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方法文章

脊髓损伤者与健全个体的三分钟全力上肢摇柄运动测试实验方案

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DOI:

10.3791/55485

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2017年6月8日

本文内容

摘要

我们提出了一种用于测试健全个体以及截瘫和四肢瘫个体上肢肌肉在3分钟持续时间内有氧和无氧功率的实验方案。该方案针对有无残疾个体的上肢运动,在应用方面提供了具体的调整方法。

摘要

可靠的运动方案对于检测精英运动员运动表现的变化至关重要。这些运动员的表现提升可能较小,因此灵敏的测试工具对运动生理学而言至关重要。目前已有多种运动测试可用于评估健全运动员的运动能力,其方案主要针对下肢或全身性运动。当前趋势是采用与运动员日常训练动作高度相似的运动专项测试环境。然而,针对下肢功能障碍受试者进行短时高强度运动能力评估的测试方案仍十分有限。其中多数方案具有高度专项性,难以广泛适用于不同类型的运动员。一种广为人知的测试方案是30秒Wingate测试,该测试在自行车骑行和上肢摇臂测试中已得到广泛应用。该测试用于分析持续30秒的高强度运动表现。为了监测更长时间内的运动表现,研究人员对原有方法进行了改良,使其适用于上肢运动。3分钟全力上肢摇臂测功仪测试可使运动员在运动持续时间上与1,500米轮椅竞速项目相对应,同时也适用于划船、手摇自行车等以上肢为主的运动项目。为提高测试条件一致时的可靠性,精确复制测试参数(如阻力设置)极为关键。即, 扭矩系数)以及参与者的体位(即, 曲柄高度、曲柄与受试者之间的距离以及受试者的固定方式)。另一个重要问题涉及运动试验的起始阶段。为了标准化运动试验开始时的测试条件,需要设定固定的每分钟转数。该运动试验方案凸显了精确操作在重现相同测试条件和设置中的重要性。

引言

有多种运动测试可准确评估精英运动员在训练周期内运动表现的提升1,2,3,4,5。其中一项测试是在制动的功率自行车测功仪上进行的可靠3分钟全力运动测试3,4,5,6。该测试最初用于确定临界功率,但也已应用于运动员的运动能力测试以及相关研究7,8,9。由于该测试主要用于下肢运动表现的评估,例如划船7和自行车骑行3,5,因此有必要开发一种适用于上肢运动的类似测试方案。主要依赖上肢的运动项目可能从这种新的测试方案中获....

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方案

本研究经当地伦理委员会批准(瑞士巴塞尔西北和中部瑞士伦理委员会),并在研究开始前获得了参与者的书面知情同意书。

1. 测试准备与受试者指导

  1. 臂力功率计
    1. 在打开软件之前,先开启转速依赖型手摇功率计的电源。
    2. 选择3分钟全力骑行测功仪测试的实验方案。
      1. 插入一个新方案,包括120 s预热、180 s测试时长和720 s冷却期。选择此测试方案并新建一名受试者记录表。
    3. 每次新测试前,需预先测定参与者的体重。
    4. 将相对扭矩系数设为0.2,适用于健康个体和截瘫个体(例如, 对于一名体重100公斤且相对扭矩系数为0.2的受试者,产生的扭矩为20 Nm12.
      1. 根据脊髓损伤的病变水平,为四肢瘫痪的参与者应用较低的扭矩系数;需要进行两次或更多次适应性试验,以确定相应参与者最适宜的相对扭矩系数。
      2. 以与第2节所述相同的方式进行一次适应性试验。若在打印适应性试验数据后未出现峰值,或受试者无法持续完成整个3分钟的踩踏,应以较低的扭矩系数进行第二次适应性试验。每次试验之间,应让受试者至少休息两天。

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结果

测试-重测信度在21名非吸烟的业余训练者(未专门进行上肢训练)中进行检验,其中包括9名男性和12名女性;年龄:34 ± 11年;体重:69.6 ± 11.1 kg;身高:175.5 ± 6.9 cm 表1 显示相对和绝对测试-重测信度的结果12测试与重测之间的峰值功率比较如图所示 图112该测试-重测的Bland-Altman图如图所示 图212随后,该3分钟全力上肢摇动测功仪测试被用于17名健康受试者(年龄:38 ± 7年,身高:183 ± 13 cm,体重:79 ± 6公斤)、10名截瘫患者和7名四肢瘫痪患者(表2)。展示了代表一名健康参与者和一名四肢瘫痪参与者个体的数据。 图3健康受试者的峰值功率为.......

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讨论

对脊髓损伤运动员进行运动测试,对于追踪其数月乃至数年训练过程中的运动表现至关重要。目前仅有少数运动测试可用于评估上肢功率车上的短时高强度运动能力。本方法详细描述了一种已在自行车5和划船7运动中验证过可靠性的测试方法,如何应用于上肢功率车。为获得可靠且有意义的结果,有两个因素极为重要:第一是受试者的测试前准备,第二是测试流程的标准化。因此,应指导受试者在充分休息状态下进入实验室,即测试前两天内无剧烈训练。饮食摄入(例如,测试前24小时摄入富含碳水化合物的食物)和睡眠(例如,测试前两个晚上每晚至少7小时睡眠)也需加以考虑。此外,在进行首次"正式"运动测试之前,应先进行一次适应性试验,以确保受试者充分理解测试方案。第二个条件涉及测试方案的标准化,包括热身、测试开始方式,以及轮椅和手部的固定策略(步骤1.2)。这些设置在同一位受试者每次测试时必须保持完全一致。此外,曲柄高度可能影响功率输出和氧气消耗量20。手握位置在运动后肩部疼痛的临床意义上也可能具有.......

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披露

作者无任何利益冲突需要披露。

致谢

我们感谢 Martina Lienert 和 Fabienne Schaufelberger 在运动测试期间提供的协助,同时也感谢 P. D. Claudio Perret 博士给予的科学指导。

....

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
Angio V2 手摇功率计Lode BV, Groningen, NLN/A手摇功率计
Lode 运动测试管理软件Lode BV, Groningen, NLN/A软件
10 µl 全程毛细管EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany0209-0100-005毛细管
溶血杯EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany0209-0100-006溶血杯
乳酸分析仪Biosen C line, EKF-diagnostics GmbH5213-0051-6200乳酸分析仪
心率监测器,Polar 610iPolar, Kempele, FinlandP610i心率监测器
代谢车,Oxygen ProJaeger GmbHN/A代谢车
氧气面罩,Hans RudolphHans Rudolph Inc. , USA113814氧气面罩
统计软件,PSAW 软件SPSS Inc., Chicago USAN/A统计软件
消毒剂,Soft-ZellinHartmann GmbH, Austria999979消毒剂
质控杯,EasyCon NormEKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany0201-005.012P6质量控制
3 mmol/L 质控杯EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany5130-6152质控杯
乳酸分析仪芯片传感器EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany5206-3029芯片传感器
乳酸系统清洗液EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany0201-0002-025乳酸系统溶液
采血针,Mediware Blutlanzettenmedilab54041采血针
校准气体, Jaeger GmbH36-MC G020校准气体
经销商提供的座椅(ergoselect)ergoline GmbH, GermanyN/A经销商提供的座椅

参考文献

  1. Conconi, F., Ferrari, M., Ziglio, P. G., Droghetti, P., Codeca, L. Determination of the anaerobic threshold by a noninvasive field test in runners. J Appl Physiol. 52 (4), 869-873 (1982).
  2. Strupler, M., Mueller, G., Perret, C. Heart rate-based lactate minimum test: a repr....

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重印与许可

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