Watch your step! Is foot landing technique during cutting manoeuvres associated with acute lower extremity injuries? : a 12-month prospective cohort study of young team sport athletes

Abstract

Useita pallopelejä luonnehtivat erilaiset nopeat suunnanmuutokset sekä äkilliset kiihdytykset, mitkä altistavat etenkin nuoria urheilijoita akuuteille alaraajavammoille. Aiempien tutkimusten valossa on esitetty, että jalkaterän laskeutumistekniikka saattaisi olla yhteydessä vammariskiin sekä erityyppisiin juoksuvammoihin. Hyvin vähän tiedetään kuitenkin jalkaterän laskeutumistekniikan yhteyksistä alaraajojen kinematiikkaan erityisesti nopeiden suunnanmuutosten aikana. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli selvittää, onko nopeiden suunnanmuutosten yhteydessä esiintyvällä jalkaterän laskeutumistekniikalla yhteys nuorten palloilijoiden akuutteihin, ilman suoraa kontaktia, tapahtuneisiin nilkan- ja polven nivelsidevammoihin.

Tutkimus on osa laajempaa, Tampereen urheilulääkäriaseman ja UKK-instituutin yhdessä toteuttamaa, prospektiivista PROFITS-tutkimusta (Polvi- ja nilkkavammoja ennustavat tekijät sekä vammojen ehkäisy nuorilla urheilijoilla), mikä on toteutettu Tampereella vuosina 2011–2015. Yhteensä 183 koripalloilijaa ja 172 salibandyn pelaajaa (12-21v.) osallistuivat 3D-liikelaboratoriossa toteutettuihin kahteen erilaiseen suunnanmuutostestiin (90° & 180° testit). Seuraavat kinemaattiset muuttujat analysoitiin pelaajien suorituksista alustakontaktihetkellä: (1) nilkan dorsi-/plantaarifleksio, (2) nilkan inversio/eversio, (3) nilkan sisä-/ulkorotaatio, sekä (4) jalkaterän askelluskulma alustaan nähden. Kaikki yhden vuoden seurantajakson aikana ilmaantuneet polven ja nilkan nivelsidevammat sekä pelaajien ottelu- ja harjoitustunnit kirjattiin. Coxin regressioanalyysin avulla laskettiin riskitiheyssuhteet sekä 95%:n luottamusvälit.

Seurannan aikana rekisteröitiin yhteensä 38 nilkan nivelsidevammaa (0,24 vammaa/1000 peli- ja harjoitustuntia) sekä 16 polvivammaa (0,10 vammaa/1000 peli- ja harjoitustuntia). Tulokset osoittavat, että transversaalitasossa tapahtuva jalkaterän sisäkierto oli tutkituista muuttujista ainoana tilastollisesti merkitsevästi yhteydessä seurantajakson aikana ilmaantuneeseen nilkkavammaan. Tämä yhteys havaittiin molemmissa suunnanmuutostesteissä. 90° testissä jokainen 5° lisäys jalkaterän sisäkiertoon kasvatti uuden nilkkavamman riskin 1,16 kertaiseksi (p=0,045; 95% CI, 1,00-1,35), kun taas 180° testissä jokainen 5° lisäys oli yhteydessä 1,14 kertaiseen riskiin saada uusi nilkkavamma (p=0,01; 95% CI, 1,03-1,26). Tilastollisesti merkitsevää yhteyttä vammoihin ei havaittu muiden tutkittujen muuttujien osalta. ROC-käyrän avulla tehty analyysi viittasi jalkaterän sisäkierron ja vammojen ilmaantuvuuden väliseen erittäin heikkoon ennustettavuuteen (yhdistetty sensitiivisyys ja spesifisyys).

Tämän tutkimuksen tulokset antavat viitteitä jalkaterän sisäkierron mahdollisesta yhteydestä nilkkavammariskiin, joskin mitään erityisen selvää laskeutumistekniikkaa ei voida tulosten perusteella yhdistää alaraajavammojen ilmaantuvuuteen. Kantapää edellä tapahtuva askellus, minkä on esitetty olevan vammoille alttiimpi tekniikka verrattuna päkiäaskellukseen, ei tässä tutkimuksessa ollut millään tavalla yhteydessä alaraajavammojen ilmaantuvuuteen. Lisäksi jalkaterän sisäkierron ei havaittu olevan yhteydessä polvivammojen ilmaantuvuuteen, toisin kuin aiemmissa tutkimuksissa on ehdotettu. Tulosten perusteella voidaan todeta, että pelaajien tulisi suunnanmuutosten yhteydessä, vammoja ehkäistäkseen, pyrkiä välttämään liiallista jalkaterän sisäkiertoa alustakontaktihetkellä. Jatkossa toteutettavien tutkimusten tavoitteena tulisi olla vahvistaa tässä tutkimuksessa esitetyt tulokset suurempien otoskokojen avulla sekä hyödyntäen erilaisia suunnanmuutostestejä eri lajien urheilijoilla.

Many pivoting sports that requires rapid turns and accelerations to various directions may entail a high risk for acute lower extremity injuries, particularly, for adolescents. The previous findings have indicated that the foot strike technique may be related with injurious lower extremity biomechanics, as well as to a specific lower limb running injuries. Yet, there are not too many research papers investigating the foot landing pattern associated with lower extremity kinematics during athletic tasks. Therefore, the purpose of this study was to investigate the association of the foot landing pattern during cutting maneuvers to the incidence of acute noncontact knee and ankle ligament injuries among young team sport athletes.

The current study was carried out at the Tampere Research Center of Sports Medicine and the UKK Institute for Health Promotion Research, Tampere, Finland. This study is part of the large prospective PROFITS-study (Predictors of Lower Extremity Injuries in Team Sports) conducted in Finland between 2011 and 2015. A total of 183 basketball and 172 floorball players (age range, 12-21 years) participated in two cutting technique procedures (90° and 180° tests) conducted in the 3D motion analysis laboratory. The following kinematic variables were analyzed: (1) ankle dorsi-/plantarflexion at initial contact (IC), (2) ankle inversion/eversion at IC, (3) ankle internal/external rotation at IC, and (4) foot strike angle at IC. All knee and ankle ligament injuries, as well as match and training exposure, were then recorded for the following 1-year. Cox Regression models were used to calculate hazard ratios (HRs) and 95% CIs.

During the follow-up a total of 38 noncontact ankle ligament injuries (0.24 injuries/1000 player-hours) and 16 noncontact knee injuries (0.10 injuries/1000 player-hours) were registered. Of the variables investigated, only the transverse plane foot internal rotation, in both cut tasks, were significantly associated with a new ankle injury. During the 90° cut, each 5° increase in foot internal rotation was associated with a 1.16 times higher risk for ankle injury (p=0.045, 95% CI, 1.00-1.35), whereas during the 180° cut each 5° increase in foot internal rotation was associated with a 1.14 times higher risk for ankle injury (p=0.01, 95% CI, 1.03-1.26). No significant association was observed in any other kinematic variable investigated. ROC curve analysis for foot internal rotation at IC showed an area under the curve of 0.6, indicating a poor combined sensitivity and specificity of the test.

The findings of this study demonstrated that, while there was some relation of foot internal rotation at IC on ankle injuries, no clear landing pattern could be described as strongly associated with lower extremity injuries. The heel strike pattern, particularly, which have been suggested to be harmful landing technique compared to forefoot striking during cutting tasks, wasn’t found to be related to lower limb injuries. Furthermore, internal rotation of the foot wasn’t associated to knee injuries as has been previously hypothesized. Based on these results, avoiding excessive internal rotation of the foot when cutting may reduce the risk for ankle injuries. The future studies should confirm these findings with the utilization of various cutting procedures, larger sample sizes and athletes representing different sports.