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基于姿态估计与动力学分析的运动员脑震荡史评估:一项视频稳定性研究新方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月11日 来源:Medical & Biological Engineering & Computing 2.6
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针对现有脑震荡快速筛查方法(如King-Devick测试)存在效度不足的问题,研究人员创新性地利用微软Kinect V2深度传感器,通过分析运动员执行下落垂直跳(DVJ)等动作时的姿态估计视频,建立GRF预测模型并测量稳定时间(TTS)。研究发现脑震荡组在DVJ中表现出显著延长的稳定时间(均值差=0.089 s,p=0.046),为资源受限环境提供了替代力板的客观评估方案。
运动员脑震荡问题存在显著性别差异,女性不仅发生率更高且恢复周期更长。当前常用的场边检测手段如King-Devick测试(主要评估眼球运动、注意力及认知处理能力)在青少年运动员中有效性存疑。这项突破性研究另辟蹊径,采用微软Kinect V2深度传感系统捕捉特定动作训练视频,通过机器学习算法从姿态数据反演地面反作用力(GRF),进而量化稳定时间(Time to Stabilization, TTS)——这项原本需要专业力板和受控环境才能获取的关键指标。
研究团队重点对比了下落垂直跳(Drop Vertical Jump, DVJ)、单腿蹲(Single-Leg Squat, SLS)和单腿跳(Single-Leg Hop, SLH)三种动作的表现差异。数据揭示DVJ最具鉴别力,脑震荡组稳定时间显著延长0.089秒(p=0.046),暗示潜在的持续性平衡功能障碍。有趣的是,不同动作的鉴别效果存在性别特异性:DVJ对男性运动员区分度最高,而SLH在女性群体中更有效,SLS虽可用于前交叉韧带(ACL)康复评估,但对两性脑震荡鉴别均不理想。
这项技术突破的意义在于,仅需普通摄像头即可实现专业力板90%的检测功能,特别适合资源有限的基层运动场景。通过将复杂的动力学参数(如GRF曲线特征)转化为可视化的稳定性指标,为教练团队提供了傻瓜式的脑震荡风险评估工具。
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