Ermüdungsbruch? Ihr Fuß schlagen Bürgersteig war nicht das Hauptproblem: Ingenieur, NFL-Spieler Verein-Berater finden Problem mit dem sensoren

Es beginnt wie eine hartnäckige und störende Schmerzen im Fuß oder Unterschenkel, dann wird es intensiver, vielleicht mit Schwellungen und bald ein Läufer weiß, Sie wird ins abseits gedrängt, indem eine der häufigsten Laufverletzungen: ein Ermüdungsbruch. Diese kleinen Risse in den Knochen können halt training für Monate oder sogar am Ende einer sportlichen Saison.

Ein segment der Multi-Milliarden-dollar-wearables-Industrie will sparen, potentielle Opfer vor diesem Schicksal, aber der Vanderbilt University engineering professor gefunden, der ein großes problem: die Geräte Messen die falsche Sache.

Die Zusammenarbeit mit einem örtlichen Lauftreff, eine orthopädische Spezialist, berät die NFL players Association und ein team von Vanderbilt-Ingenieure, Assistant Professor für Maschinenbau Karl Zelik entdeckt, dass die sensoren nur mit der Messung der Wirkung der Fuss-Pflaster schlagen-das ist das, was fast alle tun-sagen die Benutzer, die wenig über die Kräfte, die auf Knochen, führen zu stress Frakturen.

Seine Forschung bestätigt, dass die überwiegende Mehrheit der Kraft auf die Knochen tatsächlich von den Muskeln zusammenziehen, nicht aus dem Fuß, die Auswirkungen auf den Boden, ein Befund weitgehend übersehen, sowohl von der wearables-Industrie und viele wissenschaftliche Studien.

Zelik Forschung erscheinen heute, in der peer-reviewed journal „PLOS One“ und mit dem Titel „Ground reaction force Metriken sind nicht stark korreliert mit der Tibia-Knochen Belastung beim laufen über Geschwindigkeiten und Steigungen: Implikationen für die Wissenschaft -, sport-und wearable-tech“ bietet die klare und einfache demonstration der Probleme zugrunde, die vorhandenen Werkzeuge und gängige Methoden für die Beurteilung der Knochen Belastung und Verletzungsgefahr.

„Wir schauten durch die jüngsten wissenschaftlichen Literatur, und wir fanden, dass mehr als 50 wissenschaftliche Publikationen, die jedes Jahr berichten oder interpretieren Ihre Ergebnisse basieren auf dieser falschen Annahme, daß die Boden-Reaktions-Kraft ist Vertreter der internen Struktur laden — die Belastung auf Knochen und Muskeln im Körper“, sagt Zelik, ein ehemaliger college-Leichtathletik herausragendes. „Mess-ground Reaktion force kann praktisch sein, aber es ist das falsche signal.“

Wearable Beschleunigungsmesser und Drucksensoren, die bereits auf dem Markt kann helfen, überwachen Knochen stress Verletzungen, Risiken einzugehen, aber nur dann, wenn Sie kombinieren Informationen über die Boden-Reaktions-Kraft und die Kraft aus den Muskeln ziehen gegen den Knochen. Im Allgemeinen, Sie können nicht davon ausgehen, dass eine Zunahme der Boden-Reaktionskraft angeben, steigt in den Knochen stress, sagte Emily Matijevich, Maschinenbau Ph. D.-student im Zelik Labor und selbst ein begeisterter Läufer.

Matijevich durchgeführt, die Labor-Arbeit, die die Studie skizziert, die Prüfung 10 Läufer über einen Bereich von Geschwindigkeiten und Steigungen.

„Wir haben von hoher Geschwindigkeit, motion-capture-Kameras zur Verfolgung der Läufer‘ – Bewegung und einer speziellen Kraft-mess-Laufband aufzeichnen der Boden Reaktionskraft unter Ihren Füßen“, sagte Sie. „Wir haben dann kombiniert diese Signale mit biomechanischen algorithmen zur Abschätzung der Druckkraft von den erfahrenen Schienbein Knochen im Schaft, eine gemeinsame Stelle für stress Frakturen auftreten. In fast allen Fällen fanden wir, dass die Boden-Reaktions-Kräfte waren nicht stark korreliert mit der Tibia-Knochen beladen.“

In mehreren Fällen, lower ground reaction forces meinte eigentlich mehr Belastung auf der tibia, eine Suche nach Gegenteil von dem, was die meisten Sportler glauben und Zähler zu, wie die meisten vorhandenen wearables arbeiten.

Diese Forschung begann vor zwei Jahren, als der Vanderbilt University Assistant Professor für Orthopädie Leon Scott, wer dient, auf der NFL-Spieler-Vereinigung für Gesundheit und Sicherheit Ausschüsse, fragte Zelik eine einfache Frage: Kann tragbare sensoren verwendet werden, effektiv zu verhindern, dass der stress Frakturen Scott sah in seine Klinik jeden Tag?

Matijevich, Zelik und Scott sind jetzt neue Wege erforschen, zu überwachen Knochen Belastung nicht-invasiv und vor kurzem ein patent für ein system, das sicherungen von Daten aus mehreren tragbaren sensoren zur Schätzung der tibia laden von beiden Muskelkontraktionen und Boden-Reaktionskräfte. Sie sind auf der Suche nach kommerziellen Partnern zu entwickeln, diese neue wearable tech und erforschen Anwendungen zu Freizeit-Läufer, Militär-Kadetten und elite-Athleten.

Scott sagte, die Kombination von wearable-sensoren und neue algorithmen, die das team entwickelt ist, ergibt sich eine viel bessere Abbildung von Knochen-stress, mit dem Potenzial, um zu helfen Läufer geringer ist Ihre chance von Verletzungen.

„Es gibt nur so viel Sie tun können, wenn das Spiel geht, denn das sind high-speed-Verletzungen, aber wir können etwas dagegen tun, stress Frakturen, die während der Ausbildung und Konditionierung“, sagte Scott. „Recht jetzt, wir haben keine großartige Werkzeuge, um uns zu sagen, was passiert mit dem Knochen, andere als Erfahrung und Anekdote, und diese sind, leider, in Ermangelung durchaus ein paar Leute.“