Un metodo basato su unità di misurazione inerziale per stimare la cinematica articolare dell'anca e del ginocchio negli atleti di Team Sport sul campo

Un corretto equilibrio tra allenamento e recupero porta ad adattamenti del corpo umano. Il monitoraggio di questo processo di allenamento è essenziale per ottimizzare le prestazioni e ridurre il rischio di infortuni. Il vantaggio principale della configurazione del sensore è che si concentra sugli arti inferiori degli atleti e quindi fornisce informazioni aggiuntive ai sistemi di monitoraggio attuali sul campo.

Gli sport di squadra, come il calcio e l'hockey, sono caratterizzati da rapidi cambi di direzione, accelerazioni e decelerazioni. Ciò richiede una configurazione specifica del sensore. Le lesioni muscolari sono un problema serio negli sport di squadra e pensiamo che con questo metodo possiamo ridurre questo tipo di lesioni e allo stesso tempo migliorare le prestazioni.

Dimostratori della procedura saranno Bram Bastiaansen ed Erik Wilmes, dottorandi del nostro team. Ottenere il consenso informato scritto dai soggetti che soddisfano i criteri di inclusione. Chiedi al soggetto di compilare un questionario sul suo background negli sport di squadra.

Ottieni informazioni sul sesso, l'età, il peso corporeo e l'altezza del soggetto. Dopo che il soggetto si è cambiato in abbigliamento sportivo, allineare tutte le IMU una accanto all'altra e premere un pulsante sulla parte superiore del sensore per attivare le IMU. Il sensore si attiva quando la luce verde lampeggia.

Quindi, picchiettare tutte le IMU su una superficie dura per assicurarsi che sia stato generato un picco meccanico. Prima di applicare le IMU, radere i peli del corpo del soggetto all'osso sacro tra entrambe le spine iliache postero-superiori, nella parte anteromediale della tibia destra e sinistra e nella parte laterale di entrambe le cosce destra e sinistra. Quando tutte le regioni sono state rasate, applicare lo spray adesivo sulla pelle esposta con un movimento ampio, tenendo l'applicatore ad almeno 10 centimetri di distanza dalla pelle.

Dopo aver atteso da cinque a 10 secondi affinché lo spray si asciughi, rimuovere lo strato protettivo dal nastro biadesivo sulle IMU e posizionare ciascuna IMU in una delle posizioni rasate. Il posizionamento del sensore è un passaggio fondamentale per una stima accurata della cinematica degli arti inferiori sul campo. Annotare le etichette IMU e le posizioni anatomiche per riferimento successivo e applicare del nastro estensibile su ciascuna unità di misura per assicurarsi che i sensori siano fissati alla pelle.

Per calibrare i sensori IMU, chiedere al soggetto di rimanere fermo in una posizione neutra con i piedi divaricati alla larghezza dei fianchi e le mani lungo i fianchi per cinque secondi. Successivamente, istruire il soggetto a eseguire una procedura di calibrazione che consiste nella flessione dell'anca sinistra seguita dalla flessione dell'anca destra e da un movimento di inchino. Dopo aver atteso almeno cinque secondi, chiedere al soggetto di ripetere la procedura di calibrazione.

Istruire il soggetto a eseguire una procedura di riscaldamento prima di iniziare il test di sprint lineare di 30 metri. Per iniziare il test, chiedi al soggetto di stare in campo con il piede preferito sulla linea di partenza e le spalle dietro la linea di partenza. Informa il soggetto che il leader del test farà il conto alla rovescia da tre a zero e grida, inizia.

Istruire il soggetto a scattare il più velocemente possibile fino a raggiungere il punto finale di 30 metri, a quel punto il soggetto dovrebbe decelerare il più rapidamente possibile fino a una posizione di arresto. Consenti al soggetto di porre domande e di eseguire una corsa pratica quando lo desideri. Dopo aver confermato che il soggetto è pronto, assicurati che il soggetto sia nella posizione di partenza corretta prima che il leader del test inizi il test.

Avvia il timer quando è stato dato il segno di partenza e il soggetto ha iniziato il test di sprint. Incoraggia verbalmente il soggetto a raggiungere le massime prestazioni durante lo sprint e ferma il timer quando il soggetto ha percorso una distanza di 30 metri. Includi un periodo di riposo di due minuti tra ogni prova e chiedi al soggetto di ripetere il test altre due volte.

Dopo la terza prova, istruire il soggetto a eseguire una procedura di raffreddamento prima di staccare le IMU dal soggetto. Per elaborare i dati, apri MATLAB e importa i file di dati IMU grezzi. Per allineare il riquadro delle coordinate del sensore al segmento del corpo, selezionare i numeri di indice del file di dati da quando il soggetto era fermo durante la calibrazione.

Quindi selezionare i numeri indice dei dati del movimento del tronco durante la calibrazione e i numeri indice dei dati dei movimenti di calibrazione delle gambe destra e sinistra. In questo esempio, le variabili cinematiche ottenute dalle IMU vengono utilizzate in un modello segmentale per rilevare le alterazioni. I dati cinematici del soggetto possono essere modificati in base alle variabili di interesse.

Questa figura illustra un esempio di dati cinematici dell'arto inferiore durante il test di sprint lineare. Si noti che i dati cinematici per il soggetto sono cambiati quando il soggetto stava decelerando. Ricorda che il posizionamento e la calibrazione del sensore sono passaggi cruciali per stimare la cinematica degli arti inferiori sul campo.

Combinando i nostri metodi, abbiamo utilizzato sistemi di monitoraggio comunemente utilizzati, come i sistemi di posizionamento globale, che consentono a scienziati e professionisti di comprendere meglio il carico di allenamento a cui sono esposti gli atleti. In futuro, il nostro metodo potrà essere integrato in capi intelligenti. Questo può aiutare i professionisti a valutare e ottimizzare i programmi di allenamento e riabilitazione.