新的计算机模拟着重于肌肉在投手肘部受伤中所扮演的角色
有一天，一种分析棒球投球生物力学的新方法可能会为球员提供更个性化的反馈，并有助于防止肘部受伤。
在一项棒球投球的计算机模拟研究中，西北大学生物医学工程师发现，棒球投手肘部肌肉的力量在受伤风险和预防方面发挥的作用可能比之前想象的更大。
目前棒球行业用于为运动员提供受伤风险反馈的运动分析方法还不够复杂，无法估计球员在投球过程中肌肉的活动，也无法估计他的肌肉是如何导致受伤风险的。
这项研究的第一作者詹姆斯·巴菲说:“肌肉在棒球比赛中很重要。”“我们证明了投手的风险可能非常高，也可能非常低肘部受伤这取决于他的肌肉有多强壮和有能力。”
布菲是一名刚毕业的博士生物医学工程西北大学麦考密克工程与应用科学学院。
他与麦考密克大学生物医学工程副教授、资深作者温迪·m·默里(Wendy M. Murray)一起进行了这项研究。默里还在西北大学范伯格医学院的物理医学和康复、物理治疗和人体运动科学系联合任职。
“投球是一种极端而困难的运动，”默里说，他也是芝加哥康复研究所的一名研究科学家。“投手投球非常用力，以至于这个动作本身就会撕裂肘关节。但为什么没有呢?答案是肌肉和韧带的力量。这就是骨头保持在一起的原因。”
该研究的详细结果发表在该杂志的网络版上生物医学工程年鉴．
许多棒球投手在职业生涯的某个阶段都会经历肘部受伤。最常见的是尺侧副韧带(UCL)失效，这需要韧带重建，称为汤米·约翰手术。
为了更好地理解投球给UCL带来的压力，西北大学的研究人员使用了一种特定的计算机模型，该模型是根据取自尸体的骨骼、肌肉和韧带几何测量，以及取自活体的肌肉体积和力量测量开发的。这是研究人员开发和使用的相同模型，用于研究高级假肢设备的手臂和手部控制。
他们开发了一个计算机模拟一个真实的高中投手的投球动作，以研究单个肌肉是如何影响UCL负荷的，以及肌肉输出的变化是如何减轻或加剧UCL负荷的。
“我们的模拟表明，如果肌肉什么都不做，那么组成肘关节的骨头可能在一次投球中被拉开。相比之下，我们还能够对肌肉表现进行合理的假设，表明同样的音高如何在UCL上完全没有负荷。”Murray说。
虽然这项研究只研究了一名投手和一个动作，但模拟方法允许研究人员重复对投球力学的工程分析，同时对复杂的肌肉和韧带在投球过程中的作用以及它们是如何工作的做出不同的假设。
研究人员评估了肌肉对抗危险负荷的有效性肘关节并使用各种假设来了解模拟结果的敏感性肌肉强度等模型参数。
Buffi说，随着更多的研究，这种方法可以对特定肌肉进行有针对性的训练，并更准确地评估UCL的脆弱性。他计划利用这项研究，并在棒球行业的职业生涯中进一步开展这项工作。
布菲说:“肘部受伤是棒球运动中一个很大的问题，从小联盟到大联盟，我们的研究表明肌肉在其中起着作用。”“如果你不考虑肌肉，即使你知道投手肘部的总负荷，他受伤的风险可能非常高，也可能非常低，这取决于他的肌肉有多强壮和能力。”
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