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        自由Liberty案例研究:美國奧林匹克委員會使用POLHEMUS自由追蹤器

        案例研究:美國奧林匹克委員會使用POLHEMUS自由追蹤器

        背景技術

        最近的文獻表明,靜態拉伸運動可能導致一個人進行需要最大力量和/或力量的活動的能力急劇下降。

        關節位置感(JPS)是本體感覺的一個組成部分,被描述為個體知道自己的身體部位與彼此之間的關系的能力。由于一些實際原因,這一信息很重要。

        首先,運動員和其他人定期伸展身體,作為熱身的一部分,預防受傷。然而,如果運動員在空間中定位四肢的能力因伸展而受到損害,那么伸展的預防傷害方面可能是值得懷疑的,而伸展也可能被禁止用于傷害預防。第二,在提高性能方面,如果拉伸會干擾體位感,那么那些需要精巧精確技術的技能不應該先做伸展運動。

        為了測量一個人在三維空間中定位肢體的能力,我們需要精密、堅固、可靠和易于使用的精密實驗室儀器。我們發現,磁跟蹤傳感器的Polhemus LIBERTY系統是一個完美的選擇。

        這個系統提供了非凡的精確性和易用性,“比爾·桑茲說。高級運動測量,LLC(AMM)軟件與Polhemus硬件一起使用,以提供數據分析在六個自由度。這種運動分析在Polhemus和AMM系統中很容易得到。其他生物力學分析系統需要大量的后處理,分析肢體的旋轉運動非常困難。在我們的研究中,旋轉信息對于理解拉伸后的本體感覺至關重要。

        這項研究是在21名成年人中進行的,他們是從事娛樂活動的受試者(11名男性,10名女性)。這項研究試圖確定受試者在被蒙住眼睛的同時,在空間中重新定位手臂的能力,在一次劇烈的靜態伸展到肩部肌肉后是否有差異。雖然傳統的測角工具可以用來評估關節角度的變化,但就本研究而言,測量誤差被認為是不可接受的。

        受試者配備了Polhemus磁傳感器。傳感器被放置在軀干,上臂,手腕和額頭使用尼龍搭扣帶(圖1)。然后用一個固定在筆上的磁傳感器將解剖地標數字化(圖2),這樣就可以根據每個人的解剖長度來縮放位置,并建立一個人體的機器人模型。

        “Polhemus自由磁跟蹤系統精確地滿足了我們獨特的研究需要。對于我們的研究來說,240赫茲的數據采集率和數據的精度是非常重要的。比爾·桑茲說。

        受試者坐在椅子上,用遮擋視力的泳鏡蒙上眼睛。在測試過程中,坐姿有助于限制軀干位置的變化,同時移動手臂。每個研究對象的手臂被動地放置在三個位置:在矢狀面上的低位置約50度(圖3),斜位約110度的矢狀面和30度的。

        水平外展,高度約150度矢狀位。測量初始角度,實時記錄每個個體的三維坐標,用Polhemus和AMM系統確定精確的坐標位置。被試的手臂被放置在每個位置三次,每次被試被要求保持這個位置三秒鐘,并記住位置,以便在測試過程中被試復制。

        圖4顯示了一個由Polhemus和AMM系統繪制的模型,該系統使用來自最大被動ROM測試的主題數據生成。數據被取樣大約一秒后,被試口頭指示,他們是在他們的最大彎曲位置。這項測試是作為預測試來進行的,目的是確定拉伸協議是否真的導致了運動范圍的暫時增加,并確保每個受試者都在公布的肩部運動范圍的規范值之內。根據運動測試的范圍,主要研究人員以四種姿勢(水平超內收、屈曲、超伸和水平超外展)靜態拉伸受試者,每個姿勢保持30秒。

        緊接著按照拉伸規程,被試者的手臂再次被動地放置在三個預測試位置中的每一個位置(僅重復一次),以提醒受試者需要測試的位置。然后對JPS進行后測,然后進行最大撓曲范圍的運動測試,以評價拉伸方案的有效性。

        結果

        對數據的初步研究表明,最大彎曲運動位置的重復性很好,重復試驗的變化往往小于1厘米(手腕的三維坐標位置與軀干傳感器相比)。數據分析將涉及確定手臂在每一個感興趣的位置的絕對角度。如果適當的話,將計算平均JPS,并將其與POST進行比較。此外,JPS重復試驗的可變性可能被證明是有趣的,因為靜態拉伸可能導致JPS的更大的變化。

        比爾·桑茲說:“總之,雖然其他更傳統的生物力學設備可以用來解決這項研究的研究問題,但Polhemus和AMM系統展示了一種復雜和精確的水平,使這種研究成為可能,而且在許多方面都很容易實現?!?

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