Версия для печатиСпортивная медицина » Специалистам » Новости » Новости спортивной науки » Безмаркерный захват движений позволяет взглянуть н

Безмаркерный захват движений позволяет взглянуть на травмы в теннисе под новым углом


Исследователи изучили три вида теннисных подач, и определили одну, в частности, так называемую "крученую", которая представляет наибольшую опасность для плечевого сустава.

Результаты, опубликованные в недавнем выпуске журнала Annals of Biomedical Engineering, будут способствовать совершенствованию спортивной тренировки и реабилитации, говорит Элисон Шитс, доцент кафедры инженерной механики в Университете штата Огайо.

По мере дальнейшего развития, добавляет она, врачи могут использовать ее технику "безмаркерного захвата движения" для диагностики пациентов.

«Потенциал безмаркерного захвата движения в медицине обширен и интересен, потому что он способен определить движение человека без необходимости установки электронных маркеров или другого оборудования на тело», - говорит Шитс. «Люди могут двигаться естественным образом и в естественной обстановке, то есть за пределами лаборатории».

Традиционная технология захвата движения работает путем присоединения маркеров на кожу или одежду человека и отслеживания их по мере движения, пояснила она. Маркеры могут испускать электронный сигнал или отражать свет, а наличие проводов и другого оборудования может ограничить или иным образом повлиять на движение человека. Кроме того, отслеживание должно происходить в лабораторных условиях, где тщательно контролируются освещение и фон.

Шитс и ее коллеги работают, чтобы покончить с маркерами и вывести захват движения за пределы лаборатории.

Для проекта в Стэнфордском университете - там, где Шитс работала научным сотрудником до приезда в штат Огайо - она в составе команды ученых разработала систему из восьми видеокамер, одновременно записывающих движения человека, при этом каждая съемка происходит под разным углом.

Компьютерная программа сочетает в себе изображения для определения трехмерного объема и формы человека в каждом кадре. Сравнивая эту форму с определенными движениями тела человека, исследователи могут определить части тела, которые отвечают за определенное действие, например, при подаче теннисного мяча.

Соавтор исследования Марк Сафран, доктор медицинских наук, специалист в области хирургии плечевого сустава в Стэнфордском университете, попытался выяснить в этом проекте, почему произошел всплеск числа травм плеча среди теннисистов. Собственное исследование Сафрана в 2005 показало, что уровень теннисных травм вырос до 20 травм за каждые 1000 часов игры, причем большинство травм затронуло верхнюю часть тела.

«Чтобы понять причину этих травм, мы хотели изучить, как игроки двигаются в реальной ситуации, приближенной к игре», говорит Шитс.

Они пригласили к участию семь игроков мужского пола, входящих в состав теннис ной команды Стэнфордского университета. Подача является наиболее часто выполняемым ударом в игре, поэтому исследователи сосредоточились на измерении воздействия трех распространенных типов подач на спину, руки и плечевой сустав игроков.

Подача в теннисе аналогична подаче в бейсболе, когда игрок должен доставить мяч в определенное место. В бейсболе, это «зона страйка» - зона нанесения удара , и в теннисе это зона подачи, находящаяся на противоположной стороне корта . И так же, как питчер- подающий в теннисе должен осуществить подачу таким образом, чтобы противнику было как можно труднее отбить мяч.

Первая подача, изученная в исследовании, - "плоская" подача, это прямой удар по мячу в центр корта - по аналогии с фастболом питчера. Для второй, "резаной" подачи, теннисист ударяет по мячу слева направо. Это придает мячу небольшое вращение, и он, скользя по земле, отскакивает в непредсказуемом направлении – аналогично наклболу в бейсболе.

Наконец, при «крученой» подаче, игроку необходимо ударить по мячу вверху снизу, придавая ему таким образом сильное верхнее вращение. Так же, как при кервболе питчера, при крученной подаче мяч летит в сторону по широкой дуге. В идеале, он падает в зону подачи соперника с высоты, и резко отскакивает.

Тем не менее, Шитс, проводит разницу между теннисными и бейсбольными подачами.

«В бейсболе, подающий использует руки, как кнут. Движения последовательны - плечо, локоть, запястье, но в теннисе, плечо и локоть одновременно двигаются в сторону мяча, а затем идет один локоть и, наконец, запястье, таким образом, ракетка движется быстрее прямо перед ударом по мячу».

«В случае плоской подачи, игрок прикладывает все свои илы на перемещение ракетки в прямом направлении», - продолжает она. «Но для крученой подачи, игрок также пытается точно рассчитать движение ракетки вверх и в бок для сообщения мячу необходимого вращения».

В исследовании рассматривается разница в положении тела в течение трех подач. Исследователи измерили расстояние между вертикальной линией центра тела игрока и ударной поверхностью ракетки при подаче. В случае крученой подачи, игроки ударяют мячом о ракетку ближе к центру –примерно на 21 см (8 дюймов) и 16 см (6 дюймов) ближе, чем при плоской и резаной подаче, соответственно. Игроки также заносили ракетку назад за корпус тела в гораздо большей степени во время крученой подачи: на 8 см (3 дюйма) дальше, чем при плоской подаче.

Эти измерения показывают, что крученая подача оказывает больше воздействия на мышцы плечевого сустава, чем две другие подачи, что может привести к травмированию, говорит Шитс.

Она сейчас работает с Аджит Шаудхари и Тимоти Хьюитт из кафедры спортивной медицины университета Штата Огайо, которые изучают травмы передней крестообразной связки - разрыв связок коленного сустава. Она также участвует в новом проекте с Д. Мишель Бассо, профессором физиотерапии и реабилитации, чтобы протестировать эту технику на животных в целях разработки более эффективных протоколов реабилитации при спинномозговых травмах.

Шитс советует тренерам использовать анализ захвата движения среди своих игроков - как для предотвращения травм, так и повышения результатов. Тем не менее, она не считает, что крученая подача изменится каким-либо образом.

«Я вижу, как захват движения может улучшить тренировку и реабилитацию, но я не думаю, что он повлияет на саму игру», - сказала она. «В теннисе, как во всех видах спорта, вы делаете все возможное, чтобы держать соперника в напряжении».

Ключевые слова: биомеханика, большой теннис, методы тренировки, профилактика, травма плеча

17 Фев 2012 г.

Источник


  • Sheets AL, Abrams GD, Corazza S, Safran MR, Andriacchi TP. Kinematics differences between the flat, kick, and slice serves measured using a markerless motion capture method. Ann Biomed Eng. 2012, vol.39, №12, pp.3011-3020.




Реклама на сайте









Rambler's Top100

Кодекс этики врачей Рунета