02

Diagnostika herního výkonu v utkání sportovních her a její metody

Diagnostikou je chápáno záměrné vyšetření, jehož předmětem jsou pozorovatelné a měřitelné znaky či projevy sportovce, trenéra nebo jejich vzájemné vztahy. Diagnostika zahrnuje zjišťování veličin kondičních, herních, antropometrických a biomechanických charakteristik (Dobrý, 1988; Hohman & Brack, 1983).

Zatížení je souhrn podnětů (stresorů) vyvolaných pohybovou aktivitou, která vyvolává trvalejší funkční strukturální a psychosociální změny (Bílek, 1983). Zatěžováním je pak chápán adaptační proces, ve kterém opakováním, obměňováním a stupňováním zátěžových podnětů dochází k přeměně výchozí kvality hráče na kvalitu vyšší (Dovalil, 2002). Obvykle (Bílek, 1983; Lehnert, 2007; Martens, 2004) se rozlišuje zatížení

  • vnější - vyjadřuje parametry vykonaných pohybových činností pomocí kvantitativních a kvalitativních ukazatelů (trvání, obsah, míra vykonané práce, rychlost pohybu apod.),
  • vnitřní – odezva, reakce organismu či jeho jednotlivých systémů na zatížení vnější.

Při plánování tréninkového zatížení je nutné sledovat následující proměnné (Bompa, 1999; Buchtel, 2008; Lehnert, 2007; Martens, 2004; Reilly, 1997):

  • objem (Volume) – primární veličina zatížení. Je to kvantitativní předpoklad výkonu. Má tři části:
    1. trvání tréninku nebo utkání,
    2. překonaná vzdálenost nebo nazvedané kilogramy za jednotku času,
    3. počet opakování cvičení,
  • intenzita (Intensity) – vyjadřuje stupeň úsilí, se kterým je pohybová činnost prováděna, neboli množství práce vykonané za jednotku času (Lehnert, 2007). Měří se několika způsoby: rychlost (m∙s-1), intenzita cvičení s odporem je pak měřena v kilogramech zátěže. Vyjadřuje se poměrově k maximálnímu výkonu,
  • hustota (Density) – frekvence, se kterou hráči participují na sériích zátížení za jednotku času. Ukazuje na vztah, vyjádřený časem, mezi zatížením a zotavením. Adekvátní hustota zajišťuje efektivní trénink a chrání hráče před přetrénováním (Martens, 2004),
  • komplexita – poukazuje na stupeň propracovanosti tréninkového cvičení. Může popisovat například způsob lokomoce (Bompa, 1999),
  • specifičnost (Specificity) – je založena na předpokladu, že nejlepším způsobem rozvoje kondiční připravenosti, je trénovat energetické systémy a kondiční předpoklady, které jsou velmi úzce spjaty s pohybovou strukturou a energetickou náročností soutěžního výkonu. Trénink by měl imitovat pohybové vzorce basketbalu tzv. kombinovanou lokomoci hráče – agility (Bompa, 1999).

Metody hodnocení vnitřního zatížení hráče v tréninkovém procesu a v utkání sportovních her

Monitorování srdeční frekvence jako „marker“ intenzity zatížení

Za nejpoužívanější metodu analýzy vnitřního zatížení v utkání je všeobecně považováno monitorování srdeční frekvence (Gocentas & Landõr, 2006), a to i přes známé metodologické problémy (popsané níže). Získaný ukazatel je pak nepřímým „markerem“ pro odhad energetických požadavků hráčů všech sportovních her. Početně nejvíce studií se týká fotbalu, kde jsou současně využívány i nejmodernější technologie (Ali & Farrally, 1991b; Argaj, 2002; Bangsbo et al., 2003, 2007; Bangsbo et al., 2006; Bílek, 1983; Capranica, Tessitore & Guidetti, 2001; Cormery, Marcil & Bouvard, 2007; Hill-Haas et al., 2009a, 2009b; Holmberg, 2004; Hoffman, 2002; Hůlka & Stejskal, 2005; McInnes, Carlson, Jones & McKenna, 1995; Krustrup et al., 2002; Moravec, Tománek, Aneštík & Kampmiller, 2005; Rodriguez Alonzo et al., 2003; Sallet et al., 2005; Tessitore et al., 2005; Tessitore et al., 2006).

Srdeční frekvence u normální populace stoupá s rostoucím zatížením lineárně až do oblasti submaximálních intenzit, tedy do úrovně přibližně 75 až 85 % maximální srdeční frekvence (SFmax). Poté dynamika srdeční frekvence ztrácí lineární průběh a dochází ke zpomalení vzestupu až na úroveň maximální srdeční frekvence (Alexiou & Coutts, 2008; Placheta, Siegelová & Štejfa, 1999). Pro potřeby sportovních her vycházíme z koncepce intenzitních pásem pro hodnocení relativní intenzity zatížení hráče ( Psotta, 1999).

Alexiou a Coutts, (2008), Bangsbo et al. (2007), Bunc (1990), Drust, Atkinson a Reilly (2007), Foster et al. (2001), Heller (2005) a Sharkey a Gaskill (2006) poukazují na následující fakta, která mohou zkreslit získané výsledky:

  • faktor intermitence zatížení – srdeční frekvence okamžitě nereflektuje aktuální intenzitu zatížení, dochází ke zpoždění až třicet sekund k pracovním hodnotám, které reflektují skutečné fyziologické nároky. Srdeční frekvence má tendenci se po snížení intenzity zatížení vracet k výchozím hodnotám pomaleji než spotřeba kyslíku, která věrohodněji popisuje intenzitu zatížení. Naopak v intenzivních intervalech se může srdeční frekvence disproporcionálně zvyšovat ve vztahu ke spotřebě kyslíku. Chyba odhadu energetického výdeje může být nadhodnocena o 5 až 20 % v závislosti na amplitudě a oscilaci intermitence zatížení,
  • faktor anaerobní pohybové aktivity – plyne z nelineárního vztahu srdeční frekvence a spotřeby kyslíku nad anaerobním prahem,
  • srdeční frekvence během utkání nadhodnocuje spotřebu kyslíku, kvůli mnoha faktorům, jako dehydratace, hypotermie (podchlazení), psychický stres a emoční naladění zvyšující srdeční frekvenci bez ovlivnění spotřeby kyslíku,
  • hodnoty získané monitorováním srdeční frekvence slouží pouze jako odhad zatížení hráčů v utkání a nepoukazují na specifické charakteristiky zatížení jako je její typ lokomoce a zapojení hlavních svalových skupin,
  • monitorování srdeční frekvence jen slabě hodnotí intenzitu v silového, vysoce intenzivního intervalového a plyometrického tréninku,
  • mezi další faktory ovlivňující tepovou frekvenci patří nedostatek spánku, nemoc, nervozita, okolní teplota dále také povinnosti ve škole nebo zaměstnání, problémy v rodině atd.

Z důvodu porovnatelnosti výsledků autoři nejčastěji volí koncepci intenzitních pásem podle McInnes et al. (1995). Z tohoto konceptu vychází i Abdelkrim et al. (2006) a Bishop et al. (2006):

< 75 % SFmax,
75 % ≤ SF ≤ 80 % SFmax,
80 % ≤ SF ≤ 85 % SFmax,
85 % ≤ SF ≤ 90 % SFmax,
90 % ≤ SF ≤ 95 % SFmax,
≥ 95 % SFmax.

Borrresen a Lambert (2008) vypracovali koncept pro kvantifikaci zatížení hráčů v tréninkové jednotce (TJ) pomocí ukazatele „tréninkový impulz“ (TRIMP). Jeho formule zní:

pro muže:
TRIMP = trvání (min) ∙ (SFpr - SFk) ∙ (SFmax-SFk)-1 ∙0,64e1,92x,
pro ženy:
TRIMP = trvání (min) ∙ (SFpr - SFk) ∙ (SFmax-SFk)-1 ∙0,86e1,92x,

kde e=2,712, x=(SFpr - SFk)∙(SFmax-SFk)-1, SFpr je průměrná srdeční frekvence během tréninkové jednotky, SFmax je maximální srdeční frekvence a SFk je klidová srdeční frekvence (Borrresen & Lambert, 2008).

Nevýhodou této metody pro potřeby sportovních her je použití průměrné srdeční frekvence, která smazává některé podstatné rozdíly ve výkonech intermitentního charakteru. Proto zde uvádíme její modifikaci podle Lucia (in Borressen & Lambert, 2008). Koncept využívá tří intenzitních pásem (zóna 1 je intenzita pod ventilačním prahem, zóna 2 mezi ventilačním prahem a respiračním-kompenzačním bodem a zóna 3 nad respiračním-kompenzačním bodem) pro hodnocení relativní intenzity zatížení hráče následovně

LuciaTRIMP 

kde ki je koeficient (pro zónu 1=1; pro zónu 2=2 pro zónu 3=3) a Ti je čas strávený v příslušné zóně.

Třetí způsob pak využívá pět intenzitních pásem (50-60 % SFmax; 60-70 % SFmax; 70-80 % SFmax; 80-90 % SFmax; 90-100 % SFmax) pro hodnocení relativní intenzity zatížení hráče. Můžeme nazvat jako metoda součtu pásem intenzita srdeční frekvence (MSPI) s následujícím vztahem:

1

kde ki je koeficient (pro zónu 1=1; pro zónu 2=2 pro zónu 3=3, pro zónu 4=4, pro zónu 5=5) a Ti je čas strávený v příslušné zóně.

Koncentrace laktátu jako „marker“ intenzity zatížení

Odhad intenzity zatížení pomocí měření laktátu v krvi je často používanou metodou (tabulka 1). Podle Abdelkrim et al. (2009), Bunce (1990) a Bangsbo et al. (2007) je reprodukovatelnost výsledků měření laktátu jako ukazatel zatížení hráčů možná pouze v případě, že se jedná o kontinuální zatížení konstantní intenzity po dobu nejméně čtyři minuty, čímž se pro využití ve sportovních hrách stává zkreslující.

Navíc musíme počítat s tím, že u koncentrace laktátu ve svalu, který se zvyšuje v přímé závislosti na velikosti svalového zatížení, pomocí měření koncentrace laktátu v krvi dochází k určitému zpoždění (Gal & Ronnie, 2009; Vachon, David & Clarke, 1999). Toto zpoždění je tím delší, čím je vyšší intenzita zatížení. Tedy pro účely sportovních her vysoká hladina krevního laktátu, která je měřena během přerušení utkání, spíše napovídá o denzitně vysoce intenzivních aktivit herního výkonu než o celkovém zatížení (energetických nárocích) hráčů v utkání (Bangsbo et al., 2007).

Autoři

Sportovní hra

Abdelkrim et al. (2009)

basketbal

Matthew & Delextrat (2009)

basketbal

Capranica et al. (2001)

fotbal

Krustrup et al. (2002)

fotbal – rozhodčí

Hill-Haas et al. (2009a; 2009b)

fotbal – průpravné hry

Tessitore et al. (2005)

fotbal – senioři

Narazaki et al. (2009)

basketbal

Tabulka 1. Studie, ve kterých byla využita koncentrace laktátu jako „marker“ intenzity zatížení ve sportovních hrách

Metoda subjektivního vnímání zatížení pomocí Borgovy škály

Funkční proměnné jako je srdeční frekvence, spotřeba kyslíku, produkce oxidu uhličitého, plicní ventilace a koncentrace krevního laktátu, jsou velmi často měřenými parametry pro určení vnitřní odezvy organismu na aplikovanou zátěž. Pro určení vnitřní odezvy organizmu během tréninku je vhodné sledovat i psychické pochody sportovce, pro zvýšení efektivity sportovní přípravy. Pokud bychom v tréninku sledovaly pouze fyziologické ukazatele, mohlo by to podle Čechovské a Dobrého (2008) vést k přetížení či přetrénování sportovce, což také potvrzují ve svých pracích i Coutts et al. (2009) či Little a Williams (2007). Vnímání fyzické námahy sportovcem je jednou z důležitých složek operativní analýzy tréninkového zatížení. Vnímáni zátěže je ovlivněno fyziologickými, psychologickými a dalšími mechanismy. Mezi tyto faktory patří signály z pracujících svalů a kloubů, krevní laktát, srdeční frekvence, ventilace, spotřeba kyslíku, hormonální sekrece, cvičením vzniklá bolest atd. (Watt & Grove, 1993; Mocková, Radvanský & Matouš, 2000).

Psychologické faktory se podílejí na vnímání námahy asi 33 %, převážně u nízké a střední intenzity. U vysoké intenzity převažuji fyziologické podněty (Watt & Grove, 1993). Dalšími faktory ovlivňující vnímání zátěže jsou prostředí, pohlaví, věk, fyzicky trénink, kouřeni a medikace (Watt & Grove, 1993; Mocková et al., 2000).

Již v roce 1985 Carton a Rhodes (1985) označovali anaerobní práh (ANP) za určitou hranici vnímání zátěže. Za primární stimul vnímání intenzity zátěže během nízké úrovně intenzity považovali fyziologickou percepci ze svalů. Tvrdili, že pokud intenzita překročí hranici ANP, zvýšená hladina laktátu působí společně s podněty z neuromuskulárního aparátu. Při dosaženi ANP k vnímání námahy přispívají i centrální podněty. Periferní podněty ve většině případů převažují, ale i vysloveně centrální podněty mohou ovlivnit vnímání námahy. Zvažovali také možnost ovlivnění vnímání námahy tréninkem, což prokázali u vyšších intenzit zátěže.

Fyzická únava vzniká přirozeně během pohybové aktivity a v průběhu zotavení se postupně ztrácí. V počátečních fázích se únava projevuje při pohybových aktivitách např. ztrátou koordinace, jemné motoriky, změnami v technice apod. (Jančík, Závodná & Novotná, 2006). Fyzická únava je jev kladný, který slouží k vyvolání adaptačních mechanismů, a tím i k růstu výkonnosti. Jde o reverzibilní stav organismu. Může mít místní nebo celkový charakter (Jančík et al., 2006). Fyzická únava se může kombinovat s psychickou únavou. Psychickou únavu vnímáme většinou jako pocit vyčerpání, ztrátu koncentrace, zhoršení paměti nebo ospalost (Nauza, 1999). V psychické sféře se projevuje nedisciplinovanost, chybí odhad vlastních schopností a dochází ke snížení adaptability na nově vznikající situace (Meško, 2005).

Ve sportovním tréninku je důležité, aby měl trenér zpětnou vazbu o vnímání tělesné námahy svých sportovců během tréninkových cvičení. Na tyto informace by měl v tréninku adekvátně reagovat (zvýšení nebo snížení intenzity zatížení). Hráč by měl být schopen subjektivně odhadnout velikost fyzické námahy, která je často spojována s výší srdeční frekvence. Existuje vysoká korelace mezi subjektivním vnímáním fyzického zatížení a skutečnou srdeční frekvencí při pohybové aktivitě a hráč je schopen mít poměrně dobrý odhad o skutečné srdeční frekvenci v průběhu pohybové aktivity (Borg, 1998 in Sellers 2007).

Na hodnocení subjektivně vnímaného fyzického zatížení (úrovně námahy) v průběhu cvičení se používá Borgova škála RPE (Rating of Perceived Exertion) nebo CR-10 (Category Ratio Scale). Borgova škála (RPE) je stupnice, na které proband označuje úroveň subjektivně vnímaných pocitů z tréninkové jednotky (tabulka 2). Ukazuje se, že RPE je velmi vhodná metoda měření intenzity zatížení v tréninkové jednotce, protože v sobě kombinuje hráčův psychický stav, tréninkovou připravenost a vnější zatížení. Je srovnatelná i s ukazateli vnitřního zatížení jako průměrná srdeční frekvence (r=,60), koncentrace krevního laktátu (r=,63) při tréninku malých herních forem – small-sided games (Coutts et al., 2009).

V porovnání výše popsané metody TRIMP s RPE uvádí Borresen a Lambert (2008) vzájemně těsný vztah kvantifikace zatížení r=,76 a MSPI s RPE r=,84. Většina autorů se shoduje na tom, že RPE je validní a efektivní metoda kvantifikace zatížení hráčů v tréninkové jednotce a dokonce ji v praxi považují za vhodnější než měření srdeční frekvence pro její finanční nenáročnosti a další výše popsané nevýhody monitorování (Borresen & Lambert, 2008; Fernández-Castanys & Chirosa Ríos, 2002).

Borgova škála CR-10 (Borg, 1998) byla využita ve výzkumech ve sportovních hrách (Casamichana & Castellano, 2010; Impellizzeri, et al., 2004; Ngo et al. 2012, Sjökvist et al., 2011, Rampinini et al., 2004) a v dalších publikacích zaměřených na intenzitu zatížení během cvičení ve sportu (Day et al., 2004; Ueda & Kurokawa, 1995; Zamunér et al., 2011).

Čechovská a Dobrý (2008) doporučují při použití Borgovy škály ve skupině zdůraznit hráčům, aby každý hodnotil intenzitu zatížení samostatně, bez ohledu na ostatní. Omezí se tak riziko, že dojde mezi hráči k soutěžení, kdy jedinci chtějí ukázat, že nejsou tréninkem ovlivněni tak jako jiní. Probandi byli na tento problém upozorněni dopředu a dodrželi pravidla.

Přepočet

15stupňové

škály

na počet tepů

10stupňová

škála

Popis stupňů

%SF max

8 80 tepů

1

velmi malá námaha

60–70%

10 100 tepů

2

malá námaha

70–75%

12 120 tepů

3

mírná námaha

70–75%

14 140 tepů

4

větší, stále zvládnutelná námaha

75–80%

15 150 tepů

5

velká námaha

80–90%

16 160 tepů

6

vysoká námaha

80–90%

17 170 tepů

7

velmi vysoká námaha

90–94%

18 180 tepů

8

extrémně vysoká námaha

95–100%

19 190 tepů

9

téměř maximální námaha

95–100%

20 200 tepů

10

vyčerpání

Tabulka 2. Srovnání upravené Borgovy 15ti a 10stupňové škály podle Sellersové (in Čechovská & Dobrý, 2008, 43)

Metody hodnocení vnějšího zatížení hráče v tréninkovém procesu a v utkání sportovních her

Pozorování jako metoda hodnocení zatížení hráčů v utkání

Pozorování je záměrná činnost výzkumníka (učitele, trenéra), kterou lze definovat jako zvláštní druh selektivního, kontextuálního a kontrolovaného smyslového vnímání, zejména pak chování osob a jevů (Šafaříková, 1988). Umožňuje trénované osobě pozorovat, zaznamenávat a analyzovat interakce s jistotou, že ostatní pozorovatelé stejného jevu budou souhlasit a zaznamenají jej stejným způsobem (Darst, Zakrajsek & Mancini 1989; Salvia & Ysseldyke, 1995). Ve sportovních hrách slouží k popisu chování hráče v utkání a tréninkovém procesu, k popisu techniky dovedností, k systémové analýze individuálního a týmového herního výkonu (Stallings & Mohlman, 1988; Süss, 2005). Vědecké pozorování se dělí na (Salvia, et al., 1995; Šafaříková, 1988):

  • kvalitativní a kvantitativní,
  • přímé a zprostředkované (např. videozáznam),
  • prosté a experimentální,
  • adresné a hromadné neadresné.

Darst et al. (1989), Galton (1989) a Šafaříková (1988) doporučují při pozorování dodržovat následující postup:

  1. stanovit cíl pozorování,
  2. formulovat dílčí cíle a úkoly,
  3. vytvořit kategorizaci forem chování,
  4. časově vymezit pozorování (sleduje se pořád vše, časový výběr, epizodu, kritické události),
  5. obsahově vymezit pozorování,
  6. předběžná teoretická příprava a praktický výcvik,
  7. připravit kódovací systém.

Pro činnostní analýzu výkonu hráče v utkání se využívají buď připravené záznamové archy, nebo speciální programy. Na Fakultě tělesné kultury Univerzity Palackého využíváme program Video Event Analyzer 1.1 (VEA 1.1), který je určen k pozorování a zaznamenávání dat z videozáznamu. Jedná se o pozorování s těmito vlastnostmi:

  • kvantitativní,
  • zprostředkované,
  • evidované,
  • prosté,
  • adresné.

Kategorie

Popis hodnocené činnosti

Starty/zrychlení

Z postoje trojí hrozby provedený únik/ z pohybu střední a nízkou intenzitou zrychlení do pohybu maximální intenzity

Výskoky

subjekt se odráží do vzduchu z jedné nebo obou nohou

Do 2 s

Pohybová činnost vykonávaná maximální intenzitou po dobu nejvýše dvou sekund.

Do 4 s

Pohybová činnost vykonávaná maximální intenzitou po dobu nejvýše čtyř sekund.

Nad 4 s

Pohybová činnost vykonávaná maximální intenzitou po dobu delší než čtyři sekundy.

Tabulka 3. Kategoriální systém hodnocení činností maximální intenzity během basketbalového utkání (Narazaki, 2009).

Analýza vzdálenostních a rychlostních charakteristik výkonu pro popis vnějšího zatížení hráče

Analýza vzdálenostních a rychlostních charakteristik výkonu hráče (time-motion analysis) v utkání je předmětem výzkumu od šedesátých let minulého století (Carling, Bloomfield, Nelson & Reilly, 2008). Je považována za objektivní metodu pro kvantifikaci vnějšího zatížení hráčů a v kombinaci s výše uvedenými metodami hodnocení vnitřního zatížení poskytuje cenné informace o fyziologických nárocích na hráče v utkání (Bangsbo et al., 2006; Barbero-Alvarez et al., 2008; Buttfield, 2009; DiSalvo et al., 2007; Edgecomb & Norton, 2006; Hůlka, 2010; Hůlka, Cuberek & Bělka, 2013; Rudkin & O‘Donoghue, 2008; Thomassen & Skille, 2000).

Zatížení hráče v utkání pak můžeme určit podle intenzity, trvání, vzdálenosti, frekvence klasifikovaných činností (chůze, poklus, běh, apod.) a intervalu zatížení a odpočinku (Drust et al., 2007; Reilly, 2001). Carling et al. (2008) dále považuje za důležité nesledovat pouze výše uvedené charakteristiky, ale i parametry agility (zrychlení, zpomalení, výskoky, změny směru), fyzický kontakt, manipulace s míčem, které také mají také podíl na energetickém výdeji hráče během utkání, tedy provést činnostní analýzu výkonu hráče v utkání.

Získaná data pomocí analýzy vzdálenostních a rychlostních charakteristik výkonu hráče lze využít v tréninkové praxi (Burgess, Naughton & Norton, 2006; Carling et al., 2008; Castellano & Casamichana, 2010; Di Salvo et al., 2007; Erčulj et al., 2008; Rudkin & O‘ Donoghue, 2008; Taylor, 2003)

  • pro detailní popis nároků na hráče během utkání sportovních her, diference v zatížení podle hráčských rolí, což je nápomocné k individualizaci a specifičnosti tréninkového procesu jako základních předpokladů pro růst výkonu hráče. V tomto ohledu je fyziologická charakteristika výkonu v utkání nezbytná,
  • pro získání zpětno-vazební informace k hodnocení výkonu hráče v utkání,
  • jako podklady pro objektivní rozhodnutí v plánování struktury kondiční složky tréninkového procesu v hlavním období jako sub-přípravy na utkání a nepřímo tak k ovlivnění efektivity tréninkového procesu,
  • pro optimalizaci kondiční přípravy v přípravném období je v současném vrcholovém sportu nezbytný aspekt tréninkového procesu,
  • jako východisko pro inter a intra individuální komparaci výkonu hráčů v utkání a k hodnocení změn v kondiční připravenosti během hlavního období,
  • jako prostředek k posuzování výkonu soupeře a budování strategie týmu na utkání.

Podle Carling et al. (2008) byly jednou z prvních technologií kartografické metody, kdy byla trajektorie pohybu hráče zaznamenána do souřadnicové mapy hrací plochy, poté přepočítána na překonanou vzdálenost.

Dále pak Spencer et al. (2004) a Reilly (2001) používali metody využívající audiozáznamu, kdy posuzovatel pomocí diktafonu zaznamenával aktuální činnost hráče podle vytvořeného kategoriálního systému, poté promítli výsledky do časové osy a vypočítali uraženou vzdálenost. V současné době je problém získávání dat řešen sofistikovanými metodami založenými na několika technologiích.

Moderní kartografické metody

Firma SportSec (Austrálie) přišla začátkem 21. století na trh s vylepšenou kartografickou metodou a to se systémem Trak Performance® od firmy Sportsec (http://www.sportstec.com/). Pomocí elektronické tužky a elektronického tabletu je zaznamenávána poloha hráče buď z videozáznamu, nebo přímo z průběhu utkání, tedy je ručně zaznamenávána aktuální poloha hráče v prostoru na hřišti do 2D roviny hrací plochy na elektronickém tabletu.

Starší kartografická metoda, která předcházela současné inovované technologii, při hodnocení vnějšího zatížení hráčů během utkání je založena na subjektivním vizuálním odhadu intenzity a směru pohybových činností (Therón & Casares, 2010), což může být příčinou chyb ve výsledcích měření. Zřejmě i doba a způsob zaškolení je komplikovaná.

U technologie Trak performance® Hartwig & Naughton (2007) uvádí přijatelnou přesnost při zjišťování celkové vzdálenosti r=,98. Další výhodou je v porovnání s ostatními technologiemi nízká pořizovací cena za software €1 750 a € 2 000 za elektronický tablet a tužku a fakt, že měření nikterak nezatěžuje hráče během utkání. V oblasti výzkumu byla tato metoda aplikována na utkání fotbalu (Burgess et al., 2006; Hartwig et al., 2007; Hartwig, Naughton & Searl, 2008).

Nevýhodou je časová náročnost vyhodnocení dat. Přestože je zde možnost vyhodnocování přímým pozorováním utkání, jeden pozorovatel je schopen zaznamenat pouze jednoho hráče, nikoliv celé družstvo, čímž se celkový čas na vyhodnocení v případě jednoho pozorovatele zněkolikanásobuje.

Systémy založené na ultrazvukovém, radiovém a infračerveném vlnění

Základní princip systému pro monitorování pohybu hráčů na hřišti je založen na sledování vzdálenosti hráče, jenž má na svém těle připevněn vysílač signálu, od známých bodů - přijímacích stanic signálu přijímačů - na okrajích hrací plochy (obrázek 1) a následném výpočtu skutečné pozice hráče na hřišti.

Firma/systém

Způsob přenosu dat

Využito pro

Inmotio (NED)/ 3D Soccer®

Rádiové vlnění

Fotbal

Digital sports information® (UK)/ Trakus

Rádiové vlnění

Lední hokej, závody koní, golf

Tabulka 4. Systémy založené na ultrazvukovém nebo radiovém vlnění

Jde o problém určení souřadnic bodu v rovině z údajů o vzdálenosti bodu s neznámými souřadnicemi k bodům, jejichž souřadnice v rovině známe. Jde o trigonometrický problém, jehož řešením je triangulace. Tyto signály mohou být ultrazvukového, radiového nebo infračerveného charakteru. Tabulka 4 popisuje všechny námi vyhledané systémy na současném trhu.

1 2

Obrázek 1. Systémy založené na ultrazvukovém nebo radiovém vlnění

 

Výhodou těchto sofistikovaných technologií je vysoká přesnost. Firma Abatec Eletronic AG, která se podílí na výrobě systému Inmotio-3D Soccer® (radiové vlnění) uvádí absolutní přesnost ±5 cm (Reinhold & De Boer, 2008). Nevýhod je zde několik. Jednak neprostupnost ultrazvukového vlnění překážkami (spoluhráči, soupeři), která může způsobovat ztráty dat při vzájemném zakrytí hráčů a v halách pak odrazy vlnění od zdí, navíc ultrazvukový signál o nízké frekvenci není schopen nést informaci, která by od sebe odlišovala jednotlivé hráče. Dále pak u radiového vlnění je problémem vysoká rychlost vedení a tím problematické zaznamenání časového rozdílu letu vlnění na krátkou vzdálenost, tedy mezi hráčem a přijímací stanicí, což lze řešit atomovými hodinami, které jsou však značně nákladné. Pak také nutnost upevnit na každého hráče přijímač, což může částečně limitovat herní výkon.

Systémy založené na GPS a DGPS technologiích

Systém GPS (Global Positioning System), neboli globální polohový systém je pasivní dálkoměrný systém vyrobený v USA Ministerstvem obrany v roce 1978 pro stanovení polohy a času na Zemi i v přilehlém prostoru. Někdy je také nazýván svým druhým názvem NAVSTAR.

GPS je schopen poskytovat dvacet čtyři hodin denně a kdekoliv na zemském povrchu a přilehlém prostoru signály, které přijímače GPS zpracují a určí polohu v prostoru a přesný čas. GPS vyžaduje, aby každý měřený hráč měl na svém těle připevněn přijímač signálu z alespoň čtyř satelitů na oběžné dráze. Většina GPS přijímačů v sobě nese i další systémy jako 3D akcelerometry (Townshend, Worringham & Stewart, 2008) a 3D magnetometry (pro analýzu směru pohybu hráče), které zpřesňují a doplňují informace z GPS přijímač (Hill-Haas et al, 2009a; Hill-Haas et al., 2009b; Portas, Rush, Barnes & Batterham, 2007).

Systém DGPS (Differential Global Positioning System) byla vyvinuta kvůli zpřesnění údajů GPS systémů. Jedna přijímací stanice (stacionární bod) je umístěna na předem určené místo se známou polohou a svou polohu vysílá do přijímačů na tělech hráčů pro korekci určení polohy získané GPS přijímačem.

V tabulce 5 uvádíme systémy, které jsou v současné době využívány v tréninkovém procesu a v utkáních sportovních her ve světě.

Firma/systém

Využito pro

GPSports (AUS) / SPI10®

Kriket (Hill-Haas et al., 2009)

Fotbal (Barbero-Alvarez et al., 2009)

Ragby (Hartwig et al., 2008)

Australský fotbal (Edgecomb et al., 2006)

CAPTAIN,CPA,UWIC, Cardiff (UK)

(Computerised All-Purpose Time-motion Analysis INtergarted)

Kriket (Rudkin et al., 2008)

Catapult Innovations (AUS)/MinimaxX®

Plážový fotbal (Castellano & Casamichana, 2010)

Real Track Football®

Fotbal (Pino et al., 2007)

Citech research Pty Ltd / Biotrainer®

Tabulka 5. Systémy založené na GPS a DGPS technologiích

Podle Pino et al. (2007) a Witte & Wilson (2005) se tato technologie zdá být v současné době nejpřesnější. Edgecomb et al. (2006) udává validitu měření vzdálenosti r=,998. Barbero-Alvarez, Coutts a Castagna (2010) pak stanovili test-retest reliabilitu r=,94. Hill-Haas et al. (2009 a) pak chybu při měření vzdálenosti 3,6 %, 4,3 % u rychlosti do 7 km∙h-1 a až 11,2 % u rychlosti nad 14 km.h-1. U DGPS uvádí Schutz & Herren (2000) validitu měření rychlosti a vzdálenosti r=,99.

Mezi klady GPS a DGPS technologií patří vysoká přesnost měření. Nevýhodou pak využití pouze ve venkovním prostředí, což pro potřeby halových sportovních her je téměř neřešitelný problém. Dalším negativem je pak jeho velikost, křehkost a fakt, že každý hráč musí mít přístroj umístěný na těle po celou dobu měření. To může být limitujícím faktorem během soutěžního utkání. V současné době pak také relativně vysoká cena systému, která se pohybuje v rozmezí jednoho až tří tisíc Euro za jeden přijímač.

Systémy založené na digitalizaci videozáznamu a následný převod pohybu hráče do souřadnicového systému (Tracking systems)

Využívají záznam utkání z jedné (Hörner, Hermann & Grunow, 2004; Needham & Boyle, 2001) nebo více kamer (Ali & Farrally, 1991; Gedikli, 2009; Iwase & Saito, 2003; Perš & Kovacic, 2000; Xu, Lowey & Orwell, 2004). V Tabulce 6 jsou uvedeny systémy, které se v současné době vyskytují na trhu. Analýza pohybu z videa má čtyři fáze:

  • získání videa a jeho digitalizace – většinou z více kamer,
  • předzpracování videa – cílem je odstranění šumu a zvýšení kontrastu videa,
  • segmentace videa (automatické sledování pohybu hráčů) – identifikace hráčů na videu pomocí rozdílnosti teploty barev hráčů a hrací plochy, výsledkem jsou surová pixelová data, sladění záznamů z jednotlivých kamer,
  • interpretace dat – převod surových dat (poloha hráčů v 2D souřadnicovém systému v závislosti na čase) na hledané vzdálenostní a rychlostní parametry.
3

Obrázek 2. Způsoby pokrytí hrací plochy videokamerami (ProZone Tracking System)


Za největší pozitivum těchto technologií považujeme fakt, že měření nikterak neruší výkon hráčů v utkání. Dále je obrovskou výhodou tzv. automatické sledování pohybu hráčů po hřišti (automatic tracking) na základě výše zmiňované rozdílnosti teploty barev hráčů a hrací plochy. Tyto vlastnosti však mají pouze komerčně založení systémy. Program je schopen sledovat po celé utkání za začátku označený bod bez potřeby lidské asistence. Můžeme aktuálně získávat informace po celou dobu utkání o libovolném počtu hráčů.

Doposud ne zcela vyřešeným problémem je pak kalibrace kamer (úhel záběru a jeho rozsah), volba statických bodů, od kterých se počítá vzdálenost pohybujících se bodů a tzv. „occlusions“ (Iwase et al., 2003; Settervall, 2003; Townshend et al., 2008; Xu et al., 2004). Jsou to místa, kde se hráči navzájem překrývají a tím může dojít k přeskočení automatického sledování překrytých hráčů.

Velká finanční náročnost. Například využití systémů od komerčních firem (ProZone®, Tracab®, Amisco Pro®) se pohybuje kolem £ 100 000 (Settervall, 2003), jako cena za vysokou přesnost měření (r=,96 až ,99) a online sledování výkonu hráčů (DiSalvo et al., 2006, 2007). Navíc tyto systémy jsou nainstalovány na stadionech napevno a tedy nepřenosně.

Firma/systém

Využito pro

ProZone® (UK)

Fotbal (DiSalvo et al., 2006)

Sports Universal® (Amisco)

Fotbal (DiSalvo et al., 2007)

SportsCode v8®; Sportstec

Fotbal

Digital Soccer®

Fotbal

Trak Performance®

Fotbal (Burgess et al., 2006)

SIMI (GER)

Všechny typy

Tracab®

Fotbal

SAGIT (SLO)

Házená (Perš et al., 2000; Šibila et al., 2004)

Basketbal (Erčulj et al., 2008)

Feedback football®, Feedback Cricket®

Fotbal, kriket

Datatrax®

ASPOGAMO® Technology (GER)

Fotbal (Gedikli et al., 2009)

Tabulka 6. Firmy produkující systémy na analýzu pohybu hráče ve sportovních hrách

Na Fakultě tělesné kultury Univerzity Palackého v Olomouci vznikl systém založený na analýze videozáznamu Video Manual Motion Tracker 1.0 (VMMT 1.0), který se skládá ze softwaru (popsáno níže), dotykového LCD monitoru Ilyama (22 palců) a notebooku (ACER TravelMate 7740G). Aplikace pro manuální sledování hráčů na hrací ploše z videozáznamu pracuje na základě inverzního promítání prostorové scény z roviny hrací plochy do roviny obrazovky. Pro každý bod tvořící reálnou hrací plochu byly spočítány souřadnice a pomocí transformace promítnuty do souřadnic roviny obrazovky. Tímto postupem byl vytvořen předpis pro funkci inverzního promítání. Definičním oborem této funkce jsou souřadnice bodu v rovině obrazovky a oborem hodnot jsou souřadnice bodu v rovině hrací plochy. Tedy pro každý bod na obrazovce lze určit odpovídající bod na hrací ploše. Tato funkce je dána přepočítaným výčtem hodnot. Systém vykazuje vysokou reliabilitu měření (Hůlka, Cuberek & Svoboda, in press).

Pomocí inverzní funkce lze zjistit, na jaké pozici na hrací ploše se nachází ukazatel zobrazovaný v rovině obrazovky. Při záznamu pozic ukazatele na hrací ploše v průběhu času pak vzniká trajektorie pohybu ukazatele po hrací ploše. Každý bod trajektorie je dán uspořádanou trojicí údajů [pozice X, pozice Y, čas]. Z rozdílu dvou pozic pak lze určit vzdálenost a ze vzdálenosti a rozdílu času pak i okamžitou a průměrnou rychlost hráče během utkání. Dále lze získat interval (poměr) vysoce intenzivních a nízkointenzivních úseků výkonu (Barbero-Alvarez et al., 2008; Bishop et al., 2006)

  • aktivita nízké intenzity (0 až 3,00 m∙s-1), jako suma
  • inaktivity (do 0,10 m∙s-1),
  • chůze (0,10 až 1,00 m∙s-1),
  • a běhu (trans. Jogging) - (1,10 až 3,00 m∙s-1),
  • aktivita střední intenzity (3,10 až 5,00 m∙s-1),
  • aktivita vysoké až maximální intenzity (nad 5,10 m∙s-1).

Pro využití systému ve výzkumu byla stanovena reliabilita měření (Hulka, Cuberek & Svoboda, 2014). Ve studii byly využity záznamy pohybu hráčů po hřišti, u nichž byly naměřeny překonané vzdálenosti od dvaceti do osmdesáti metrů. Čtyřicet jedna posuzovatelů, kdy každý opakovaně vyhodnocoval odlišný záznam, zaznamenalo při prvním měření průměrnou vzdálenost 38,50±10,70 m (2. měření: 38,50±10,60 m; 3. měření: 38,30±10,80 m). Při posuzování objektivity, kdy bylo posuzováno čtyřicet různých záznamů samostatně dvěma posuzovateli, byla průměrná překonaná vzdálenost 41,40±10,70 m (první posuzovatel), resp. 40,80±10,70 m (druhý posuzovatel). Pearsonův korelační koeficient absolutní hodnoty rozdílu dvou opakovaných měření vs. průměrné hodnoty dvou opakovaných měření dosáhl hodnoty r=0,001, což ukazuje na homoscedasticitní povahu dat. Vysoká hodnota vnitrotřídního koeficientu korelace (ICC=0,99) ukazuje na velmi uspokojivou úroveň reliability mezi dvěma pokusy posuzovatelů. Pearsonův koeficient korelace (p=0,994) indikuje vysokou míru asociace mezi výsledky vyhodnocenými dvěma posuzovateli. Zjištěná hodnota standardní chyby měření (SEM) představuje pouze 0,88 % a 95% limity shody představují 4,79 % průměrné naměřené vzdálenosti (38,50 m).

Stejným principem byla zjištěna reliabilita meření v utkání házené u ženského družstva (Hůlka & Bělka, 2014). Při hodnocení videozáznamů byly naměřeny překonané vzdálenosti hráček v rozsahu od 41,85 do 120,4 m. Čtyřicet jedna posuzovatelů, kdy každý opakovaně vyhodnocoval odlišný záznam, zaznamenalo průměrnou překonanou vzdálenost hráček při prvním měření 78,36 ± 12,1 m, při druhém měření 75,81 ± 14,6 m a při třetím měření 76,28 ± 14,8 m. Při posuzování objektivity, kdy bylo posuzováno čtyřicet různých záznamů samostatně dvěma posuzovateli, byla průměrná překonaná vzdálenost hráček 60,61 ± 19,37 m prvním posuzovatelem, resp. 61,13 ± 18,66 m druhým posuzovatelem.

Podle výsledků jednofaktorové analýzy rozptylu nejsou na pětiprocentní hladině významnosti statisticky významné rozdíly (F=0,049; p=0,95) mezi výsledky dosaženými v prvním, druhém a třetím měření. Za použití navržené metodiky zácviku posuzovatelů tak pravděpodobně měření není zatíženo systematickou chybou, která by mohla být projevem efektu učení při práci se softwarem. Podobně také vysoká hodnota ICC (ICC=,97) ukazuje na velmi vysokou úroveň intra-subjektové reliability. Pearsonův koeficient korelace (r=,96) indikuje vysokou míru asociace mezi výsledky vyhodnocenými dvěma posuzovateli, tedy vysokou objektivitu měření. Zjištěná hodnota SEM představuje pouze 1,28 % průměrně naměřené vzdálenosti (76,81 m) a Bland and Altmanovy 95% limity shody jsou 3,56 % této vzdálenosti.

Ověřovaný software VMMT 1.0, který byl využit pro hodnocení překonané vzdálenosti hráček během utkání v házené a basketbale, je kombinací kartografické techniky a techniky založené na převodu polohy hráče na digitalizovaném videozáznamu do souřadnicového systému. Studie prokázaly srovnatelně vysokou přesnost a objektivitu měření s ostatními využívanými systémy. Z výsledků plyne, že velikost snímané hrací plochy může mít vliv na velikost chyby při vyhodnocení překonané vzdálenosti. Naopak nemá vliv na objektivitu a reliabilitu měření. Software VMMT 1.0 je vhodným prostředkem pro zjištění překonané vzdálenosti nejen v tréninku, ale i v utkání.