格羅寧根大學(xué)人類運(yùn)動科學(xué)系(UMCG)團(tuán)隊(duì)正在使用Xsens將足球訓(xùn)練中的前十字韌帶(ACL)損傷預(yù)防研究帶入到現(xiàn)實(shí)場地中。從驗(yàn)證特定運(yùn)動的動作數(shù)據(jù)到測試內(nèi)隱學(xué)習(xí)的干預(yù)措施，該研究顯示了可穿戴運(yùn)動捕捉如何使傷害預(yù)防研究更接近真實(shí)運(yùn)動。

挑戰(zhàn)

人類運(yùn)動科學(xué)系的研究人員希望研究女性足球運(yùn)動員在不損害生物力學(xué)數(shù)據(jù)質(zhì)量的情況下，更好地學(xué)習(xí)運(yùn)動動作，以降低現(xiàn)實(shí)世界中前交叉韌帶受傷的風(fēng)險(xiǎn)。

解決辦法

該團(tuán)隊(duì)使用Xsens捕捉特定的運(yùn)動足球訓(xùn)練任務(wù)中的全身運(yùn)動，為基于場地的生物力學(xué)和運(yùn)動學(xué)習(xí)研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵要點(diǎn)

隨著時(shí)間的推移，運(yùn)動模式得到了改善:干預(yù)措施幫助女性足球運(yùn)動員避免做出與前交叉韌帶損傷相關(guān)的高風(fēng)險(xiǎn)動作。

豐富的反饋方法使得最終效果非常好視頻指導(dǎo)、自我視頻檢查和口頭反饋進(jìn)一步結(jié)合，這使得運(yùn)動員的進(jìn)步最大化。

Xsens實(shí)現(xiàn)了球場上的生物力學(xué)分析：團(tuán)隊(duì)可以在實(shí)驗(yàn)室外捕捉全身運(yùn)動，同時(shí)保持實(shí)驗(yàn)室級的精度。

前交叉韌帶受傷會讓年輕的足球運(yùn)動員缺席幾個(gè)月。對于女性運(yùn)動員來說，風(fēng)險(xiǎn)更高。在人類運(yùn)動科學(xué)系(UMCG)，研究人員旨在了解在真實(shí)足球運(yùn)動中這些損傷是如何發(fā)生的，以及運(yùn)動員如何在損傷發(fā)生前學(xué)會更安全的運(yùn)動方式。

研究人員Eline Nijmeijer和主要研究人員Anne Benjaminse在她的博士論文“運(yùn)用運(yùn)動學(xué)習(xí)原理降低前交叉韌帶損傷風(fēng)險(xiǎn)”中調(diào)查了一些高風(fēng)險(xiǎn)行為，包括著地、減速和改變奔跑方向。為了以反映真實(shí)訓(xùn)練條件的方式捕捉這些運(yùn)動，團(tuán)隊(duì)結(jié)合了幾種用于生物力學(xué)分析和運(yùn)動學(xué)習(xí)的工具，包括Xsens運(yùn)動捕捉系統(tǒng)。

讓ACL研究更貼近球場

前交叉韌帶損傷發(fā)生在快速、反應(yīng)性、特定動作的時(shí)刻。因此這項(xiàng)研究集中在足球運(yùn)動上，如側(cè)步切入和跳躍落地，這些都與ACL損傷機(jī)制密切相關(guān)。

目標(biāo)不僅是測量年輕運(yùn)動員如何運(yùn)動，也是測試運(yùn)動模式如何隨著時(shí)間的推移而改進(jìn)。女子足球運(yùn)動員進(jìn)行了為期4周的訓(xùn)練計(jì)劃，研究人員比較了基線和保持力測量，以跟蹤運(yùn)動員動作變化。

為什么選擇Xsens

對于此項(xiàng)目，團(tuán)隊(duì)需要可以隨著研究移動的動作捕捉系統(tǒng)。Xsens不僅在受控測試中，而且在足球場上也能捕捉運(yùn)動員的全身運(yùn)動，具有實(shí)驗(yàn)室級的精度。

Eline Nijmeijer說:“我們想測量場上球員的真實(shí)動作，我們知道光學(xué)動作捕捉是不可能的，但Xsens做到了�！�

基于套裝的設(shè)置也發(fā)揮了重要作用。對于動態(tài)足球運(yùn)動，研究人員更喜歡使用全身套裝，因?yàn)樗芨玫乇３謩幼餍螒B(tài)，并支持在重復(fù)錄制中進(jìn)行可靠的全身測量。

在收集現(xiàn)場數(shù)據(jù)之前，該團(tuán)隊(duì)首先在研究的實(shí)驗(yàn)室部分使用光學(xué)運(yùn)動捕捉參考來驗(yàn)證Xsens。這給了他們信心，實(shí)驗(yàn)室外收集的數(shù)據(jù)可以被可信地解釋。

驗(yàn)證研究顯示，矢狀面下半身運(yùn)動學(xué)在所有關(guān)節(jié)和任務(wù)方面的一致性非常好，交叉相關(guān)值超過0.92。在特定運(yùn)動動作中，如跳躍著陸、減速和側(cè)步切入，臀部、膝蓋和腳踝的屈伸波形排列得特別好。正向髖部測量平面的也顯示了很強(qiáng)的一致性。與此同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)膝蓋和腳踝處的正面和橫向平面測量有更多的可變性，這意味著在解釋這些角度時(shí)需要更加謹(jǐn)慎。

這項(xiàng)研究背后的關(guān)鍵思想很簡單。運(yùn)動員并不總是從一長串口頭指令中學(xué)到最好的東西。研究人員使用基于視頻的學(xué)習(xí)方式，不為運(yùn)動員提供關(guān)于膝蓋、腳踝和臀部信息的詳細(xì)線索。

為了驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)，運(yùn)動員被分成四組:

• 一個(gè)沒有接受任何指導(dǎo)的對照組。

• 一組觀看他們需要復(fù)制的運(yùn)動視頻。

• 一組觀看指導(dǎo)視頻，并根據(jù)要求復(fù)制他們自己的動作。

• 一組除了指導(dǎo)和回放視頻之外，還將從測試負(fù)責(zé)人那里獲得口頭反饋。

隨著時(shí)間的推移，接受最豐富的指導(dǎo)和反饋組合的小組表現(xiàn)出最大的改善，特別是在髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)外展相關(guān)的變量上。

通過觀察獲得的內(nèi)隱運(yùn)動學(xué)習(xí)原則可以幫助運(yùn)動員在特定運(yùn)動任務(wù)中改善運(yùn)動模式。在實(shí)踐中，這為更有效的適合真實(shí)教練環(huán)境的傷害預(yù)防策略打開了新的道路。