Xsens：使用慣性動捕技術研究更安全的足球運動訓練

格羅寧根大學人類運動科學系(UMCG)團隊正在使用Xsens將足球訓練中的前十字韌帶(ACL)損傷預防研究帶入到現實場地中。從驗證特定運動的動作數據到測試內隱學習的干預措施，該研究顯示了可穿戴運動捕捉如何使傷害預防研究更接近真實運動。

挑戰

人類運動科學系的研究人員希望研究女性足球運動員在不損害生物力學數據質量的情況下，更好地學習運動動作，以降低現實世界中前交叉韌帶受傷的風險。

解決辦法

該團隊使用Xsens捕捉特定的運動足球訓練任務中的全身運動，為基于場地的生物力學和運動學習研究奠定了堅實的基礎。

關鍵要點

隨著時間的推移，運動模式得到了改善:干預措施幫助女性足球運動員避免做出與前交叉韌帶損傷相關的高風險動作。

豐富的反饋方法使得最終效果非常好視頻指導、自我視頻檢查和口頭反饋進一步結合，這使得運動員的進步最大化。

Xsens實現了球場上的生物力學分析：團隊可以在實驗室外捕捉全身運動，同時保持實驗室級的精度。

前交叉韌帶受傷會讓年輕的足球運動員缺席幾個月。對于女性運動員來說，風險更高。在人類運動科學系(UMCG)，研究人員旨在了解在真實足球運動中這些損傷是如何發生的，以及運動員如何在損傷發生前學會更安全的運動方式。

研究人員Eline Nijmeijer和主要研究人員Anne Benjaminse在她的博士論文“運用運動學習原理降低前交叉韌帶損傷風險”中調查了一些高風險行為，包括著地、減速和改變奔跑方向。為了以反映真實訓練條件的方式捕捉這些運動，團隊結合了幾種用于生物力學分析和運動學習的工具，包括Xsens運動捕捉系統。

讓ACL研究更貼近球場

前交叉韌帶損傷發生在快速、反應性、特定動作的時刻。因此這項研究集中在足球運動上，如側步切入和跳躍落地，這些都與ACL損傷機制密切相關。

目標不僅是測量年輕運動員如何運動，也是測試運動模式如何隨著時間的推移而改進。女子足球運動員進行了為期4周的訓練計劃，研究人員比較了基線和保持力測量，以跟蹤運動員動作變化。

為什么選擇Xsens

對于此項目，團隊需要可以隨著研究移動的動作捕捉系統。Xsens不僅在受控測試中，而且在足球場上也能捕捉運動員的全身運動，具有實驗室級的精度。

Eline Nijmeijer說:“我們想測量場上球員的真實動作，我們知道光學動作捕捉是不可能的，但Xsens做到了�！�

基于套裝的設置也發揮了重要作用。對于動態足球運動，研究人員更喜歡使用全身套裝，因為它能更好地保持動作形態，并支持在重復錄制中進行可靠的全身測量。

在收集現場數據之前，該團隊首先在研究的實驗室部分使用光學運動捕捉參考來驗證Xsens。這給了他們信心，實驗室外收集的數據可以被可信地解釋。

驗證研究顯示，矢狀面下半身運動學在所有關節和任務方面的一致性非常好，交叉相關值超過0.92。在特定運動動作中，如跳躍著陸、減速和側步切入，臀部、膝蓋和腳踝的屈伸波形排列得特別好。正向髖部測量平面的也顯示了很強的一致性。與此同時，研究發現膝蓋和腳踝處的正面和橫向平面測量有更多的可變性，這意味著在解釋這些角度時需要更加謹慎。

這項研究背后的關鍵思想很簡單。運動員并不總是從一長串口頭指令中學到最好的東西。研究人員使用基于視頻的學習方式，不為運動員提供關于膝蓋、腳踝和臀部信息的詳細線索。

為了驗證這個假設，運動員被分成四組:

• 一個沒有接受任何指導的對照組。

• 一組觀看他們需要復制的運動視頻。

• 一組觀看指導視頻，并根據要求復制他們自己的動作。

• 一組除了指導和回放視頻之外，還將從測試負責人那里獲得口頭反饋。

隨著時間的推移，接受最豐富的指導和反饋組合的小組表現出最大的改善，特別是在髖關節和膝關節外展相關的變量上。

通過觀察獲得的內隱運動學習原則可以幫助運動員在特定運動任務中改善運動模式。在實踐中，這為更有效的適合真實教練環境的傷害預防策略打開了新的道路。