ابزارهای پوشیدنی سنجش عملکرد در پزشکی ورزشی

طی سال های اخیر یک رویه رو به رشدی در تمایل به مانیتور کردن عملکرد فیزیولوژیک بدن بین جامعه ی پزشکی و جامعه ی ورزشی حین فعالیت های روزانه ی افراد ایجاد شده است. علاوه بر در دسترس قرار گرفتن این ابزارها در سطح جامعه برای همه ، تبلیغات رسانه ای زیادی که در این حوزه صورت میگیرد و همچنین هزینه های گاها به نسبت پایین برخی از این وسایل ، باعث محبوبیت استفاده از انواع وسایل پوشیدنی مانیتورینگ مجهز به سنسور های الکترونیک در ورزش شده است. در مقاله ابزارهای پوشیدنی سنجش عملکرد در پزشکی ورزشی این موضوع را بصورت کامل بررسی خواهیم کرد.

از نمونه های این وسایل میتوان به قدم شمارها ، اکسلومترها، مانیتور کننده های ضربات قلب ، مانیتور کنندهای نوار قلب و .. نام برد . علاوه بر ارزیابی فاکتورهای فیزیولوژیک ، این ابزارها به بازیکن، مربی ، پزشکان و باشگاه ها اجازه ی مانیتور کردن حرکات ورزشکار ، شناسایی میزان فشار وارده به وی و کنترل مارکر های بیومتریک را میدهد تا با هدف رسیدن به حداکثر عملکرد ورزشکار و کاهش میزان آسیب وی را هدایت کرد. کنترل این متغیر ها ، اجازه ی شناسایی زودهنگام بروز خستگی بیومکانیکی در ورزشکار را به ما میدهد و در نتیجه میتوان با مداخلات به موقع جلوی آسیب دیدگی بازیکن در تمرینات و مسابقات را گرفت. همچنین میتوان در برنامه ی تمرینی بازیکن نیز بر همین اساس تغییراتی را ایجاد کرد تا بتوان بازیکن را به بهترین عملکردش رساند.

در ادامه مقاله ابزارهای پوشیدنی سنجش عملکرد در پزشکی ورزشی تلاش میکنیم با ارایه ی توضیح مختصری در ارتباط با این تکنولوژی ، همکاران را بیشتر با انواع این وسایل و کارکرد آنها آشنا سازیم.

انواع گجت های ورزشی پوشیدنی

حسگرهای حرکتی

قدم شمارها (پدومترها)

قدم شمارها ساده ترین و شایع ترین وسیله ی مورد استفاده برای سنجش حرکات بدن هستند. هر زمان که شتاب حرکت عمودی بیشتر از آستانه ی تعریف شده برای دستگاه بشود، به شکل یک “قدم” در دستگاه ثبت میشود. بسیاری از برنامه های سلامتی ، برای تشویق افراد به انجام فعالیت فیزیکی ، رسیدن به میزان مشخصی از تعداد قدم در روز را به عنوان هدف تعیین میکنند. یکی از نتایج شایع استفاده از قدم شمارها ، افزایش میزان فعالیت فیزیکی در طی روز می باشد و غالبا به عنوان اولین قدم سنجش میزان سطح فیتنس و فعالیت روزانه ی افراد مورد استفاده قرار میگیرد. با وجودیکه ،دقت استفاده از قدم شمارها در شمارش قدم های روتین مورد قبول واقع شده ، اما استفاده از آنها در ورزش های رقابتی با دقت کافی همراه نیست و این دستگاه ها فاقد توانایی سنجش صحیح حرکات ورزشکار و تعیین میزان انرژی مصرفی آنها هستند.

شتاب سنج ها (اکسلومتر ها / ژیروسکوپ ها)

استفاده از شتاب سنج ها در ورزش بیشتر مورد اقبال قرار دارد زیرا امکان دسترسی به اطلاعات عملکردی پیشرفته تری را برای ورزشکار فراهم میکند و به وی توانایی انجام تغییر در الگوی تمرینی خود را میدهد. این ابزارها غالبا از دو قسمت تشکیل شده اند و علاوه بر سیستم حساس به تغییرات مکانیکی ، حاوی میکروچیپی هستند که داده های حاصل از این سنسور فیزیکی را تفسیر میکند. علاوه بر این پیشرفت های اخیر تکنولوژی در حوزه ی سیستم های میکروالکترومکانیکال (MEMS) ، اجازه ی تولید سنسور هایی را داده است که با وجود حجم های بسیار کوچک ، توانایی شناسایی حرکات در کلیه جهات را داشته باشند. یکی دیگر از مزایای اکسلومترها ، توانایی محاسبه ی میزان انرژی مصرفی می باشد. تعیین میزان انرژی مصرفی ، یکی از فاکتورهای اساسی در تعیین شدت فعالیت انجام شده می باشد. علاوه بر این ، این دستگاه ها میتوانند علاوه بر اطلاعات حرکتی ، اطلاعات فیزیولوژیکی مثل ضربان قلب ، کالری مصرف شده ، الگوی خواب ، تعداد پله های صعود کرده و … را نیز در اختیار فرد قرار دهند. در حوزه ی ورزش حرفه ای ، اکسلومترها ، اطلاعات بسیار دقیق تری را در ارتباط با حرکات ورزشکار به ما میدهند. استفاده از اکسلومترها در فوتبال ، باعث شناسایی نیازهای فیزیکی و فشار های متفاوت در پست های مختلف فوتبال شده است.

ماهواره موقعیت یابی جهانی (GPS)

جی پی اس ، یکی از ابزارهای جایگزین تعیین موقعیت ورزشکار به جای اکسلومترها می باشد. دستگاه های جی پی اس نیاز به انتقال داده ها از ماهواره های متعدد جی پی اس در حال چرخش به دور زمین دارند.  اطلاعات ماهواره های جی پی اس که همگی از گیرنده های جی پی اس مختلفی بدست می آیند، جهت تعیین سرعت و موقعیتِ گیرنده ، تحت همسان سازی قرا میگیرند.  طی سالهای اخیر با پیشرفت سیستم های جی پی اس در ورزش های تیمی و اضافه شدن یک گیرنده ی مرجع روی زمین ، علاوه بر گیرنده های متعدد پوشیدنی ای که توسط بازیکنان استفاده میشود ، میزان خطای زمانی داده های ماهواره ها کاهش پیدا کرده است و دقت اندازه گیری ها را تا یک متر ارتقا داده است. طی سالهای اخیر استفاده از جی پی اس برای تعیین سرعت و موقعیت فوتبالیست ها افزایش چشم گیری داشته است. این دستگاه های پوشیدنی توانایی ارایه ی اطلاعات در ارتباط با مسافت طی شده ، تعداد قدم ، سرعت ، میزان کالری مصرف شده ، ارتفاع ، سرعت لحظه ای و ..و را دارند و از همه مهمتر ، با انتقال این داده ها به یک گیرنده ی مرکزی و ذخیره ی ای اطلاعات ، امکان ارزیابی لحظه ای ، طولانی مدت و تغییرات عملکرد بازیکنان فراهم میشود.

جی پی اس امروزه به هدف تغییر و ارتقای الگوی تمرینی برای رسیدن به حداکثر عملکرد ممکن می باشد. علاوه بر موارد فوق ، این تکنولوژی به ما اجازه ی ارزیابی میزان ارتباط وضعیت پایه ای تست های فیتنس بازیکن با عملکردش در زمین و همچنین شناسایی نیازهای بدنی و کالریک هر بازیکن بسته به پستش در زمین را میدهد.

حسگر های فیزیولوژیک

مانیتورهای ضربان قلب

ابزارهای تعیین کننده ی پاسخ فیزیولوژیک بدن به ورزش نیز در ارتقای عملکرد ورزشی و جلوگیری از بروز آسیب های ورزشی مهم هستند. ضربان قلب ، یکی از اندیکاتورهای مفید در شناسایی سازگاری های فیزیولوژیک و شدت تلاش بازیکن می باشد. پایه ی اکثر این وسایل ، استفاده از یک سنسور پوشیدنی در اطراف قفسه سینه و انتقال اطلاعات به یک سیستم نمایش دهنده (غالبا یک وسیله ی مچی) با استفاده از وایرلس می باشد. سیستم های جدید تر سراغ استفاده از سنسورهای چشمی در اطراف مچ دست یا نوک انگشتان برای شناسایی ضربان قلب رفته اند. با وجود راحت تر بودن استفاده از سنسورهای چشمی ، اما نشان داده شده دقت سنسورهای قفسه سینه ای در شناسایی دقیق ضربان قلب ، خصوصا در ضربان های بالا و همچنین حین حرکات ، بسیار بیشتر می باشد. ابزارهای مانیتورینگ ضربان قلب، غالبا به عنوان یک ابزار مهم در تعیین شدت ورزش و فعالیت انجام شده استفاده دارند زیرا که یک رابطه ی مستقیم و خطی بین ضربان قلب و VO2 افراد خصوصا در شدت های کمتر از ماکسیمال وجود دارد. از سوی دیگر ، چنین رابطه ای با میزان مصرف انرژی نیز وجود دارد. از این رو ، استفاده از این ابزار ، شایع ترین روش تعیین شدت ورزش انجام شده می باشد.  با پیشرفت های اخیر ، استفاده از این داده ها ، در کنار اطلاعات حاصل از آنالیز کینماتیک و حرکتی بازیکن قرار گرفته و دید بسیار جامعی نسبت به پاسخ های فیزیولوژیک و نیاز های متابولیک بازیکن حین تمرین و مسابقه برای بازیکن، مربی، پزشک و باشگاه ایجاد کرده است.

حسگرهای دما/گرما

کنترل دمای مرکزی بدن، زمانی که خطر ایجاد هایپرترمی (افزایش دمای بدن) وجود دارد خصوصا در آب و هوای گرم و مرطوب یا ورزش در فضای بسته بدون تهویه مناسب ، بسیار مهم است.  علاوه بر این شناسایی پاسخ غیر طبیعی دمای مرکزی بازیکن در پاسخ به ورزش نیز ، به خودی خود ، حایز اهمیت است. از آنجا که اندازه گیری دمای بدن از روی پوست ، به هیچ وجه شاخص مناسبی از تغییرات دمای مرکزی بدن حین انجام فعالیت نمی باشد ، طی سالهای اخیر تلاش های بسیاری جهت طراحی وسایل انگیزه گیری دقیقتر و قابل اعتماد تر شده است. یکی از ابزارهایی که اخیرا معرفی شده است ، یک سنسور دما می باشد که به شکل یک کپسول بلعیده میشود و اطلاعات دمایی را از طریق رادیوفرکوینسی به گیرنده ی بیرونی انتقال میدهد. خود این سیستم دارای ایراداتی است که مهمترین آن این می باشد که خورد یا نوشیدن مواد غذایی سرد یا گرم ، باعث تغییر دمای این حسگر شده و اطلاعات آنرا فاقد ارزش میکند. حسگر های پوستی دایمی و پیشرفته ای نیز به بازار معرفی شده اند ولی این حسگرها نیز علاوه بر ایجاد حساسیت های پوستی ، طی ورزش با شدت های بالا دقت خود را از دست میدهند.

حسگرهای یکپارچه

حسگر های چند منظوره ی یکپارچه نیز طی سالهای اخیر برای استفاده توسط ورزشکاران و در محیط ورزش ایجاد شده اند. شایع ترین مدل این حسگر ها ، ادغام سیستم های جی پی اس با سایر ابزارهای سنجش فاکتورهای فیزیولوژیک مثل سنجش ضربان قلب یا تعداد تنفس و یا ..  می باشد.

نتیجه گیری در مورد گجت های ورزشی پوشیدنی

توسعه ی دانش تکنولوژی حسگر های پوشیدنی ، تاثیر قابل ملاحظه ای در بحث مانیتورینگ یک ورزشکار در حوزه ی پزشکی ورزشی ایجاد کرده است. این ابزارهای پوشیدنی ، اطلاعات مفیدی از کلیه ی پارامترهای حرکتی و فیزیولوژیک یک بازیکن حین تمرین یا مسابقه برای پزشک ، مربی و کلیه ی کادر تیم فراهم میکنند. این پارامتر ها میتوانند در شناسایی الگوهای حرکتی مختص یک پست ، طراحی برنامه های تمرینی اختصاصی برای ارتقای عملکرد و همچنین تحت نظر قرار دادن و شناسایی عوامل مستعد کننده برای آسیب دیدگی ، به تیم کمک کنند.