当圣路易斯红雀队投手Jordan Hicks走进投手区时，
击球手们都在颤抖。他的投球姿势和美国职业棒球大联盟（MLB）的其他投手一样，但效果却非同寻常。在准备投球时，他后退一步、抬起另一条腿来提高重心。然后他大步向前、扭转臀部，投球的那条手臂向后伸展，几乎与地面平行。当他的手臂向前伸时，肘部的肌肉和韧带会承受超过100 牛顿· 米扭矩的力量。
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希克斯的手向前一甩，
速度之快肉眼都很难察觉。如果他的手臂是引擎，你会在转速表上看到每分钟1200转。希克斯的快球速度达到了每小时169公里，击球手必须在不到0.1秒的时间内识别出投球并做出反应，才能将球棒击在球上。但这种可重复的生物力学和天赋奇迹是有代价的。2019年6月下旬，希克斯因肘部疼痛退出比赛，很快就有消息透露他的一条关键韧带撕裂。他需要接受“汤米•约翰手术”（TJ手术，即手肘尺骨附韧带重建手术）来修复韧带，无法参加2019年棒球赛季的后期赛程。
职业棒球发展正处在一个十字路口。
投手的投球速度一次又一次突破历史纪录，而连接人上臂和下臂骨骼的肘部尺侧副韧带（UCL）受伤的人数也大增。
在过去10年间，TJ手术的数量激增，教练、训练员和球员都极度需要一种新技术来缓解这种运动伤害。
正在进行的一项有关美国职业棒球大联盟的研究，使用动作捕捉来绘制加入联盟的每位新投手的投球表格。
然后，系统将这些信息与磁共振成像（MRI）和其他体检数据结合起来，标识出球员的受伤风险。
虽然这项研究备受赞誉，但对投手技术细节的单一评估仍无法预测未来几年运动中的人员受伤情况。
有一个更好的方法。
有一种技术能够对投手手臂的动作进行持续、长期的记录，使球员能够追踪并了解身体所承受的应力。
在我们的体育科技公司Motus Global，我们采用了消费级传感器（已完美应用于智能手机），收集与运动员最终运动量相关的生物特征数据。
我们的分析技术使用肌肉疲劳软件模型来帮助投手改善运动技能，同时降低受伤风险。
通过价格实惠的技术手段，我们不仅向30个美国职业棒球大联盟的球队提供数据，还向他们的160个小型联盟队、数百个大学球队和全美数千个青年队提供数据。
2015年，我们推出了第一款棒球可穿戴设备：
Motus Throw，这是一款带有传感器的紧缩套袖，能够追踪投球手手臂的运动，配套的iOS应用程序和基于网页的显示板能够为球员和教练提供分析数据。
2015年，美国职业棒球大联盟批准我们在球场球赛期间使用这项技术。
到2019年，大约有12支美国职业棒球大联盟的球队使用我们的技术进行训练和康复计划。
21世纪的前十年，一种叫做“魔球”（moneyball）的方法彻底改变了职业棒球，球队使用模糊技能统计数据更好地理解队员的真实价值。
你可以称我们的方法为“生物球”（bioball）——即将生物数据混合，我们认为球队可以借此把他们的技能提升到一个新的水平。
为了精确地跟踪投手手臂的运动，
Motus传感器使用一个三轴陀螺仪和一个三轴加速度计，每秒可测量数据1000次。虽然系统一直在采样，但只有在检测到投球运动信号时才会永久记录信息。然后，系统将投球前4秒至投球后1秒的数据流归档。这个微型传感器重6.9克，厚9毫米，不会对投手的运动模式造成明显影响。
我们的微型传感器非常精确：
其结果可与动作捕捉视频的黄金标准相媲美，而动作捕捉视频需要高速摄像机和专门实验室，成本高达六位数。
在动作捕捉视频录制中，球手穿着一件布满位置标记的弹性纤维服，摄像机通过追踪位置标记创建一个球手身体运动的模型。
Motus最初是一个小规模动作捕捉工作室，在佛罗里达州布拉登顿著名的运动训练机构IMG学院有一个实验室。
但动作捕捉方法的问题很快凸显出来：
穿着弹力服在实验室内投球并不能准确地模拟比赛环境。
在这种人造情景下，运动员的生物力学形态和身体的作用力可能会有很大差异。
我们的性能实验室仍然配备了一个动作捕捉装置：
我们目前使用16个动作分析捕捉器（Motion Analysis Raptor）摄像机进行产品测试并为客户完成一些其他任务。
但我们完全相信我们的传感器能够完成与这些复杂相机一样的工作。
美国运动医学研究所（ASMI）、棒球传动系统机构（Driveline Baseball）和美国职业棒球大联盟的运动科学委员会的独立研究表明，Motus传感器在测量关键参数（如肘部扭矩）方面的精确度高达95%，可靠性可与摄像机技术相媲美。
对于比赛中使用来说，这是一个明显的优势，主要原因是动作捕捉视频不太适合精确跟踪球场上的球员。
Motus Throw装置已经在各级比赛中收集了超过1000万次的投球数据。
从2016年开始，Motus与全美大学体育协会（NCAA）合作进行了一项为期3年的研究，收集了数十支球队投手投掷负荷和受伤情况的数据。
我们现在正准备深入分析这些数据。
该装置除了有助于伤病研究外，还有其他益处。
以得克萨斯州一个小型州立大学为例，在2017年的棒球赛季，棒球教练布莱恩•康格（Bryan Conger）全面使用Motus Throw管理投手队员。
在训练期间，康格可以在手机上查看分析数据，观察投手每次投球的运动量指标变化。
他利用这些数据为每位投手制定个性化训练计划，确定哪些投手可以在比赛日参加比赛。
康格表示，Motus的分析可以帮助他指导顶尖投手在比赛中多投几局，确信他们的疲劳程度在可承受范围内。
他也能够更经常地安排顶尖投手上场，发现有些球员可以连续数天投球而不超过他们的运动量极限。
最重要的是，所有投手在整个赛季都没有发生手臂受伤的情况。
康格的球队来自塔尔顿州立大学，当年进入了美国大学生体育协会（NCAA）季后赛。
在那不久之后，康格接受了美国职业棒球大联盟德州游骑兵（Texas Rangers）的聘用，目前担任投球教练。
2015年，当球队首次使用Motus Throw装置时，他们最兴奋的是这种装置能够测量肘部外翻扭矩。
看一下自己的肘部，会发现肘部有3种运动模式：
像屈二头肌那样向内弯曲手臂、像转动门把手那样扭动手臂、还可以像扔棒球那样向外伸展手臂。
最后一个动作产生了外翻扭矩，也就是对尺侧副韧带施压的作用力。
本文作者之一的汉森曾经担任美国职业棒球大联盟密尔沃基酿酒人队的生物力学专家，该球队曾经专注于对投手的肘部外翻扭矩进行一次性评估并利用这些数据预测未来的受伤情况。
但我们现在知道，这样的一次性测量并不足以准确预测，外翻扭矩只是整体肘部运动结果的一部分。
我们的最新软件更新后，Motus袖套系统在其分析显示板上不再显示外翻扭矩的测量值，而是使用系统测量值来计算前臂肌肉的累积运动量。
我们认为这些肌肉的疲劳度是影响投手耐力和手臂健康的最重要因素。
我们将肌肉疲劳定义为肌肉产生力的能力下降，
是投手受伤中一个最重要的预测因素。美国运动医学研究所对青少年投手进行的一项研究发现，投手在疲劳状态下投球受伤并接受手术的可能性是正常情况下的36倍。虽然疲劳的概念似乎很简单，但涉及的生理学原理却相当复杂。
我们采用了两种互补的疲劳测量方法来计算运动负荷。
第一种是急性疲劳，这在棒球比赛中十分常见：
一名投手刚开始状态很好，但由于表现下降而退出比赛。
这种急性疲劳是由于肌肉消耗了可用的能量。
我们追踪的另一个指标称之为“慢性适应度”，投手通过训练建立对急性疲劳的抵抗力时，这种“慢性适应度”会逐渐增加，也就是简单地通过多次投球来增加抗疲劳性。
很明显，多次训练可以提高投手的适应性。
但在如今的棒球运动中，没有客观的方法可以用来捕捉这个常识。
管理投手运动量的标准方法是计算他们投了多少局，投了多少球。
这些概括指标并不是基于某一位投手的生理状况和身体状况，分析结果会导致教练主观决定何时让投手退出比赛以及投手是否“被过度使用”。
为了建立强烈的生理应激力和缓慢的恢复力之间的关联，Motus与澳大利亚生理学家蒂姆•加贝特（Tim Gabbett）开展合作。
加贝特曾服务于橄榄球运动员。
他开创了一种测量方法，他称之为急慢性比率（ACR），这也是我们在Motus Throw系统中使用的技术。
测量这个比率首先要确定投手的急性运动量（9天外翻负荷的平均值）和慢性运动量（28天外翻负荷的平均值）。
这两个平均值之比是衡量疲劳程度的一个关键指标。
在赛季初期，当慢性负荷仍然较低时，投手必须维持急慢性比率大于1.0，来建立适应度，但也不能过高：
在最近一项针对高中生投手使用Motus Throw装置的研究中，研究人员萨米尔•梅塔（Sameer Mehta）发现，急慢性比率超过1.3的投掷会使运动员受伤的风险增加25倍。
“当我就急慢性运动量的概念向机构咨询时，我最常遇到的回应与我们的父辈和祖父辈一直以来所了解的基本类似，”加贝特说，“如果你在某件事上努力，你会做得更好。
如果你训练得当，就能达到这项运动的要求。
”现在我们可以用可靠的数据来量化这一古老的智慧。
自2015年首次推出以来，
Motus发现了大量有效的运动量测量，可以作为肘部和肩部受伤的预测指标。下一步是把这些发现转化成软件工具，帮助投手训练到最佳状态，建立耐力，同时避免造成过度的肌肉疲劳。
例如，当一名使用Motus Throw系统的小联盟投手发生尺侧副韧带撕裂时，我们可以通过数据来了解他的训练方法出了什么问题。
我们清楚地看到了过度疲劳的指标（他的图表显示急慢性比率大于1.3，而且经常大于2.0），这是由一天的高强度训练和投手训练突然从每隔1天转变到每周6天造成的。
通过软件模拟，我们已经证明了不同的训练方案可以降低急慢性比率，同时能够有效避免受伤。
我们希望Motus用户关注显示板上报告的红色危险信号，保持可控制和健康的运动量。
克里斯托弗•坎普（Christopher Camp）是梅奥运动医学诊所的一名医生。
他说，在恢复训练和季前赛期间，棒球队也非常需要“运动量和疲劳测试”。
他推荐患者使用Motus Throw，他表示很欣赏这个App为投手们提供的运动量计划，可以设定每天的运动量限制。
这款App通过确保急慢性比率处于中等水平，而不是危险/偏高的水平，可以帮助投手在几个月内安全地建立起长期运动量。
在投球过程中，避免受伤和提高运动成绩是相辅相成的：
当肌肉开始疲劳时，受伤的风险就会增加，控制力和运动成绩就会开始下降。
沃斯堡得克萨斯基督教大学的力量与训练主任扎克•德坎特（Zach Dechant）表示，我们可以利用运动量数据充分发挥投手在比赛中的耐力。
他使用Motus系统来帮助投手逐渐建立长期的健康状态。
他表示：
“我们通过Motus运动量测量结果，保证投手们的手臂做好准备迎接比赛，让他们更好地投入比赛。
”
几十年来，
棒球教练一直依赖于投球数和过度使用的主观概念来管理投手。如今，随着我们对运动量、疲劳和手臂健康之间的关系有了更多的了解，很明显，数据驱动系统能够有效地保护球员免于受伤。
运动生理学家已经认识到前臂肌肉可以防护尺侧副韧带发生撕裂。
但要做到这一点，必须有足够的能量储备保证有效收缩，从而避免尺侧副韧带承受过大的应力。
