自由Liberty案例研究：美国奥林匹克委员会使用POLHEMUS自由追踪器

案例研究：美国奥林匹克委员会使用POLHEMUS自由追踪器

背景技术

最近的文献表明，静态拉伸运动可能导致一个人进行需要最大力量和/或力量的活动的能力急剧下降。

关节位置感(JPS)是本体感觉的一个组成部分，被描述为个体知道自己的身体部位与彼此之间的关系的能力。由于一些实际原因，这一信息很重要。

首先，运动员和其他人定期伸展身体，作为热身的一部分，预防受伤。然而，如果运动员在空间中定位四肢的能力因伸展而受到损害，那么伸展的预防伤害方面可能是值得怀疑的，而伸展也可能被禁止用于伤害预防。第二，在提高性能方面，如果拉伸会干扰体位感，那么那些需要精巧精确技术的技能不应该先做伸展运动。

为了测量一个人在三维空间中定位肢体的能力，我们需要精密、坚固、可靠和易于使用的精密实验室仪器。“我们发现，磁跟踪传感器的Polhemus LIBERTY系统是一个完美的选择。

这个系统提供了非凡的精确性和易用性，“比尔·桑兹说。高级运动测量，LLC(AMM)软件与Polhemus硬件一起使用，以提供数据分析在六个自由度。这种运动分析在Polhemus和AMM系统中很容易得到。其他生物力学分析系统需要大量的后处理，分析肢体的旋转运动非常困难。在我们的研究中，旋转信息对于理解拉伸后的本体感觉至关重要。

这项研究是在21名成年人中进行的，他们是从事娱乐活动的受试者(11名男性，10名女性)。这项研究试图确定受试者在被蒙住眼睛的同时，在空间中重新定位手臂的能力，在一次剧烈的静态伸展到肩部肌肉后是否有差异。虽然传统的测角工具可以用来评估关节角度的变化，但就本研究而言，测量误差被认为是不可接受的。

受试者配备了Polhemus磁传感器。传感器被放置在躯干，上臂，手腕和额头使用尼龙搭扣带(图1)。然后用一个固定在笔上的磁传感器将解剖地标数字化(图2)，这样就可以根据每个人的解剖长度来缩放位置，并建立一个人体的机器人模型。

“Polhemus自由磁跟踪系统精确地满足了我们独特的研究需要。对于我们的研究来说，240赫兹的数据采集率和数据的精度是非常重要的。“比尔·桑兹说。

受试者坐在椅子上，用遮挡视力的泳镜蒙上眼睛。在测试过程中，坐姿有助于限制躯干位置的变化，同时移动手臂。每个研究对象的手臂被动地放置在三个位置：在矢状面上的低位置约50度(图3)，斜位约110度的矢状面和30度的。

水平外展，高度约150度矢状位。测量初始角度，实时记录每个个体的三维坐标，用Polhemus和AMM系统确定精确的坐标位置。被试的手臂被放置在每个位置三次，每次被试被要求保持这个位置三秒钟，并记住位置，以便在测试过程中被试复制。

图4显示了一个由Polhemus和AMM系统绘制的模型，该系统使用来自最大被动ROM测试的主题数据生成。数据被取样大约一秒后，被试口头指示，他们是在他们的最大弯曲位置。这项测试是作为预测试来进行的，目的是确定拉伸协议是否真的导致了运动范围的暂时增加，并确保每个受试者都在公布的肩部运动范围的规范值之内。根据运动测试的范围，主要研究人员以四种姿势(水平超内收、屈曲、超伸和水平超外展)静态拉伸受试者，每个姿势保持30秒。

紧接着按照拉伸规程，被试者的手臂再次被动地放置在三个预测试位置中的每一个位置(仅重复一次)，以提醒受试者需要测试的位置。然后对JPS进行后测，然后进行最大挠曲范围的运动测试，以评价拉伸方案的有效性。

结果

对数据的初步研究表明，最大弯曲运动位置的重复性很好，重复试验的变化往往小于1厘米(手腕的三维坐标位置与躯干传感器相比)。数据分析将涉及确定手臂在每一个感兴趣的位置的绝对角度。如果适当的话，将计算平均JPS，并将其与POST进行比较。此外，JPS重复试验的可变性可能被证明是有趣的，因为静态拉伸可能导致JPS的更大的变化。

比尔·桑兹说：“总之，虽然其他更传统的生物力学设备可以用来解决这项研究的研究问题，但Polhemus和AMM系统展示了一种复杂和精确的水平，使这种研究成为可能，而且在许多方面都很容易实现。”