應(yīng)力性骨折你的腳撞到路面不是主要問題
它起始于足部或小腿的持續(xù)性和刺激性疼痛,然后變得更加強烈,可能伴有腫脹,很快跑步者知道她被最常見的跑步傷害之一所困擾:應(yīng)力性骨折。骨骼中的這些微小裂縫可以停止訓(xùn)練數(shù)月甚至結(jié)束運動季節(jié)。
這個價值數(shù)十億美元的可穿戴設(shè)備行業(yè)的一部分旨在拯救潛在的受害者,但Vanderbilt大學(xué)的工程學(xué)教授發(fā)現(xiàn)了一個主要問題:設(shè)備正在測量錯誤的東西。
與當?shù)嘏懿骄銟凡浚晃粸镹FL球員協(xié)會和范德比爾特工程師團隊提供建議的整形外科專家,機械工程助理教授Karl Zelik發(fā)現(xiàn)傳感器僅測量足部撞擊路面的影響 - 這幾乎是所有的他們這樣做 - 告訴用戶很少有關(guān)于導(dǎo)致應(yīng)力性骨折的骨骼上的力量。
他的研究證實,骨骼上的絕大部分力量實際上來自肌肉收縮,而不是腳部對地面的影響,這一發(fā)現(xiàn)被可穿戴設(shè)備行業(yè)和許多科學(xué)研究廣泛忽視。
Zelik的研究今天出現(xiàn)在同行評審期刊PLOS One中,標題為“地面反作用力指標與跨越速度和坡度的脛骨負荷無關(guān):對科學(xué),運動和可穿戴技術(shù)的影響”提供了最明確的簡單地證明了現(xiàn)有工具和評估骨骼壓力和損傷風險的主流方法所存在的問題。
“我們查看了最近的科學(xué)文獻,我們發(fā)現(xiàn)每年有超過50種科學(xué)出版物報告或解釋他們的結(jié)果,這是基于這種錯誤的假設(shè),即地面反作用力代表內(nèi)部結(jié)構(gòu)負荷 - 對內(nèi)部骨骼和肌肉的壓力。身體,“Zelik說,以前的大學(xué)田徑杰出。“測量地面反作用力可能很方便,但這是錯誤的信號。”
市場上已有的可穿戴式加速度計和壓力傳感器可能有助于監(jiān)測骨骼應(yīng)力損傷風險,但前提是它們結(jié)合了地面反作用力和肌肉牽拉骨骼的力量信息。一般來說,你不能認為地面反作用力的增加表明骨骼應(yīng)力增加,機械工程博士Emily Matijevich說。Zelik實驗室的學(xué)生和她自己是一個狂熱的跑步者。
Matijevich完成了該研究概述的實驗室工作,在一系列速度和坡度上測試了10名跑步者。
“我們使用高速動作捕捉相機跟蹤跑步者的動作,并使用特殊的測力跑步機來記錄腳下的地面反作用力,”她說。“然后,我們使用生物力學(xué)算法將這些信號結(jié)合起來,以估計脛骨骨骼在脛骨中所經(jīng)受的壓力,這是發(fā)生應(yīng)力性骨折的常見位置。幾乎在所有情況下,我們發(fā)現(xiàn)地面反作用力與脛骨關(guān)系不強烈骨裝。“
在一些情況下,較低的地面反作用力實際上意味著對脛骨的壓力更大,這與大多數(shù)運動員所認為的相反,并且與大多數(shù)現(xiàn)有可穿戴設(shè)備的工作方式相反。
這項研究開始于兩年前,當時在NFL球員協(xié)會健康與安全委員會任職的范德比爾特大學(xué)骨科助理教授萊昂斯科特向Zelik提出一個簡單的問題:可穿戴傳感器是否可以有效地用于防止斯科特在他身上看到的應(yīng)力性骨折診所每天?
Matijevich,Zelik和Scott正在探索非侵入性地監(jiān)測骨骼應(yīng)力的新方法,并且最近提交了一個系統(tǒng)的專利申請,該系統(tǒng)融合來自多個可穿戴傳感器的數(shù)據(jù),以估計來自肌肉收縮和地面反作用力的脛骨負荷。他們正尋求商業(yè)合作伙伴開發(fā)這種新的可穿戴技術(shù),并向休閑跑步者,軍校學(xué)員和精英運動員探索應(yīng)用。
斯科特表示,團隊正在開發(fā)的可穿戴傳感器和新算法的結(jié)合可以更好地描繪骨骼壓力,并有可能幫助跑步者降低受傷幾率。
“在比賽進行時你只能做很多事情,因為那些是高速傷害,但我們可以在訓(xùn)練和訓(xùn)練期間做一些關(guān)于壓力骨折的事情,”斯科特說。“現(xiàn)在,除了經(jīng)驗和軼事之外,我們沒有很好的工具可以告訴我們骨頭發(fā)生了什么,不幸的是,很多人都失敗了。”
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