运动康复新突破:视觉认知内侧侧跳(VCMH)测试的重大发现

文摘   2024-12-09 19:44   新加坡  

运动康复新突破:视觉认知内侧侧跳(VCMH)测试的重大发现

前言

  1. 研究背景

在竞技体育的世界里,运动员们在赛场上的每一个动作都不仅仅是身体的本能反应,更涉及到复杂的视觉认知与身体动作的协同配合。

今天,我们要和大家分享一项来自体育科学领域的前沿研究,它为运动员重返运动(Return to Sport,RTS)评估带来了全新的视角和方法。

在运动中,运动员需要快速处理视觉信息,比如在足球比赛中,球员要在高速奔跑、对抗的同时,时刻关注球的位置、队友和对手的动向,并迅速做出决策,完成传球、射门等动作。而视觉认知能力的高低,不仅影响着运动员的表现,还与运动损伤风险密切相关,特别是前交叉韧带(ACL)损伤。

传统的RTS评估主要集中在身体性能方面,如肌肉力量、跳跃能力等,但往往忽略了运动中不可或缺的视觉认知挑战。这就好比我们只检查了汽车的发动机,却忽略了驾驶员的反应能力。为了填补这一空白,科研人员一直在探索如何更全面地评估运动员的状态,于是,视觉认知内侧侧跳(VCMH)测试应运而生。

  1. 研究目的
    • 开发和评估一种新的视觉认知内侧侧跳(VCMH)测试的可靠性,该测试旨在同时挑战身体和视觉认知性能,以填补现有RTS评估的不足。

研究方法

  1. 研究对象
    • 22名健康大学生(11名女性,11名男性)参与实验,平均年龄23.5 ± 3.64岁,平均身高172.9 ± 11.58cm,平均体重74.1 ± 17.25kg,Tegner评分5.6 ± 1.1。
    • 排除标准包括下肢手术史、过去6周内的任何损伤、膝关节韧带损伤或任何影响身体活动的下肢损伤以及神经系统功能障碍/损伤病史。
    • 参与者需签署知情同意书,填写病史和活动水平问卷,确定腿部优势(踢球偏好腿)用于跳跃评估。
  2. 测试方法
    • 进行两次相同测试,间隔12 - 17天(14 ± 1.04天),以限制遗留效应或学习效应。每次测试顺序固定,先进行视觉认知任务(空间任务),再进行传统内侧侧跳,最后进行视觉认知内侧侧跳(VCMH)。

    • 基线视觉认知(空间)任务:参与者站在距离80英寸电视屏幕2m处,屏幕上短暂显示(100ms)由八个随机大写字母(从D、F、J、K中选,相邻字母不同)组成的圆形阵列围绕中心点。字母消失后,红线指示1.9s,参与者需口头说出红线所指位置之前的字母,试验持续30s,共进行10次(1次10s练习试验和2次30s测试试验),以错误数量最少的测试试验结果用于分析。

    • 传统内侧侧跳:参与者单脚站立在卷尺起始位置,双手放臀部,脚内侧与卷尺末端对齐,听到指令“尽可能向内侧跳跃并保持落地姿势30s”后起跳,连续沿卷尺落地。进行1次练习试验和3次成功试验,成功标准为落地后保持平衡30s,无脚部移动、放下另一只脚或手离开臀部,以最大跳跃距离用于分析。

    • 视觉认知内侧侧跳(VCMH):参与者在空间任务的字母阵列出现时发起内侧侧跳,落地后单脚保持平衡30s并继续完成空间任务。先进行2次10s练习试验(第一次为认知练习,仅显示空间任务,参与者口头表示何时进行内侧侧跳;第二次为10s版本的VCMH练习),然后进行3次成功试验,成功标准同传统内侧侧跳,以最大跳跃距离用于分析。

  3. 统计分析
    • 通过计算组内相关系数(ICC)评估重测信度,采用双向混合效应模型和绝对一致性,计算95%置信区间。
    • 计算测量标准误差(SEM)和95%最小可检测变化(MDC),用于评估物理性能和认知失误。
    • 构建Bland - Altman图评估测试日之间的系统差异。
    • 使用配对样本t检验确定不同测试条件(传统与VCMH)下跳跃距离、认知失误和物理错误的差异,显著性水平设为0.05。每次测试中,传统和VCMH的最大跳跃距离及基线和VCMH条件下的最少认知失误次数用于分析。

研究结果

  1. 描述性统计

    • 表格展示了第一天和第二天传统内侧侧跳、VCMH、身体和认知错误的描述性统计数据,包括基线空间任务认知失误次数、传统内侧侧跳距离、传统跳跃物理失误次数、VCMH跳跃距离、双重空间任务认知失误次数、VCMH物理失误次数在两天中的均值、标准差及均值差异。
  2. 可靠性评估

    • 传统内侧侧跳和VCMH的跳跃距离以及基线和VCMH任务的认知错误均表现出良好的可靠性。传统内侧侧跳距离的ICC为0.88(95%置信区间[0.72, 0.95]),SEM为7.2,MDC为19.8;VCMH距离的ICC为0.86(95%置信区间[0.66, 0.94]),SEM为6.8,MDC为18.9。基线空间任务认知失误的ICC为0.89(95%置信区间[0.73, 0.95]),SEM为0.7,MDC为1.9;双重空间任务认知失误的ICC为0.85(95%置信区间[0.65, 0.94]),SEM为0.7,MDC为1.9。Bland - Altman图显示所有任务无系统差异。

  3. 测试条件比较

    • 与传统内侧侧跳相比,VCMH的最大跳跃距离显著降低。传统内侧侧跳平均距离为96.3 ± 20.7cm,VCMH平均距离为86.9 ± 18.2cm,降低了9.69%(p < 0.05,效应量d = 0.74)。但认知和身体失误在基线和VCMH任务之间无显著变化(p > 0.05)。

研究结论

VCMH测试具有较高的可靠性,与传统内侧侧跳相比,最大跳跃距离显著降低。本研究表明,在进行内侧侧跳测试时加入连续快速的视觉认知挑战可增加性能难度,支持VCMH作为一种新的RTS评估工具的有效性。

研究讨论

  1. VCMH测试的可靠性和意义
    • VCMH测试在跳跃距离和认知错误方面可靠性高,其MDC在其他功能测试范围内,且双重任务成本低于损伤导致的跳跃缺陷。VCMH测试中跳跃距离降低,表明同时进行视觉认知任务会产生双重任务成本,这可用注意力容量理论解释,即同时进行视觉空间处理任务会占用额外注意力资源,影响运动表现(如跳跃距离)。
  2. 与先前研究的比较
    • 与之前研究相比,VCMH测试关键区别在于挑战额平面控制,而先前研究主要挑战矢状面运动或稳定性。之前添加双重任务条件的额平面RTS功能评估研究未发现跳跃性能显著下降,可能是其视觉认知任务挑战性不足(如呈现时间长,挑战视觉记忆而非快速视觉编码)。VCMH测试能更好模拟运动需求,识别身体性能缺陷,在RTS测试中有潜在应用价值。

未来探索

未来,研究人员还将进一步探索 VCMH 测试在不同人群中的应用,优化测试方法,考虑更多影响因素,如标准化测试鞋子等,同时开发更多视觉 - 认知和身体性能评估指标,以更好地模拟真实运动场景中的挑战。我们期待这项研究能够为运动康复领域带来更多的突破,让运动员们在追求卓越的道路上更加安全、自信地前行。

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参考文献:

Farraye BT、Chaput M、Simon JE、Kim H、Grooms DR、Monfort SM. 2022 年。用于重返运动测试的视觉认知内侧跳跃的开发和可靠性。运动中的物理治疗 57:40-45。DOI:10.1016/j.ptsp.2022.07.004。

Appelbaum, L. G., Cain, M. S., Schroeder, J. E., Darling, E. F., & Mitroff, S. R. (2012).频闪视觉训练改善了短期记忆中的信息编码。在线发布。

Sousa, P. L., Krych, AJ, Cates, RA, Levy, BA, Stuart, MJ, & Dahm, D. L. (2017).重返运动:ACL 重建术后 6 个月出色的力量和功能是否能预测中期结果?膝关节外科,运动创伤学,关节镜检查,25(5),1356e1363。https://doi.org/10.1007/s00167-015-3697-2


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