Effect of Cervical Forward Flexion Compensation on Isokinetic Knee Strength Test Outcomes in University Soccer Players via Wearable Flexible Strain Sensor: A Self-Controlled Trial

في عالم الطب الرياضي والتأهيل البدني، يعتمد الأطباء والمعالجون على طريقة دقيقة لقياس مدى قوة عضلات الشخص. وتتضمن هذه التقنية، المعروفة باسم الاختبار الحركي المتساوي (isokinetic testing)، آلة تحرك مفصلاً، مثل الركبة، بسرعة ثابتة بينما تقيس القوة التي تنتجها العضلات ضدها. وتُعتبر هذه الطريقة المعيار الذهبي لتقييم الأداء الرياضي وتتبع التعافي بعد الإصابة. ولكي تكون هذه القياسات موثوقة، يجب أن يظل الشخص الخاضع للاختبار ثابتاً تماماً في كل جزء من جسده باستثناء المفصل المحدد الذي يتم فحصه. فإذا تحرك الجسم أو قام بتعويضات بطرق غير متوقعة، يمكن للأرقام التي تسجلها الآلة أن تصبح مضللة، مما يجعل الساق القوية تبدو ضعيفة والساق الضعيفة تبدو قوية.

لسنوات عديدة، ركز الباحثون على إبقاء الوركين والجذع والساقين في مكانهما بإحكام أثناء هذه الاختبارات. ومع ذلك، فقد تم تجاهل جزء حيوي من الجسم إلى حد كبير: الرقبة. يقع الرأس فوق العمود الفقري، وعندما يميل الشخص برأسه إلى الأمام، فإنه يحفز سلسلة من التفاعلات عبر الجسم بأكمله. وقد هدفت هذه الدراسة، التي أُجريت على لاعبي كرة قدم جامعيين، إلى استقصاء ما إذا كان هذا الميل الطفيف للرأس إلى الأمام يمكن أن يغير سراً نتائج اختبارات قوة الركبة. أراد الباحثون معرفة ما إذا كانت عادة وضعية الجسم الشائعة، والتي تظهر غالباً لدى الأشخاص الذين يقضون ساعات طويلة في النظر إلى الشاشات، يمكن أن تشوه البيانات المستخدمة لاتخاذ القرارات بشأن التدريب الرياضي والتعافي من الإصابات.

ولإيجاد الإجابة، صمم فريق من الباحثين من جامعة جنوب الصين الطبية وجامعة جنوب الصين التقنية تجربة ذاتية التحكم شملت تسعة وثلاثين لاعباً جامعياً لكرة القدم. احتاج الفريق إلى وسيلة لقياس حركة الرقبة بدقة متناهية بينما كان الرياضيون مثبتين في آلة اختبار ثقيلة. ولم تكن الكاميرات التقليدية أو المستشعرات الضخلة مناسبة لهذه البيئة الديناميكية، لذا لجأ الباحثون إلى نوع جديد من التكنولوجيا: مستشعر انفعال مرن قابل للارتداء. هذا الجهاز عبارة عن شريط رفيع وقابل للتمدد مصنوع من مواد خاصة يمكنها اكتشاف التغيرات الطفيفة في الشكل. قام الفريق بتثبيت هذا المستشعر عمودياً على الجزء الخلفي من الرقبة، فوق الكتفين مباشرة. ومع انحناء الرقبة إلى الأمام، يتمدد المستشعر، مما يغير مقاومته الكهربائية بطريقة يمكن تسجيلها فوراً بواسطة الكمبيوتر.

سارت الدراسة في مرحلتين رئيسيتين. أولاً، تحقق الباحثون من قدرة مستشعرهم الجديد على تتبع حركة الرقبة بدقة. فقد طلبوا من الرياضيين تحريك رؤوسهم للأمام والخلف بسرعة محددة بينما يسجل المستشعر البيانات. وقارنوا بين هذه القراءات وبين آلة قياسية عالية الدقة مصممة لقياس حركة الرقبة. وأظهرت النتائج تطابقاً شبه تام بين المستشعر المرن والآلة الثقيلة، مما أثبت أن الجهاز الخفيف والقابل للارتداء يمكنه التقاط التفاصيل الدقيقة لوضعية الرقبة في الوقت الفعلي.

وفي المرحلة الثانية، وضع الباحثون المستشعر قيد العمل خلال اختبارات قوة الركبة الفعلية. جلس الرياضيون في آلة الاختبار الحركي المتساوي، والتي تم إعدادها لقياس قوة عضلات أرجلهم أثناء دفع وسحب الجهاز. أُجريت الاختبارات بسرعتين مختلفتين: سرعة بطيئة ومسيطر عليها تبلغ 30 درجة في الثانية، وسرعة أسرع قليلاً تبلغ 60 درجة في الثانية. وخلال الاختبارات، طُلب من الرياضيين أداء الحركات بطريقتين مختلفتين؛ ففي مجموعة من التجارب، أبقوا رؤوسهم في وضعية محايدة ومستقيمة للأمام، وفي المجموعة الأخرى، سُمح لهم بترك رؤوسهم تميل إلى الأمام في وضعية تعويضية، محاكيةً الطريقة التي يميل بها الناس غالماً عند بذل أقصى جهد.

كانت النتائج واضحة وهامة. فعندما سمح الرياضيون لرؤوسهم بالميل إلى الأمام، تغيرت قياسات قوة أرجلهم بشكل كبير. عند السرعة الأبطأ البالغة 30 درجة في الثانية، تسبب وضع الرأس المائل للأمام في تغييرات كبيرة في القوة المسجلة لكل من العضلات التي تفرد الركبة والعضلات التي تثنيها. وعندما زادت السرعة إلى 60 درجة في الثانية، ظل وضع الرأس المائل للأمام يغير بشكل كبير قوة العضلات التي تفرد الركبة، بينما لم تتأثر عضلات الثني بهذه السرعة الأسرع. وأظهرت البيانات أن الجسم كان يستخدم وضعية الرأس المائلة للأمام لتغيير ميكانيكا الاختبار، ربما عن طريق نقل الوزن أو إشراك عضلات أخرى، مما أدى إلى تحيز منهجي في قياسات قوة الساق.

وخلص الباحثون إلى أن وضعية الرقبة ليست مجرد تفصيل صغير بل هي عامل رئيسي يمكن أن يبطل اختبارات قوة الركبة. ووجدوا أن انحناء الرقبة للأمام يعمل كمتغير خفي يسبب تحيزاً منهجياً للنتائج، مما يجعل من الصعب مقارنة أداء رياضي بآخر، أو تتبع تقدم الفرد بدقة بمرور الوقت. ولحل هذه المشكلة، تقترح الدراسة معياراً صارماً جديداً لهذه الاختبارات: يجب على الشخص الخاضع للاختبار أن يحافظ على وضعية رأس محايدة تماماً، ينظر فيها إلى الأمام مباشرة، مع دعم ظهره بإحكام. يضمن هذا التعديل البسيط أن تقيس الآلة فقط قوة عضلات الركبة، دون تدخل من بقية الجسم.

وبعيداً عن النتائج المحددة للاعبي كرة القدم، تسلط هذه الدراسة الضوء على درس أوسع في الاختبارات الطبية: يعمل الجسم كنظام متصل، ولا يمكنك عزل جزء واحد دون النظر إلى الكل. كما أثبتت الدراسة القيمة العملية لتكنولوجيا المستشعر المرن؛ فمن خلال إثبات أن شريطاً صغيراً قابلاً للارتداء يمكنه مراقبة حركات معقدة مثل انحناء الرقبة بدقة، فتح الباحثون الباب أمام طرق أكثر سهولة وانتشاراً لمراقبة الحركة البشرية في العيادات أو في الملاعب. وفي الوقت الحالي، فإن الرسالة الموجهة للمدربين والمعالجين والرياضيين واضحة ومباشرة: إذا كنت تريد معرفة مدى قوة ساقيك حقاً، فعليك أن تبقي رأسك مرفوعاً.