Name: Benutzerdefinierte Smartphone-Anwendung zur Steuerung der lokomotorisch-respiratorischen Kopplung im Feld mit stufenadaptiven Atemgeräuschen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2024-09-27T13:10:00.000+00:00
Duration: 6 min 26 s
Description: Erfahren Sie die Steuerung der lokomotorisch-respiratorischen Kopplung bei Läufern mit der RunRhythm-App. Diese Methode nutzt adaptive Atemgeräusche zur Verbesserung der Atemeffizienz und Laufleistung im Feld.

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Diese Studie wurde von der Ethikkommission der Universität Salzburg ethisch genehmigt (Kennziffer: GZ 13/2021), und die Teilnehmerinnen und Teilnehmer gaben ihre Einwilligungserklärung ab.
1. Erste Schritte mit RunRhythm
<ol><li>Lassen Sie die Teilnehmer einen Vorfragebogen ausfüllen, der demografische Informationen sowie Lauf-, Sport- und Atemerfahrung enthält.</li>
	<li>Laden Sie die Anwendung auf ein funktionierendes Smartphone mit Android 8.0 oder höher herunter. HINWEIS: Geschlossene Nutzertests und Anwendungsdownloads sind nur für ausgewählte Nutzer mit Google Play-Konten zugänglich, deren E-Mail-Adressen der Liste der genehmigten Nutzer hinzugefügt wurden. Tests sind nur für geladene Gäste möglich. Senden Sie Zugriffsanfragen an den entsprechenden Autor.</li>
	<li>Vergewissern Sie sich, dass der Benutzer das Tutorial vor der ersten Verwendung der Anwendung angesehen hat (Abbildung 1).</li>
</ol><img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66733/66733fig01.jpg"> Abbildung 1: App-Tutorial. RunRhythm bietet beim ersten Öffnen ein einführendes Tutorial, das Details zur lokomotorisch-respiratorischen Kopplung, eine Animation, die zeigt, wie die Anwendung funktioniert, und Tipps zur Anwendung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66733/66733fig01large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
2. Grundlegende Funktionalität
<ol><li>Wählen Sie die gewünschte Klanglandschaft mit dem horizontalen Umschalter aus (Abbildung 2B). HINWEIS: Dies kann nur vor dem Lauf geändert werden.</li>
	<li>Ändern Sie das gewünschte LRC-Verhältnis (Schritte pro Einatmen: Schritte pro Ausatmen) mit den Umschaltern nach oben oder unten (Abbildung 2A). Sperren Sie den Schalter mit dem Schlosssymbol. Wenn der Bildschirm gesperrt ist, verwenden Sie seek (<img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/66733/66733eq01.jpg" style="margin: auto;">) an kompatiblen Kopfhörern, um das Verhältnis nach oben und unten zu ändern. HINWEIS: Die Übersetzungssperre sorgt dafür, dass beim Ändern des Verhältnisses eine konstante Übersetzungsdifferenz beibehalten wird. Wenn zum Beispiel 2:3 gesperrt ist, ändert sich das Verhältnis durch Umschalten auf "hoch" auf 3:4 (1 Schritt mehr pro Ausatmen als Einatmen).</li>
	<li>Ändern Sie die Zeiteinstellungen mit dem 3-Positionen-Schalter auf der Benutzeroberfläche (Abbildung 2C). Wenn der Bildschirm gesperrt ist, verwenden Sie die Wiedergabe- und Pausetaste (<img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/66733/66733eq02.jpg" style="margin: auto;">) von kompatiblen Kopfhörern. HINWEIS: Die Zeitlichkeit kann zwischen vollständiger Anleitung (immer aktiviert), mittlerer Anleitung (1 min ein/5 min aus) und keiner Anleitung umgeschaltet werden.</li>
	<li>Schalten Sie die Voiceover-Funktion mit dem Schalter für die Benutzeroberfläche unten rechts um (Abbildung 2D und 5A).</li>
	<li>Wählen Sie Ausführung starten aus, um zu beginnen. Wenn Sie es zum ersten Mal verwenden, drücken Sie auf Zulassen, um dem Gerät die Aufzeichnung von Bewegung und Standort zu ermöglichen.</li>
	<li>Füllen Sie die Fragebögen vor und nach jedem Lauf auf dem Bildschirm aus, indem Sie auf die Zahlen drücken, die dem aktuellen Gefühl des Läufers entsprechen (Abbildung 3).</li>
</ol><img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66733/66733fig02v2.jpg"> Abbildung 2: Hauptoberfläche der App. (A) Das Kopplungsverhältnis zwischen Fortbewegung und Atmung kann über die Benutzeroberfläche mit Spinnern im Bereich von 2 bis 9 geändert werden. Jeder Wert steht für die Anzahl der Schritte pro Atemphase; d.h. 2:3 steht für 2 Schritte pro Einatmung: 3 Schritte pro Ausatmung. Das Schlosssymbol kann verwendet werden, um den Verhältnisunterschied zu korrigieren. d.h. wenn es bei 2:3 verriegelt ist, ändert sich das Verhältnis durch Verschieben von "oben" auf 3:4 (wobei eine Differenz von 1 Schritt mehr pro Ausatmung beibehalten wird). (B) Die Soundscape-Auswahl ermöglicht es dem Benutzer, aus vier vorgegebenen Klangschichten zu wählen: Tribal, Calming, Electronic und Minimal. (C) Mit dem Zeitschalter kann der Benutzer aus drei vordefinierten Einstellungen für die Anleitungsfrequenz wählen: voll, mittel und aus. (D) Mit dem Voiceover-Schalter kann der Benutzer Sprachhinweise ein- oder ausschalten. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66733/66733fig02large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66733/66733fig03.jpg"> Abbildung 3: Fragebögen vor und nach der Befragung. Identische Fragebögen werden zu Beginn und am Ende jedes Durchlaufs präsentiert. Sie müssen beantwortet werden, um den Lauf zu starten oder zu beenden. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66733/66733fig03large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
3. Backend-Einstellungen
HINWEIS: Wichtige Parameter, die sich auf die Anwendungsfunktionalität auswirken, können durch Tippen auf die drei Punkte in der oberen rechten Ecke der Hauptoberfläche geändert werden. Die Standardwerte entsprechen den empfohlenen Werten, können aber geändert werden. Dieser Bildschirm (Abbildung 4) enthält die folgenden Einstellungen:
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66733/66733fig04.jpg"> Abbildung 4: Backend-Einstellungen. Zu den Backend-Einstellungen gehören die automatische Pause, ein Umschalter für die Schritterkennung und Identifikationscodes. (A) Die Einstellungen für den Klangtempo-Schwellenwert ermöglichen die präzise Auswahl von Schrittraten-Schwellenwerten, die das erzeugte Klangführungstempo begrenzen. Zum Beispiel stellt die Auswahl eines unteren Schwellenwerts von 155 und eines oberen Schwellenwerts von 180 sicher, dass die Schallführung nicht vom Intervall [155, 180] abweicht, unabhängig von der tatsächlich erkannten SR. Der Standardwert ist [0, 200]. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66733/66733fig04large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<ol><li>Schalten Sie GPS und GPX ein , um die Laufdistanz, die Laufgeschwindigkeit und die Routenverfolgung zu protokollieren. HINWEIS: Wenn diese Option aktiviert ist, werden GPS-Koordinaten (Global Positioning System) während des Laufs ab der Werksausgabe des Geräts aufgezeichnet. Wenn diese Option deaktiviert ist, führt sie keine Protokollierung durch.</li>
	<li>Auto Pause: Schalten Sie "ein" für beste Leistung. HINWEIS: Wenn diese Option aktiviert ist, wird die GPS-Aufzeichnung gestoppt, wenn die erkannte Geschwindigkeit nahe 0 liegt. Wenn diese Option deaktiviert ist, wird die Aufzeichnung unabhängig von der Geschwindigkeit fortgesetzt.</li>
	<li>Schalten Sie die Kopfhörersteuerung ein, wenn Sie Kopfhörer mit Musiksteuerung verwenden. HINWEIS: Wenn diese Funktion eingeschaltet ist, können kompatible Kopfhörer (kabelgebunden oder kabellos, mit Bedienelementen) während des Laufs wichtige Parameter ändern (siehe Schritt 2.4). Wenn diese Option deaktiviert ist, wird in diesem Schritt die Änderung der Anwendungsparameter durch die Kopfhörersteuerung deaktiviert.</li>
	<li>Erkennung von Systemschritten: Ändern Sie diese Einstellung , wenn sich die Anwendung seltsam verhält. Das heißt, wenn das Klangtempo nicht mit dem Schritttempo übereinstimmt. HINWEIS: Wenn diese Funktion aktiviert ist, verwendet sie den werkseitigen SR-Algorithmus des Geräteherstellers für alle Anwendungsfunktionen. Wenn diese Option deaktiviert ist, wird der benutzerdefinierte Algorithmus des Anwendungsentwicklers verwendet. Da Geräte basierend auf Herstellerparametern wie dem Chipsatz eine unterschiedliche SR-Erkennungsleistung ab Werk aufweisen, kann diese umgeschaltet werden, um die Anwendungsleistung zu verbessern.</li>
	<li>Klangtempo: Stellen Sie die Schieberegler für das Klangtempo auf die gewünschten SR-Schwellenwerte ein (Abbildung 4A). HINWEIS: Legen Sie diese Option auf ein bestimmtes Fenster fest (z. B. 160-180), um eine untere und/oder obere Grenze für das Tempo der generierten Sounds zu erstellen. Der minimale untere = 0 und der maximale obere = 200.</li>
	<li>Min. Run Steprate: Ändern Sie diesen Schwellenwert auf eine beliebige Ganzzahl von 0 bis 200, um die SR zu ändern Schwellenwert, der zur Aktivierung der LRC-Leittöne verwendet wird. HINWEIS: Die Anwendung verwendet standardmäßig 120 als SR, bei dem "Läuft" erkannt wird und die Sounds abgespielt werden.</li>
	<li>Breath Feedback aktivieren: Schalten Sie "Ein" für die Kernfunktionalität der Anwendung. HINWEIS: Wenn diese Option aktiviert ist, kann eine normale Anwendungsfunktionalität mit Schritt- und Atemgeräuschen während des Betriebs erwartet werden. Wenn diese Einstellung ausgeschaltet ist, verhindert sie die Erzeugung von Atemgeräuschen. Dies wird zu Testzwecken verwendet, oder wenn nur Schrittgeräusche gewünscht sind.</li>
	<li>Intro neu starten: Klicken Sie auf den Text , um das Onboarding-Tutorial wiederzugeben.</li>
	<li>Datenschutz: Klicken Sie auf den Text , um die Datenschutzerklärung des Anwendungsherstellers anzuzeigen.</li>
	<li>Bezeichner<ol><li>Installations-ID: Notieren Sie sich diesen Wert, der den eindeutigen Bezeichner für dieses Gerät und diesen Anwendungsbuild darstellt. Sie spiegelt sich in den Protokolldateien wider, die nach jeder Ausführung generiert werden.</li>
		<li>Version: Notieren Sie sich diesen Wert, der die Buildversion der Anwendung darstellt.</li>
		<li>Hersteller/Modell: Notieren Sie diesen Wert, der die Gerätekennung für Marke und Modell darstellt.</li>
	</ol></li>
</ol>4. Ausführen mit der App
<ol><li>Loslaufen!<ol><li>Erstens, wenn die Schrittgeräusche aktiviert werden; Hören Sie genau zu und treten Sie im Takt. Dann wird die Atemführung aktiviert; Stimmen Sie Inspiration und Ausatmung genau auf den Klang ab.</li>
	</ol></li>
	<li>Schnittstelle im Anlauf: Ändern Sie während des Laufs das LRC-Verhältnis und die Zeitlichkeit mit den Umschaltern auf der Bildschirmoberfläche (Abbildung 5A).</li>
	<li>Bericht nach dem Lauf: Drücken Sie auf Lauf beenden , um die Anwendung zu stoppen. Ein Übersichtsbildschirm zeigt wichtige Metriken wie die Gesamtdistanz, das durchschnittliche Tempo und die durchschnittliche Schrittfrequenz an (Abbildung 5B).</li>
</ol><img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66733/66733fig05.jpg"> Abbildung 5: Schnittstelle im In- und Post-Run. (A) Während des Laufs steht eine vereinfachte Schnittstelle zur Verfügung, die es dem Benutzer ermöglicht, wichtige Parameter wie das lokomotorisch-respiratorische Kopplungsverhältnis und die Zeitlichkeit zu ändern. Außerdem werden das aktuelle Lauftempo und die Schrittzahl angezeigt. (B) Nach dem Lauf zeigt ein Übersichtsbildschirm wichtige Metriken wie Gesamtdistanz, durchschnittliches Tempo und durchschnittliche Schrittzahl an. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66733/66733fig05large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
5. Recherchieren Sie mit der App
HINWEIS: Die oben genannten Funktionen wurden entwickelt, um die Benutzererfahrung zu maximieren und Forschungsstudien zu LRC in verschiedenen Kontexten zu ermöglichen. In den folgenden Schritten wird beschrieben, wie Sie die App von der ersten Einweisung bis hin zu den Anwendungsprotokollen nach dem Ausführen in eine Studie integrieren. Diese Studienmethoden wurden von der Ethikkommission der Paris Lodron Universität Salzburg geprüft und für Versuche am Menschen freigegeben (EK-GZ 29/2023).
<ol><li>Bevor Sie LRC mit der App besprechen oder anweisen, führen Sie eine individuelle Kalibrierung durch, um das natürliche LRC-Verhältnis des Läufers zu bestimmen. Wählen Sie eine laufende Aufgabe aus, die für die Aktivität und den Studienkontext repräsentativ ist, und zeichnen Sie SR und BR während des Versuchs auf. Berechnen Sie das nächstgelegene ganzzahlige LRC-Verhältnis aus ihrem Quotienten (SR/BR = LRC-Verhältnis; d. h. 160/30 = 5,3 = empfohlenes Verhältnis 5 Schritte pro Atemzug).</li>
	<li>Legen Sie das Telefon in eine Kleidertasche, eine Hüfttasche oder ein Armband, das fest am Körper anliegt.</li>
	<li>Verwenden Sie Kopfhörer beim Laufen im Freien, um die Wiedergabe der Tonanweisungen zu verbessern und die Kopfhörersteuerung zu aktivieren. Alternativ können Sie während der Einarbeitung mit einem Forscher einen Bluetooth-Lautsprecher verwenden, um die LRC-Anweisungen gemeinsam zu befolgen.</li>
	<li>Machen Sie den Läufer mit LRC und der App vertraut. HINWEIS: Obwohl die App keine Vertrautheit mit einem Forscher erfordern sollte, kann es für Forschungszwecke hilfreich sein, wenn ein Forscher LRC, die Anwendung, ihren Zweck und ihre Funktionalität erklärt. LRC sollte mit den verbalen Hinweisen von Coates und Kowalchik35 eingeführt werden.<ol><li>Beginnen Sie mit rhythmischem Fußklopfen im Sitzen oder in Rückenlage und der Anweisung, in einem bestimmten Verhältnis (normalerweise 2:2) synchron mit den Füßen zu atmen.</li>
		<li>Wiederholen Sie dies beim Gehen.</li>
		<li>Wiederholen Sie den Vorgang, während Sie auf der Stelle laufen.</li>
		<li>Stellen Sie die Anwendung vor und beschreiben Sie kurz die Benutzeroberfläche.</li>
		<li>Befestigen Sie das Gerät gemäß den obigen Empfehlungen (Abschnitt 7.2) am Körper des Läufers.</li>
		<li>Klicken Sie auf Ausführung starten und direkt ausführen.</li>
		<li>Ermutigen Sie den Läufer, in seinem eigenen Tempo zu gehen, während sich die Klänge an seine SR anpassen.</li>
		<li>Bestätigen Sie mündlich, dass auch die Atemgeräusche zu hören sind.</li>
		<li>Weisen Sie den Läufer an, entsprechend den Geräuschen zu atmen.</li>
		<li>Setzen Sie die Schritte und Atmung mit den Klängen für mindestens 30-60 s fort.</li>
		<li>Wiederholen Sie den Vorgang mit verschiedenen Anwendungseinstellungen (z. B. LRC-Verhältnisse, Zeitlichkeit, Voiceover), um das Verständnis zu bestätigen.</li>
		<li>Lassen Sie den Forscher und den Läufer zusammen laufen und die Leitgeräusche über einen Bluetooth-Lautsprecher abspielen, um die LRC-Grundlagen zu verdeutlichen (Abbildung 6). HINWEIS: Die Töne werden ausgelöst, wenn die Anwendung eine laufende SR erkennt. Die Schrittgeräusche passen sich automatisch mit der SR des Benutzers an, wenn auch etwas verzögert.</li>
	</ol></li>
	<li>Verwenden Sie ein minimal-invasives Sensor-Setup, das eine Schritt- und Atemerkennung ermöglicht, um die Einhaltung der LRC-Anweisungen durch den Läufer zu bestätigen. HINWEIS: Zum Beispiel kann das Hexoskin Smart Shirt Schritte und Atemausbrüche während des Laufens genau messen, ohne den Läufer36 zu stören.</li>
	<li>Zeitlichkeitseinstellung: Verwenden Sie die mittlere Anleitung in Kombination mit anderen Musikanwendungen, sodass die Musik des Benutzers während der 5-Minuten-Zeiträume abgespielt werden kann, in denen die Anwendungsführung stummgeschaltet ist. HINWEIS: Mit der Einstellung "Keine Anleitung" werden weiterhin Fragebögen, GPS und SR protokolliert, was für einige Forschungszwecke hilfreich sein kann.</li>
	<li>Protokolle: Laden Sie Protokolldateien herunter, um auf Zeitstempeldaten der Ausführungs- und Anwendungsparameter zuzugreifen. HINWEIS: .csv Protokolldateien zeichnen die Metadaten für die Schlüsselausführung und jede Interaktion mit der App auf, einschließlich: Fußstöße mit Zeitstempel, ausgewähltes LRC-Verhältnis und -Änderungen sowie Fragebogenantworten. Sie werden auf DSGVO-konformen Servern gespeichert und mit der eindeutigen ID, dem Datum und der Uhrzeit der App betitelt.</li>
</ol><img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66733/66733fig06.jpg"> Abbildung 6: Einarbeitung der Forscher. In Forschungskontexten wird eine Einarbeitung durch den Erstprüfer empfohlen, um ein konzeptionelles Verständnis der lokomotorisch-respiratorischen Kopplung und der korrekten Anwendung der Anwendung sicherzustellen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66733/66733fig06large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

<meta charset="utf8"></head><body>Verbesserung der Laufleistung und des Komforts mit RunRhythm

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<li>Johansson, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prevalence+of+exercise-induced+bronchoconstriction+and+exercise-induced+laryngeal+obstruction+in+a+general+adolescent+population%5BTitle%5D)+AND+%22Thorax%22%5BJournal%5D)">Prevalence of exercise-induced bronchoconstriction and exercise-induced laryngeal obstruction in a general adolescent population.</a> Thorax. 70 (1), 57-63 (2015).</li>
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<li>Allado, E., Poussel, M., Hily, O., Chenuel, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+interest+of+rehabilitation+of+respiratory+disorders+in+athletes%3A+Myth+or+reality%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Phys+Rehabil+Med%22%5BJournal%5D)">The interest of rehabilitation of respiratory disorders in athletes: Myth or reality.</a> Ann Phys Rehabil Med. 65 (4), 101461(2022).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Android-Smartphone</td><td>Samsung oder Google</td><td></td><td>Mindestens Android 8.0 für die Anwendungsfunktionalität erforderlich</td></tr><tr><td>FMOD-Engine&nbsp;</td><td>Firelight Technologies Pty Ltd</td><td></td><td>Sound-Engine</td></tr><tr><td>Hexoskin Smart Shirt&nbsp;</td><td>Carr&eacute; Technologien</td><td></td><td>Wearable Sensor</td></tr><tr><td>Shirt RunRhythm Anwendung für Android&nbsp;</td><td>adidas GmbH und abios GmbH</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

benutzerdefinierte smartphone-anwendung zur steuerung der lokomotorisch-respiratorischen kopplung im feld mit stufenadaptiven atemgeräuschen 

Custom Smartphone Application to Guide Locomotor-Respiratory Coupling in the Field Using Step-Adaptive Breathing Sounds

Die App ist die zweite Iteration dieser Anwendung, die entwickelt wurde, um LRC zu unterstützen und eine Audio-Atemführung zu bieten. Zahlreiche Pilotstudien und eine Veröffentlichung in Fachzeitschriften wurden durchgeführt, um die Wirksamkeit zu belegen und positive Nutzererfahrungen zu bestätigen. In einer Querschnittsstudie, in der die akuten Auswirkungen des LRC-Unterrichts (der in der Einleitung erwähnt wurde) untersucht wurden, wurde festgestellt, dass das Laufen unter Anleitung die LRC bei 17 Anfängern stark erhöhte32. Zum Beispiel erhöhte ein Teilnehmer die LRC-"Bindung" (eine Quantifizierung der Einhaltung ganzzahliger LRC-Verhältnisse) von 7,9 % auf 84,1 % (Abbildung) bei einem Verhältnis von 2:3 Schritten pro Einatmen zu Ausatmen (5:1 Schritte pro Atemzug) (Abbildung 7). Die Gesamtveränderung der Gruppe stieg von 26,3 ± 10,7 % (Kontrolle) auf 69,9 ± 20,0 % (mit LRC-Prognose).
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66733/66733fig07.jpg"> Abbildung 7: Beispiel für Kopplungsdaten. Beispiel für die LRC-Prävalenz bei einem Teilnehmer während eines 30-minütigen leichten Laufs (A) ohne und (B) mit App-Anleitung. Die linke y-Achse (blau) zeigt das LRC-Verhältnis (Schritte pro Atemzug) an, und die schwarz hervorgehobenen Abschnitte entsprechen einer Periode der LRC-"Anhaftung" &gt; 30 s. Die rechte y-Achse zeigt die diskrete relative Phase der Schritte innerhalb des Atemzyklus an, wobei 0° der Inspiration entspricht. Beachten Sie, dass die parallelen Linien in der diskreten relativen Phase während der Bindungsperioden eine konsistente Phasenkopplung von Atem und Schritt widerspiegeln. (A) Beachten Sie, dass es im Kontrolllauf ohne Anleitung nur eine kurze Periode (~8%) von LRC mit einem Verhältnis von 2:2 (4 Schritte pro Atemzug) gab. (B) Im Lauf mit App-Anleitung wurde ein Verhältnis von 2:3 (5 Schritte pro Atemzug) instruiert; Beachten Sie die erheblichen, langen Zeiträume des LRC im Verhältnis zum angewiesenen Verhältnis (~84% beigefügt). Abkürzung: LRC = lokomotorisch-respiratorische Kopplung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66733/66733fig07large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
In einer Pilot-Interventionsstudie liefen vier Laufanfänger 4 Wochen lang mit der Anwendung (insgesamt 10 Läufe) und Anweisungen zum Testen verschiedener LRC-Verhältnisse. Sie absolvierten Vor- und Nachtests in Innenräumen (inkrementeller Laufbandtest bis zur Erschöpfung) und im Freien (30-minütiger Lauf im eigenen Tempo), um festzustellen, wie sich ihr LRC und andere Laufeigenschaften mit der Intervention und der Anwendungsnutzung veränderten. Genauer gesagt wurden die Vor- und Nachtests ohne LRC-Anleitung oder -Anweisung durchgeführt, um das natürliche, gewohnheitsmäßige LRC-Verhalten vor und nach der Intervention zu beobachten. Wir fanden deutliche Unterschiede im LRC-Verhalten nach der Intervention, die nicht nur eine Zunahme der LRC insgesamt, sondern auch die Nutzung verschiedener Verhältnisse und eine allgemeine Verringerung der Trainings-BR umfassten. Zum Beispiel erhöhte ein Teilnehmer den LRC nach der Intervention von 39,7 % auf 53,4 % (Abbildung 8). Während sie im Vortest LRC ausschließlich in einem Verhältnis von 2:2 und 2:1 nahe der maximalen Intensität durchführten, verwendeten sie im Nachtest zu Beginn und in der Mitte des Tests LRC-Verhältnisse von 3:4 und 3:3. Sie koppelten nicht nur stärker, sondern nutzten auch unterschiedliche Verhältnisse zu unterschiedlichen Zeiten, was zu einer niedrigeren durchschnittlichen BR und einer erhöhten Beatmungseffizienz führte (VE/VCO2 Steigung). Andere Teilnehmer zeigten ähnliche Veränderungen des LRC (+40 % im Freien, +20 % in Innenräumen), und der eine Teilnehmer in der Kontrollbedingung (keine LRC-Anleitung) sah keine Veränderung (&lt;25 % insgesamt, was als nicht signifikant angesehen wurde). Es gab einige individuelle Trends in der subjektiven Vitalitätsreaktion auf das Training vor und nach der Intervention, die eine günstige Steigerung der Vitalität mit LRC zeigten (Abbildung 9).
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66733/66733fig08.jpg"> Abbildung 8: Beispiel für Kopplungsdaten 2. Beispiel für die LRC-Prävalenz bei einem Teilnehmer während eines maximalen inkrementellen Laufbandtests bis zur Erschöpfung (A) vor und (B) nach einer 4-wöchigen Intervention, die mit der App durchgeführt wurde. Die linke y-Achse (blau) zeigt das LRC-Verhältnis (Schritte pro Atemzug) an, und schwarz hervorgehobene Abschnitte entsprechen einer Periode der LRC-"Anhaftung" &gt; 30 s. Die rechte y-Achse zeigt die diskrete relative Phase der Schritte innerhalb des Atemzyklus an, wobei 0° der Inspiration entspricht. Beachten Sie, dass die parallelen Linien in der diskreten relativen Phase während der Bindungsperioden eine konsistente Phasenkopplung von Atem und Schritt widerspiegeln. (A) Notieren Sie im Vortest vor dem Eingriff die beiden Perioden (~40% angehängt) von LRC in einem Verhältnis von 2:2 (4 Schritte pro Atemzug) und 2:1 (3 Schritte pro Atemzug) gegen Ende des Tests. (B) Im Post-Test nach der Intervention gab es nicht nur längere LRC-Perioden (~53%) (~53%), sondern es wurden auch längere Verhältnisse verwendet (4:4, 3:4 und 3:3), und es wurde mehr LRC früher im Test bei niedrigeren relativen Trainingsintensitäten durchgeführt. Abkürzung: LRC = lokomotorisch-respiratorische Kopplung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66733/66733fig08large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>
<img alt="Figure 9" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/66733/66733fig09.jpg"> Abbildung 9: Individuelle subjektive Vitalitätswerte, die während des Indoor-Lauftests vor und nach der Intervention aufgezeichnet wurden. P01 und p03 erhielten eine LRC-Anleitung, während p04 in der Kontrollgruppe war. Der andere Teilnehmer (p02) hat fehlerhafte Fragebogendaten (nicht in der Abbildung dargestellt). Beachten Sie die divergierenden Ergebnisse für p01 und p03, wobei die Trends nach dem Test eine zunehmende Vitalität nach dem Lauf zeigen. Abkürzung: LRC = lokomotorisch-respiratorische Kopplung. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/66733/66733fig09large.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.</a>

Benutzerdefinierte Smartphone-Anwendung zur Steuerung der lokomotorisch-respiratorischen Kopplung im Feld mit stufenadaptiven Atemgeräuschen 

While running is amongst the most popular activities for competition and leisure, an estimated 20-40% of runners may suffer from respiratory limitations. ...

custom-smartphone-application-to-guide-locomotor-respiratory-coupling

Research

Forschung

JoVE Journal

Biology

Biologie

Das vorliegende Protokoll bietet eine detaillierte Schritt-für-Schritt-Beschreibung der Verfahren erforderlich, um Messungen der Atmungsorgane Mechanik sowie die Beurteilung der Atemwege Reaktionsfähigkeit auf inhalierte Methacholin bei Mäusen mit der erzwungenen Schwingung Technik (flexiVent auszuführen; SCIREQ Inc, Montreal, QC , Kanada).

Auswertung der Atemwege Mechanik in Mäuse mit den Forced Oscillation Technique

Da die Verwendung der erzwungenen Oszillationstechnik (FOT) zunehmend zur Charakterisierung der Atemmechanik eingesetzt wird, besteht die Notwendigkeit, die Methoden in Bezug auf aufkommende technische Richtlinien und verschiedene Herstellerempfehlungen zu standardisieren. Für zwei Fälle wird ein detailliertes Protokoll mit BAV-Bewertung und -Interpretation zur Verfügung gestellt, um die Standardisierung der Methoden zu erleichtern.

Einsatz der Forced Oscillation Technique zur Beurteilung der Atemwegsmechanik bei Erwachsenen

Das vorliegende Protokoll führt eine nichtkommerzielle, selbst entwickelte Anwendung zur Erfassung von Echtzeitdaten vor Ort ein, einschließlich psychologischer Skalen, GPS-Standort, Herzfrequenz und Blutsauerstoffsättigung sowie der Betriebsverfahren der Anwendung. Als Anwendungsbeispiel diente eine empirische Studie, die 2020 in Taiwan durchgeführt wurde.

Eine Anwendung zur Kopplung mit tragbaren Geräten zur Überwachung des persönlichen Gesundheitszustands

Wir demonstrieren ein Standardbetriebsprotokoll zur Durchführung der Atemoszillometrie und heben die wichtigsten Qualitätskontroll- und Sicherungsverfahren hervor.

Durchführung der respiratorischen Oszillometrie im ambulanten Bereich

In dieser Studie wurden Methoden der Sprachsignalanalyse und des maschinellen Lernens eingesetzt, wobei MATLAB verwendet wurde, um charakteristische Stimmmerkmale für die nicht-invasive Früherkennung von Asthma zu extrahieren. Die Algorithmen Support Vector Machine (SVM) und Random Forest (RF) zeigten eine vergleichbare Leistung in Bezug auf die Gesamtklassifizierungsgenauigkeit, obwohl SVM möglicherweise ein besseres Gleichgewicht zwischen Sensitivität und Spezifität erreicht.

Forschung zur Asthmaerkennung auf der Grundlage von Sprachsignalverarbeitung und maschinellem Lernen

Diese Studie erreichte effektiv die automatisierte Klassifizierung von zwei verschiedenen Kategorien, indem sie Hustengeräuschdaten von Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung (COPD) und Atemwegsinfektionen (RTI) erfasste, wobei eine Integration von Sprachsignalverarbeitungstechniken und Algorithmen des maschinellen Lernens verwendet wurde.

Auf maschinellem Lernen basierende Hustentonklassifikation: Diagnostische Erforschung chronisch obstruktiver Lungenerkrankungen und Atemwegsinfektionen

M3-BREATHE ist ein mobiles Gesundheitssystem (mHealth), das tragbare Sensoren integriert, um Atmung, Verhalten und Umweltbelastungen für eine personalisierte Behandlung und Gesundheitsbewertung in der realen Welt zu überwachen.

Real-World M3-BREATHE: Auf dem Weg zur multimodalen mobilen Überwachung von Verhalten, Atmung und Expositionen zur Behandlung und Gesundheitsbewertung

Objektiv Entwicklung beinhaltet Wechselwirkungen mit anderen Geweben. Mehrere Zebrafisch Auge Mutanten sind durch eine abnormal kleine Linse Größe aus. Hier zeigen wir eine Linse Transplantation experimentieren, um festzustellen, ob dieser Phänotyp durch inneren Ursachen oder defekte Interaktion mit Gewebe, die das Objektiv umgeben ist.

Objektiv Transplantation in Zebrafisch und ihre Anwendung in der Analyse von Eye-Mutanten

Ein einfaches Verfahren zur Durchführung benutzerdefinierte microRNA Microarray-Experimenten beschrieben. Die Schritte umfassen Isolierung von RNA, die Kennzeichnung RNA und DNA-, Hybridisierung der Proben auf Microarrays, Scannen der Microarrays, Quantifizierung und Analyse Hybridisierungssignale.

Performing Benutzerdefinierte MicroRNA Microarray-Experimenten

Um die Beziehung zwischen Proteinhomöostase, Stress und Alterung zu untersuchen, haben wir Veränderungen in der Proteinfaltung beobachtet, indem wir die Proteindysfunktion, die Proteinlokalisierung in der Zelle und die Proteinstabilität auf organismischer, zellulärer und Proteinebene verfolgt haben, wobei wir das genetisch manipulierbare Metazoon Caenorhabditis elegans als Modellsystem verwendet haben.

Verwendung von Caenorhabditis elegans als Modellsystem zur Untersuchung der Proteinhomöostase in einem mehrzelligen Organismus

Erfahren Sie die Steuerung der lokomotorisch-respiratorischen Kopplung bei Läufern mit der RunRhythm-App. Diese Methode nutzt adaptive Atemgeräusche zur Verbesserung der Atemeffizienz und Laufleistung im Feld.

Benutzerdefinierte Smartphone-Anwendung zur Steuerung der lokomotorisch-respiratorischen Kopplung im Feld mit stufenadaptiven Atemgeräuschen (Video) | JoVE Journal

Benutzerdefinierte Smartphone-Anwendung zur Steuerung der lokomotorisch-respiratorischen Kopplung im Feld mit stufenadaptiven Atemgeräuschen

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