“科技冬奧”重點專項冬季項目運動損傷防護研究取得階段性進展

  在 “科技冬奧”重點專項支持下,“冬季項目運動員技能優化關鍵技術研究”項目已于2018年10月啟動。自啟動起,項目團隊積極對接冬季項目國家隊和訓練基地,全面開展相關科技攻關研究與科技支撐服務,在冬季雪上項目的運動預防、裝備開發、運動訓練測試、科技助力服務等方面取得了階段性進展。
  運動損傷是歷屆冬奧會中影響運動員訓練與比賽成績的重要因素,不僅影響運動成績,甚至導致運動生涯終結。為減輕運動損傷所帶來的巨大人力消耗與經濟損失,項目團隊研發了亞洲首套高速雙平面熒光透視系統(如圖1A)和便攜式在體關節運動測試系統(圖1B),具有便攜、無創、場地不受限的優點,實現了在動態運動中無創地為運動員檢測活動關節的三維方向運動數據(圖1C),滿足在運動訓練和比賽過程中的實時運動關節監測并預測可能損傷的需求。


圖1高速雙平面熒光透視系統與便攜式關節六自由度運動測試系統

  目前,項目團隊已經使用該系統完成了多例高沖擊動作的數據采集,結合骨、軟骨、半月板、韌帶等結構的三維模型,計算出了各結構的三維運動學數據,建立了軟組織誤差的補償模型(圖2),為運動過程中關節不同組織的損傷原因進行精確分析。


圖2 高沖擊動作的高速雙平面數據采集

  除了為國家空中技巧滑雪運動員開展個性化關節運動及穩定性測試之外,項目團隊還制定了冬季項目運動員膝關節運動損傷防護護具方案,并成功為多名國家隊運動員提供了個性化膝關節運動護具定制服務,減輕了運動員運動中關節內的壓力、增加了關節穩定性,運動員對該護具的防護效果給與較高評價(圖3)。
  高速雙平面系統的開發與應用研究不僅針對空中技巧滑雪運動項目,未來還可廣泛應用于自由式滑雪、冰球、速度滑冰、花樣滑冰等高損傷率冬季項目,為其他項目運動員提供更多的個性化服務,預防損傷發生和損傷康復。


圖3 個性化膝關節運動護具適配與穿戴

 

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