waarde uit voor deze piek in vrije momentswerking. Dit komt door de richting van de 90° draaibeweging en het op voorhand vastgelegde orthogonale assenstelsel. Het is daarom belangrijk dat enkel met de absolute waarde rekening gehouden wordt. De piek werd onafhankelijk van het tijdsinterval genomen. Een ICC hiervoor berekenen is dus niet mogelijk.

41

3.4.2 Het verschil in beweging door een veranderende ondergrond 3.4.2.1 Kinematische variabelen a. Contacttijd In de natte conditie vertonen de proefpersonen een langere contacttijd tijdens de 90° draaibeweging (droog: 0,274s ± 0,007; nat: 0,293s ± 0,015). Dit is echter een trend tot significantie (p = 0,073). b. Vertreksnelheid In droge conditie vertrekken de proefpersonen met een hogere snelheid van het krachtenplatform (droog: 3,398 m/s ± 0,049; nat: 3,310 m/s ± 0,055; p = 0.011). 3.4.2.2 Kinetische variabelen c. Translationele tractie De gemiddelde translationele tractie** (droog: 0,675 ± 0,011; nat: 0,647 ± 0,017; p = 0,032) tijdens de beweging alsook de maximale translationele tractie** (droog: 0,998 ± 0,034; nat: 0,870 ± 0,024; p = 0,002) zijn in de droge conditie significant hoger (Figuur 30).

* = trend tot significantie ** = significante p-waarde ( < 0,05)

Figuur 30. Het verloop van de translationele tractie in functie van de genormaliseerde contacttijd

42

d. Maximale rotationele tractie De maximale rotationele tractie tijdens de draaibeweging verschilt niet significant tussen beide ondergrondcondities (droog: -33,669 ± 1,349; nat: -31,337 ± 1,751; p = 0,202). e. Hoek van de steunvector De hoek** die de resultante kracht maakt ten opzichte van de grond op het moment dat men de draaibeweging inzet is significant kleiner in de droge conditie (51,6° ± 1,6) ten opzichte van de natte (59,3° ± 1,9) (p = 0,008) (Figuur 31).

* = trend tot significantie ** = significante p-waarde ( < 0,05)

Figuur 31. De vector hoek of de hoek van de resultante kracht ten opzichte van de grond tijdens de genormaliseerde contacttijd van de 90° draaibeweging

43

3.4.2.3 Kinesiologische variabelen f. Voet eversie In de droge conditie is er een trend zichtbaar dat de voet met een grotere eversie hoek* contact maakt met de grond (droog: 23,5 ° ± 2,3; nat: 20,5° ± 2,5; p = 0,1). Naarmate de draaibeweging vordert wordt de eversiehoek** significant kleiner in de droge conditie (droog: 20,2° ± 2,1; nat: 16,3° ± 2,3; p = 0,02). De voet wordt nooit geïnverteerd tijdens contact met de grond (Figuur 32).

* = trend tot significantie ** = significante p-waarde ( < 0,05)

Figuur 32. Het verloop van de in-eversie hoek van de voet in functie van de genormaliseerde contacttijd

44

3.4.3 Verschil in beweging door veranderende schoenconditie 3.4.3.1 Kinematische variabelen Op het vlak van de kinematische variabelen zijn er geen significante effecten terug te vinden tussen de drie schoentypes. De snelheid van uitvoering is even groot bij de drie schoentypes. 3.4.3.2 Kinetische variabelen a. Verticale krachtwerking De verticale krachtwerking varieert significant met andere schoenen tijdens de beweging. Er zijn namelijk verschillen op drie parameters: de maximale verticale impactkracht (p = 0,026), de belastingssnelheid (p = 0,012) en de verticale impuls (p = 0,034). De maximale verticale impactkracht** is het hoogst bij de C schoen (2,83 LG ± 0,14) in vergelijking met de andere twee schoenen (A: 2,74 LG ± 0,12; B: 2,58 LG ± 0,13). De belastingssnelheid** vanaf de start van de beweging tot op het moment dat de maximale verticale kracht bereikt wordt, is bij de C schoen (110,051 LG/s ± 12,855) hoger dan bij de A en de B schoen (A: 87,314 LG/s ± 7,839; B: 89,886 LG/s ± 12,855). De verticale impulswerking** gegenereerd door de A schoen (0,186 LG s ± 0,008) is significant hoger in vergelijking met de B schoen en de C schoen (B: 0,175 LG s ± 0,010; C: 0,179 LG s ± 0.010) (Figuur 33).

* = trend tot significantie ** = significante p-waarde ( < 0,05)

Figuur 33. De verticale krachtwerking op het krachtenplatform tijdens de 90° draaibeweging in functie van de genormaliseerde contacttijd

45

b. Horizontale krachtwerking Tussen de drie schoentypes is er inzake horizontale krachtwerking een significante variatie tijdens de 90° draaibeweging. Er zijn verschillen te vinden bij drie variabelen: de maximale horizontale impactkracht (p = 0,048), de belastingssnelheid (p = 0,004) en de horizontale impuls (p = 0,015). De maximale horizontale impactkracht** is het laagst bij de B schoen (A: 1,63 LG ± 0,09; B: 1,55 LG ± 0,09; C: 1,62 LG ± 0,09) . De belastingssnelheid** vanaf de start van de beweging tot op het tijdstip dat de maximale horizontale kracht bereikt wordt, is bij de C schoen (50,677 LG /s ± 4,681) hoger dan bij de A en de B schoen (A: 45,827 LG /s ± 3,963; B: 42,969 LG /s ± 4,567). De horizontale impulswerking** gegenereerd door de A schoen (0,285 LG s ± 0,009) is hoger in vergelijking met de B schoen en de C schoen (B: 0,272 LG s ± 0,010; C: 0,278 LG s ± 0,120) (Figuur 34).

* = trend tot significantie ** = significante p-waarde ( < 0,0

Figuur 34. De horizontale krachtwerking op het krachtenplatform tijdens de 90° draaibeweging in functie van de genormaliseerde contacttijd

46

c. Translationele tractie De maximale tractie** (p = 0,004) ondervonden bij het uitvoeren van de 90° draaibeweging is bij de A (0,973 ± 0,029) schoen significant sterker dan voor de B en de C schoen (B: 0,917 ± 0,025; C: 0,911 ± 0,023). Deze maximale tractie bevindt zich helemaal in het begin van de beweging. De gemiddelde tractie tijdens het verder verloop van de totale contacttijd vertoont geen significante verschillen tussen de schoenen (p = 0,158) (Figuur 35).

* = trend tot significantie ** = significante p-waarde ( < 0,05)

Figuur 35. De functionele tractie of de ontwikkelde wrijving tussen de schoen en de ondergrond in functie van de genormaliseerde contacttijd

d. Maximale rotationele tractie De maximale rotationele tractie tijdens de draaibeweging verschilt niet significant tussen de drie schoenen (A: -32,548 ± 1,173; B: -32,619 ± 1,518; C: -32,342 ± 1,535; p = 0,964).

47

3.4.3.3 Kinesiologische variabelen e. Knie extensie-flexie Tussen de schoenen is er een significant verschil in extensie en flexie hoek** in de knie (p = 0,045). Proefpersonen buigen significant dieper door met de A schoen (33,0° ± 2,0) in vergelijking met de B schoen en de C schoen (B: 30,8° ± 2,4; C: 30,6° ± 2,8) (Figuur 36).

* = trend tot significantie ** = significante p-waarde ( < 0,05)

Figuur 36. Het verloop van de extensie-flexie hoek van de knie in functie van de genormaliseerde contacttijd

48

3.4.4 Perceptie 3.4.4.1 Verschil in perceptie tussen schoentypes Er is een verschil in gepercipieerd schoencomfort (p = 0,025). De A schoen (6,13 ± 0,464) wordt als minder comfortabel ervaren in vergelijking met de B en de C schoen (B: 7,392 ± 0,420; C:7,463 ± 0,525) tijdens het uitvoeren van de 90° draaibeweging. De A schoen (6,500 ± 0,486) geeft gevoelsmatig minder rotationele weerstand dan de B en de C schoen (B: 7,513 ± 0,341; C: 7,500 ± 0,346; p = 0,057) (Tabel 8). Tabel 8. Gemiddelden en standaarddeviaties van de perceptiescores voor de drie schoentypes op de twee ondergrondcondities, met bijhorende p - waarden VARIABELEN

DROOG

A Schoen comfort₁ Schoen-oppervlakte grip Voet-enkel stabiliteit Rotationele belasting₂ Algemene beoordeling

GEM 6,7 7,8 7,2 6,9 7,8

NAT

B Stdev 1,6 1,9 2,1 1,4 1,0

GEM 7,3 7,3 7,7 7,5 7,9

C Stdev 2,0 2,0 0,9 1,6 0,5

GEM 7,4 7,4 7,5 7,5 7,7

A Stdev 1,9 2,6 2,0 1,5 1,2

GEM 5,6 4,7 6,0 6,0 6,5

Univariate

B Stdev 2,4 2,8 2,1 2,3 1,7

GEM 7,6 8,1 7,4 7,6 8,2

C Stdev 1,4 1,6 1,2 1,3 0,9

GEM 7,5 7,6 7,8 7,5 8,1

Stdev 1,9 1,4 1,3 1,3 0,6

Interactie- Hoofdeffect Hoofdeffect effect oppervlak schoen ₁ P-waarde P-waarde P-waarde 0,278 0,267 0,025 0,003 ₂ 0,034 0,272 0,345 0,057 0,007

Significanties in het vet

3.4.4.2 Interactie-effecten In de droge conditie zijn er tussen de drie schoenen geen significante verschillen terug te vinden. In de natte conditie scoort de A schoen significant minder goed dan de B en de C schoen op het vlak van schoen-oppervlak grip, voet-enkel stabiliteit en algemene beoordeling (Figuur 37).

Figuur 37. De perceptie van de voet-oppervlakte grip, voet-enkel stabiliteit en algemene beoordeling voor de drie schoentypes op beide ondergronden

49

4 4.1

DISCUSSIE De effecten van de verschillende condities 4.1.1 Verschil in ondergrond

De hypothese dat de tractie op een droge ondergrond gemiddeld hoger is dan op een natte ondergrond wordt deels bevestigd op basis van onze resultaten. De droge conditie heeft een hogere translationele tractie in vergelijking met de natte (0,675 ± 0,011 > 0,647 ± 0,017). Wij vermoeden dat dit verschil in tractie tussen droog en nat groter zal worden naarmate de ondergrond natter wordt, zoals Orchard (1999) al beschreven had. De maximale rotationele tractie vertoont echter geen significant verschil. De bewegingsuitvoering op het droge verschilt significant van de natte ondergrond op twee gebieden. Het begin van de draaibeweging wordt op het droge uitgevoerd met een grotere eversiehoek in de enkel (droog: 23,5°; nat: 20, 5°). Daarnaast wijst de kleinere hoek van de steunvector erop dat men meer in het terrein leunt (droog: 51,6°; nat: 59,3°). Volgens ons durven de proefpersonen in de droge conditie meer steunend op de binnenzijde van de voet contact maken wat resulteert in een kleiner contactoppervlak. Volgens ons kunnen daardoor de studs gelegen aan de binnenzijde beter in de ondergrond penetreren. Door het grotere inleunen zal het aandeel van de horizontale krachtvector groter zijn. Een kleine hoek tussen het onderbeen en de grond is een prestatiebepalende factor voor draaibewegingen (Tominaga, 2010). Door de hogere translationele tractie en de kleinere inleunhoek zal volgens ons daarom de prestatie in tijd beter zijn op een droog kunstgrasveld. 4.1.2 Verschil in schoenen Op basis van de biomechanische resultaten wordt de hoogste maximale translationele tractie teruggevonden bij de A schoen. Dit is echter helemaal in het begin van contact. De B en de C schoen vertonen op dat moment een significant lagere maximale tractie. Wanneer men kijkt naar de volledige grafiek ziet men overduidelijk dat er enkel initieel (aankomst op het krachtenplatform) een verschil is tussen de verschillende schoentypes. Wanneer de contactfase vordert kan men zien dat de verschillende schoenen een gelijkaardig patroon qua tractie vertonen. Ondanks het feit dat de literatuur (Orchard, 2002; Millburn en Barry, 1998 ) aangeeft dat langere studs een betere grip geven, vinden wij dit niet terug.

50

Onze resultaten tonen anderzijds wel aan dat de proefpersonen met de A schoen een grotere flexiehoek vertonen in de knie. Volgens ons staan deze twee aspecten in relatie met elkaar. Indien we enkel de schoen-ondergrond interactie zouden beschouwen is het meer dan waarschijnlijk dat de A schoen een lagere tractie zal vertonen. Een proefpersoon wil echter een te lage tractie vermijden om de beweging te kunnen uitvoeren. Daarom buigt hij dieper in zijn knie door om zo de voet beter op de ondergrond te kunnen drukken. Dit kan mogelijks verklaren waarom voor de gemiddelde tractie geen significante verschillen gevonden worden tussen de verschillende schoentypes. Ook kan dit de stelling van Dura (1999) bevestigen dat subjecten onbewust hun bewegingspatroon aanpassen om een optimale tractie te bekomen. Bij de analyse van een draaibeweging moet men dus rekening houden met de relatie tussen speler, ondergrond en schoenen

De tractie tussen de C schoen en de B schoen vertoont geen significant verschil. Wel vinden we op gebied van krachtwerking enkele opmerkelijke verschillen terug. De maximale verticale impactkracht en de belastingssnelheid voor de maximale verticale en horizontale krachtwerking is het hoogst voor de C schoen. Dit kan er mogelijks op wijzen dat het uitvoeren van de 90° draaibeweging met dit schoentype meer belastend is voor het onderste lidmaat. Nike stelde dat de holle, rubberen studs voor meer demping zorgen. Op basis van de resultaten op vlak van de krachtwerking stellen wij het omgekeerde vast. Mogelijks kan dit op lange termijn een grotere spiervermoeidheid induceren. Qua perceptie worden er tussen beide ondergrondcondities geen significante verschillen aangetroffen tussen de B en de C schoen. Op basis van onze resultaten kunnen we niet vaststellen dat de C schoen significant beter scoort op de verschillende parameters. De B schoen is een zeker gelijkwaardig alternatief.

Op basis van de perceptieresultaten wordt er wel een significant verschil gevonden tussen de schoenen en de ondergrond. Globaal gezien wordt de A schoen als minder comfortabel beschouwd. In de natte conditie wordt de A schoen op het vlak van comfort, grip en enkelstabiliteit overduidelijk als minderwaardig gepercipieerd in vergelijking met de B en de C schoen.

51

4.2

Globale Beweging 4.2.1 Uitvoeringssnelheid

Aan de proefpersonen werd gevraagd om submaximaal aan te lopen waarna de 90° draaibeweging maximaal uit te voeren. Op basis van onze resultaten zien we dat de proefpersonen met een snelheid van 2,66 m/s aankwamen op het krachtenplatform en dit meetinstrument verlieten met een snelheid van 3,23 m/s. Men versnelde 0,57 m/s tijdens contact. McLean et al. (1999) stelde dat draaibewegingen met maximale intensiteit een snelheid van 5,5 – 7 m/s kunnen bereiken tijdens wedstrijden. De proefpersonen bereikten dergelijke snelheden niet. 4.2.2 Baan van het lichaamszwaartepunt Onze eerste onderzoekshypothese, op basis van Vanrentherghem et al. (2010), klopt inderdaad. We stellen vast dat de snelheid van het lichaamszwaartepunt afneemt in het voorachterwaartse vlak en toeneemt in het zijwaartse vlak tijdens de draaibeweging om het lichaamszwaartepunt in de nieuwe looprichting te plaatsen. Patla et al. (1991) stelde dat om een draaibeweging succesvol uit te voeren het lichaam op het einde moet ingedraaid zijn naar de nieuwe looprichting. In onze studie is dit na de contactfase nog niet het geval. Het lichaamszwaartepunt bevindt zich op dat moment in een baan die 21,6° afwijkt van de opgelegde 90° uitlooprichting. De 90° draaibeweging wordt bijgevolg slechts deels vervolledigd tijdens de contactfase. Wij vermoeden dat deze afwijking verder zal gecorrigeerd worden tijdens de volgende stappen na de richtingsverandering. Ook merken we op dat de proefpersonen niet volgens de opgelegde loodrechte aanlooprichting inkomen. Ten gevolge van de gewijzigde aanlooprichting raken ze het krachtenplatform onder een hoek van 16,6°. Rekening houdend met de effectief uitgevoerde inkom –en vertrekhoek merken we op dat de proefpersonen slechts 51,6° draaien tijdens contact. Draaien onder een kleinere hoek is gemakkelijker en verloopt vooral sneller. Dit wijst volgens ons op adaptatie door het op voorhand plannen van de beweging. Het feit dat de beweging gepland wordt uitgevoerd zal bijdragen tot een efficiëntere uitvoering (Neptune et al., 1999).

52

4.2.3 Verticale krachtwerking Wanneer we de door ons gevonden krachtwerking vergelijken met die in de literatuur vinden we verschillen terug. Blackburn et al. (2003) beschreef de horizontale

en verticale

krachtcurve als een omgekeerde “U” (boogvormig). Bij ons vertonen beide krachtcurven een voorafgaande piek, zoals ook beschreven wordt door Besier et al. (2001) voor de 60° draaibeweging. Deze voorafgaande piek wordt in de literatuur de weight-acceptance fase genoemd. Dit is de fase die loopt van het contact van de hiel met de grond tot en met de eerste krachtpiek. Perry en Hislop (1982) stellen dat tijdens deze fase de knieflexoren een extreme knieflexie tegen houden. Het lichaamsgewicht blijft tijdens deze fase steeds achter het lichaamsdragende been. De verticale krachtcurve van de draaibeweging komt volgens ons sterk overeen met die van de overgang van lopen naar stappen (RWT-transition) als beschreven door Li and Hamil (2002) (Figuur 38 en 39). De laatste pas voor de overgang van lopen naar wandelen vertoont een lagere maximale grondreactiekracht in vergelijking met lopen. De tijd die nodig is om de maximale piek te bereiken is kleiner. De 90° draaibeweging lijkt dus op basis van deze parameter op een transitiebeweging. Dit is logisch want we vroegen aan de proefpersonen om sneller te vertrekken van het krachtenplatform dan ze aanliepen.

Figuur 38. (uit Li en Hamill, 2002): verticale

Figuur 39. De verticale

grondreactiekracht voor een normale looppas en

grondreactiekracht van 90° de

een transitiepas van wandelen naar lopen

draaibeweging

53

Wanneer we naar de gemiddelde maximale waarde van de verticale grondreactiekracht voor lopen kijken, vinden we een waarde van 2,9 LG terug (Nilsson en Thorstensson, 1989). Onze resultaten vallen binnen dezelfde grootteorde (algemeen gemiddelde verticale GRK = 2,716 LG) als de grondreactiekrachten tijdens een hardlooppas.

Dura (1999) stelde dat de contacttijd tijdens een draaibeweging even groot blijft onafhankelijk van een veranderde tractiewaarde op de ondergrond. Onze resultaten geven zoals eerder vermeld een verschil in translationele tractie tussen de twee ondergrondcondities. Ook vinden we qua totale contacttijd een trend tot significantie tussen beide ondergrondcondities. Droog is er een kortere contacttijd dan nat. Voorgaande stelling van Dura (1999) is niet van toepassing op onze resultaten. Lees en Nolan (1998) gaven hiervoor een mogelijke verklaring. Zij stellen dat korte studs, zoals die van de A schoen, op een natte ondergrond minder goed penetreren in de ondergrond. De B en de C schoen waarvan de zool bestaat uit langere studs met een verschillende diameter, hebben daar studs minder last van. 4.2.4 Tractie tijdens de 90° draaibeweging en de aanbevelingen van Valiant Uit onderstaande tabel blijkt dat al de gevonden waarden voor tractie steeds voldoen aan de vereisten van Valiant (1990). De translationele tractie bevindt zich steeds binnen het vereiste interval voor alle condities. Dit bevestigt volgens ons ook waarom er geen slips voorkomen tijdens de testpogingen. De rotationele tractie ligt op zijn beurt ietwat aan de hoge kant. We kunnen op basis van deze parameter afleiden dat de 90° richtingsverandering een kans op voetfixatie met zich mee kan brengen. Het risico op voetfixatie is echter niet enkel en alleen toe te schrijven aan deze parameter (Tabel 9).

Tabel 9. De vergelijking van de gevonden waarden voor de gemiddelde translationele en rotationele tractie met de aanbevelingen van Valiant (1990)

Aanbevelingen

Translationele tractie

Rotationele tractie

Ondergrond

Schoen

Valiant

Droog

Nat

A

B

C

0,6-1,0 (vereist)

0,675

0,647

0,651

0,668

0,664

0,8 (optimaal) 25 Nm (acceptabel)

-33,669 -31,337 -32,548 -32,619 -32,342

40 Nm (maximum)

54

4.3

Methode en design 4.3.1 Bespreking onderzoek

In onze studie hebben we zoveel mogelijk variabelen gebruikt die een hoge Intraclass Correlation Coefficient (ICC, > 0,7) hadden. Dit zorgde voor een goede herhaalbaarheid in ons onderzoek. Alle onderzochte bewegingen zijn representatief voor onze testgroep. De grootste beperking was het feit dat de testen doorgingen op een relatief kleine opstelling qua afmetingen en ruimte. De vraag kan gesteld worden of de spelers hierdoor de beweging volledig maximaal durfden uit te voeren. Het feit dat de bakken waarin gelopen werd hoger geplaatst waren dan grondniveau en ze op sommige plaatsen slechts 1 meter breed waren, verhinderden volgens ons het voluit gaan. Het ontbreken van een prestatiebepalende factor, zoals bijvoorbeeld de totale tijd, maakt het moeilijk om te bepalen welke situatie de beste prestaties tonen. Nu kunnen we enkel op basis van de afstootsnelheid trachten in te schatten wat een snellere uitvoering was. De afstootsnelheid vertoont echter geen significante verschillen. Het kunstgras dat gebruikt werd tijdens de testen behoort toe tot de 3e generatie. Hierbij moet een onderlaag zand voor stabiliteit zorgen, terwijl een bovenste laag rubberkorrels voor het comfort moet zorgen (Litjens, 2009). Bij ons werd geen zand als infill gebruikt. Het ontbreken van een onderlaag zand kan voor een vertekening van de resultaten zorgen in vergelijking met testen die op een correcte 3e generatie kunstgras ondergrond uitgevoerd worden. Een andere factor die voor een vertekening van de resultaten zou kunnen zorgen, is de afwezigheid van een constante in onderhoud. Het rollen van de grasmat met de bedoeling ze te effenen gebeurde niet volgens een vast patroon. Ook de gehanteerde methode om de grasmat te besproeien gebeurde niet systematisch en niet met eenzelfde volume. Wij kunnen bijgevolg niet garanderen dat het kunstgras voor elke proefpersoon even nat was. Anderzijds kan men wel stellen dat deze factoren ook variëren tijdens een wedstrijd en de plaats op het terrein (Severn et al., 2007). Toch lijkt het ons het best alle proefpersonen onder dezelfde omstandigheden te testen, aangezien het onderzoek zich toespitst op de biomechanische analyse van de 90° draaibeweging. Elke draaibeweging die werd getest was vooraf opgelegd waardoor de proefpersonen hun beweging op voorhand konden plannen. Volgens Besier et al. (2001) gebeurden geplande bewegingen veel sneller dan ongeplande bewegingen. Bij ongeplande bewegingen gaat men ook dieper doorbuigen. Neptune et al. (1999) voegde hier aan toe dat er bij de geplande 55

bewegingen meer voorgaande activiteit optreedt in de spieren rond het kniegewricht. Dit zorgt bij geplande bewegingen voor meer stabiliteit. Logischer wijs zal de atleet een geplande draaibeweging aan een hogere snelheid durven uitvoeren. Deze factor dient zeker en vast in rekening gebracht te worden wanneer we de resultaten vergelijken met wedstrijdgerelateerde ongeplande draaibewegingen. 4.3.2 Richtlijnen naar volgend onderzoek toe Een volgend onderzoek moet in een realistischere opstelling en in meer constante omstandigheden gebeuren. Een outdoor kunstgrasveld, zoals bijvoorbeeld aan het RUSS (Watersportbaan), leent zich hier ideaal toe. De subjecten zullen volgens ons dan meer voluit durven gaan. De condities waarin de testen plaatsvinden moeten meer aanleunen bij reële voetbalsituaties, ook qua afmetingen en ruimte. De manier waarop de verschillende draaibewegingen werden getest, sluit het anticiperen van proefpersonen niet uit. Eveneens kan niet met zekerheid gezegd worden dat de spelers niet adapteerden

bij

de

opeenvolgende

pogingen

van

dezelfde

richtingsverandering.

Waarschijnlijk is dit wel het geval (cfr. de gemiddelde baan van het lichaamszwaartepunt tijdens 90° draaibeweging en de hoeken waaronder gelopen werd). Een systeem dat deze effecten mogelijks teniet zou doen is door te werken met lichtsignalen. Een bepaald gekleurd licht staat dan voor één soort van richtingsverandering (bvb. blauw: 90°, groen: 135° en geel: 180°). De proefpersonen dienen te reageren op het signaal dat slechts net voor contact wordt gegeven. Een blind onderzoek creëren naar volgende testen toe zou eveneens kunnen bijdragen tot resultaten met een grotere waarheidsgetrouwheid. De proefpersonen dienen niets af te weten van het doel en nut van het onderzoek. Het zou zeker ook interessant zijn dezelfde testen uit te voeren met een proefgroep van volwassen profspelers.

56

In de natte conditie stelden we vast dat de rubberen infill bleef plakken in de holle studs. Wanneer spelers een volledige wedstrijd zouden afwerken met deze schoen op een natte kunstgrasondergrond zou het specifieke design een deel van zijn karakteristieken kunnen verliezen. De SBR-infill bleef in de studs zitten zolang de korrels nat waren. Het lijkt ons zinvol dit element verder te bestuderen. Zie onderstaande Figuur 40.

Figuur 40. Kunstgras blijft in studs zitten bij C schoen tijdens de natte conditie

Wij zijn alvast voorstander het verder uitdiepen van soort van onderzoeken, want kunstgras lijkt inderdaad steeds belangrijker te worden (cfr. Desso voetbalterreinen op Wereldbeker Voetbal in Zuid-Afrika). Tijdens het verdiepen in onze thesis viel ons op dat momenteel vooral de mengeling tussen natuurlijk gras en kunstgras heel populair begint te worden in de voetbalwereld. Een voorbeeld van dergelijke ondergrond is de Desso GrassMaster waarbij 100 % natuurlijk gras verstevigd wordt door kunstgrasvezels. Dit type wordt onder andere al gebruikt door topclubs zoals Arsenal en Real Madrid. Het lijkt ons interessant de verschillende draaibewegingen te testen op deze ondergrond, waarna eventueel een vergelijking met dit onderzoek kan worden opgesteld (100% kunstgras versus mengeling kunstgras - natuurgras).

57

5

CONCLUSIE

Tussen de droge en de natte ondergrond is er een significant verschil qua translationele tractie tijdens de 90° draaibeweging. De droge conditie heeft een hogere waarde dan de natte conditie. Dit verschil wordt niet teruggevonden op het vlak van rotationele tractie. De drie verschillende schoentypes vallen voor een gemiddelde translationele en maximale rotationele tractie allemaal binnen dezelfde grootteorde en vertonen geen significante verschillen. De A schoen wordt over het algemeen door de proefpersonen toch als minder comfortabel ervaren en ze percipiëren minder rotationele weerstand tijdens het uitvoeren van de 90° draaibeweging. De proefpersonen anticiperen op de 90° draaibeweging en adapteren zich in functie van de omstandigheden. In tegenstelling tot het draaien volgens de vooropgestelde rechte hoek, veranderen de proefpersonen slechts 51,6° van richting tijdens contact. Met de A schoen wordt er significant dieper door de knieën gebogen. Op een droge ondergrond is de hoek van de steunvector kleiner tijdens het uitvoeren van de 90° draaibeweging.

58

6

LIJST FIGUREN EN TABELLEN

Figuur 1.

(uit Krosshaug et al., 2007): De open techniek

Figuur 2.

(naar Blackburn et al., 2003): De cross techniek

Figuur 3.

(uit Blackburn et al., 2003): Het verloop van de verticale, horizontale grondreactiekracht en de vrije momentswerking tijdens een 90° draaibeweging

Figuur 4.

(naar Severn et al., 2008): Overzicht van factoren die de tractie mogelijks beïnvloeden

Figuur 5.

(uit Shorten et al., 2003): De grondreactiekracht tijdens een versnelling, ontbonden in een horizontale en verticale component

Figuur 6.

(uit Blackburn et al, 2003): Waarden van translationele tractie tijdens de 90° draaibeweging op drie verschillende ondergronden

Figuur 7.

(uit Shorten et al, 2003): Het verloop van translationele tractie tijdens de 90° draaibeweging

Figuur 8.

(uit Blackburn et al, 2003): De piek in vrije momentswerking tijdens de 90° draaibeweging op 3 verschillende soorten kunstgras

Figuur 9.

(uit Queen et al.): Gemeste studs, elliptische studs, studs voor op een harde ondergrond en turfstuds

Figuur 10.

(uit Livesay, 2007): De verschillende types van kunstgras en de twee specifieke voetbalschoenen gebruikt in het onderzoek

Figuur 11.

SCHOEN A, Nike Tiempo Mystic III Turf Field

Figuur 12.

SCHOEN B, Nike Tiempo Mystic III Firm Ground

Figuur 13.

SCHOEN C, Nike Tiempo Mystic III Artificial Grass

Figuur 14.

Getufte kunstgrasvezels op kunstgrasmat

Figuur 15.

SBR-infill

Figuur 16.

(uit FIFA, 2003): A) “Triple A test” voor het meten van de schokabsorptie, B) Instrument voor het meten van de rotationele weerstand, C) Instrument voor het meten van de lineaire weerstand

Figuur 17.

Randomisatie van de onafhankelijke variabelen voor het verloop van de testperiode

Figuur 18.

Opstelling van labo (afstanden in cm) met loopweg van de 90° draaibeweging, het 3D (x,y, z) assenstelsel voor de V3D verwerking en de opstelling van de 12 Qualysis camera’s

Figuur 19.

De Qualysis camera

Figuur 20.

Kalibratie van de cameras door de T-stok en winkelhaak

Figuur 21.

Het 3D assenstelsel en de loopweg van de 90° draaibeweging

Figuur 22.

Overzicht van de markerset op het lichaam en de schoenen

Figuur 23.

Bewegingsverloop van de 90° draaibeweging vanaf initieel voetcontact totdat de voet het krachtenplatform verlaat

Figuur 24.

De snelheidsverandering van het lichaamszwaartepunt tijdens de 90° draaibeweging

Figuur 25.

Baan van het lichaamszwaartepunt tijdens de 90° draaibeweging

Figuur 26.

A) Het verloop van de horizontale en verticale krachtwerking samen met de translationele traciecoëfficiënt B) Het verloop van de vrijemomentswerking tijdens de 90° draaibeweging

59

Figuur 27.

Het verloop van de voetbeweging tijdens de 90° draaibeweging bekeken in het sagitale, frontale en transversale vlak

Figuur 28.

Het verloop van de enkelbeweging tijdens de 90° draaibeweging bekeken in het sagitale, frontale en transversale vlak

Figuur 29.

Het verloop van de kniebeweging tijdens de 90° draaibeweging bekeken in het sagitale, frontale en transversale vlak

Figuur 30.

Het verloop van de translationele tractie in functie van de genormaliseerde contacttijd.

Figuur 31.

De vector hoek of de hoek van de resultante kracht ten opzichte van de grond tijdens de genormaliseerde contacttijd van de 90° draaibeweging

Figuur 32.

Het verloop van de in-eversie hoek van de voet in functie van de genormaliseerde contacttijd

Figuur 33.

De verticale krachtwerking op het krachtenplatform tijdens de 90° draaibeweging in functie van de genormaliseerde contacttijd

Figuur 34.

De horizontale krachtwerking op het krachtenplatform tijdens de 90° draaibeweging in functie van de genormaliseerde contacttijd

Figuur 35.

De functionele tractie of de ontwikkelde wrijving tussen de schoen en de ondergrond in functie van de genormaliseerde contacttijd

Figuur 36.

Het verloop van de extensie-flexie hoek van de knie in functie van de genormaliseerde contacttijd

Figuur 37.

De perceptie van de voet-oppervlakte grip, voet-enkel stabiliteit en algemene beoordeling voor de drie schoentypes op beide ondergronden

Figuur 38.

(uit Li en Hamill, 2002): verticale grondreactiekracht voor een normale looppas en een trasitiepas van wandelen naar lopen

Figuur 39.

De verticale grondreactiekracht van de 90° draaibeweging

Figuur 40.

Kunstgras blijft in studs zitten bij C schoen tijdens de natte conditie

Tabel 1.

Gegevens van de testpopulatie

Tabel 2

Nike Tiempo Mystic III Turf Field

Tabel 3.

Nike Tiempo Mystic III Firm Ground

Tabel 4.

Nike Tiempo Mystic III Artificial Ground

Tabel 5.

Gemiddelde resultaten van de materiaaltesten, de verschillen tussen de droge en natte SBR ondergrond en de FIFA**-criteria

Tabel 6.

Intraclass Correlations Coefficients of de herhaalbaarheid van de gemeten variabelen tijdens de 90° draaibeweging in droge conditie

Tabel 7.

Intraclass Correlations Coefficients of de herhaalbaarheid van de gemeten variabelen tijdens de 90° draaibeweging in natte conditie

Tabel 8.

Gemiddelden en standaarddeviaties van de perceptiescores voor de drie schoentypes op de twee ondergrondcondities, met bijhorende p – waarden

Tabel 9.

De vergelijking van de gevonden waarden voor de gemiddelde translationele en rotationele tractie met de aanbevelingen van Valiant (1990)

60

7

BIBLIOGRAFIE

Andersson, H., Ekblom, B., and Krustrup, P. ( 2008). Elite football on artificial turf versus natural grass: Movement patterns, technical standards, and player impressions. Journal of sport sciences, 26, 113-122 Aoki, H., Kohno, T., Fujiya, H., Kato, H., Yatabe, K., Morikawa, T. and Seki, J. (2010). Incidence of injury among adolescent soccer players: A comparative study of artificial and natural grass turfs. Clin J Sport Med, 20, 1-7 Bartold, S. (1998). Stud placement in australian football boots: Does it make a difference? Workshop: Injury specific orthotic therapy Bartold, S.J. (1999). The football boot saint or sinner. Sportsmed SA, Adelaide Bencke, J., Naesborg, H., Simonsen and E.B. and Klausen, K. (2000). Motor pattern of the knee joint muscles during side-step cutting in European team handball: Influence on muscular co-ordination after an intervention study. Scand J Med Sci Sport, 10, 68–77 Besier, T.F., Lloyd, D.G., Ackland, T.R. and Cochrane, J.L. (2001). Anticipatory effects on knee joint loading during running and cutting maneuvers. Med. Sci. Sports Exerc., 33, 1176– 1181 Besier, T.F., Lloyd, D.G., Cochrane, J.L. and Ackland, T.R. (2001). External loading of the knee joint during running and cutting maneuvers. Med. Sci. Sports Exerc., 33, 1168–1175 Blackburn, S., Brachet, P., Nicol, A.C. and Walker, C. (2003). Player ground interaction on artificial turf. Proceedings of ISB XIX, Dunedin, New Zealand Clarke, J.D., Carré, M.J., and Kirk, R.F. (2008). A comparison of test methodologies to enable the improved understanding of soccer boot traction. The Engineering of Sport, 7, 605611 Colby, S., Francisco, A., Yu, B., Kirkendall, D., Finch, M. and Garrett, W. (2000). Electromyographic and kinematic analysis of cutting maneuvers: Implications for anterior cruciate ligament injury. The American Journal of Sports Medicine, 28, 234-240 61

De Vos, B., Verhelst, R. en De Clercq, D. (2009). Kunstgras: De noodzakelijke basiskennis voor

de

(voetbal)trainer

gebundeld.

Universiteit

Gent

Vakgroep

Bewegings

–en

Sportwetenschappen, Vlaamse Trainersschool Desso Sports Systems (2009). Fort-O. Sports News from Desso Sports Systems Dura, J.V. (1999). The influence of friction on sports surfaces in turning movements. ISSS publication, Technical forum Mallorca Ekstrand, J., Timpka, T. and Hägglund, M. (2006). Risk of injury in elite football played on artificial turf versus natural turf: a prospective two-cohort study. Br. J. Sports Med., 40, 975980 FIFA (2003). Does the game change on football turf, a technical analysis. Turf Roots Magazine: Football turf a credible alternative, 16-17 FIFA (2004). FIFA quality concept for football turf. Ford, K., Myer, G., Toms, H. and Hewett, T. (2005). Differences in the kinematics of unanticipated cutting in young athletes. Med Sci Sports Exerc., 37 (1), 124-9 Frederick, E.C. (1993). Optimal frictional properties for sport shoes and sport surfaces. ISBS Conference Proceedings Archive, 11 International Symposium on Biomechanics in Sports Fuller, C., Dick, R., Corlette, J., et al. (2007). Comparison of the incidence, nature and cause of injuries sustained on grass and new generation artificial turf by male and female football players. Part 1: match injuries. Sports Med, 41, i20-i26 Heidt, R.S., Dormer, S.G., Cawley, P.W., Scranton, P.E., Losse, G. and Howard, M. (1994). Differences in friction and torsional resistance in athletic shoe-turf surface interfaces. 20th annual meeting of the AOSSM, Palm Desert, California Imamura, K. and Ohgi, Y. (2007). The Significance on Countermovement in Cut - Maneuver Control. Journal of Biomechanics, Volume 40, page S756 Jindrich, D.L., Besier, T.F. and Lloyd, D.G. (2006). A hypothesis for the function of braking forces during running turns. Journal of Biomechanics, 39, 1611–1620 62

Krosshaug, T., Nakamae, A., Boden, B., Engebretsen, L., Smith, G., Slauterbeck, J., Hewett, T.E. and Bahr, R. (2007). Estimating 3D joint kinematics from video sequences of running and cutting maneuvers - assessing the accuracy of simple visual inspection. Gait & Posture, 26, 378-385 Lake, M.J. (2000). Determining the protective function of sports footwear. Ergonomics, 43, 1610-1621 Landry, S., Mckean, K., Hubley-Kozey, C., Stanish, W. and Deluzio, K. (2007). Gender differences exist in neuromuscular control patterns during the pre-contact and early stance phase of an unanticipated side-cut and cross-cut maneuver in 15–18 years old adolescent soccer players. Electromyogr Kinesiol, 19(5), e370-9 Lees, A. and Nolan L. (1998). The biomechanics of soccer: A review. Journal of Sports Sciences, 16, 211-234 Li, L. and Hamill, J. (2002). Characteristics of the vertical ground reaction force component prior to gait transition. Res. Q. Exercise Sport, 73, 229-237 Litjens, S. (2009). Kunstgras, beter gras. EOS, 46-50 Livesay, G.A., Dawn, R.R. and Nauman E.A. (2006). Peak torque and rotational stiffness developed at the shoe-surface interface: the effect of shoe type and playing surface. Am. J. Sports Med., 34, 415-422 McLean, S.G., Neal, R.J., Myers, P.T. and Walters M.R. (1999). Knee joint kinematics during the sidestep cutting maneuver: potential for injury in women. Med. Sci. Sports Exerc., 31, 959-968 McNitt, A.S. (2005). Synthetic turf in the USA – Trends and issues. International Turfgrass Society Research Journal, 10, 27-33 McPoil, T.G. (2000). Athletic footwear: design, performance and selection issues. Journal of Science and Medicine in Sport, 3, 260-267

63

Meijer K., Dethmers J., Savelberg H., Willems P. and Wijers B. (2006). Biomechanical analysis of running on third generation artificial soccer turf. Engineering of Sport 6, Volume 2, Development for Disciplines Millburn, P.D. and Barry, B. (1998). Shoe-surface interaction and the reduction of injury in rugby union. Sports Med, 25, 319-327 Naunheim, R., Parrott, H. and Standeven, J. (2004). A comparison of artificial turf. Journal of trauma, 57, 1311-1314 Neptune, R.R., Wright, I.C. and Van Den Bogaert, A.J. (1999). Muscle coordination and function during cutting movements. Med. Sci. Sports Exerc., 32, 294-302 Nigg, B.M. and Segesser, B. (1992). Biomechanical and orthopedic concepts in sport shoe construction. Med. Sci. Sports Exerc., 24, 595-602 Orchard, J., Seward, H., McGivern, J. and Hood, S. (1999). Rainfall, evaporation and the risk of non-contact anterior cruciate ligament injury in the Australian Football League. Medical Journal of Australia, 170, 304-306 Orchard, J. (2002). Is there a relationship between ground and climatic conditions and injuries in football. Sports Med, 32, 419-432 Otago, L., Swan, P., Chivers, I., Finch, C., Payne, W. and Orchard, J. (2007). Ground conditions and injury risk-implications for sports grounds assessment practices in Victoria. School of Human Movement and Sport Sciences University of Ballarat Patla, A.E., Prentice, S.D., Robinson, C. and Neufeld, J. (1991). Visual control of locomotion: Strategies for changing direction and for going over obstacles. Journal of Experimental Psychology, 17, 603-634 Pedroza, A., Fernandez, S., Heidt, R., Kaeding, R. (2010). Evaluation of the shoe-surface interaction using an agility maneuver. Medicine & Science in Sports & Exercise, Published ahead of print Perry, J. and Hislop, H.J. (1982). Principles of lower-extremity bracing. American Physical Therapy Association, Washington, D.C. 64

Pollard, C., Sigward, S. and Powers, C. (2007). Gender differences in hip joint kinematics and kinetics during side-step cutting maneuver. Clin Sport Med, 17 (1), 38-42 Queen, R.M., Charnock, B.L., Garrett W.E., Hardaker W.M. and Sims E. L. (2007). A comparison of cleat types during two football-specific tasks on FieldTurf. British Journal of Sports Medicin, 42, 478-284 Rand, M.K. and Ohtsuki, T. (2000). EMG analysis of lower limb muscles in humans during quick change in running directions. Gait and Posture, 12, 169-183 Sabick, M., Cooper, B., Kuhlman, S. and Pfeiffer, R. (2009). Balancing risks, rewards of athletic shoe traction. Lower Extremity Review, October 09 Sanna, G. and O’Connora, K. (2007). Fatigue-related changes in stance leg mechanics during sidestep cutting maneuvers. Clin Biomech, 23 (7), 946-54 Santos, D., Carline, T., Flynn, L., Pitman, D., Feeney, D., Patterson, C. and Westland, E. (2001). Distribution of in-shoe dynamic plantar foot pressures in professional football players. The Foot, 11, 10-14 Severn, K. (2007). The play performance of six water based field hockey pitches: Spatial and temporal changes. Science, Technology and Research into Sport Surfaces (STARSS) Conference, 17th & 18th September Severn, K.A., Fleming, P.R. and Nixon, N. (2008). Science of synthetic turf surfaces: Player interactions. Proceedings of 7th ISEA Conference, June 2-6 Shorten, M., Hudson, B. and Himmelsbach, J. (2003). Shoe-surface traction of conventional and in-filled synthetic turf football surfaces. Biomechanica LLC Stiles, V., James, I., Dixon, S. and Guisasola, I. (2009). Natural Turf Surfaces: The case for continued research. Sports Medecine, 39 (1), 65-84 Tominaga, R., Ishii, Y., Tanaka, T., Chen, Z., Wang, Y. and Watanabe, K. (2010). The motion analysis of side-step cutting in football players. Journal of Strength and Conditioning Research, 24, 1

65

Tsai, L., Sigward, S., Pollard, C., Fletcher, M. and Powers, C. (2009). Effects of fatigue and recovery on knee mechanics during side-step cutting. Med Sci Sports Exerc United States of education (2003). Synthetic turf background information. Township High School District, USA, 21, 1 Vachon, F. (2004). Football boot sole configurations and their influence upon surface adhesion. XL Generation, Canada Vachon, F. (2004). Influence of studs material and applied weight on the rotational resistance. XL Generation, Canada Valiant, G.A. (1987). The relationship between normal pressure and the friction developed by shoe outsole material on a court surface. J. Biomechanics, 20, 892 Vanrenterghem, J., Gromley, D., Robinson, M. and

Lees, A. (2010). Solutions for

representing the whole-body centre of mass in side cutting manoeuvres based on data that is typically available for lower limb kinematics. Gait & Posture, 31, 517–521 Verhelst, R. (2010). Studie van de bal-veld en speler-veld-interactie op kunstgrasvelden. Doctoraat Universiteit Gent, België Villwock, M.R., Meyer, E.G., Powell, J.W., Fouty, A.J. and Haut R.C. (2009). Football playing surface and shoe design affect rotational traction. Am. J. Sports Med., 37, 518-525 Winterbottom, W. (1985). Artificial grass surfaces for Association Football. Sports Council, London, 127 pp. Zanetti, E.M. (2009). Amateur football game on artificial turf: Players’ perceptions. Applied Ergonomics, 40, 485-490

66

8

BIJLAGEN

Lijst van bijlagen 1.

Data van materiaaltesten van de artificiële turf ondergrond gebruikt in deze studie, zowel droog als nat (twee pogingen ter vergelijking met de FIFA** criteria)

2.

Kinematische markerset: overzicht

3.

De persoonlijke en antropometrische data van de proefpersonen

4.

Kinematische principes van het VISUAL 3D analyse programma

5.

Beschrijving van de 90° variabelen

6.

ICC waarden vaar de variabelen in de droge en de natte conditie

7.

Repeated Measures (3x2) tabel met gemiddelden, standaarddeviaties en pwaarden voor alle 90° variabelen

8.

Tabel met gemiddelden en standaarddeviaties specifiek voor de aparte ondergrond- en schoencondities

9.

Tabel hoofdeffecten ondergrondconditie

10.

Tabel hoofdeffecten schoenconditie

11.

Visual analogue scale, de vragenlijst voor het meten van de perceptie ven de schoenen

12.

Informed consent

67

8.1

Bijlage 1

Data van materiaaltesten van de artificiële turf ondergrond gebruikt in deze studie, zowel droog als nat (twee pogingen ter vergelijking met de FIFA** criteria)

68

8.2

Bijlage 2

Overzicht van de Markerset Indoor testen LINKS

RECHTS

Meta5

Meta5

Meta1

Meta1

Instep

Instep

Big toe

Big toe

Achilles

Achilles

Calca_lat

Calca_lat

Calca_med

Calca_med

Malleolus_lat

Malleolus_lat

Malleolus_med

Malleolus_med

Shank plate (4 markers)

Shank plate (4 markers)

Epic_femur_lat

Epic_femur_lat

Epic_femur_med

Epic_femur_med

Thight plate (4 markers)

Thight plate (4 markers)

Troch_major

Troch_major

Sias

Sias

Sips

Sips

Proc_coracoideus

Proc_coracoideus

Triceps_brachii

Triceps_brachii

Epic_humerus_lat

Epic_humerus_lat

Ulna

Ulna

Proc_styloideus

Proc_styloideus

C7

Schoen markers

Malleoli

Tibia anterior - lateral Epicondylus femur

Vastus lateralis femur Trochantor major SIAS SIPS Processus Coracoideus

Epicondylus Humerus

Processus styloideus Cervicale vertebra 7

69

8.3

Bijlage 3

De persoonlijke en antropometrische data van de proefpersonen Maandag 14 en 21/09 800 - 1100 1100 - 1400 1400 - 1700 1700 - 2000

Droog

Nat

initialen JL MM

ID 1 2

Geboortedatum 19/02/1992 5/10/1991

Schoenmaat TF 42 45

Schoenmaat AG 42 45

Ploag Roeselare Dender

Positie Keeper Keeper

Leeftijd 17,0 17,0

lengte gewicht 177,0 70,0 180,5 69,0

dominante voet Right Right

NH

4

31/01/1994

41

41

Lokeren

Midfielder

15,0

169,0

61,0

Right

dinsdag 15 en 22/09 800 - 1100 1100 - 1400 1400 - 1700 1700 - 2000

JH

5

6/02/1993

44

44

Gent

Central defender

16,0

180,0

73,0

Left

VC SB

7 8

22/01/1993 2/09/1992

43 45

44 45

Zulte-Waregem Gent

Attacker Midfielder

16,0 17,0

177,0 179,0

70,0 65,0

Right Right

woensdag 16 en 23/09 800 - 1100 1100 - 1400 1400 - 1700 1700 - 2000

JS GR CB ADG

9 11 16 10

12/10/1993 18/06/1994 4/04/1991 18/09/1993

41 44 42 44

41 44 42 44

Zulte-Waregem Gent Anzegem Gent

Central midfielder Central defender Attacker Right back

15,0 15,0 19,0 16,0

164,0 176,0 176,0 187,0

51,0 70,0 75,0 73,0

Right Right Right Right

donderdag 17 en 24/09 800 - 1100 1100 - 1400 1400 - 1700 1700 - 2000

SBE AV SVG

13 14 15

22/08/1993 14/05/1992 9/01/1992

43 41 41

43 40,5 40,5

Gent Gent St. Wetteren

Central midfielder Central midfielder Keeper

16,0 17,0 17,0

181,0 161,5 164,0

66,0 55,0 74,0

Right Right Right

vrijdag 18 en 25/09 800 - 1100 1100 - 1400 1400 - 1700 1700 - 2000

JHO KH MK

17 18 19

21/03/1994 26/05/1993 23/10/1992

41 45,5 45,5

41 45,5 45,5

Gent Gent Gent

Defender Attacker Central defender

15,0 16,0 16,0

170,0 185,5 193,0

54,0 71,0 79,0

Left Right Right

70

8.4

Bijlage 4

Kinematische principes van het VISUAL 3D analyse programma

Standard kinematic conventions in V3D Right Leg Foot: Heel- toe stand Inversion- eversion Rotation

(Toe stand+) (EVERS+) (ADD+)

Neutral or flat position ≈ 0° Neutral position ≈ -0,7°

Ankle: Dorsi- plantar flexion Pronation- supination Torsion

(DFL+) (PRON+) (FFADDUCTION+)

Neutral position ≈ 67,5° Neutral position ≈ -9,5° Neutral position ≈ -7,6°

Knee: Extension- flexion Valgus- varus Torsion

(EXT+) (VAR+ or ADD+) (INTROT+)

Neutral position ≈ -11,9° Neutral position ≈ -0,4° Neutral position ≈ -3,8°

Hip (FL+)(ADD+) (INTROT+)

Left Leg Ankle (DFL+) (INVER+) (FFABDUCTION+) Knee(EXT+) (ABD+) (EXTROT+) Hip(FL+)(ABD+) (EXTROT+)

71

Anatomical interpretation The distal segment moves over the proximal (proximal segment is fixed) E.g.: Torsion in the ankle

Tibia = proximal (fixed)

The foot adducts respective to the tibia Foot Adduction = internal rotation in the ankle

Right Foot = distal segment Lateral view

72

Foot angle (Heel- toe stand or foot inclination) This is the angle between the foot sole and the ground (Toe stand +)

Neutral or flat condition α = 0° α

Knee and ankle angle

α = + 90°

(Flexion-extension)

Knee angle

Neutral knee angle ≈ -11,9° EXT+ = knee angle > 11,9°

Ankle angle

Neutral ankle angle ≈ 67,5° DFL+ = ankle angle > 67,5°

Axis Qualisys z

y

Running direction x

73

8.5

Bijlage 5

Beschrijving van de 90° variabelen Benaming

Beschrijving

Eenheid

contact time [s]

Contacttijd van de voet tijdens de draaibeweging

s

t_Fzi_max [s] Fzi_max [BW] Fzi_av [BW] t_LRzi_max [s] LRzi_max [BW/s] LRzi_av [BW/s]

tijdstip waarop maximale verticale impactkracht optreed maximale verticale impactkracht (Fzi) gemiddelde verticale impactkracht (van contact tot de piek) tijdstip van de maximale verticale belastingssnelheid (voor de maximale verticale kracht) maximale verticale belastingssnelheid (voor de maximale verticale krachtwerking) gemiddelde verticale belastingssnelheid (van contact tot de piek)

s BW BW s BW/s BW/s

t_Fxi_max [s] Fxi_max [BW] Fxi_av [BW] t_LRxi_max [s] LRxi_max [BW/s] LRxi_av [BW/s]

tijdstip van de maximale anterior-posterior impactkracht maximale anterior-posterior impactkracht (Fxi) gemiddelde amterior-posterior impactkracht (van contact tot piek Fxi) begin maximale anterior-posterior belastingssnelheid (voor het maximum van Fxi) maximale anterior-posterior belastingssnelheid (voor het maximum van Fxi) gemiddelde amterior-posterior belastingssnelheid (van contact tot piek Fxi)

s BW BW s BW/s BW/s

tot_vert_imp [BWs] tot_horx_imp [BWs]

totale verticale impuls (boven het lichaamsgewicht) totale horizontale impuls in anterior-posterior richting

BWs BWs

Traction_max [-] Traction_av [-] (0,1-0,2s) Traction_av [-] (0,15-0,25s) Traction_av [-] (0,1-BW/2) Traction_av [-] (±5% COMx)

maximale tractie tijdens de beweging (met uitsluiting van de versoring op het einde) gemiddelde tractie tussen 0,1 s en 0,2 s van contacttijd gemiddelde tractie tussen 0,15 s en 0,25 s van contacttijd gemiddelde tractie tussen 0,1 s van contacttijd en begin van Fz lager dan BW/2 gemiddelde tractie tussen ± 5% marge van het tijdstip waarop maximale lichaamszwaartepunt

-

Mz_max [BWm] t_Mz_max [s] Mz_min [BWm] t_Mz_min [s] Mz_av [BWm] (±5% COMx)

maximale vrije moment begin maximale vrije moment minimale vrije moment begin minimale vrije moment gemiddelde vrije moment (tussen ± 5% marge van maximale lichaamszwaartepunt )

BWm s BWm s BWm

rel_coef_max [m] rel_coef_av [m] (±5% COMx)

maximale loslaat coëfficiënt (Mz/Fz) tijdens de beweging gemiddelde loslaat coëfficiënt (Mz/Fz) tussen ± 5% marge van maximale lichaamszwaartepunt

-

foot_inclination_initial [°]

initiele voet inclinatie hoek

°

foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_min [°] foot_rotation_angle_max [°]

initiele rotatiehoek van de voet minimale rotatiehoek van de voet tijdens contact maximale rotatiehoek van de voet tijdens contact

° ° °

heel_translation_x_max [m] instep_translation_x_max [m]

afstand in anterior-posterior richting van de hiel marker tijdens contact afstand in anterior-posterior richting van de instep marker tijdens contact

m m

in_eversion_initial [°] in_eversion_min [°] in_eversion_max_angle_change [°/s]

initiele inversie-eversie hoek van de voet maximale inversie-eversie hoek van de voet maximale inversie-eversie hoek snelheidsverandering

° ° °/s

dorsi_plantar_initial [°] dorsi_plantar_max [°] dorsi_plantar_max_angle_change [°/s]

initiele dorsi-plantaire flexie hoek van de enkel maximale dorsi-plantaire flexie hoek van de enkel maximale dorsi-plantaire flexie hoek snelheidsverandering

° ° °/s

pron_sup_initial [°] pron_sup_max [°] pron_sup_max_angle_change [°/s]

initiele pronatie-supinatie hoek van de enkel maximale pronatie-supinatie hoek van de enkel maximale pronatie-supinatie hoek snelheidsverandering

° ° °/s

ankle_torsion_initial [°] ankle_torsion_min [°] ankle_torsion_max_angle_change [°/s]

initiele torsie hoek van de enkel maximale torsie hoek van de enkel maximale enkel torsie hoek snelheidsverandering

° ° °/s

ext_flex_initial [°] ext_flex_min [°] ext_flex_max_angle_change [°/s]

initiele flexie-extensie hoek van de knie maximale flexie-extensie hoek van de knie maximale knie flexie-extensie hoek snelheidsverandering

° ° °/s

valg_var_initial [°] valg_var_max [°] valg_var_max_angle_change [°/s]

initiele valgus-varus hoek van de knie maximale valgus-varus hoek van de knie maximale valgus-varus hoek snelheidsverandering

° ° °/s

knee_torsion_initial [°] knee_torsion_min [°] knee_torsion_max_angle_change [°/s]

initiele torsie hoek van de knie maximale torsie hoek van de knie maximale knie torsie hoek snelheidsverandering

° ° °/s

t_traction_max Fz_t_traction_max Fx_t_traction_max Vector angel_t_traction_max

begin maximale tractie verticale kracht op het tijdstip van de maximale tractie horiwontale kracht op het tijdstip van de maximale tractie hoek tussem de resultante kracht van Fz-Fhor en de grond op het tijdstip van maximale tractie

s N N °

v_COM_x_CO v_COM_x_TO

snelheid van lichaamszwaartepunt in anterior-posterior richting op moment van contact snelheid van lichaamszwaartepunt in anterior-posterior richting op moment van afstoot

m/s m/s

Range_of_motion_foot_inclination Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max Range_of motion_dorsi_plantar_max Range_of_motion_pron_sup_t_Fzi_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max v_COM_y_CO v_COM_y_TO t_Fyi_max [s] Fyi_max [BW] Fyi_av [BW] t_LRyi_max [s] LRyi_max [BW/s] LRyi_av [BW/s] tot_hory_imp [BWs]

bewegingsreikwijdte van de voet inclinatie hoek tijdens de impact tussen contact en het tijdstip van maximale vertikale kracht bewegingsreikwijdte van de voet rotatie hoek tijdens de impact tussen contact en het tijdstip van maximale vertikale kracht bewegingsreikwijdte van de voet inversie-eversie hoek tussen contact en de minimale waarde bewegingsreikwijdte van de enkel dorsi-plantaire flexie hoek tijdens contact en de maximale waarde bewegingsreikwijdte van de knie pronatie-supinatie hoek tijdens contact en het tijdstip van maximale vertikale kracht bewegingsreikwijdte van de knie extensie-flexie hoek tijdens contact en de minimale waarde snelheid van lichaamszwaartepunt in medio-laterale richting op moment van contact snelheid van lichaamszwaartepunt in medio-laterale richting op moment van afstoot tijdstip van maximale medio-laterale impactkracht maximale medio-laterale impactkracht gemiddelde medio-laterale impactkracht tijdstip van maximale medio-laterale belastingssnelheid maximale medio-laterale belastingssnelheid gemiddelde medio-laterale belastingssnelheid totale horizontale impuls in medio-laterale richting

° ° ° ° ° ° m/s m/s s BW BW s BW/s BW/s BWs

v_COM_hor_CO v_COM_hor_TO t_Fhori_max [s] Fhori_max [BW] Fhori_av [BW] t_LRhori_max [s] LRhori_max [BW/s] LRhori_av [BW/s] tot_hor_imp [BWs]

horizontale snelheid van lichaamszwaartepunt op moment van contact horizontale snelheid van lichaamszwaartepunt op moment van afstoot tijdstip van maximale horizontale impactkracht maximale horizontale impactkracht gemiddelde horizontale impactkracht tijdstip van maximale horizontale belastingssnelheid maximale horizontale belastingssnelheid gemiddelde horizontale belastingssnelheid totale horizontale impuls

m/s m/s s BW BW s BW/s BW/s BWs

74

8.6

Bijlage 6

ICC waarden vaar de variabelen in de droge conditie Variabelen (n=12) t_max_COM_x [s] contact time [s] t_Fzi_max [s] Fzi_max [BW] Fzi_av [BW] t_LRzi_max [s] LRzi_max [BW/s] LRzi_av [BW/s] t_Fxi_max [s] Fxi_max [BW] Fxi_av [BW] t_LRxi_max [s] LRxi_max [BW/s] LRxi_av [BW/s] tot_vert_imp [BWs] tot_horx_imp [BWs] Traction_max [-] Traction_av [-] (0,1-0,3s) Traction_av [-] (0,15-0,25s) Traction_av [-] (0,1-BW/2) Traction_av [-] (±5% COMx) Mz_max [BWm] t_Mz_max [s] Mz_min [BWm] t_Mz_min [s] Mz_av [BWm] (±5% COMx) rel_coef_max [m] rel_coef_av [m] (±5% COMx) t_traction_max Fz_t_traction_max Fx_t_traction_max Vector angel_t_traction_max v_COM_x_CO v_COM_x_TO v_COM_y_CO v_COM_y_TO t_Fyi_max [s] Fyi_max [BW] Fyi_av [BW] t_LRyi_max [s] LRyi_max [BW/s] LRyi_av [BW/s] tot_hory_imp [BWs] v_COM_hor_CO v_COM_hor_TO t_Fhori_max [s] Fhori_max [BW] Fhori_av [BW] t_LRhori_max [s] LRhori_max [BW/s] LRhori_av [BW/s] tot_hor_imp [BWs]

Cronbach Alpha coëfficiënt Global / 0,879 0,855 0,9 0,865 0,705 0,889 0,889 0,732 0,941 0,853 0,481 0,94 0,884 0,959 0,921 0,71 0,797 / 0,7 / 0,685 0,571 0,81 0,791 / / / 0,534 0,327 0,373 0,7 / 0,916 -0,222 0,651 0,978 0,869 0,819 0,741 0,794 0,794 0,952 0,721 0,784 0,461 0,941 0,823 0,502 0,935 0,892 0,925

Variabelen (n=12) foot_inclination_initial [°] foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_min [°] foot_rotation_angle_max [°] in_eversion_initial [°] in_eversion_min [°] in_eversion_max_angle_change [°/s] dorsi_plantar_initial [°] dorsi_plantar_max [°] dorsi_plantar_max_angle_change [°/s] pron_sup_initial [°] pron_sup_max [°] pron_sup_max_angle_change [°/s] ankle_torsion_initial [°] ankle_torsion_min [°] ankle_torsion_max_angle_change [°/s] ext_flex_initial [°] ext_flex_min [°] ext_flex_max_angle_change [°/s] valg_var_initial [°] valg_var_max_angle_change [°/s] knee_torsion_initial [°] knee_torsion_min [°] knee_torsion_max_angle_change [°/s] Range_of_motion_foot_inclination Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max Range_of motion_dorsi_plantar_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max

Cronbach Alpha coëfficiënt Globaal 0,929 0,937 0,913 0,936 0,9 0,953 / 0,893 0,975 / 0,904 0,968 / 0,981 0,979 / 0,869 0,915 / 0,994 / 0,993 0,995 / 0,917 0,814 0,876 0,926 0,884

Chronbach's alpha coefficient < 0.70 in het vet

Chronbach's alpha coefficient < 0.70 in het vet

75

ICC waarden vaar de variabelen in de droge en de natte conditie

Variabelen (n=12) t_max_COM_x [s] contact time [s] t_Fzi_max [s] Fzi_max [BW] Fzi_av [BW] t_LRzi_max [s] LRzi_max [BW/s] LRzi_av [BW/s] t_Fxi_max [s] Fxi_max [BW] Fxi_av [BW] t_LRxi_max [s] LRxi_max [BW/s] LRxi_av [BW/s] tot_vert_imp [BWs] tot_horx_imp [BWs] Traction_max [-] Traction_av [-] (0,1-0,3s) Traction_av [-] (0,15-0,25s) Traction_av [-] (0,1-BW/2) Traction_av [-] (±5% COMx) Mz_max [BWm] t_Mz_max [s] Mz_min [BWm] t_Mz_min [s] Mz_av [BWm] (±5% COMx) rel_coef_max [m] rel_coef_av [m] (±5% COMx) t_traction_max Fz_t_traction_max Fx_t_traction_max Vector angel_t_traction_max v_COM_x_CO v_COM_x_TO v_COM_y_CO v_COM_y_TO t_Fyi_max [s] Fyi_max [BW] Fyi_av [BW] t_LRyi_max [s] LRyi_max [BW/s] LRyi_av [BW/s] tot_hory_imp [BWs] v_COM_hor_CO v_COM_hor_TO t_Fhori_max [s] Fhori_max [BW] Fhori_av [BW] t_LRhori_max [s] LRhori_max [BW/s] LRhori_av [BW/s] tot_hor_imp [BWs]

Cronbach Alpha coëfficiënt Global / 0,963 0,887 0,818 0,788 0,772 0,899 0,921 0,75 0,865 0,848 0,746 0,907 0,851 0,956 0,931 0,829 0,939 / 0,92 / 0,61 0,598 0,803 0,628 / / / 0,773 0,581 0,593 0,825 / 0,909 / 0,645 0,848 0,912 0,867 0,848 0,871 0,861 0,949 0,797 0,757 0,527 0,866 0,866 0,833 0,895 0,846 0,946

Variabelen (n=12) foot_inclination_initial [°] foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_min [°] foot_rotation_angle_max [°] heel_translation_x_max [m] instep_translation_x_max [m] in_eversion_initial [°] in_eversion_min [°] in_eversion_max_angle_change [°/s] dorsi_plantar_initial [°] dorsi_plantar_max [°] dorsi_plantar_max_angle_change [°/s] pron_sup_initial [°] pron_sup_max [°] pron_sup_max_angle_change [°/s] ankle_torsion_initial [°] ankle_torsion_min [°] ankle_torsion_max_angle_change [°/s] ext_flex_initial [°] ext_flex_min [°] ext_flex_max_angle_change [°/s] valg_var_initial [°] valg_var_max [°] valg_var_max_angle_change [°/s] knee_torsion_initial [°] knee_torsion_min [°] knee_torsion_max_angle_change [°/s] Range_of_motion_foot_inclination Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max Range_of motion_dorsi_plantar_max Range_of_motion_pron_sup_t_Fzi_max Range_of_motion_ankle_torsion_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max

Cronbach Alpha coëfficiënt Globaal 0,914 0,951 0,929 0,955 0,936 0,939 0,952 0,938 / 0,836 0,981 / 0,903 0,986 / 0,951 0,958 / 0,988 0,996 / 0,976 0,992 / 0,993 0,995 / 0,91 0,854 0,883 0,936 0,755 0,969 0,943

Chronbach's alpha coefficienten < 0.70 in het vet

Chronbach's alpha coefficienten < 0.70 in het vet

76

8.7

Bijlage 7

Repeated Measures (3x2) tabel met gemiddelden, standaarddeviaties en p-waarden voor alle 90° variabelen DRY

WET

Univariaat Hoofdeffect ondergrond P-waarde 0,073 0,712 0,011

contact time [s] v_COM_hor_CO v_COM_hor_TO

Gem 0,280 2,406 3,425

Stdev 0,017 0,543 0,198

Gem 0,272 2,451 3,408

Stdev 0,030 0,585 0,198

Gem 0,269 2,476 3,360

Stdev 0,033 0,677 0,208

Gem 0,304 2,387 3,272

Stdev 0,051 0,601 0,318

Gem 0,285 2,588 3,318

Stdev 0,056 0,504 0,192

Gem 0,292 2,522 3,339

Stdev 0,053 0,549 0,209

Interactie effect P-waarde 0,609 0,545 0,379

Fzi_max [BW] LRzi_av [BW/s] Fhori_max [BW] LRhori_av [BW/s] tot_vert_imp [BWs] tot_hor_imp [BWs] Traction_max [-] Traction_av [-] (0,1-0,2s) t_Mz_max [s] Vector_angle_initial [°]

2,806 85,934 1,693 46,260 0,190 0,287 1,059 0,668 0,098 50,876

0,514 30,153 0,445 16,963 0,029 0,026 0,168 0,039 0,083 8,600

2,654 91,081 1,603 46,078 0,177 0,274 0,975 0,676 0,146 51,521

0,544 2,816 43,161 107,372 0,395 1,652 17,876 49,986 0,037 0,178 0,035 0,276 0,116 0,959 0,046 0,683 0,067 0,142 7,076 52,296

0,576 48,300 0,396 19,567 0,041 0,042 0,113 0,041 0,093 4,482

2,670 88,695 1,568 45,394 0,182 0,282 0,887 0,634 0,075 57,407

0,398 28,689 0,269 14,052 0,028 0,041 0,109 0,062 0,090 7,173

2,507 88,691 1,490 39,861 0,173 0,270 0,860 0,661 0,086 60,650

0,409 2,840 44,894 112,731 0,301 1,582 14,937 51,368 0,034 0,180 0,041 0,281 0,087 0,863 0,061 0,645 0,103 0,085 5,294 59,849

0,420 47,181 0,257 14,119 0,032 0,040 0,072 0,073 0,060 8,773

0,286 0,677 0,751 0,135 0,334 0,331 0,315 0,283 0,517 0,680

0,294 0,76 0,197 0,474 0,587 0,8 0,002 0,032 0,087 0,008

0,026 0,012 0,048 0,004 0,034 0,015 0,004 0,158 0,255 0,342

-33,654

6,032

-33,846

6,085 -33,507

5,915 -31,392

6,885 -31,176

6,363

0,995

0,202

0,964

-6,493 21,135 24,101 20,490 7,669 -5,227 3,515 2,461 21,302 29,522 32,777

10,880 7,324 9,432 5,817 12,701 19,070 6,218 2,835 6,149 11,094 5,424

-9,642 21,715 23,925 25,019 6,687 -5,165 4,249 1,798 19,420 31,001 31,372

7,087 11,908 11,562 9,551 8,968 21,016 4,976 1,424 8,839 13,234 13,327

0,198 0,531 0,592 0,757 0,665 0,599 0,274 0,465 0,386 0,185 0,663

0,491 0,661 0,837 0,1 0,761 0,771 0,355 0,88 0,02 0,596 0,943

0,409 0,379 0,575 0,107 0,592 0,712 0,239 0,22 0,377 0,377 0,045

Variabelen

MzMax (Nm) foot_inclination_initial [°] foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_max [°] in_eversion_initial [°] valg_var_max [°] knee_torsion_initial [°] Range_of_motion_foot_inclination Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max Range_of_motion_dorsi_plantar_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max

A

B

C

9,900 8,421 9,757 7,937 12,723 18,613 6,068 1,885 7,599 15,965 6,549

-5,971 23,893 25,844 25,104 7,732 -6,042 2,395 1,205 19,960 30,645 30,471

A

6,128 -31,442 6,967 -11,779 8,148 20,722 10,075 23,351 7,126 17,983 14,139 6,286 18,703 -7,277 4,099 7,310 1,600 1,695 6,287 16,299 9,814 24,541 6,695 33,256

B

10,620 9,906 10,901 8,200 8,874 21,035 7,118 2,241 5,388 11,837 10,218

-7,732 22,171 25,572 21,966 6,070 -8,258 3,635 2,178 18,450 30,802 30,202

C

9,708 11,582 14,242 8,156 6,918 21,151 6,264 2,815 8,327 16,403 10,454

-7,045 21,128 23,731 21,417 6,415 -6,961 3,501 1,383 14,150 31,960 30,709

Hoofdeffect shoen P-waarde 0,111 0,304 0,961

12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 11 12

77

N

11 11 11 8 12 12 11 11 8 11 12

8.8

Bijlage 8

Tabel met gemiddelden en standaarddeviaties specifiek voor de aparte ondergrond- en schoencondities

Hoofdeffect ondergrond contact time [s] v_COM_hor_CO v_COM_hor_TO Fzi_max [BW] LRzi_av [BW/s] Fhori_max [BW] LRhori_av [BW/s] tot_vert_imp [BWs] tot_hor_imp [BWs] Traction_max [-] Traction_av [-] (0,1-0,2s) t_Mz_max [s] Vector_angle_initial [°] MzMax (Nm) foot_inclination_initial [°] foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_max [°] in_eversion_initial [°] valg_var_max [°] knee_torsion_initial [°] Range_of_motion_foot_inclination Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max Range_of_motion_dorsi_plantar_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max

Droog

Nat

0,274 2,444 3,398

0,007

2,759 94,795 1,649 47,441 0,181 0,279 0,998 0,675 0,129 51,564

0,148 11,000 0,114 4,991 0,010 0,010 0,034 0,011

-33,669 -7,369 22,248 24,623 23,538 7,363 -5,478 3,386 1,821 20,227 30,389 31,540

Hoofdeffect schoen

0,293 2,499 3,310

0,015

0,105 11,175 0,076 3,840 0,009 0,011 0,024 0,017

1,594

2,672 96,705 1,546 45,541 0,178 0,278 0,870 0,647 0,082 59,302

1,889

Fzi_max [BW] LRzi_av [BW/s] Fhori_max [BW] LRhori_av [BW/s] tot_vert_imp [BWs] tot_hor_imp [BWs] Traction_max [-] Traction_av [-] (0,1-0,2s) t_Mz_max [s] Vector_angle_initial [°]

1,349

-31,337

1,751

MzMax (Nm)

0,049

2,338

2,073 1,716

-8,852 21,340 24,218 20,455 6,257 -7,499 4,816 1,752 16,300 29,101 31,389

0,055

2,533

2,332 3,160

contact time [s] v_COM_hor_CO v_COM_hor_TO

foot_inclination_initial [°] foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_max [°] in_eversion_initial [°] valg_var_max [°] knee_torsion_initial [°] Range_of_motion_foot_inclination Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max Range_of_motion_dorsi_plantar_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max

Schoen A

Schoen B

0,292 2,397 3,349

0,009

2,738 87,314 1,631 45,827 0,186 0,285 0,973 0,651 0,087 54,142

0,121 7,839 0,089 3,963 0,008 0,009 0,029

-32,548 -9,136 20,929 23,726 19,237 6,978 -6,252 5,413 2,078 18,800 27,031 33,017

Schoen C

0,278 2,519 3,363

0,012

0,133 12,432 0,093 4,567 0,010 0,010 0,025

1,676

2,580 89,886 1,546 42,969 0,175 0,272 0,917 0,668 0,116 56,086

1,173

-32,619

0,063

2,237

1,826 1,993

-8,687 21,943 24,748 23,493 6,379 -6,712 3,942 1,988 18,935 30,901 30,787

0,281 2,499 3,349

0,012

0,136 12,855 0,091 4,681 0,010 0,120 0,023

1,166

2,828 110,051 1,617 50,677 0,179 0,278 0,911 0,664 0,114 56,073

1,518

-32,342

1,535

0,053

2,767

2,693 2,351

0,056

1,667

-6,508 22,511 24,787 23,260 7,073 -6,501 2,948 1,294 17,055 31,303 30,590

2,609

2,274 2,787

78

8.9

Bijlage 9

Tabel: Significante verschillen onder ondergrondcondities voor alle variabelen van de 90° draaibeweging

90° VARIABLES t_max_COM_x [s] contact time [s] v_COM_hor_CO v_COM_hor_TO

DRY

WET / ≤ ns >

Fzi_max [BW] LRzi_av [BW/s] Fhori_max [BW] LRhori_av [BW/s] tot_vert_imp [BWs] vert_imp_po [BWs] tot_hor_imp [BWs] hor_imp_br [BWs] hor_imp_po [BWs] Traction_max [-] Traction_av [-] Mz_av [BWm] t_Mz_max [s] Vector_angle_initial [°]

ns ns ns ns ns / ns / / > > / ns <

MzMax

ns

foot_inclination_initial [°] foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_max [°] in_eversion_initial [°] pron_sup_initial [°] knee_torsion_initial [°] Range_of_motion_foot_inclination Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max Range_of motion_dorsi_plantar_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max Range_of_motion_pron_sup_t_Fzi_max

ns ns ns ≥ ns ns ns ns > ns ns ns

> of < toont de richting van significantie (p < 0,05) tussen de 2 ondergrondcondities ≥ of ≤ toont de richting van trend tot significantie (p = *0,05 - 0,10+) tussen de 2 ondergrondcondities

79

8.10 Bijlage 10

Tabel: Significante verschillen onder schoencondities voor alle variabelen van de 90° draaibeweging

90° VARIABELEN t_max_COM_x [s] contact time [s] v_COM_x_CO v_COM_x_TO Fzi_max [BW] LRzi_av [BW/s] Fhori_max [BW] LRhori_av [BW/s] tot_vert_imp [BWs] vert_imp_po [BWs] tot_hor_imp [BWs] hor_imp_br [BWs] hor_imp_po [BWs] Traction_max [-] Traction_av [-] Mz_av [BWm] t_Mz_max [s] Vector_angle_initial [°]

A

B / ns ns ns

C

1,2 1 1 1,2 1>

1 1 2 1 2 / 2 / / 2 ns / ns ns

≤2 <2 <1 <2 1,2

1>

1>

MzMax [Nm]

ns

foot_inclination_initial [°] foot_rotation_angle_initial [°] foot_rotation_angle_max [°] in_eversion_initial [°] pron_sup_initial [°] knee_torsion_initial [°] Range_of_motion_foot_inclination Range_of_motion_foot_rotation Range_of_motion_in_eversie_max Range_of motion_dorsi_plantar_max Range_of_motion_ext_flex_knee_max Range_of_motion_pron_sup_t_Fzi_max

ns ns ns ns ns ns ns ns ns ns 2 2

1> 1≤

1,2

2

2 >1

Deze tabel toont de significante verschillen vanuit de "pairwise comparison" post hoc-testen van de hoofdeffecten onder de schoenconditie. De cijfers, binnen eenzelfde variabele, die overeenkomen verschillen niet significant van elkaar. Cijfers die verschillen zijn significant verschillend.

80

8.11 Bijlage 11 Visual analogue scale, de vragenlijst voor het meten van de perceptie ven de schoenen Naam:

Conditie: A-B-C

Player ID:

Visual Analogue scale Duid aan met een kruisje Bv;

Tijdens de testen had ik met deze schoenen…

totaal geen zijwaartse stabiliteit in de enkel

optimale zijwaartse stabiliteit in de enkel

Met deze schoenen … slipte ik voortdurend

slipte ik nooit

totaal niet comfortabel

meest comfortabele ooit

dat ik ieder moment mijn voet kon omslaan

van optimale stabiliteit

Tijdens de testen vond ik deze schoenen …

Tijdens de testen had ik het gevoel …

Tijdens deze testen voelde het draaien … erg belastend aan

totaal niet belastend aan

Ik vond het lopen

81

met deze schoenen … Totaal niet aangenaam

Heel erg aangenaam

totaal geen grip

optimale grip

Tijdens het plots draaien had ik …

Hebt u tijdens de tests met deze schoenen ergens last/pijn ondervonden? (omcirkel wat van toepassing is) NEEN

JA

(Einde)

(Ga verder naar de volgende vraag)

Geef aan hoeveel last/pijn u heeft ondervonden. (Terug met een kruisje)

Gewaarwording

Last ervaring

Pijnlijk

Had u reeds last/pijn aan deze plaats voor de tests? (Omcirkel wat van toepassing is) NEEN

JA

Deze schoenen zijn speciaal ontworpen om op kunstgras te voetballen! Welke algemene score op 10 zou je aan deze voetbalschoenen geven?

/ 10

Score 10 = perfect Score 0 = uiterst slecht

OPMERKINGEN?

82

8.12 Bijlage 12 Informed consent 1

Titel van de studie:

BIOMECHANISCHE

STUDIE

VAN

DE

SPELER-VELD

INTERACTIE

OP

VERSCHILLENDE TYPES KUNSTGRAS & NATUURGRAS. 2

Nummer van de studie:

RVERHELST001. 3

Doel van de studie:

Men heeft u gevraagd om deel te nemen aan een studie. De bedoeling van deze studie is om na te gaan wat het effect is van verschillende types voetbalschoenen op voetbalspecifieke prestaties, kans op blessures en comfort op kunstgras (fieldturf). Ook zal een analyse gebeuren van 4 verschillende voetbalspecifieke beweging in labocondities. 4

Beschrijving van de studie:

Voor deze studie zal jou gevraagd worden om bepaalde voetbalspecifieke testen (bochten lopen en shuttle run) uit te voeren met voetbalschoenen met verschillende studconfiguraties op een oppervlakte die bedekt zal zijn met kunstgras. Deze studie bestaat normaal gezien uit twee sessies. Beide sessies gaan door in het labo van de toegepaste wetenschappen (Gent). één sessie neemt ongeveer 3 uur in beslag. Er zullen in totaal een 15 tot 20-tal personen aan deze studie deelnemen. 5

Wat wordt verwacht van de deelnemer?

Voor het welslagen van de studie, is het uitermate belangrijk dat u volledig meewerkt met de onderzoeker en dat u zijn/haar instructies nauwlettend opvolgt. Bovendien moet u onderstaande items respecteren: 83

-

Doe geen buitengewoon zware fysieke inspanningen gedurende 48 uur voor het onderzoek.

-

Tijdens de proeven zal u gevraagd worden om verschillende keren aan maximale of submaximale snelheid bepaalde bewegingen uit te voeren. Het is de bedoeling dat u iedere herhaling ongeveer even snel uitvoert en niet in het begin veel harder gaat dan op het einde of omgekeerd.

-

Indien u momenteel last heeft van een kwetsuur of overbelasting moet u dit melden voor de start van het onderzoek.

6

Deelname en beëindiging:

De deelname aan deze studie vindt plaats op vrijwillige basis. U kunt weigeren om deel te nemen aan de studie, en u kunt zich op elk ogenblik terugtrekken uit de studie zonder dat u hiervoor een reden moet opgeven en zonder dat dit op enigerlei wijze een invloed zal hebben op uw verdere relatie en/of behandeling met de onderzoeker of de behandelende arts. Uw deelname aan deze studie zal worden beëindigd als de onderzoeker meent dat dit in uw belang is. U kunt ook voortijdig uit de studie worden teruggetrokken als u de in deze informatiebrief beschreven procedures niet goed opvolgt of u de beschreven items niet respecteert. Als u deelneemt, wordt u gevraagd het toestemmingsformulier te tekenen. 7

Procedures:

7.1

Procedures: -

meting van de krachtwerking & drukken ter hoogte van de voetzolen

-

meting van de snelheid dmv infrarood poortjes en/of ongevaarlijke laser (klasse 1)

-

meting van de bewegingen dmv video opnames of 3D motion capture systeem

-

metingen van enkele lichaamsafmetingen, gewicht, enz …

84

7.2

Flowchart:

Sessie 1 (op droog kunstgras)

Sessie 2 (op nat kunstgras)

Testen schoentype 1

Testen schoentype 1

- Gewenning ondergrond

- Gewenning ondergrond

- 4 voetbalspecifieke bewegingen Testen schoentype 2

- 4 voetbalspecifieke bewegingen Testen schoentype 2

- Gewenning ondergrond

- Gewenning ondergrond

- 4 voetbalspecifieke bewegingen Testen schoentype 3

- 4 voetbalspecifieke bewegingen Testen schoentype 3

- Gewenning ondergrond

- Gewenning ondergrond

- 4 voetbalspecifieke bewegingen

- 4 voetbalspecifieke bewegingen

- Vragenlijst invullen

- Vragenlijst invullen

Risico’s en voordelen: Na de proeven kan je lichte spierstijfheid en/of vermoeidheid ondervinden zoals na een normale training het geval kan zijn. Er is een zekere kans op blessures maar die zal niet groter zijn dan bij een normale voetbaltraining. U hebt het recht op elk ogenblik vragen te stellen over de mogelijke en/of gekende risico’s van deze studie. Als er in het verloop van de studie gegevens aan het licht komen die een invloed zouden kunnen hebben op uw bereidheid om te blijven deelnemen aan deze studie, zult u daarvan op de hoogte worden gebracht. Mocht u door uw deelname toch enig nadeel ondervinden, zal u een gepaste behandeling krijgen. 8

Kosten:

De proefpersonen moeten geen onkosten maken, dus er worden er ook geen vergoed. 9

Vergoeding:

Er wordt een vergoeding voorzien voor de deelnemers. 85

10 Vertrouwelijkheid: In overeenstemming met het koninklijk besluit van 8 december 1992 en het koninklijk besluit van 22 augustus 2002, zal u persoonlijke levenssfeer worden gerespecteerd en zal u toegang krijgen tot de verzamelde gegevens. Elk onjuist gegeven kan op uw verzoek verbeterd worden. Vertegenwoordigers van de opdrachtgever, auditoren, het Ethisch Comité en de bevoegde overheden hebben rechtstreeks toegang tot Uw dossiers om de procedures van de studie en/of de gegevens te controleren, zonder de vertrouwelijkheid te schenden. Dit kan enkel binnen de grenzen die door de betreffende wetten zijn toegestaan. Door het toestemmingsformulier, na voorafgaande uitleg, te ondertekenen stemt U in met deze toegang. Verslagen waarin U wordt geïdentificeerd, zullen niet openlijk beschikbaar zijn. Als de resultaten van de studie worden gepubliceerd, zal uw identiteit vertrouwelijke informatie blijven. Als er naar U wordt verwezen, zal dit alleen gebeuren aan de hand van codenummers. 11 Letsels ten gevolge van deelname aan de studie: De onderzoeker voorziet in een vergoeding en/of medische behandeling in het geval van schade en/of letsel tengevolge van deelname aan de studie. Voor dit doeleinde is een verzekering afgesloten met foutloze aansprakelijkheid conform de wet inzake experimenten op de menselijke persoon van 7 mei 2004. Op dat ogenblik kunnen uw gegevens doorgegeven worden aan de verzekeraar. 12 Contactpersoon: Als er letsel optreedt tengevolge van de studie, of als U aanvullende informatie wenst over de studie of over uw rechten en plichten, kunt U in de loop van de studie op elk ogenblik contact opnemen met: Gijs Debuyck;

tel: 09 264 94.37

Rudy Verhelst;

tel: 09 264 95.15

De contactpersoon zal dan de voorziene arts verwittigen. De proefpersoon doorverwezen worden naar Dr. Steyaert. 86

TOESTEMMINGSFORMULIER Ik, _________________________________________ heb het document “Informatiebrief voor de deelnemers aan experimenten” met als voettekst Informed consent 03/12/2008 van protocol RVERHELST001 pagina 1 tot en met 4 gelezen en er een kopij van gekregen. Ik stem in met de inhoud van het document en stem ook in deel te nemen aan de studie RVERHELST001.

Ik heb een kopij gekregen van dit ondertekende en gedateerde formulier voor “Toestemmingsformulier”. Ik heb uitleg gekregen over de aard, het doel, de duur, en de te voorziene effecten van de studie en over wat men van mij verwacht. Ik heb uitleg gekregen over de mogelijke risico’s en voordelen van de studie. Men heeft me de gelegenheid en voldoende tijd gegeven om vragen te stellen over de studie, en ik heb op al mijn vragen een bevredigend antwoord gekregen, ook op medische vragen.

Ik stem ermee in om volledig samen te werken met de toeziende onderzoeker. Ik zal hem/haar op de hoogte brengen als ik onverwachte of ongebruikelijke symptomen ervaar.

Men heeft mij ingelicht over het bestaan van een verzekeringspolis in geval er letsel zou ontstaan dat aan de studieprocedures is toe te schrijven.

Ik ben me ervan bewust dat deze studie ter beoordeling en controle aan het Ethisch Comité van het UZ Gent werd voorgelegd, en dat een gunstig advies gegeven werd over deze studie op 26/11/2008. De studie werd opgesteld en zal uitgevoerd worden volgens de ethische principes die vastgelegd zijn in de verklaring van Helsinki, opgesteld ter bescherming van individuen deelnemend aan experimenten. Ik mag me op elk ogenblik uit de studie terugtrekken zonder een reden voor deze beslissing op te geven en zonder dat dit op enigerlei wijze een invloed zal hebben op mijn verdere relatie met de onderzoeker Men heeft mij ingelicht dat zowel persoonlijke gegevens als gegevens aangaande mijn gezondheid, ras en seksuele leven worden verwerkt en bewaard gedurende minstens 30 jaar. Ik stem hiermee in en ben op de hoogte dat ik recht heb op toegang en verbetering van deze 87

gegevens. Aangezien deze gegevens verwerkt worden in het kader van medischwetenschappelijke doeleinden, begrijp ik dat de toegang tot mijn gegevens kan uitgesteld worden tot na beëindiging van het onderzoek. Indien ik toegang wil tot mijn gegevens, zal ik mij richten tot de toeziende onderzoeker die verantwoordelijk is voor de verwerking. Ik begrijp dat auditors, vertegenwoordigers van de opdrachtgever, het Ethisch Comité of bevoegde overheden, mijn gegevens mogelijk willen inspecteren om de verzamelde informatie te controleren. Door dit document te ondertekenen, geef ik toestemming voor deze controle. Bovendien ben ik op de hoogte dat bepaalde gegevens doorgegeven worden aan de opdrachtgever. Ik geef hiervoor mijn toestemming, zelfs indien dit betekent dat mijn gegevens doorgegeven worden aan een land buiten de Europese Unie. Mijn gegevens zullen wel altijd gecodeerd doorgegeven worden, waarbij mijn naam en adres geheim blijven.

Ik ben bereid op vrijwillige basis deel te nemen aan deze studie.

Naam van de vrijwilliger:

_________________________________________

Datum:

_________________________________________

Handtekening:

Ik bevestig dat ik de aard, het doel, en de te voorziene effecten van de studie heb uitgelegd aan de bovenvermelde vrijwilliger. De vrijwilliger stemde toe om deel te nemen door zijn/haar persoonlijk gedateerde handtekening te plaatsen.

Naam van de persoon die voorafgaande uitleg heeft gegeven:

Datum:

_________________________________________

_________________________________________

Handtekening: 88