האופניים הינם מכשיר סימטרי מדויק ומושלם, בניגוד לגוף האנושי. התוצאה – רוכבים רבים נאלצים להתאים את "האדם למכונה במקום את המכונה לאדם". התאמה פרדוכסלית זו עשויה להוביל לפציעות, כאבים, ירידה בהספק ודיווש לא יעיל. תופעות אלו עלולות להיות גם תוצאה של טכניקת רכיבה שאינה אופטימאלית
מאת:סאם ח'מיס
סאם ח'מיס, מנכ"ל איימקס, מסכם סיור בן 17 יום ברחבי ארה"ב במעבדות מובילות לחקר התנועה, הספורט והתאמת אופניים לרוכבים.
איך נכוונן את הקליטים בארבעה כיוונים אפשריים? היכן יהיה מיקום הברך ביחס לפדל? מהי הזווית האופטימאלית של הברך והירך להפקת מומנט מקסימאלי? מהו המרחק הרצוי בין האוכף לכידון? מה צריכים להיות אורך וזוית מוט הכידון (סטם), ומה מידת הטית הגוו הרצויה?
אלו הן רק חלק קטן מהשאלות שעלו לדיון בכינוס הבינלאומי האחרון להתאמת אופניים, בינואר 2008, בקולורדו, ארה"ב.
ההרים המושלגים של קולורדו, ארה"ב
כלי תחבורה!?
האופניים פותחו מלכתחילה ככלי תחבורה, במטרה לשנע אנשים וחפצים. משקלן היה 20 ק"ג ומעלה, והרוכב ממוקם בתנוחה הנוחה לו, בעודו חובש קסדה מעור וקשור מסורבלות ברגליו לפדלים.
במרוצת השנים, הפך השימוש באופניים לספורט ובמהרה נחשב לענף תחרותי. לשם כך, התפתח תחום של התאמת אופניים אשר מטרתו לאפשר רכיבה בטוחה ונטולת פציעות ככל האפשר, ולהשיג ביצועים מקסימאליים של הרוכב.
במקביל להתפתחות הספורט התחרותי, ועל מנת לאפשר ביצועים אופטימלים, חלה התקדמות טכנולוגית של הציוד. לאחרונה, מתגבשת הדעה כי יש צורך בהפיכת אמנות התאמת האופניים למדע אשר יתבסס על מחקר: דהיינו הבנה מעמיקה במכאניקה של הגוף והאפניים באמצעות מערכות מדידה מדויקות לניתוח תנועה ומדידת לחצים.
חוקרים ומומחים בהתאמת אופניים סביב שלוחן אחד
הכינוס הבינלאומי להתאמת אופניים עסק בקביעת הטכניקה האופטימילית לרכיבה. החוקרים דנו בטכניקת הדיווש להפקת הספק מקסימאלי, ביחסים בין הברך לכף הרגל, ובזויות האופטמליות של הירך והגוו. היבטים חשובים נוספים בהם דנו היו הבנת המנגנונים הגורמים באופן ישיר ועקיף לפציעות, ובאופן בו יש להתאים את האופניים ע"י כוונון נכון של הקליטים, מיקום הכסא בשלושה מישורים, היחס בין גובה הכסא לכידון וקביעת דיוק מקסימאלי של זוית ואורך מוט הכידון. סוכם כי ההתאמה צריכה להיות אינדיבידואלית בהתאם למבנה הגרמי, המפרקי והשרירי של הרוכב ובהתאם לביצועי הרכיבה שלו.
אנשי מפתח במחקר להתאמת אופניים מהכינוס האחרון בארה"ב, ינואר 2008
אחת המסקנות החשובות שעלתה בכינוס הייתה שנוחות הרוכב חשובה מאוד אך היא אינה בהכרח מעידה על מנח אופטימלי להפקת מקסימום ההספק (בוואטים), ולא עולה בקנה אחד עם מנח אופטימאלי למניעת פגיעות במערכת שריר ושלד. מהמחקר עולה כי רוכבים אסמפטומטים אשר תנוחת הרכיבה שלהם לא נמצאה במנח אופטימאלי לרכיבה, ניתן היה לשפר את ביצועיהם על ידי התאמה מושכלת. זאת ועוד, ברוכבים ותיקים נמצאו פציעות ושחיקה מפרקית וגידית בשיעור גבוה בשל רכיבה ממושכת שאינה מותאמת.
מסקנות נוספות פרי עבודות המחקר:
1. למשקל האופניים השפעה זניחה בלבד על הביצועים ותכונה זו משמעותית אך ורק בקרב הרוכבים המקצועיים ביותר. הפחתת משקל הרוכב והקטנת שטח פניו ( המהווים התנגדות אווירית), חשובים יותר וניתנים להשגה על ידי התאמת נכונה.
2. לאורך הארכובה אין משמעות להספק, מלבד במקרים חריגים של הבדל באורך רגליים, ויחס גוף לא פרופורציונלי. אין חשיבות לשינויים קטנים באורך הארכובה.
3. לצורת המושב והטייתו אין השפעה על תנועת המפרקים ותפקודם. למיקום הקדמי- אחורי של האוכף ולגובהו השפעה משמעותית ביותר על תנועת המפרקים והמומנט המופק על ידם.
4. זווית האוכף אינה רק זווית המוט אלא היחס שבין האוכף לזווית המוט.
5. מידות אופניים: לכל חברה יש שיטת מדידה משלה. מידות שונות של יצרנים שונים בהרבה מקרים ייתנו גודל שלדה זהה. לכן, אין לבחור אופניים על ידי מידת השלדה, במיוחד כאשר מחליפים יצרן. אי לכך קיים הצורך בפיתוח שיטת מדידה אחידה .
כיוונון הקליטים בהתאמה למבנה כף הרגל
התפתחות הטכנולוגיה מאפשרת התאמה אישית של הקליטים למבנה ותנועת הגוף. בשביל ההתאמה יש צורך בהערכה של תנועה צידית וסיבובית בכף הרגל בזמן הדיווש.
Paul Swift, יזם פיתוח ציוד לשינוי זווית הקליטים ו- 8 שנים אלוף ארה"ב ברכיבה
" ל- 90% מהאוכלוסיה מבנה סיבובי של כף הרגל, כאשר כריות כף הרגל אינם מונחות על מישור אחד אלא אלכסוני" טוען Paul Swift, מהמובילים בעולם בתחום התאמת אופניים ומפתח כלים למדידה ותיקון מנח כף הרגל. "אי לכך, יש צורך למדוד את הסטייה של כף הרגל ואת מעורבותה בתנועת הברך והגפה כולה, ולהתאים את משטח הפדל לסטייה בכף הרגל".
מבנה הקליט כופה על כף הרגל והרגל כולה מנח קבוע ולא משתנה במהלך הדיווש. במידה ומנח זה לא מתאים למבנה השרירי והגרמי של הגפה התחתונה, ייווצר עומס יתר על מערכת התנועה של הגוף והתוצאות עלולות להתבטא בכאב, פגיעה במפרקים, בגידים וברצועות.
שינוי מזערי במיקום הקליטים בארבעה כיוונים אפשריים(קדימה-אחורה, פנימה-החוצה, וסיבוב בשני מישורים) עשוי להוות שינוי משמעותי של כ 1-5 מעלות בתנועת המפרקים . היכולת לזהות שינוי כה קטן בלתי אפשרית בתצפית או בצילום וידאו רגיל.
מערכת צילום אנפרא אדום לתיעוד תנועה בתלת מימד
בשיתוף חברות מובילות לפיתוח המוצרים, החל השימוש בטכנולוגיה מתקדמת לתיעוד תנועה תלת מימדית עם רמת דיוק של פחות מ-1 מילימטר בהתאמת אופניים ובחקר התחום.
מערכת VICON משמשת מתאימי אופניים מובילים בעולם
שימוש בטכנולוגיה מדויקת מאפשר זיהוי תנועה לא תקינה תוך כדי רכיבה. כיום אנו מודעים לרכיבה אופטימלית בקצב גבוה של מעל 100 סיבובים לדקה. לרוב התנועה האבנורמלית זעירה ואין לנו את היכולת לזהות אותה בעין בלתי מזוינת.
התאמת האופניים לרוכב נעשית בשלושה מישורים. השינויים הבולטים ביותר הם גובה האוכף וכיפוף גוו. במחקר נמצא כי הזויות הנמדדות במפרקי הגפה התחתונה במצב סטטי אינן תואמות את הזויות במהלך תנועה. החוקרים סבורים כי הסיבות לכן הן שמכוון שברכיבה קיים מרכיב דחיפה, הטית האגן והגוו, ותנועת החלקה קדמית אחורית על האוכף יחדיו, נגרם שינוי בזויות המפרקים במצב דינאמי לעומת הזויות הנמדדות במצב סטטי.
בנוסף, נמצא כי התנועות העיקריות הגורמות לפגיעה במערכת התנועה , הם לאו דווקא תנועות של כיפוף וישור, אלא תנועות צידיות (בעיקר פנימה והחוצה) וסיבוביות של הרגל תוך כדי רכיבה. תנועות אלו ניתנות לזיהוי רק באמצעות מערכות למדידת תנועה תלת מימדית.
יצוג תלת מימדי של תנועת הברכיים. הקווים האפורים
מסמנים את מסלול הברך השמאלית בתנועת צידית וסיבובית מוגברת
התאמת אופניים מדעית ומבוססת מחקר
כחלק מהתפתחות המדע בהתאמת אופניים יש צורך בקידום המחקר. השיטה שפותחה באיימקס, התאמה תלת מימדית, עם חלוקה מדויקת של הגוף למקטעים גרפה תגובות אוהדות ורצון לשיתוף פעולה של שני אנשי מפתח בתחום בעלי שם עולמי, להתאמת אופניים: Carver, Dr. Andy Pruitt
Ted Carver מדגים את השימוש בטכנולוגיה לתיעוד תנועה
באופן דינאמי בתלת מימד
לצורך קידום המחקר להתאמה מדויקת ביותר מתקיים שיתוף פעולה מחקרי וקליני עם אוניברסיטה באינידיאנה. המטרה הינה בדיקת השפעת שינוי מנח כף הרגל (Cleat-Pedal interface) על הגפה התחתונה כולה. מטרות המחקר כוללות בדיקת השפעת מנח כף הרגל על תנועה הברך, הירך והאגן, השינויים שחלים בתפקוד השרירי גידי (מהירות הכיווץ, הארכה וקיצור) לחישוב המנח האופטימאלי והבטוח ביותר.
זהו הנושא החשוב ביותר כיום בהתאמת אופניים במטרה לצמצם פציעות בגפיים התחתונות.
התאמת אופניים לרוכבי נבחרת האוניברסיטה ע"י סאם ח'מיס.
בדיקת מיקום ותנועת הברך והכנה לבדיקה בתלת מימד
כיוונן קרן לייזר לתיעוד תנועת הגפה התחתונה: תנועת הברך ביחס לציר כף הרגל ומפרק הירך
לסיכום,
האופניים הינם מכשיר סימטרי מדויק ומושלם, בניגוד לגוף האנושי. התוצאה – רוכבים רבים נאלצים להתאים את "האדם למכונה במקום את המכונה לאדם". התאמה פרדוכסלית זו עשויה להוביל לפציעות, כאבים, ירידה בהספק ודיווש לא יעיל. תופעות אלו עלולות להיות גם תוצאה של טכניקת רכיבה שאינה אופטימאלית.
הרוכב החובב הממוצע מדווש בקצב של 60-80 סיבובי פדל לדקה, כלומר בשעת רכיבה מדובר בכ- 4000 סיבובי פדל.
הרוכב התחרותי מדווש בקצב של 80-100 סיבובי פדל לדקה, כלומר ב 5-6 שעות של תחרות או אימון רכיבה הוא מבצע כ- 24,000-36,000 סיבובי פדל. נתונים אלה ממחישים באופן הברור ביותר שלכל סטייה ולו הקטנה ביותר (למשל במנח כף הרגל או הברך), משמעות אדירה כמכפלת קצב הסיבובים במשך האימון, והמהווה פוטנציאל מוחשי לפציעה.
אתר איימקס המרכז הישראלי לניתוח תנועה וספורט
ריינס 35 תל אביב
טלפון :03-5222583
Email: [email protected]
