Een traagheidsmetingseenheid gebaseerde methode om heup- en kniegewrichtskinematica in teamsporters op het veld te schatten

Een correcte balans tussen training en herstel leidt tot aanpassingen van het menselijk lichaam. Het monitoren van dit trainingsproces is essentieel om de prestaties te optimaliseren en het risico op blessures te verminderen. Het belangrijkste voordeel van de sensoropstelling is dat deze zich richt op de onderste ledematen van atleten en daardoor aanvullende informatie biedt aan huidige monitoringsystemen in het veld.

Teamsporten, zoals voetbal en hockey, worden gekenmerkt door snelle richtingsveranderingen, versnellingen en vertragingen. Dit vereist een specifieke sensoropstelling. Spierblessures zijn een ernstig probleem in teamsporten en wij denken dat we met deze methode dit soort blessures kunnen verminderen en tegelijkertijd de prestaties kunnen verbeteren.

Demonstranten van de procedure zullen Bram Bastiaansen en Erik Wilmes zijn, promovendi in ons team. Verkrijg schriftelijke geïnformeerde toestemming van proefpersonen die aan de inclusiecriteria voldoen. Laat het proefpersoon een vragenlijst invullen over hun achtergrond in teamsporten.

Verkrijg informatie over het geslacht, de leeftijd, het lichaamsgewicht en de lengte van het proefpersoon. Nadat het proefpersoon in sportkleding is gekleed, lijn alle IMU's naast elkaar uit en druk op een knop bovenop de sensor om de IMU's te activeren. De sensor wordt geactiveerd wanneer het groene licht knippert.

Tik vervolgens alle IMU's samen op een harde ondergrond om ervoor te zorgen dat een mechanische piek is gegenereerd. Voordat de IMU's worden bevestigd, scheer het lichaamshaar van het proefpersoon bij het heiligbeen tussen beide achterste superieure iliacale stekels, aan de anteromediale delen van zowel de rechter- als linkertibia en aan de laterale delen van zowel de rechter- als linkerdijen. Nadat alle regio's zijn geschoren, breng hechtspray aan op de blootgestelde huid in een zwevende beweging, waarbij de applicator ten minste 10 centimeter van de huid wordt gehouden.

Na vijf tot 10 seconden te hebben gewacht tot de spray is opgedroogd, verwijder de beschermlaag van het dubbelzijdige kleefband op de IMU's en plaats elke IMU op een van de geschoren locaties. Sensorplaatsing is een cruciale stap voor nauwkeurige schatting van de onderste ledematenkinematica in het veld. Schrijf de IMU-labels en anatomische locaties op voor latere referentie en bevestig stretchtape over elke meeteenheid om ervoor te zorgen dat de sensoren aan de huid zijn bevestigd.

Om de IMU-sensoren te kalibreren, instrueer het proefpersoon om vijf seconden in een neutrale positie stil te staan met hun voeten heupbreedte uit elkaar en hun handen aan hun zijden. Instrueer vervolgens het proefpersoon om een kalibratieprocedure uit te voeren die bestaat uit linkerheupflexie gevolgd door rechterheupflexie en een buigingsbeweging. Wacht minimaal vijf seconden en laat het proefpersoon de kalibratieprocedure herhalen.

Instrueer het proefpersoon om een opwarmingsprocedure uit te voeren voordat het 30-meter lineaire sprinttest begint. Om de test te starten, instrueer het proefpersoon om op het veld te staan met hun voorkeursvoet op de startlijn en hun schouders achter de startlijn. Informeer het proefpersoon dat de testleider zal aftellen van drie tot nul en roepen, start.

Instrueer het proefpersoon om zo snel mogelijk te sprinten totdat het 30-meter eindpunt is bereikt, waarna het proefpersoon zo snel mogelijk moet afremmen tot een stilstand. Sta het proefpersoon toe om vragen te stellen en een oefenrun uit te voeren wanneer gewenst. Nadat bevestigd is dat het proefpersoon klaar is, zorg ervoor dat het proefpersoon in de juiste startpositie staat voordat de testleider de test start.

Start de timer wanneer het startsignaal is gegeven en het proefpersoon de sprinttest is begonnen. Moedig het proefpersoon verbaal aan om maximale prestaties te behalen tijdens de sprint en stop de timer wanneer het proefpersoon een afstand van 30 meter heeft afgelegd. Voeg een rustperiode van twee minuten toe tussen elke poging en laat het proefpersoon de test nog twee keer herhalen.

Na de derde poging, instrueer het proefpersoon om een afkoelprocedure uit te voeren voordat de IMU's van het proefpersoon worden losgemaakt. Om gegevens te verwerken, open MATLAB en importeer de ruwe IMU-gegevensbestanden. Om het sensorcoördinatenstelsel aan het lichaamssegment uit te lijnen, selecteer de indexnummers van het gegevensbestand van wanneer het proefpersoon stilstond tijdens de kalibratie.

Selecteer vervolgens de indexnummers van de gegevens van de rompbeweging tijdens de kalibratie en de indexnummers van de gegevens van de kalibratiebewegingen van de rechter- en linkerbenen. In dit voorbeeld worden kinematische variabelen verkregen door de IMU's gebruikt in een segmentaal model om veranderingen te detecteren. De kinematische gegevens van het proefpersoon kunnen worden gewijzigd in de variabelen van belang.

Deze figuur illustreert een voorbeeld van kinematische gegevens van de onderste ledematen tijdens de lineaire sprinttest. Merk op dat de kinematische gegevens voor het proefpersoon veranderden toen het proefpersoon afremde. Onthoud dat sensorplaatsing en sensorkalibratie cruciale stappen zijn voor het schatten van de kinematica van de onderste ledematen in het veld.

Door onze methoden te combineren, hebben we vaak gebruik gemaakt van monitoringsystemen, zoals globale positioneringssystemen, waardoor wetenschappers en beoefenaars de trainingsbelasting waaraan atleten worden blootgesteld beter kunnen begrijpen. In de toekomst kan onze methode worden geïntegreerd in slimme kleding. Dit kan professionals helpen bij het evalueren en optimaliseren van trainings- en revalidatieprogramma's.