University of Jyväskylä | JYX Digital Repository

  • English  | Give feedback |
    • suomi
    • English
 
  • Login
JavaScript is disabled for your browser. Some features of this site may not work without it.
View Item 
  • JYX
  • Opinnäytteet
  • Väitöskirjat
  • View Item
JYX > Opinnäytteet > Väitöskirjat > View Item

Fighter pilots’ physical performance and spinal-injury induced flight duty limitations

Thumbnail
View/Open
1.9Mb

Downloads:  
Show download detailsHide download details  
Published in
JYU dissertations
Authors
Honkanen, Tuomas
Date
2019

 
This thesis investigates the effects of physical fitness, muscle cross-sectional area (CSA) and Gz exposure and their interaction in fighter pilots’ spinal disorders and resulting flight duty limitations (FDL). The primary aim of the study was to evaluate the predictive role of physical and functional fitness tests and muscle CSA in overall low back pain (LBP) and FDL. Other aims were to investigate associations between cumulative Gz exposure and FDL and to study the effects of the gradual increase of exposure on exposure-induced muscular activity responses. Four different study settings were used. Association between functional tests and LBP was studied in a five-year follow-up. Shoulder and neck muscle activity was compared, via electromyography (EMG), between groups of experienced and inexperienced pilots under high Gz exposure. Association between early-career Gz exposure and physical fitness in the pilot selection phase was studied retrospectively among FDL-pilots and non-FDL pilots. Associations between CSA of the lumbar muscles and spinal disorders were studied in a five-year follow-up. The results showed an association between an isometric back endurance test and physical activityrelated LBP. Pull-up and back extension test results obtained in the selection phase were associated with spinal disorder-induced FDL during fighter pilots’ career, but similar association between aerobic fitness and FDL was not observed. Pilots who had experience in flying high-performance aircraft (HPA) had significantly lower shoulder and neck muscle EMG activity at high Gz levels and higher passive G-tolerance than pilots who had no experience in HPA flying. Cumulative Gz exposure during the early career was not associated with subsequent spinal disorder-induced FDL. No association was found between muscle composition or CSA and LBP. Thus, causes and development of spinal disorder -induced FDL seem to be multifactorial. In conclusion, the results show that an adequate level of axial strength and endurance may protect military pilots from spinal disorders. Pilots who had indicated in the selection phase that they do not participate in competitive and guided sports programs may be under an increased risk of spinal disorderinduced FDL. In addition, less experienced pilots may find similar missions more fatiguing than their more experienced colleagues. However, Gz exposure at an individual level does not have a predictive value on future FDL. Keywords: neck pain, low back pain, flight duty limitation, physical fitness, high-performance aircraft, G-force ...
 
Tämän väitöskirjatutkimuksen tarkoituksena on selvittää ennustaako sotilaslentäjien fyysinen suorituskyky tai kiihtyvyysvoimille altistuminen tuki- ja liikuntaelimistön oireilua ja lentopalveluksen rajoituksia. Lisäksi tutkimuksessa selvitetään yksilöllistä kuormittumista kiihtyvyyden lisääntyessä sentrifugissa sekä selän lihasten poikkipinta-alojen yhteyttä vartalon ja alaraajojen isometriseen voimantuottoon ja oireiluun. Tutkimuksen aineisto muodostui neljästä tutkimusjoukosta, joista ensimmäisen muodostavat kokeneet aktiivilentäjät, toisen kahden eri kadettikurssin lentäjät, kolmannen pysyvän lentokelpoisuuden rajoituksen saaneet lentäjät sekä heidän verrokit, ja neljännen kahden peräkkäisen kadettikurssin lentäjät. Fyysisen suorituskyvyn osalta tutkimuksessa selvitettiin: lentäjävalinnan aikainen lihaskunto ja aerobinen kestävyys, vuositarkastuksessa mitattu fyysinen toimintakyky ja vartalon ja alaraajojen isometrinen voima kadettivaiheessa. Kiihtyvyysvoimille altistumista analysoitiin lentäjäkohtaisella kiihtyvyysvoimakertymällä. Liikunta-aktiivisuutta ja oireilua mitattiin kyselyillä ja lentokelpoisuusrajoitteella. Niska-hartiaseudun lihasten aktiivisuutta mitattiin elektromyografialla sentrifugissa ja lihasten poikkipinta-ala mitattiin magneettikuvista. Tutkimuksen tulokset osoittivat, että alhaisella selän isometrisellä voimalla on yhteys vapaa-ajan liikunnassa koettuihin alaselkävaivoihin, ja huonolla lihaskunnolla lentäjävalinnan aikana on yhteys lentokelpoisuuden rajoittamiseen. Lisäksi havaittiin, että rajoituksen saaneilla lentäjillä oli harvemmin kilpaurheilutausta. Tulosten mukaan hävittäjälentäjät raportoivat alaselkäkivuista potkurikalustolla lentäviä enemmän, mutta toisaalta suurella kiihtyvyysvoimakertymällä ei ole yhteyttä rajoituksiin. Lisäksi havaittiin, että kokeneiden lentäjien lihasaktivaatio on alhaisempaa lennon aikana, ja että he aloittavat vastaponnistuksen myöhemmin verrattuna kokemattomiin. Lannerankalihasten poikkipinta-aloilla ei ollut yhteyttä oireiluun, mutta ne olivat yhteydessä isometristen voimatestitulosten kanssa. Tämän tutkimuksen tulokset viittaavat siihen, että hyvä lihaskunto ja aktiivinen urheilutausta suojaavat myöhemmältä uranaikaiselta tukirangan oireperäiseltä lentokelpoisuusrajoitukselta, ja selän lihasvoima suojaa alaselkävaivoilta. Näiden tulosten valossa sotilaslentäjävalinnassa tulisi jatkossa huomioida lihaskunnon ja urheilutaustan merkitys, minkä lisäksi lentäjien tulisi panostaa uran aikana lihaskuntoharjoitteluun. Avainsanat: niskakipu, alaselkäkipu, lentokelpoisuusrajoite, fyysinen suorituskyky, hyvittäjälentäjä, G-voima ...
 
ISBN
978-951-39-7723-8
Contains publications
  • Artikkeli I: Honkanen, T., Kyröläinen, H., Avela, J., & Mäntysaari, M. (2017). Functional test measures as risk indicators for low back pain among fixed-wing military pilots. Journal of the Royal Army Medical Corps, 163 (1), 31-34. DOI: 10.1136/jramc-2015-000510
  • Artikkeli II: Honkanen, T., Oksa, J., Mäntysaari, M. J., Kyröläinen, H., & Avela, J. (2017). Neck and Shoulder Muscle Activation Among Experienced and Inexperienced Pilots in +Gz Exposure. Aerospace Medicine and Human Performance, 88 (2), 90-95. DOI: 10.3357/AMHP.4659.2017
  • Artikkeli III: Honkanen, T., Sovelius, R., Mäntysaari, M., Kyröläinen, H., Avela, J., & Leino, T. K. (2018). +Gz Exposure and Spinal Injury-Induced Flight Duty Limitations. Aerospace Medicine and Human Performance, 89 (6), 552-556. DOI: 10.3357/AMHP.4999.2018
  • Artikkeli IV: Honkanen, T., Mäntysaari, M., Avela, J., Kyröläinen, H., & Leino, T. (2018). Assessment of muscular fitness as a predictor of flight duty limitation. Military Medicine, 183 (11-12), e693. DOI: 10.1093/milmed/usy089
  • Artikkeli V: Honkanen, T., Mäntysaari, M., Leino, T., Avela, J., Kerttula, L., Haapamäki, V., & Kyröläinen, H. (2019). Cross-sectional area of the paraspinal muscles and its association with muscle strength among fighter pilots : a 5-year follow-up. BMC Musculoskeletal Disorders, 20, 170. DOI: 10.1186/s12891-019-2551-y
URI

http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7723-8

Metadata
Show full item record
Collections
  • JYU Dissertations [127]
  • Väitöskirjat [3032]

Related items

Showing items with similar title or keywords.

  • MRI findings and physical performance as predictors of flight-induced musculoskeletal pain incidence among fighter pilots 

    Rintala, Harri; Sovelius, Roope; Rintala, Pirjo; Huhtala, Heini; Siitonen, Simo; Kyröläinen, Heikki (de Gruyter, 2017)
    Study aim: The aim of this study was to evaluate the possible association of pre-career magnetic resonance imaging (MRI) findings and physical performance level with possible musculoskeletal disorders during jet flight ...
  • Simulated skiing as a measurement tool for performance in cross-country sit-skiing 

    Rosso, Valeria; Linnamo, Vesa; Rapp, Walter; Lindinger, Stefan; Karczewska-Lindinger, Magdalena; Vanlandewijck, Yves; Gastaldi, Laura (Sage Publications Ltd., 2019)
    The International Paralympic Committee mandates the development of an evidence-based classification system, which requires a measure of performance. Performance in cross-country sit-skiing is mainly dependent on force ...
  • European evidence-based recommendations for clinical assessment of upper limb in neurorehabilitation (CAULIN) : data synthesis from systematic reviews, clinical practice guidelines and expert consensus 

    Prange-Lasonder, Gerdienke B.; Alt Murphy, Margit; Lamers, Ilse; Hughes, Ann-Marie; Buurke, Jaap H.; Feys, Peter; Keller, Thierry; Klamroth-Marganska, Verena; Tarkka, Ina M.; Timmermans, Annick; Burridge, Jane H. (Biomed Central, 2021)
    Background: Technology-supported rehabilitation can help alleviate the increasing need for cost-effective rehabilitation of neurological conditions, but use in clinical practice remains limited. Agreement on a core set of ...
  • Incidence and risk factors for back pain in young floorball and basketball players : A prospective study 

    Rossi, Marleena; Pasanen, Kati; Heinonen, Ari; Myklebust, Grethe; Kannus, Pekka; Kujala, Urho; Tokola, Kari; Parkkari, Jari (Wiley-Blackwell Publishing Ltd., 2018)
    The aim of this study was to investigate the incidence of back pain in young basketball and floorball players under 21 years of age. The secondary aim was to examine risk factors especially for low back pain (LBP). Nine ...
  • Balance Perturbations as a Measurement Tool for Trunk Impairment in Cross-Country Sit Skiing 

    Rosso, Valeria; Gastaldi, Laura; Rapp, Walter; Lindinger, Stefan; Vanlandewijck, Yves; Äyrämö, Sami; Linnamo, Vesa (Human Kinetics, Inc., 2019)
    In cross-country sit-skiing, the trunk plays a crucial role in propulsion generation and balance maintenance. Trunk stability is evaluated by automatic responses to unpredictable perturbations; however, electromyography ...
  • Browse materials
  • Browse materials
  • Articles
  • Conferences and seminars
  • Electronic books
  • Historical maps
  • Journals
  • Tunes and musical notes
  • Photographs
  • Presentations and posters
  • Publication series
  • Research reports
  • Research data
  • Study materials
  • Theses

Browse

All of JYXCollection listBy Issue DateAuthorsSubjectsPublished inDepartmentDiscipline

My Account

Login

Statistics

View Usage Statistics
  • How to publish in JYX?
  • Self-archiving
  • Publish Your Thesis Online
  • Publishing Your Dissertation
  • Publication services

Open Science at the JYU
 
Data Protection Description

Accessibility Statement

Unless otherwise specified, publicly available JYX metadata (excluding abstracts) may be freely reused under the CC0 waiver.
Open Science Centre