The effect of fatigue over the mechanical parameters of motion
Authors: Χαλίτσιος Χρήστος 
Published: July 2023

Η διατριβή αυτή αναλύει την έναρξη της συσσώρευσης κόπωσης στο τρέξιμο, με βάση φυσιολογικό κατώφλι, με στόχους: α) την αξιολόγηση της ευαισθησίας των μεταβλητών κίνησης κατά τη διάρκεια τρεξίματος μέχρι την εξάντληση, β) την ανάπτυξη εξατομικευμένων μοντέλων ταξινόμησης βασισμένα στις μεταβλητές της κίνησης και γ) την ανάλυση της πολυπλοκότητας της μεταβλητότητας στο τρέξιμο μέχρι εξάντληση. Δεκατρείς δρομείς αναψυχής εκτέλεσαν ένα πρωτόκολλο κόπωσης τρεξίματος μεχρι την εξάντληση. Η συλλογή αναπνευστικών δεδομένων επέτρεψε τον καθορισμό του δεύτερου αναπνευστικού κατωφλιού. Χρησιμοποιήθηκε μια προσέγγιση μηχανικής μάθησης για την ανάλυση 29.650 σημείων δεδομένων, ενώ η πλευρά της πολυπλοκότητας και της μεταβλητότητας των δεδομένων εξετάστηκε μέσω της Detrended Fluctuation Analysis (DFA) και του εκθέτη-α. Η συνολική ακρίβεια του μοντέλου ήταν 0,914 (95% CI: 0,907–0,919). Οι τέσσερις πιο σημαντικές μεταβλητές όπως προέκυψε από τις τιμές σημαντικότητας του μοντέλου και τη μερική εξάρτηση (PD), ήταν το γωνιακό εύρος στον προσθιοπίσθιο άξονα του άνω κορμού (C7), η μέγιστη τιμή του ρυθμού ανάπτυξης της δύναμης, η γωνιακή μετατόπιση στον επιμήκη άξονα του C7 και τη μέγιστη τιμή της δύναμης αντίδρασης του εδάφους. Η δισδιάστατη PD αποκάλυψε σημαντικές αλληλεπιδράσεις για ορισμένες περιοχές των κοινών κατανομών μεταξύ κινητικών και κινηματικών δεδομένων. Ομοίως, τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης προσέγγισης έδειξαν ότι η ακρίβεια ταξινόμησης των μοντέλων που υιοθετήθηκαν κυμαινόταν από 0,853 έως 0,962. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό σε έξι από τους δεκατρείς συμμετέχοντες ήταν το γωνιακό εύρος στον προσθιοπίσθιο άξονα του άνω κορμού C7. Επίσης, ο ρυθμός ανάπτυξης της δύναμης εμφανίστηκε πρώτος σε 3 από τους 13 συμμετέχοντες και το γωνιακό εύρος στον κάθετο άξονα του C7 (RTLTu) σε 2 περιπτώσεις αντίστοιχα. Τα διαγράμματα εξάρτησης Shapley Additive exPlanations έδειξαν επίσης αυξημένη διασπορά των προβλέψεων σε στάδια γύρω από το 2ο αναπνευστικό κατώφλι που είναι σύμφωνο με τις εγγενείς αλληλεπιδράσεις χαρακτηριστικών. Το DFA-a έδειξε στατιστικά σημαντική μείωση για τον χρόνο βήματος μεταξύ της χρονικής περιόδου πριν το πρώτο αναπνευστικό κατώφλι και μετά το δεύτερο αναπνευστικό κατώφλι με χ2 Friedman (df=2) =10.71, p < 0.01. Επίσης, υπήρξε στατιστικά σημαντική μείωση του DFA-a για την στροφή της λεκάνης στον κατακόρυφο άξονα με χ2 Friedman (df=2) = 11.38, p < 0,01 και η διαφορά εντοπίστηκε μεταξύ του χρονικού τμήματος πριν το πρώτο αναπνευστικό κατώφλι και αυτού μετά το δεύτερο αναπνευστικό κατώφλι. Αυτά τα αποτελέσματα παρέχουν μια κατεύθυνση προς την κατανόηση των αλληλεπιδράσεων των μηχανικών χαρακτηριστικών του κορμού για τη διατήρηση του συντονισμού κατά τη διάρκεια του τρεξίματος υπό συνθήκες κόπωσης. Επίσης, τα αποτελέσματα επισήμαναν ότι κάθε δρομέας χρησιμοποίησε διαφορετικές στρατηγικές για να αντιμετωπίσει την αύξηση της κόπωσης και να μετριάσει τις επιπτώσεις της, προκειμένου να διατηρήσει ένα αποδεκτό κινητικό μοτίβο. Τέλος, ήταν γενικότερα ήταν εμφανής μια στατιστικά σημαντική τάση για μειωμένη πολυπλοκότητα μετά το δεύτερο αναπνευστικό κατώφλι, υποδηλώνοντας ότι η εξάντληση ωθεί το σύστημα να μειώσει τα επίπεδα πολυπλοκότητας της κίνησης και ως συνέπεια να μειώνεται και η προσαρμοστικότητα του συστήματος. Η παραπάνω προσέγγιση μπορεί να παρέχει ένα πλαίσιο για αθλητές ώστε να αναλύουν τα δεδομένα τους σε συγκεκριμένο χρόνο κατά τη διάρκεια της προπονητικής τους περιόδου, προκειμένου να παρακολουθούν τις αλλαγές στα μοτίβα κίνησης.