信原医院（Nobuhara Hospital）位于日本龙野市兵库县，是一所具有骨科、类风湿关节炎科、麻醉科和康复科的专科医院。该医院在肩关节领域具有50年的临床经验和科学研究，为普通患者和职业运动员提供全方位的评估和治疗。
从2002年起，该院的生物力学研究所使用Qualisys三维运动捕捉系统进行棒球的投球动作技术分析，以帮助运动员预防损伤、提高运动成绩。该研究所每年为50-100名棒球投手进行测试，获得超过650例棒球投球动作的数据。前往该研究所进行测试的投手来自不同水平的运动员，包括职业队、大学生、高中生和青少队。
生物力学研究所的作用
- 根据结果分析和临床评估，确定治疗策略
- 为预防损伤和提高成绩提供科学的反馈信息
- 从采集的数据（大数据库）中得到新研究成果并将其应用于临床中
运动捕捉实验室
运动捕捉系统
✔ 10个 Qualisys 7+ 摄像机
✔ 2个 Qualisys 210c 视频摄像机
信原医院生物力学研究所的运动捕捉实验室安装了标准的投球土墩，并确保投手板与本垒板之间有18.44m的距离，用于测量棒球投球技术。运动捕捉系统由10个Qualisys 7+摄像机和2个Qualisys 210c 高速视频摄像机组成，测试范围为26.5米（长）*11.6米（宽）*3.9米（高）。得益于7+摄像机的高分辨率（1200万像素），研究人员可以同时采集受试者全身运动以及手指上贴的小标记点的运动轨迹。
投球动作技术的分析方法
使用Qualisys三维运动捕捉系统采集红外反射标记点的位移数据，然后使用信原医院生物力学研究所在MATLAB中创建的脚本进行运动学和动力学分析。利用16节段刚体模型输出棒球投球过程中运动学和动力学变量，如标记点速度和加速度、关节角度和角速度-加速度、全身质心位置、肘关节和肩关节反作用力和力矩。同时，使用MotionBuilder软件将棒球投球及其运动学和动力学参数以动画和图形化的可视化方式展现出来，以反馈给投手。当投手了解施加于肘关节和肩关节的力的信息时，他们就能尝试着改善自己的投球技术。
三维运动捕捉系统的作用
- 帮助运动员、教练、医生、治疗师和研究人员之间的沟通更直观
- 基于运动学、动力学的定量数据反馈运动损伤和提高成绩的信息
- 识别高速运动中的时机并评估力学参数
- 便于个体纵向对比和投球手之间的横向对比
Hiroshi Tanaka 博士
日本信原医院生物力学研究所 副主任
“利用Qualisys三维运动捕捉系统，我们获得了650例棒球投手的运动学和动力学数据。通过这些大数据，我们探究到增加/减少肩关节和肘关节疼痛和受伤风险的不恰当/适当的投球生物力学信息。如今，与投球相关的肩关节和肘关节疼痛/损伤仍大量存在。为了帮助棒球投球手预防与投球相关的肩关节和肘关节损伤，我们将继续探究投球的最佳生物力学模式，以减少投球过程中对这些关节产生的力和扭矩，从而获得最大的投球速度/对球的最佳控制。”
感谢信原医院的研究团队分享的研究项目，并在研发过程中充分使用Qualisys系统的功能!
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