Un método basado en la unidad de medición inercial para estimar la cinemática articular de cadera y rodilla en los atletas del deporte en equipo en el campo

Un correcto equilibrio entre el entrenamiento y la recuperación conduce a adaptaciones del cuerpo humano. El seguimiento de este proceso de entrenamiento es esencial para optimizar el rendimiento y reducir el riesgo de lesiones. La principal ventaja de la configuración del sensor es que se centra en las extremidades inferiores de los atletas y, por lo tanto, proporciona información adicional a los sistemas de monitoreo actuales en el campo.

Los deportes de equipo, como el fútbol y el hockey, se caracterizan por cambios rápidos de dirección, aceleraciones y desaceleraciones. Esto requiere una configuración específica del sensor. Las lesiones musculares son un problema grave en los deportes de equipo y creemos que con este método, podemos reducir este tipo de lesiones y al mismo tiempo mejorar el rendimiento.

Los demostradores del procedimiento serán Bram Bastiaansen y Erik Wilmes, estudiantes de doctorado de nuestro equipo. Obtener el consentimiento informado por escrito de los sujetos que cumplan con los criterios de inclusión. Pida al sujeto que llene un cuestionario sobre su experiencia en deportes de equipo.

Obtener información sobre el sexo, la edad, el peso corporal y la altura del sujeto. Después de que el sujeto se haya puesto ropa deportiva, alinee todas las IMU una al lado de la otra y presione un botón en la parte superior del sensor para activar las IMU. El sensor se activa cuando la luz verde parpadea.

A continuación, golpee todas las IMU juntas sobre una superficie dura para asegurarse de que se ha generado un pico mecánico. Antes de colocar las IMU, afeitar el vello corporal del sujeto en el sacro entre ambas espinas ilíacas superiores posteriores, en la parte anteromedial de la tibia derecha e izquierda, y en la parte lateral de los muslos derecho e izquierdo. Cuando se hayan afeitado todas las regiones, aplique el spray adhesivo sobre la piel expuesta con un movimiento de barrido, sosteniendo el aplicador al menos a 10 centímetros de la piel.

Después de esperar de cinco a 10 segundos para que el aerosol se seque, retire la capa protectora de la cinta adhesiva de doble cara en las IMU y coloque cada IMU en una de las ubicaciones afeitadas. La ubicación del sensor es un paso crítico para la estimación precisa de la cinemática de las extremidades inferiores en el campo. Anote las etiquetas de la IMU y las ubicaciones anatómicas para referencia posterior y coloque cinta elástica sobre cada unidad de medición para asegurarse de que los sensores estén asegurados a la piel.

Para calibrar los sensores IMU, indique al sujeto que se quede quieto en una posición neutral con los pies separados a la altura de las caderas y las manos a los lados durante cinco segundos. A continuación, instruya al sujeto para que realice un procedimiento de calibración que consiste en una flexión de la cadera izquierda seguida de una flexión de la cadera derecha y un movimiento de reverencia. Después de esperar al menos cinco segundos, haga que el sujeto repita el procedimiento de calibración.

Instruya al sujeto para que realice un procedimiento de calentamiento antes de comenzar la prueba de sprint lineal de 30 metros. Para comenzar la prueba, instruya al sujeto para que se pare en el campo con su pie preferido en la línea de salida y los hombros detrás de la línea de salida. Informe al sujeto que el líder de la prueba hará una cuenta regresiva de tres a cero y gritará, comienza.

Indique al sujeto que corra lo más rápido posible hasta que se haya alcanzado el punto final de 30 metros, momento en el que el sujeto debe desacelerar lo más rápido posible hasta una posición de parada. Permita que el sujeto haga preguntas y realice una práctica cuando lo desee. Después de confirmar que el sujeto está listo, asegúrese de que el sujeto esté en la posición inicial correcta antes de que el líder de la prueba inicie la prueba.

Inicie el temporizador cuando se haya dado la señal de inicio y el sujeto haya comenzado la prueba de sprint. Anime verbalmente al sujeto a alcanzar el máximo rendimiento durante el sprint y detenga el temporizador cuando el sujeto haya cubierto una distancia de 30 metros. Incluya un período de descanso de dos minutos entre cada prueba y haga que el sujeto repita la prueba dos veces más.

Después de la tercera prueba, instruya al sujeto para que realice un procedimiento de enfriamiento antes de separar las IMU del sujeto. Para procesar datos, abra MATLAB e importe los archivos de datos IMU sin procesar. Para alinear el marco de coordenadas del sensor con el segmento del cuerpo, seleccione los números de índice del archivo de datos de cuando el sujeto estaba quieto durante la calibración.

A continuación, seleccione los números índice de los datos del movimiento del tronco durante la calibración y los números índice de los datos de los movimientos de calibración de las patas derecha e izquierda. En este ejemplo, las variables cinemáticas obtenidas por las IMUs se utilizan en un modelo segmentario para detectar alteraciones. Los datos cinemáticos del sujeto se pueden cambiar a las variables de interés.

Esta figura ilustra un ejemplo de datos cinemáticos de la extremidad inferior durante la prueba de sprint lineal. Tenga en cuenta que los datos cinemáticos del sujeto cambiaban cuando el sujeto estaba desacelerando. Recuerde que la colocación y la calibración del sensor son pasos cruciales para estimar la cinemática de las extremidades inferiores en el campo.

La combinación de nuestros métodos, que hemos utilizado comúnmente en sistemas de monitoreo, como los sistemas de posicionamiento global, permite a los científicos y profesionales comprender mejor la carga de entrenamiento a la que están expuestos los atletas. En el futuro, nuestro método podrá integrarse en prendas inteligentes. Esto puede ayudar a los profesionales a evaluar y optimizar los programas de entrenamiento y rehabilitación.