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穿戴式設備可預防跑步引起的疲勞性骨折

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科技產業資訊室 - 謝威翔 發表於 2019年1月30日

圖、穿戴式設備可預防跑步引起的疲勞性骨折

疲勞性骨折(Stress Fracture)是一種常發生在腳部或小腿的持續性疼痛,通常疼痛會演變得更劇烈,並伴隨著腫脹,這是跑步者最常見的運動傷害之一,這種骨骼的微小裂傷讓運動員必須修習個月甚至整個比賽期間。為跑步者設計的智慧穿戴設備的一部分目標就是要防止這種傷害,但美國范德比大學在最近的研究發現了一個主要問題,這些設備測量了錯誤的資訊,並提出了一種新方法來改良,其研究結果刊登在PLOS One期刊上。
 
目前主流的穿戴式感測器僅測量腳部撞擊路面的資訊,卻忘了導致疲勞性骨折的是作用於骨骼上的力量,最新的研究證實骨骼上的絕大部分力量來自肌肉收縮,而不是地面對腳的影響,這一個現象被許多商業穿戴式裝置甚至是科學研究所忽視。每年有超過50種科學出版物的報告或解釋都基於這種錯誤的假設,即地面反作用力代表內部結構負荷,雖然測量地面反作用力可能很簡單,但這是錯誤的訊號。
 
美國范德比大學的研究使用高速動作捕捉相機來追踪跑步者的動作,並使用特殊的測力跑步機來記錄地面反作用力,並利用生物力學將這些訊號結合起來,以估計脛骨所受的壓力,脛骨正是發生疲勞性骨折的常見位置。幾乎在所有情況下,地面反作用力與脛骨壓力負荷沒有很強的相關性。在一些情況下,較低的地面反作用力反而對脛骨的壓力更大,這與大多數運動員所認為的相反,並且與大多數現有穿戴式設備的運作方式相反。
 
研究團隊正在尋找非侵入性地監測骨骼應力的新方法,最近還提出了一個系統的專利申請,該系統融合來自多個可穿戴感測器的數據,來估計脛骨負荷。這種新的演算法結合穿戴式感測器可以更好地描繪骨骼壓力,並有可能幫助跑步者降低受傷機率。他們正尋求商業合作夥伴,開發這種新產品,並應用在休閒跑步者、軍校學生和精英運動員。(700字;圖1)


參考資料:
Stress fractures and running wearables. Vanderbilt Universit,2019/1/17
Ground reaction force metrics are not strongly correlated with tibial bone load when running across speeds and slopes: Implications for science, sport and wearable tech. PLOS ONE,2019/1/17


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