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Publication
Comparison of ground reaction force variability between sprint athletes with and without hamstring injury history : a cross-sectional study
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
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Authors
Abstract(s)
Sprint running exposes the hamstring muscles to high mechanical loads, particularly during the late swing and early stance phases, which are recognized as critical periods of elevated injury risk for this muscle group. In sprinters with a history of hamstring injury (W/HHI), alterations in vertical ground reaction force (vGRF) variability may persist even after rehabilitation, reflecting potential neuromuscular adaptations or constraints. Determining whether this variability falls within a functional range is essential, as both excessive rigidity and instability can compromise performance and increase the risk of reinjury. In this cross-sectional study, 17 sprinters (7 W/HHI, 10 WO/HHI) performed a 60-second submaximal sprint on an instrumented treadmill. VGRF variability was assessed using Sample Entropy (SaEn) and analysis of the force–time relationship (log-log slope). The W/HHI group presented lower mean log-log slope values (0.175 ± 0.342; range from -0.417 to 0.627) compared to the WO/HHI group (0.497 ± 0.546; range from -0.137 to 1.875), although this difference did not reach statistical significance (p = 0.195). A tendency toward lower SaEn values was also observed in the W/HHI group (SaEn_Force: 1.80 ± 0.433 vs. 2.16 ± 0.402; p = 0.103; SaEn_Time: 2.26 ± 0.382 vs. 2.50 ± 0.337; p = 0.219), suggesting distinct motor control profiles. In the W/HHI group, greater variability in force did not compromise responsiveness, which may reflect compensatory motor reorganizations. By contrast, the WO/HHI group demonstrated greater robustness in the force–time relationship but also signs of force instability that appeared to be counterbalanced by temporal variability. These findings underscore the relevance of assessing the temporal structure of vGRF variability in sprinters, as it allows the identification of trends in motor adaptation and reorganization associated with injury history. Moreover, they highlight the importance of integrating neuromuscular re-education programs into physiotherapy and prevention protocols, with the aim of re-establishing functional variability specific to the demands of sprinting, thereby promoting a safe return to performance, optimizing performance and reducing reinjury risk.
A corrida de velocidade expõe os músculos isquiotibiais a elevada carga mecânica, particularmente na fase final de balanço e na fase inicial de contacto com o solo, ambas reconhecidas pelo alto risco de lesão neste grupo muscular. Em velocistas com historial de lesão nos isquiotibiais (C/HLI), podem persistir alterações nos padrões de variabilidade da força de reação vertical do solo (vGRF) mesmo após a reabilitação, refletindo potenciais adaptações ou restrições neuromusculares. Identificar se esta variabilidade se encontra dentro de um intervalo funcional é fundamental, uma vez que tanto a rigidez excessiva como a instabilidade podem comprometer o desempenho e aumentar o risco de nova lesão. Neste estudo transversal, 17 velocistas (7 C/HLI, 10 sem HLI [S/HLI]) realizaram um sprint submáximo de 60 segundos numa passadeira instrumentada. A variabilidade das vGRF foi avaliada através da Entropia Amostral (SaEn) e da análise da relação força-tempo (log-log slope). O grupo C/HLI apresentou valores médios de log-log slope mais baixos (0,175 ± 0,342; intervalo de -0,417 a 0,627) do que o grupo S/HLI (0,497 ± 0,546; intervalo de -0,137 a 1,875), embora esta diferença não tenha atingido significância estatística (p = 0,195). Verificou-se ainda uma tendência para valores mais baixos de entropia no grupo C/HLI (SaEn_Força: 1,80 ± 0,433 vs. 2,16 ± 0,402; p = 0,103; SaEn_Tempo: 2,26 ± 0,382 vs. 2,50 ± 0,337; p = 0,219), sugerindo perfis distintos de controlo motor. Nos atletas C/HLI, a maior variabilidade da força não comprometeu a responsividade, o que poderá refletir uma reorganização compensatória do sistema motor. Já os atletas S/HLI evidenciaram maior robustez na relação força-tempo, mas também sinais de instabilidade na força que parecem ser compensados pela variabilidade temporal. Estes resultados reforçam a relevância da avaliação da estrutura temporal da variabilidade da vGRF em velocistas, uma vez que permitem identificar tendências de adaptação e reorganização motora, ou não, associadas ao historial de lesão. Para além disso, sublinham a importância de integrar programas de reeducação neuromuscular nos protocolos de fisioterapia e prevenção, com o objetivo de restabelecer variabilidade funcional específica para as exigências do sprint, promovendo assim um retorno seguro à performance, a sua otimização e reduzindo o risco de recidiva.
A corrida de velocidade expõe os músculos isquiotibiais a elevada carga mecânica, particularmente na fase final de balanço e na fase inicial de contacto com o solo, ambas reconhecidas pelo alto risco de lesão neste grupo muscular. Em velocistas com historial de lesão nos isquiotibiais (C/HLI), podem persistir alterações nos padrões de variabilidade da força de reação vertical do solo (vGRF) mesmo após a reabilitação, refletindo potenciais adaptações ou restrições neuromusculares. Identificar se esta variabilidade se encontra dentro de um intervalo funcional é fundamental, uma vez que tanto a rigidez excessiva como a instabilidade podem comprometer o desempenho e aumentar o risco de nova lesão. Neste estudo transversal, 17 velocistas (7 C/HLI, 10 sem HLI [S/HLI]) realizaram um sprint submáximo de 60 segundos numa passadeira instrumentada. A variabilidade das vGRF foi avaliada através da Entropia Amostral (SaEn) e da análise da relação força-tempo (log-log slope). O grupo C/HLI apresentou valores médios de log-log slope mais baixos (0,175 ± 0,342; intervalo de -0,417 a 0,627) do que o grupo S/HLI (0,497 ± 0,546; intervalo de -0,137 a 1,875), embora esta diferença não tenha atingido significância estatística (p = 0,195). Verificou-se ainda uma tendência para valores mais baixos de entropia no grupo C/HLI (SaEn_Força: 1,80 ± 0,433 vs. 2,16 ± 0,402; p = 0,103; SaEn_Tempo: 2,26 ± 0,382 vs. 2,50 ± 0,337; p = 0,219), sugerindo perfis distintos de controlo motor. Nos atletas C/HLI, a maior variabilidade da força não comprometeu a responsividade, o que poderá refletir uma reorganização compensatória do sistema motor. Já os atletas S/HLI evidenciaram maior robustez na relação força-tempo, mas também sinais de instabilidade na força que parecem ser compensados pela variabilidade temporal. Estes resultados reforçam a relevância da avaliação da estrutura temporal da variabilidade da vGRF em velocistas, uma vez que permitem identificar tendências de adaptação e reorganização motora, ou não, associadas ao historial de lesão. Para além disso, sublinham a importância de integrar programas de reeducação neuromuscular nos protocolos de fisioterapia e prevenção, com o objetivo de restabelecer variabilidade funcional específica para as exigências do sprint, promovendo assim um retorno seguro à performance, a sua otimização e reduzindo o risco de recidiva.
Description
Dissertação para obtenção do grau de mestre na Escola Superior de Saúde Egas Moniz
Keywords
Kinetics analysis Sample Entropy (SaEn) Injury prevention Physiotherapy