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Estimation du risque de blessures en utilisant le machine learning basée sur le monitoring de la perception des états physiques et mentaux des athlètes : étude préliminaire sur 110 athlètes de haut niveau suivis sur une période de 18 mois - 02/06/23

Prediction of injuries using machine learning based on the monitoring of the perception of the physical and mental states of athletes: Preliminary study on 110 high-level athletes followed over a period of 18 months

Doi : 10.1016/j.jts.2023.04.002 
J. Tondut a, b, , P.-E. Dandrieux a, b, B. Caumeil c, A. Ruffault c, C. Giroux c, G. Guilhem c, L. Navarro b, P. Édouard a, d
a Laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité (EA 7424), université de Lyon, université Jean-Monnet Saint-Étienne, Lyon 1, université Savoie Mont-Blanc, 42100 Saint-Étienne, France 
b Inserm, U 1059 Sainbiose, Mines Saint-Étienne, centre CIS, université de Lyon, université Jean-Monnet, 42023 Saint-Étienne, France 
c Laboratoire sport, expertise et performance (SEP) (EA 7370), institut national du sport de l’expertise et de la performance (INSEP), Paris, France 
d Unité de médecine du sport, service de physiologie clinique et de l’exercice, CHU de Saint-Étienne, 42055 Saint-Étienne, France 

Auteur correspondant : Laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité, université Jean-Monnet, hôpital Nord, bâtiment IRMIS, campus santé innovations, 42055 Saint-Étienne cedex 02, France.Laboratoire interuniversitaire de biologie de la motricité, université Jean-Monnet, hôpital Nordbâtiment IRMIS, campus santé innovationsSaint-Étienne cedex 0242055France

Résumé

Afin de mieux prévenir les blessures en sport, les mesures de prévention offrent aujourd’hui de nouveaux outils, comme le machine learning, pour accéder à une estimation du risque de blessures. Cet article s’attache à estimer le risque de blessures de 110 athlètes pratiquant des sports impliquant des répétitions de sprints (rugby à 7, athlétisme, bobsleigh). Les facteurs de risque mesurés quotidiennement (données d’entrées du modèle) étaient les perceptions des états physiques et psychologiques des athlètes, autorapportés chaque matin et chaque soir dans une application dédiée. Les données de sortie correspondaient aux blessures recensées par les athlètes. Un modèle de Decision Tree a été entraîné et optimisé pour réaliser la prédiction de la survenue d’une blessure en fonction des facteurs mesurés. Les performances du modèle ont été évaluées sur un nouveau jeu de données qui permettait d’atteindre les scores de performance suivants (accuracy=0,91 [0,02] ; précision=0,15 [0,04] ; recall=0,18 [0,05] ; spécificité=0,95 [0,02] ; ROC AUC=0,56 [0,02]). L’estimation du risque de blessures est rendue particulièrement difficile, notamment en raison du déséquilibre entre le nombre de blessures et le nombre d’observations. L’interprétation du modèle de prédiction montrait que les facteurs les plus influents étaient les facteurs physiques et les émotions positives.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Summary

In order to better prevent injuries in sport, prevention measures now offer new tools such as machine learning to access an estimation of the injury risk. This article attempts to estimate the injury risk of 110 athletes practicing sports involving repeated sprints (rugby at 7, athletics, bobsleigh). The risk factors measured daily (input data of the model) were the perceptions of the physical and psychological states of the athletes, self-reported each morning and evening in a dedicated application. The output data corresponded to the injuries identified by the athletes. A Decision Tree model was trained and optimized to predict the occurrence of an injury based on the measured factors. Model performance was evaluated on a new dataset that achieved the following performance scores (accuracy=0.91 [0.02]; precision=0.15 [0.04]; recall=0.18 [0.05]; specificity=0.95 [0.02]; ROC AUC=0.56 [0.02]). Estimating the risk of injury is made particularly difficult, especially because of the imbalance between the number of injuries and the number of observations. The interpretation of the prediction model showed that the most influential factors were physical factors and positive emotions.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Mots clés : Apprentissage automatique, Blessure, Sprints, Prévention, prédiction

Keywords : Machine learning, Injury, Sprints, Prevention, Prediction


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Vol 40 - N° 2

P. 74-80 - juin 2023 Retour au numéro
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  • Prédiction des blessures des ischiojambiers en football à l’aide d’apprentissage automatique : étude préliminaire sur 284 footballeurs
  • P.-E. Dandrieux, J. Tondut, R. Nagahara, J. Mendiguchia, J.-B. Morin, J. Lahti, C. Ley, P. Edouard, L. Navarro
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  • Perceptions et croyances sur la prédiction des blessures en sports en tant que mesure de réduction des risques de blessure : une enquête en ligne sur les acteurs du sport de haut niveau (athlètes, entraîneurs, professionnels de santé)
  • Pierre-Eddy Dandrieux, Laurent Navarro, Joris Chapon, Jeanne Tondut, Karsten Hollander, Pascal Edouard

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