Biomechanical modeling, in the sagittal plane, of joint's kinetic and cinematic of left lower limb side in cycling before and after a postural study. bike-fitting

Abstract

Los problemas posturales en el ciclismo están relacionados a un mal ajuste de la altura del sillín, angulación y desplazamiento horizontal. Muchos de estos problemas pueden ser corregidos con un análisis biomecánico o bikefitting, el cual busca ajustar los componentes de la bicicleta a la antropometría, fisiología, capacidades y objetivos del ciclista. Para lograr una postura optima se debe encontrar un balance entre la mejorar la eficiencia y prevenir el riesgo de lesión. El propósito del presente trabajo es comparar la eficiencia del ciclo del pedal, potencia sobre la biela y torques antes y después de mover el sillín en el plano sagital durante un bikefitting. Treinta y dos ciclistas aficionados y 6 triatletas aficionados (35 ¿9 años, 1.73 ¿9m, 72.8 ¿9kg) fueron evaluados en un ciclo simulador con su propia bicicleta, después de manipular la distancia vertical y horizontal del sillín. Se controló la relación de cambios (plato grande, piñón 18) y la tasa de pedalazos por minuto (80, 85, 90 y 95 rpm). En promedio los ciclistas mantuvieron una potencia sobre la biela de 5.3 w/kg. La cinemática del tren inferior fue grabada con un sistema de cámaras 3D, fuerzas, torques articulares y potencia sobre la biela fueron calculados con dinámica inversa modelando el sistema en el plano sagital con el método en serie de cadena abierta de Kane?s. Los resultados de potencia sobre la biela y eficiencia del ciclo del pedal muestran un incremento en una posición más adelantada y un sillín alto comparado a una posición retrasada y baja. La cadencia es un factor incrementa la potencia y eficiencia. Además el sistema tiende a compensarse a través de la flexión del tobillo y rodilla.

Postural problems in cycling are related to a bad fit of the saddleþs height, angulation, and horizontal displacement. Most of these problems can be corrected with a biomechanical analysis named bike-fitting. A bike-fitting consists of setting the components of the bicycle (saddle, stem, drops, etc.) to the anthropometric, physiology, skills and goals of the rider. To achieve an optimum posture, it needs a balance between improving efficiency and injury prevention. The purpose of the present study is to compare the efficiency during the pedal cycle and hip, knee, ankle, and crank torque before and after shifting the saddle in the sagittal plane during a bike-fitting. Thirty-eight cyclists (n=32) and triathletes (n=6) non-professional (35 ¿9 years, 1.73 ¿9m, 72.8 ¿9kg) were assessed on them bicycles fixed in a cycle trainer, after shifted the vertical and horizontal distance of the saddle. Pedaling cadence (80, 85, 90 and 95 revolutions per minute) and the gear relation (big plate, eighteenth pinion) was controlled. Cyclists performed a mean crank power of 5.3w/kg. Lower limb?s cinematic was recorded with a 3D system. Joint?s forces, moments and the crank moment were calculated with inverse dynamics, in the sagittal plane, using Kaneþs open serial chain mechanism. The results of the crank power and pedal cycle efficiency show an incensement with a forward and high saddle position than a backward and down saddle position. Cadence is a factor that increases the power crank and efficiency. Further, the man-bicycle system can compensate via knee and ankle flexion.