Abstract
Ferro, A.; Floría, P.; Villacieros, J.; Aguado-Gómez, R. (2012). Validez y fiabilidad del sensor láser del sistema BioLaserSport® para el análisis de la velocidad de la carrera. RICYDE. Rev. int. cienc. deporte. 30(8), 357-370. http://dx.doi.org/10.5232/ricyde2012.03005 358 Introducción l análisis de la velocidad de carrera en el deporte de competición resulta fundamental para la mejora del rendimiento. La cualidad de la velocidad es específica de cada deporte y especialidad (Harrison, Jensen, y Donoghue, 2005). En los entrenamientos es muy habitual el uso de células fotoeléctricas por parte de técnicos deportivos (Yeadon, Kato, y Kerwin, 1999), aunque la fotogrametría ha sido la técnica más utilizada entre los biomecánicos (Ferro, Rivera, Pagola, Ferreruela, y Rocandio, 2001; Floría y Ferro, 2011; Graubner y Nixdorf, 2011; Locatelli y Arsac, 1995). Debido a su importancia, se han propuesto en la bibliografía varios sistemas para obtener la velocidad en carrera. Desde 1927, en que Hill usó una serie de bobinas junto con un imán transportado por el propio corredor para determinar su velocidad (Hill, 1928) hasta la actualidad, se han usado diferentes sistemas que pretenden mejorar la precisión, la fiabilidad y la inmediatez en la salida de los resultados. Recientemente han aparecido los radares (Di Prampero, Fusi, Sepulcri, Morin, Belli, y Antonutto., 2005), los sistemas de posición global (GPS) (Coutts y Duffield, 2010) y la tecnología láser (Adamezewski y Perlt, 1997; Brüggemann, Koszewski, y Müller, 1999; Dickwatch, Hildebrand, y Perlt, 1994). De los anteriores sistemas, posiblemente las células fotoeléctricas sean las más utilizadas por entrenadores y deportistas debido a la facilidad de uso e inmediatez de resultados. Con este sistema se mide el tiempo empleado en recorrer una distancia determinada y a partir del cual se calcula la velocidad media. Aunque se trata de una tecnología que proporciona datos inmediatos, ésta no es capaz de proporcionar datos continuos de la evolución de la velocidad durante la prueba. Para obtener una medida continua se ha utilizado la fotogrametría. Sin embargo, es necesario recordar que se trata de un sistema de medida indirecto, que precisa de un complejo y laborioso proceso de digitalización y de unas técnicas de filtrado
proporciona datos inmediatos, ésta no es capaz de proporcionar datos continuos de la evolución de la velocidad durante la prueba. Para obtener una medida continua se ha utilizado la fotogrametría. Sin embargo, es necesario recordar que se trata de un sistema de medida indirecto, que precisa de un complejo y laborioso proceso de digitalización y de unas técnicas de filtrado y/o suavizado excesivamente abiertas e intuitivas. Asimismo, la obtención de resultados no es inmediata cuando se trabaja en ciertas condiciones de entorno. Una forma de agilizar el proceso es digitalizar un único marcador, aceptando éste como una representación de la posición del cuerpo completo. Esta metodología ha sido utilizada en el análisis de las pruebas velocidad de atletismo tanto en Campeonatos del Mundo (Brüggemann y col., 1999; Ferro y col., 2001; Graubner y Nixdorf, 2011; Landry, 1987; Moravec, Ruzicka, Susanka, Dostal, Kodejs, y Nosek., 1988) como en Juegos Olímpicos (Brüggemann y Glad, 1990; Susanka, Moravec, Dostal, Ruzicka, Barac, Vezlak, Nosek, y Jardik, 1989). Con el doble objetivo de obtener datos de velocidad inmediatos y continuos, en los últimos años han aparecido nuevas tecnologías como el radar, el GPS o el láser. De entre ellas destaca el láser por su elevada frecuencia de registro, hasta 2000 Hz, frente a los 32 Hz del rádar (Young, Farrow, Pyne, McGregor, y Handke, 2011) o los 10 Hz del GPS (Varley, Fairweather, y Aughey, 2012). La tecnología láser ha sido utilizada, tanto en pruebas en dónde el principal objetivo sea recorrer una distancia en el menor tiempo posible (Brüggemann y cols., 1999), como aquellas en las que la fase de carrera sea importante para lograr un buen resultado, como por ejemplo los saltos (Adamezewski y Perlt, 1997; Dickwatch y col., 1994). La posibilidad de medición sin el uso de un reflector y en tiempo real ha posibilitado que el sistema de medición de láser haya sido probado tanto en condiciones de competición (Adamezewski y Perlt, 1997; Brüggemann y Glad, 1990; Dickwatch y col., 1994) como en situaciones controladas de entrenamiento para la valoración de la velocidad en test de campo específicos de los deportes
medición sin el uso de un reflector y en tiempo real ha posibilitado que el sistema de medición de láser haya sido probado tanto en condiciones de competición (Adamezewski y Perlt, 1997; Brüggemann y Glad, 1990; Dickwatch y col., 1994) como en situaciones controladas de entrenamiento para la valoración de la velocidad en test de campo específicos de los deportes (Delecluse, Roelants, Diels, Koninckx, y Verschueren, 2005; Dickwatch y col., 1994; Zwierko y Lesiakowski, 2007). E
Ferro, A.; Floría, P.; Villacieros, J.; Aguado-Gómez, R. (2012). Validez y fiabilidad del sensor láser del sistema BioLaserSport® para el análisis de la velocidad de la carrera. RICYDE. Rev. int. cienc. deporte. 30(8), 357-370. http://dx.doi.org/10.5232/ricyde2012.03005 359 Si bien existen publicaciones donde se utiliza el sistema láser para obtener datos, son escasos y poco concluyentes los estudios que demuestran la validez y fiabilidad del sistema para determinar la velocidad de carrera (Bezodis, Salo, y Trewartha, 2012; Dickwatch y col., 1994; Harrison y cols., 2005). Dickwatch y cols. (1994) compararon las velocidades parciales obtenidas con células fotoeléctricas y láser encontrando una diferencia de alrededor de 0.03 m·s -1 . Los autores justificaron estas diferencias por las distintas partes del cuerpo que utilizaron ambos métodos para realizar sus mediciones. Las células fotoeléctricas se activaban cuando el pecho cruzaba el haz de luz; mientras que el láser tomaba como referencia la zona lumbar de la espalda. Harrison y cols. (2005) compararon los datos obtenidos con tecnología láser y vídeo y concluyeron que el sistema de medición láser produce estimaciones de distancia válidas y fiables, pero aconsejaron el uso de técnicas óptimas de filtrado o suavizado para obtener buenos resultados. En los anteriores estudios para comprobar la validez y fiabilidad del sistema láser, se utilizaron métodos estadísticos basados en coeficientes relativos, como el coeficiente de correlación intraclase (ICC). Los métodos basados en coeficientes absolutos se expresan en la misma magnitud que la medida de la variable facilitando la comparación entre diferentes herramientas y ayudando a interpretar la magnitud real del cambio producido por el deportista (Atkinson y Nevill, 1998). Entre estos métodos destacan el cálculo del error estándar de la media (SEM), el mínimo cambio detectable (MDC) y los límites de concordancia de Bland y Altman al 95% (LoA). El SEM es un indicador de la precisión de la medida y se expresa en las mismas unidades que la medida de la variable original lo que facilita su interpretación; a menor valor, mayor fiabilidad de la medida (Atkinson y Nevill, 1998; Weir, 2005). El SEM puede ser usado para calcular el MDC que se define
Altman al 95% (LoA). El SEM es un indicador de la precisión de la medida y se expresa en las mismas unidades que la medida de la variable original lo que facilita su interpretación; a menor valor, mayor fiabilidad de la medida (Atkinson y Nevill, 1998; Weir, 2005). El SEM puede ser usado para calcular el MDC que se define como el menor cambio en la medida que realmente refleja una diferencia en el rendimiento más que un error en la medición (Weir, 2005). El LoA es un método visual para evaluar el grado de correspondencia existente entre dos mediciones mediante la representación gráfica de las diferencias frente a su media de los límites de concordancia calculados a partir del intervalo de confianza al 95% para la diferencia entre las dos mediciones (Atkinson y Nevill, 1998). A pesar de la utilidad de los métodos estadísticos absolutos, no se ha encontrado en la literatura ningún estudio que los haya utilizado para comprobar la validez y fiabilidad de los sensores láser. El resultado de estas pruebas facilitaría a entrenadores y deportistas la interpretación de los datos de velocidad para evaluar la efectividad del proceso de entrenamiento. En consecuencia, el objetivo de este estudio fue evaluar la validez y fiabilidad de un sensor láser que forma parte del sistema BioLaserSport® para calcular la velocidad de carrera mediante estadísticos relativos y absolutos. Para ello, este estudio comprobó la validez del sistema láser en comparación con otros sistemas ampliamente utilizados como son las células fotoeléctricas y la fotogrametría, así como la fiabilidad del sistema láser intrasesión e intersesión. Material y Métodos Participantes Los participantes fueron 17 varones con una edad media de 20.85 ± 1.54 años, 70.17 ± 8.00 kg de masa y 1.78 ± 0.06 m de estatura. Se requirió el uso de una camiseta corta lo más pegada al cuerpo posible, para facilitar el uso del láser y unas mallas de color negro para
0.06 m de estatura. Se requirió el uso de una camiseta corta lo más pegada al cuerpo posible, para facilitar el uso del láser y unas mallas de color negro para
Ferro, A.; Floría, P.; Villacieros, J.; Aguado-Gómez, R. (2012). Validez y fiabilidad del sensor láser del sistema BioLaserSport® para el análisis de la velocidad de la carrera. RICYDE. Rev. int. cienc. deporte. 30(8), 357-370. http://dx.doi.org/10.5232/ricyde2012.03005 360 digitalizar posteriormente los marcadores mediante fotogrametría. Todos los sujetos fueron deportistas activos y estudiantes universitarios de la licenciatura de Ciencias de la Actividad Física y del Deporte o del grado en Ciencias del Deporte. Todos los sujetos participaron de manera voluntaria en el estudio, fueron informados del objetivo del mismo y de las pruebas que se les iba a realizar y cada uno firmó un consentimiento antes de participar en las pruebas. El estudio fue conforme a la Conferencia de Helsinki para investigación con humanos (Williams, 2008) y fue aprobado por el Comité de Ética de la Institución. Instrumentos Se utilizó un sensor láser tipo 1 (LDM301, Jenoptik, Germany) que se halla integrado en un Sistema de análisis cinematico en tiempo real para entrenamientos y competiciones deportivas, BioLaserSport® (patentado por Ferro y Floría, 2010 y marca registrada por Ferro, 2012). El sensor láser tiene con un rango de medida de 0.5 a 300 m en superficies naturales, exactitud de ±0.06 m para valores de medida de 2 kHz y resolución de 0.001 m. Para la medida de las distancias de la prueba se utilizó un medidor láser Stanley TLM160i, calibrado según normas ISO, de un alcance de 0.05 m a 60 m, precisión de ±0.0015 m y unidad mínima visualizada de 0.001 m. Los datos se registraron y trataron mediante el software DasyLab v. 10.0 (Data Acquisition System Laboratory de National Instruments) mediante una rutina DSL30 creada al efecto. Para las pruebas de validación se utilizó un sistema de filmación bidimensional compuesto por una cámara digital de alta velocidad (Exilim High Speed EX- F1, Casio), un software SkillSpector v. 1.3.2. (Video4coach, Grubbemollevej) para la digitalización de las imágenes y un sistema de referencia bidimensional de 4x2 m 2 . Asimismo, se utilizó un sistema de cronometraje mediante foto-células de doble haz (Polifemo Light, Microgate, Italy) con unas dimensiones de 59x180x104 mm 2 , un
cámara digital de alta velocidad (Exilim High Speed EX- F1, Casio), un software SkillSpector v. 1.3.2. (Video4coach, Grubbemollevej) para la digitalización de las imágenes y un sistema de referencia bidimensional de 4x2 m 2 . Asimismo, se utilizó un sistema de cronometraje mediante foto-células de doble haz (Polifemo Light, Microgate, Italy) con unas dimensiones de 59x180x104 mm 2 , un retardo de 1 ms y con una autonomía de 18 horas. Este modelo cuenta con una amplitud óptica de 15 m. El cronómetro que se utilizó fue el modelo Racetime2 (Microgate, Italy). Procedimientos Las pruebas se realizaron en una pista de atletismo cubierta, sobre pavimento de tartán, durante dos días y en horario comprendido entre las 9 y 14 h. El primer día se realizaron las pruebas de validación del sistema y tres días después, una segunda prueba para analizar, junto con las anteriores, la fiabilidad del sistema. Las pruebas consistieron en realizar unas pruebas de carrera de 30 m a velocidad máxima partiendo de parados ubicando los distintos sistemas de medida como se muestra en la Figura 1. Todos los sujetos participaron en las pruebas los dos días. La calle en la que se realizaron las pruebas se delimitó a 0.70 m de anchura y 30 m de longitud dejando un amplio margen de frenado (> 20 m). El sistema láser debía impactar en la espalda del deportista a una altura de 1 m del suelo. El láser se situó detrás de la línea de salida, a 2.94 m de distancia y con 0º de inclinación, controlándose la horizontalidad del haz en la distancia total de la prueba. La calibración del sensor láser se comprobó en las distancias de 0, 10, 20 y 30 m mediante el medidor láser Stanley. La prueba iba precedida de un calentamiento estándar de 10 minutos, que incluía carrera continua, movilidad articular, estiramientos estáticos y dinámicos de los miembros inferiores y superiores y tres series de 30 m, incrementales en velocidad, hasta alcanzar una velocidad submáxima próxima al sprint. Las pruebas consistieron en realizar 3 series de 30 m a máxima velocidad con un
Stanley. La prueba iba precedida de un calentamiento estándar de 10 minutos, que incluía carrera continua, movilidad articular, estiramientos estáticos y dinámicos de los miembros inferiores y superiores y tres series de 30 m, incrementales en velocidad, hasta alcanzar una velocidad submáxima próxima al sprint. Las pruebas consistieron en realizar 3 series de 30 m a máxima velocidad con un descanso de 5 minutos entre series, los dos días que duraron las pruebas. Los participantes se organizaron en grupos de cinco para poder controlar el tiempo de descanso entre series. Cada sujeto se colocó en posición de parado y debía situar el pie delantero en la línea de salida pero dejando