Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Экспериментальный протокол трехминутного тренировочного теста с кривошипной рукояткой в ​​спинномозговых травмах и здоровых лицах

Published: June 8, 2017 doi: 10.3791/55485
Automatic Translation
1
1Institute of Sports Medicine, Swiss Paraplegic Center Nottwil

Summary

Мы представляем протокол для проверки аэробной и анаэробной силы мышц верхней части тела в течение 3 минут как у здоровых, так и у параплегических и тетраплегических индивидуумов. В протоколе представлены конкретные изменения в его применении для упражнений с верхним телом у лиц с инвалидностью или без нее.

Abstract

Надежные протоколы упражнений необходимы для проверки изменений в физических нагрузках у элитных спортсменов. Повышение производительности этих спортсменов может быть небольшим; Поэтому чувствительные инструменты являются основополагающими для осуществления физиологии. В настоящее время проводится множество физических нагрузок, которые позволяют проверить способность к физической нагрузке у трудоспособных спортсменов, при этом протоколы предназначены главным образом для упражнений с нижним телом или всего тела. Существует тенденция к тестированию спортсменов в спортивной обстановке, которая очень напоминает действия, которые участники используют для выполнения. Только в нескольких протоколах тестируются краткосрочные, интенсивные физические нагрузки у участников с нарушением нижней части тела. Большинство из этих протоколов очень спортивны и не применимы к широкому кругу спортсменов. Одним из хорошо известных протоколов испытаний является 30-секундный тест Wingate, который хорошо зарекомендовал себя в велоспорте и в упражнении для проверки рукоятки. Этот тест анализирует высокоинтенсивную физическую нагрузку в течение 30 с времени duratioп. Чтобы контролировать производительность упражнений в течение более длительного времени, для применения к верхней части тела был изменен другой метод. 3-минутный, точный тест эргометра с ручным кривошипом позволяет тестировать спортсменов способом, характерным для гонок на инвалидных колясках 1500 м (с точки зрения продолжительности упражнений), а также упражнениям на верхней части тела, таким как гребля или ручное движение. Чтобы повысить надежность при одинаковых условиях испытаний, важно точно воспроизвести такие настройки, как сопротивление ( т. Е. Коэффициент крутящего момента) и положение участников ( то есть высота кривошипа, расстояние между кривошипом и Участника и фиксации участника). Еще одна важная проблема связана с началом упражнения. Фиксированные обороты в минуту необходимы для стандартизации условий испытаний для начала теста упражнений. Этот протокол упражнений показывает важность точных операций для воспроизведения идентичных условий и настроек теста.

Introduction

Есть несколько упражнений, которые точно определяют увеличение физических нагрузок у элитных спортсменов в течение учебного периода 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . Один из этих тестов - надежный трехминутный тренировочный тест на тормозном велоэргометре 3 , 4 , 5 , 6 . Этот тест использовался для определения критической силы, но он также применялся для проведения физических нагрузок спортсменами, а также для исследований 7 , 8 , 9 . Поскольку этот тест в основном использовался для характеристик нижних конечностей, например, в гребле 7 и на велосипеде 3 , 5 , аналогичный tБыл необходим протокол эстификации для упражнений с верхним телом. Спортивные дисциплины, которые в основном используют верхнюю часть тела, могут быть бенефициарами для такого нового протокола испытаний, в дополнение к спортсменам или людям с нарушениями мышц нижнего отдела тела ( например, ампутация или нарушение конечностей из-за травмы спинного мозга). Следовательно, протокол испытаний на эргометре рычага рукоятки является хорошим инструментом, позволяющим легко тестировать результаты упражнений на верхних частях тела у различных спортсменов из разных спортивных дисциплин.

Существование очень похожего теста на эргометр с винтовым кронштейном 30-х годов с крылом Wingate 10 , 11 помогло разработать протокол для трехминутного тотального теста эргометра с рукояткой. Его продолжительность очень похожа на продолжительность гонки на инвалидных колясках 1500 м. Таким образом, этот новый протокол испытаний трехминутного тотального теста эргометра с ручным кривошипом был протестирован на надежность его тестирования-повторения 12 . В целом, надежностьПротокол испытаний был отличным, поэтому он может быть будущим инструментом тестирования в области тестирования упражнений на верхних частях тела. Тем не менее, использование этого упражнения требует внимания, особенно при тестировании людей с травмой спинного мозга. Поэтому цель этой экспериментальной статьи - продемонстрировать подробный протокол, который описывает не только параметры теста и анализ результатов испытаний, но также указывает на различия между тестированием здоровых людей и спортсменов с травмой спинного мозга.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Исследование было одобрено местным этическим комитетом (Ethikkommission Nordwest- und Zentralschweiz, Базель, Швейцария), и письменное информированное согласие было получено от участников перед началом исследования.

1. Подготовка к испытаниям и инструкция участника

  1. Эргометр ручного коленчатого вала
    1. Перед открытием программного обеспечения поверните питание на эргометре рукоятки рукоятки, зависящей от скорости вращения.
    2. Выберите тестовый протокол для трехминутного тотального эргометра.
      1. Вставьте новый протокол с разминкой 120 с, 180 с продолжительности теста и периодом перезарядки 720 с. Выберите этот тестовый протокол и откройте новый лист участника.
    3. Для каждого нового теста заранее определите массу тела участника.
    4. Установите относительный коэффициент крутящего момента равным 0,2 для физически здоровых и параплегических людей ( например, для участника 100 кг с относительным коэффициентом крутящего момента 0,2, крутящий момент 20 Нм) 12 .
      1. Примените более низкий коэффициент крутящего момента для участников тетраплегии в зависимости от уровня поражения травмы спинного мозга; Для определения оптимального коэффициента относительного крутящего момента для соответствующего участника необходимы два или более ознакомительных испытания.
      2. Выполните ознакомительную пробную версию таким же образом, как описано в разделе 2. Если после печати данных из ознакомительного процесса не появляется пик или если участник не мог кривошипу в течение 3 минут, выполните второе ознакомительное исследование с более низким Коэффициент крутящего момента. Дайте участникам по крайней мере два дня между каждым испытанием.
  2. Настройки тестового теста
    1. Отрегулируйте высоту рукоятки рукоятки и запишите ее для повторения идентичных параметров теста в следующем тестовом сеансе. Отрегулируйте и запишите расстояние между эргометром рукоятки рукоятки и участником.
      1. Чтобы определить высоту, измерьте расстояниеМежду полу и фиксацией рукоятки. Чтобы записать расстояние между кривошипом и участником, измерьте и запишите расстояние между стеной и крепежом стула. Отрегулируйте ось рычага рукоятки до горизонтальной высоты до плечевого сустава.
    2. Запишите либо расстояние между фиксацией стены и стулом, либо расстояние между эргометром и фиксацией стула. Отрегулируйте настройки стула в зависимости от того, является ли участник a) трудоспособным, b) параплегическим или c) тетраплегическим.
      1. Если участник трудоспособный, попросите участника сидеть в кресле, предоставленном дистрибьютором.
      2. Если участник паралич и должен сидеть в своем инвалидном кресле, используйте набор фиксации, чтобы зафиксировать кресло-коляску до эргометра с рукояткой рукоятки. Если участнику не требуется свое кресло-коляска, попросите участника сидеть в кресле, предоставленном дистрибьютором.
      3. Если участник является тетраплегическим, закрепите его верхнюю часть телаСтул, предоставленный дистрибьютором или в свое кресло-коляска, и, возможно, закрепить руки на педалях. Чтобы зафиксировать верхнюю часть тела, используйте ремень с застежкой-крючком. Для фиксации руки используйте браслет у пациентов с тетраплегией.
  3. Дополнительные измерения
    1. Перед использованием анализатора лактата убедитесь, что раствор лактатной системы заправлен. Вставьте новый чип-датчик каждые шесть месяцев. Используйте решение контроля качества (12 мМ) каждый день и 3 мМ контроль качества каждые две недели.
      1. Каждое утро вводите раствор контроля качества 12 мМ в слот «STD 1».
      2. Для дальнейшего повышения качества добавьте 3 мМ решения контроля качества в промежутки «1» и «2» и выполните измерение, нажав «начать» каждые две недели. Измерение должно приводить к диапазону между 2,96 и 3,10 мМ.
    2. Чтобы определить концентрацию лактата цельной крови до и послеС трехминутным тотальным эргометром с рукояткой, получить концентрацию лактата в исходном состоянии. Дезинфицируйте мочку уха дезинфицирующим средством перед тем, как вычерчивать образец крови из мочки уха с помощью 10 мкл капилляра. Используйте ланцет, чтобы получить образец всей крови.
      1. Когда капилляр полностью заполнен кровью, положите его в чашку для гемолиза.
        ПРИМЕЧАНИЕ. Эти чашки коммерчески доступны и заполняются гемолизирующим раствором. Встряхните раствор до полного смешивания с кровью, прежде чем положить его в лоток анализатора лактата.
      2. Перед анализом концентрации лактата выполните калибровку. Поместите чашку контроля качества в анализатор лактата (см. Шаг 1.3.1.1.). Убедитесь, что калибровка приводит к концентрации лактата в 12 мМ; В противном случае замените датчик чипа.
      3. Поместите образцы в пронумерованные слоты, начиная с «1» для образца, который был сделан первым.
        ПРИМЕЧАНИЕ. После завершения калибровки образцы измеряютсяАвтоматически с помощью системы датчиков чипа.
    3. Чтобы определить сердечный ритм, поместите пояс сердечной мышцы вокруг грудной клетки участника и установите монитор сердечного ритма на эргометр рукоятки рукоятки. Начните измерение, нажав красную кнопку запуска на мониторе. Если на часах не отображается сердечный ритм, намочите режущий пояс водой, чтобы обеспечить хорошую запись сердечного ритма.
    4. Чтобы определить потребление кислорода во время прогрева и в течение 3-минутного тотального теста, откалибруйте корзину для обмена веществ перед тестом. Запускайте автоматическую калибровку объема и газа непосредственно перед тестом и перед установкой маски.
      1. Откройте автоматическую калибровку громкости в программном обеспечении и нажмите кнопку запуска. Сохраните результаты, если ошибка ниже 3% на экране.
      2. Откройте калибровку газа в программном обеспечении, а также калибровочный газ и начните с автоматической калибровки.
        ПРИМЕЧАНИЕ. Калибровочный газ состоит из 5% CO 2 ,16% O 2 и 79% N 2 . Когда на экране в конце калибровки отображаются 8 зеленых кнопок, калибровка будет успешной и результаты могут быть сохранены. Закройте газовый баллон, чтобы не было утечки газа.
      3. Убедитесь, что фактическая масса тела участника вставляется в компьютерную программу. После того, как участник выбрал поисковую систему на компьютере, выберите «эргоспирометрия» в программном обеспечении и начните с измерения концентрации воздуха в помещении, нажав кнопку запуска.
      4. Чтобы выполнить эту калибровку, выньте датчик из спирометра и нажмите кнопку пуска. Калибровка завершается, когда на компьютере отображается «ok».
      5. Между тем, во время калибровки наденьте кислородную маску на участника.
      6. Когда измерение концентрации воздуха в помещении закончено, и программа готова к измерению, верните датчик обратно в спирометр. Затем поместите весь спирометр в полость oF маска; Устройство теперь готово для измерения потребления кислорода.
      7. Кроме того, закрепите шланг спирометра где-нибудь ( например, на плече с помощью клейкой ленты), чтобы он не мешал во время упражнений рукоятки.

2. Выполнение протокола упражнений

  1. Разогрев
    1. За 1 мин до начала разминки начните измерять потребление кислорода в состоянии покоя, когда участник сидит на эргометре рукоятки, не двигаясь и не разговаривая. Нажмите кнопку запуска в программе.
    2. В то же время начните измерение сердечного ритма, нажав красную кнопку. Измерьте сердечный ритм во время разминки, а также во время и после теста.
    3. Выполните стандартную прогревку в течение 2 мин при 20 Вт до начала испытания. В течение последних 30 секунд разминки поддерживайте постоянный каденцию со скоростью 60 об / мин. Подсчитайте последние 10 секунд 30-го разминки.
    4. 3-минутный тренировочный тест
      1. В конце обратного отсчета убедитесь, что вы дали четкий стартовый сигнал, крича «go». После того, как передается сигнал пуска, позвольте участнику ускоряться.
      2. Попросите участника ускорить эргометр рукоятки рукоятки до максимально возможной скорости прямо в начале испытания. Держите каденцию на максимально возможной скорости в течение всего теста. По причинам стандартизации не поощряйте участников во время испытаний.
      3. Дайте информацию о продолжительности каждые 30 с. Закончите тест через 3 мин.
    5. Кулдаун и пост-анализ
      1. После окончания 3-минутного тотального теста измерьте концентрацию конечного лактата, если это необходимо, а затем каждые 2 мин в течение следующих 10 мин. Повторно используйте тот же участок прокола для отбора проб крови, который использовался перед тестом.
      2. Остановите измерение потребления кислорода после завершения этих 3 Мин, нажав кнопку останова. Удалите кислородную маску. Сохраните измерение потребления кислорода на компьютере, нажав кнопку выхода и нажав «да», когда программное обеспечение запрашивает хранение данных.
        ПРИМЕЧАНИЕ. Данные хранятся в программной программе и могут быть легко преобразованы в документ csv позже.
      3. Чтобы экспортировать данные, нажмите кнопку «Экспорт», чтобы преобразовать файл в документ csv для последующего анализа. Остановите измерение сердечного ритма, нажав кнопку останова на левой стороне монитора сердечного ритма после того, как все образцы крови были извлечены из мочки уха.

    3. Анализ данных и интерпретация результатов

    1. Параметры производительности
      1. После завершения теста производительности проанализируйте несколько разных параметров.
        Сначала сохраните тест и экспортируйте его в электронную таблицу.
      2. Вычислить среднюю мощность (P =_upload / 55485 / 55485eq1.jpg "/> Уравнение Более 3 мин, пиковая мощность и минимальная мощность между этими 3-минутными 12 .
        ПРИМЕЧАНИЕ: пиковая мощность ( пик P) является максимальной мощностью в течение всех 3 мин. Мощность измеряется через 0,2 с. Пиковая мощность - самая высокая и минимальная мощность (P min ) - самое низкое измерение одной мощности.
      3. Вычислите индекс усталости как снижение мощности в секунду от максимальной мощности до конечной мощности (( пик P [W] - P min [W]) / (t min [s] - t пик [s])).
      4. Рассчитайте общую работу в течение 3 минут, добавив каждую работу каждую работу (Работа [J] = сопротивление [кг] * оборотов в минуту * расстояние маховика [м] * время [мин]).
      5. Вычислите время от начала до пиковой мощности (время до пиковой мощности = t пик [с]). Кроме того, вычислить относительный пик (относительный P peAk = P пик / кг массы тела), а средняя мощность (относительная P средняя = P средняя / кг массы тела) путем деления абсолютных значений на массу тела участника.
      6. Разделите 3-минутный тотальный тест на 30-сегментные сегменты, чтобы проверить стратегию стимуляции и усталость в течение этих 3 мин. Вычислить среднюю мощность для каждого 30-го сегмента (P mean = УравнениеУравнение ,
    2. Другие измерения
      1. Поместите все образцы крови в пронумерованные слоты анализатора лактата крови и выполните измерения автоматически, нажав «проанализировать». Распечатайте концентрации лактата в крови для последующего анализа, включив принтер.
      2. Передайте измерения сердечного ритма на компьютер, используя инфракрасное устройство от производителя. Откройте программное обеспечение монитора сердечного ритма и импортируйте данные из сердцаTe монитор для программного обеспечения. Храните данные локально и, при желании, экспортируйте их в электронную таблицу для последующего анализа ( например, анализ сегмента). 13 .
      3. Установите маркер справа в начале 3 мин и в конце 3 мин, позволяя автоматически рассчитывать средний, максимальный и минимальный сердечный ритм для этого сегмента.
        ПРИМЕЧАНИЕ: сердечный ритм усредняется автоматически программным обеспечением через 5 с.
      4. Экспортируйте данные для потребления кислорода в файл csv (шаг 2.3) и откройте его в электронной таблице для анализа 14 . Рассчитайте среднее потребление кислорода в покое: (VO 2_rest = УравнениеУравнение И в течение 3 мин (VO 2_180s = УравнениеУравнение , А также пикПотребления кислорода и потребления кислорода в течение 30- секундных сегментов : (VO 2_30s = УравнениеУравнение ,
        ПРИМЕЧАНИЕ. Данные для потребления кислорода измеряются задыханием, а затем усредняются автоматически в течение 15 с на сегмент. Пиковое потребление кислорода является самым высоким значением за 15-секундный интервал в течение 3-минутного тренировочного теста.
    3. Статистика
      1. Используйте тест Шапиро-Вилка, образец QQ и тесты Колмогорова Смирнова, чтобы проверить нормальное распределение данных. Если данные нормально распределены, укажите его как среднее и стандартное отклонение (SD).
      2. Проанализируйте надежность тестирования, используя коэффициент внутриклассовой корреляции (модель ICC, 3,1). 15 .
      3. Рассчитайте абсолютную и относительную надежность с использованием стандартной ошибки измерения (SEM), коэффициента(CV), наименьшая реальная разница (SRD) и 95% доверительный интервал ICC 16 .
        ПРИМЕЧАНИЕ. ICC следует интерпретировать в соответствии с классификацией Манро 17 : от 0,26 до 0,49 отражает низкую корреляцию; 0,50 до 0,69 отражает умеренную корреляцию; 0,70 до 0,89 отражает высокую корреляцию; И от 0,90 до 1,0 указывает на очень высокую корреляцию. Абсолютная надежность должна быть представлена ​​как SRD, CV и SEM, а относительная надежность должна быть в виде ICC 16 , 18 .
      4. Проанализируйте значительные изменения между двумя сеансами тестирования, используя парный t-тест. Чтобы показать согласие наборов данных обоих тестовых сеансов, используйте графики Brand-Altman 19 . Используйте статистическое программное обеспечение для анализа данных; Установить уровень статистической значимости 0,05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Надежность испытательного теста проверялась в 21 рекреационной подготовке (но не в специально обученном верхнем отделе), для некурящих (9 мужчин, 12 женщин, возраст: 34 ± 11 лет, масса тела 69,6 ± 11,1 кг и высота: 175,5 ± 6,9 см). В таблице 1 приведены результаты относительной и абсолютной надежности повторного тестирования 12 . Пиковая мощность, сравниваемая между тестом и повторным тестированием, представлена ​​на рисунке 1 12 . График Bland Altman для этого теста-повторного тестирования представлен на рисунке 2 12 . Впоследствии этот трехминутный тотальный тест эргометра с ручным кривошипом использовался в 17 здоровых (возраст: 38 ± 7 лет, высота: 183 ± 13 см, масса тела: 79 ± 6 кг), 10 параплегических и 7 участников тетраплегии ( таблица 2 ). Представлены индивидуальные данные, представляющие как трудоспособного, так и тетраплегического участника iN Рисунок 3 . У здоровых участников была максимальная мощность 483 ± 94 Вт, тогда как параплегические и тетраплегические участники имели пиковую мощность 375 ± 101 Вт и 98 ± 49 Вт соответственно. Средняя мощность была равна 172 ± 20 Вт, 157 ± 28 Вт и 40 ± 14 Вт для трудоспособных, параплегических и тетраплегических участников соответственно. Значительные различия в средней и максимальной мощности были обнаружены между трудоспособными и тетраплегическими участниками (р <0,001), а также между параплегическими и тетраплегическими участниками (р <0,001). Концентрация лактата составляла 8,9 ± 2,4 мМ у здоровых участников, 10,6 ± 2,9 мМ у пациентов с параплегией и 4,0 ± 0,8 мМ у участников тетраплегии. Средний сердечный ритм в течение 3-минутного тотального теста составлял 155 ± 9,2 уд / мин в работоспособном состоянии, 163 ± 6,2 уд / мин в параплегии и 113 ± 15,9 уд / мин у участников тетраплегии. Опять же, сердечный ритм тетраплегических участников был Значительно ниже по сравнению с параплегией (p <0,001), а также с трудоспособными участниками (p <0,001). Потребление кислорода, измеренное в течение 3-минутного тотального теста, представлено на рисунке 4 .

Рисунок 1
Рисунок 1: Средняя мощность, сравниваемая между двумя трехминутными тренировками на ручном эргометре 12 . Сплошная линия представляет собой наилучшую подгонку и пунктирную линию линии идентичности. Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

фигура 2
Рисунок 2: График Bland-Altman для максимальной мощности 12 . SD = стандартное отклонение.Ve.com/files/ftp_upload/55485/55485fig2large.jpg «target =" _ blank "> Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 3
Рисунок 3: Индивидуальные данные трехминутного тотального эргометра с ручным кривошипом для трудоспособного, а также участника тетраплегии. Левый = трудоспособный участник; Right = tetraplegic участник; Синяя линия = выходная мощность; Зеленая линия = каденция. Нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.

Рисунок 4
Рисунок 4: Потребление кислорода в течение 3-минутного тотального теста эргометра с ручным кривошипом у трудоспособного участника. Точка нулевой точки представляет собой начало 3-минутного теста. ДатА представлены в виде необработанных данных, измеренных запыханием.

ICC 95% ДИ SEM% SRD% резюме
Пиковая мощность [Вт] 0,961 [0,907; 0,984] 2 5,6 6,66
Средняя мощность [Вт] 0,984 [0,960; 0,993] 0.6 1,6 3,13
Минимальная мощность [Вт] 0,964 [0,914; 0,985] 1.4 4 6,05
Время до пика [с] 0,379 [-0,052; 0,691] 22,5 62,4 11,37
Индекс усталости 0,940 [0,858; 0,975] 3,6 9,9 9,43
Относительный Пиковая мощность [Вт /кг] 0,922 [0,818; 0,968] 2,8 7,8 6,45
Относительный Средняя мощность [Вт / кг] 0,950 [0,882; 0,979] 1,1 3,2 3,46
Общая работа [J] 0,984 [0,960; 0,993] 0.6 1,6 3,13

Таблица 1: Проверка надежности повторного тестирования для всех параметров 12 . ICC = коэффициент внутрикорпоративной корреляции; CI = уверенный интервал; SEM = стандартная ошибка измерения; SRD = наименьшая реальная разница; CV - коэффициент вариации; относительный = Относительный.

Парапластический участник Уровень поражения АИС Возраст (y) Масса тела (кг) высота (см)
P01 Th12 47 80 184
P02 Th10 43 73 183
P03 Th11 55 72 174
P04 L1 26 64 150
P05 Th12 22 63 185
P06 L1 32 76 175
P07 Th11 59 80 178
P08 L1 35 63 165
P09 L4 44 78 176
P10 L1 48 80 185
Имею в виду 41 73 176
SD 12,1 6,8 10,4
Участник Tetraplegic Уровень поражения АИС Возраст (y) Масса тела(кг) высота (см)
T01 C5 24 85 188
T02 C7 31 60 180
T03 C7 40 60 168
T04 C7 31 80 190
T05 C5 43 80 176
T06 C6 56 74 170
T07 C5 65 75 190
41 73 180
SD 13,6 9,9 9,3

Таблица 2: Антропометрические данные пациентов с параплегией и тетраплегией. AIS = Американская ассоциация спинальных травм, шкала обесценения, Th = грудная, L = поясничная, C = цервикальная, SD = стандартное отклонение.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Тренировочные испытания у спортсменов с травмами спинного мозга имеют решающее значение для отслеживания результатов упражнений в течение нескольких месяцев или лет обучения. Для проверки краткосрочных высокоинтенсивных физических нагрузок на эргометре рукоятки имеется только несколько проверок. В этом методе подробно описывается, как тест на нагрузку, который уже был проверен на предмет его надежности при циклировании 5 и гребне 7, может быть применен к эргометру рукоятки рукоятки. Для сбора достоверных и значимых результатов очень важны два фактора: во-первых, подготовка участника к этому упражнению, а во-вторых, стандартизация теста. Таким образом, участнику дается указание войти в лабораторию в состоянии покоя, что означает отсутствие интенсивного обучения в течение двух дней до начала теста. Потребление пищи ( например, насыщенное углеводами питание за 24 часа до начала тестирования) и сон ( например, не менее 7 часов сна в течение двух ночей до тестирования) также должны быть такимиУчитывать. Кроме того, перед выполнением первого «реального» теста упражнений необходимо провести ознакомительное исследование, чтобы убедиться, что участник понимает протокол тестирования. Второе условие касается стандартизации протокола испытаний, включающего прогрев, начало теста и стратегии фиксации кресла-коляски и рук (шаг 1.2). Эти настройки должны быть одинаковыми для каждого теста с одним и тем же лицом. Кроме того, высота кривошипа может влиять на выходную мощность и потребление кислорода 20 . Кроме того, положение рукоятки может быть клинически значимым с точки зрения боли в плече после упражнения 21 . Кроме того, абдоминальное связывание может влиять на функцию дыхания и перенос кислорода 22 , но, похоже, увеличивает стабильность ствола и эффективность упражнений 23 . Таким образом, лучше всего записывать корректировки и фиксации в деталях для воспроизведенияКвивалентных условий в следующем тесте.

Результаты, показанные на рисунках 1 и 2, показали, что этот трехминутный тотальный кривошипный тест надежный в работоспособных участниках и может использоваться для исследований или физических нагрузок 12 . При сравнении трудоспособных, параплегических и тетраплегических участников друг с другом были обнаружены различия между этими тремя группами. У здоровых и параплегичных участников были очень похожие результаты для максимальной и средней мощности, тогда как участники тетраплегии выполняли значительно меньшую мощность. Аналогичные результаты были показаны при сравнении 30-го теста Wingate для участников параплегии 11 с таковым для участников тетраплегии 10 . Из-за различных уровней поражения этих травмированных участников спинного мозга различные мышцы страдают от ухудшения. Таким образом, при более высоком уровне поражения ( например, в тетраплегическом раRticipants), менее активная мышечная масса приводит к более низкой выходной мощности ( таблица 2 ). Для уменьшения вариабельности поражения были включены только индивидуумы с уровнем поражения шейного отдела 5 (С5) и 7 (С7) и с моторным и сенсорным полным повреждением спинного мозга, чтобы представлять участников тетраплегии. Тем не менее, даже между такими участниками может возникнуть высокая межличностная изменчивость. У лиц с травмой ниже C5 только бицепсы Musculus (M.) активируются в руках, тогда как люди с травмой ниже C7 проявляют активность в M. biceps brachii, M. extensor radialis и мышцах мышц трицепса. Поэтому даже с очень узкими критериями включения, такими как упомянутые здесь, группа участников была очень неоднородной с точки зрения функции мышц. Что касается параплегических и трудоспособных участников, можно было бы ожидать более высокую выходную мощность у трудоспособных участников из-за полной стабильности ствола и незатронутой респираторной мускулатурыCle функция. Наши результаты не показали существенных различий в мощности между этими двумя группами, хотя трудоспособные участники выполняли несколько лучше. Возможно, это связано с тем, что наши трудоспособные участники исследования были менее подготовлены по сравнению с участниками параплегии. Возможно, что даже с более низкой стабильностью ствола и более низкой функцией дыхания участники параплегии были более приспособлены для проворачивания кривошипа, что могло бы компенсировать их недостатки.

Несмотря на то, что этот протокол испытаний, по-видимому, является надежным в работоспособных людях, надежность тестирования-повторного тестирования может быть ограничена у пациентов с тетраплегией. Выходная мощность у участников тетраплегии показала очень высокую межличностную изменчивость, что можно объяснить различиями в функции мышц и мощности ( например, активная мышца зависит от уровня поражения). Тем не менее, Джейкобс, Джонсон, Сомарриба и Картер продемонстрировали очень высокую надежность в более короткой версииЭтот тест (30-секундный тест Wingate) у спортсменов с тетраплегией 10 . Мы предположили, что надежность может быть достаточно хорошей в течение более длительного времени ( т. Е. 3 мин в этом протоколе), но не проверила ее. Недостатком проверки достоверности теста-повторного тестирования у лиц с тетраплегией является ограничение. Таким образом, прежде чем использовать этот протокол испытаний в группе лиц с тетраплегией, мы рекомендуем сначала проверить надежность протокола. Другим ограничением исследования является стандартизация стратегий фиксации у участников с очень низкой стабильностью сердечника ( например, люди с высоким уровнем поражения, например, при тетраплегии). Чтобы зафиксировать их на стуле, ремешок должен быть привязан к стулу и участнику. Таким образом, может быть трудно зафиксировать высоту ремня и как сильно его потянуть. В будущем исследовании было бы полезно проверить, влияет ли плотность такого ремня на выходную мощность в протоколе испытаний.

Тем не менее, этот тест является хорошим инструментом для тестирования спортсменов из разных спортивных дисциплин с участием упражнений на верхних частях тела. Кроме того, поскольку стратегия шага по достижению цели в начале теста предопределена, индивидуальная стратегия стимуляции отсутствует.

В заключение, этот тест, по-видимому, является надежным инструментом для проверки работоспособности упражнений в течение 3 мин и аналогичен краткосрочной высокоинтенсивной физической нагрузке. Перед его применением в спортсменах или в исследовательских исследованиях необходимо провести ознакомительное исследование, чтобы свести к минимуму эффекты обучения из теста 1 для тестирования 2. Кроме того, необходимы дополнительные исследования, чтобы проверить надежность теста-повторения у участников или спортсменов с тетраплегией.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторам нечего раскрывать.

Acknowledgments

Мы благодарны за помощь от Мартины Лиенерт и Фабьенна Шауфельбергера во время тренировок, а также от PD Claudio Perret, PhD за его научные советы.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Angio V2 arm crank ergometer Lode BV, Groningen, NL N/A arm crank ergometer
Lode Ergometry Manager Software Lode BV, Groningen, NL N/A Software
10 µl end-to-end capillary EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany 0209-0100-005 Capillaries
haemolysis cup EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany 0209-0100-006 hemolysis cup
lactate analyzer Biosen C line, EKF-diagnostics GmbH 5213-0051-6200 lactate analyzer
Heart rate monitor, Polar 610i Polar, Kempele, Finland P610i heart rate monitor
metabolic cart, Oxygen Pro Jaeger GmbH N/A metabolic cart
oxygen mask, Hans Rudolph Hans Rudolph Inc. , USA 113814 oxygen mask
statistical software, PSAW Software SPSS Inc., Chicago USA N/A statistical software
desinfectant, Soft-Zellin Hartmann GmbH, Austria 999979 desinfectant
Quality control cup, EasyCon Norm EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany 0201-005.012P6 quality control
Quality control cup 3mmol/L EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany 5130-6152 control cup
Chip sensor lactate analyzer EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany 5206-3029 chip sensor
Lactate system solution EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany 0201-0002-025 lactate system solution
lancet, Mediware Blutlanzetten medilab 54041 lancet
Calibration gas,  Jaeger GmbH 36-MC G020 calibration gas
chair provided by distributor (ergoselect) ergoline GmbH, Germany N/A chair provided by distributor

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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 reproducible method. Br J Sports Med. 43 (6), 432-436 (2009).
  3. Black, M. I., Durant, J., Jones, A. M., Vanhatalo, A. Critical power derived from a 3-min all-out test predicts 16.1-km road time-trial performance. Eur J Sport Sci. 14 (3), 217-223 (2014).
  4. Burnley, M., Doust, J. H., Vanhatalo, A. A 3-min all-out test to determine peak oxygen uptake and the maximal steady state. Med Sci Sports Exerc. 38 (11), 1995-2003 (2006).
  5. Vanhatalo, A., Doust, J. H., Burnley, M. A 3-min all-out cycling test is sensitive to a change in critical power. Med Sci Sports Exerc. 40 (9), 1693-1699 (2008).
  6. Johnson, T. M., Sexton, P. J., Placek, A. M., Murray, S. R., Pettitt, R. W. Reliability analysis of the 3-min all-out exercise test for cycle ergometry. Med Sci Sports Exerc. 43 (12), 2375-2380 (2011).
  7. Cheng, C. F., Yang, Y. S., Lin, H. M., Lee, C. L., Wang, C. Y. Determination of critical power in trained rowers using a three-minute all-out rowing test. Eur J Appl Physiol. 112 (4), 1251-1260 (2012).
  8. Fukuda, D. H., et al. Characterization of the work-time relationship during cross-country ski ergometry. Physiol Meas. 35 (1), 31-43 (2014).
  9. Vanhatalo, A., McNaughton, L. R., Siegler, J., Jones, A. M. Effect of induced alkalosis on the power-duration relationship of "all-out" exercise. Med. Sci. Sports Exerc. 42 (3), 563-570 (2010).
  10. Jacobs, P. L., Johnson, B., Somarriba, G. A., Carter, A. B. Reliability of upper extremity anaerobic power assessment in persons with tetraplegia. J Spinal Cord Med. 28 (2), 109-113 (2005).
  11. Jacobs, P. L., Mahoney, E. T., Johnson, B. Reliability of arm Wingate Anaerobic Testing in persons with complete paraplegia. J Spinal Cord Med. 26 (2), 141-144 (2003).
  12. Flueck, J. L., Lienert, M., Schaufelberger, F., Perret, C. Reliability of a 3-min all-out arm crank ergometer exercise test. Int J Sports Med. 36 (10), 809-813 (2015).
  13. Polar. S610i Series User's manual Polar. , Available from: http://support.polar.com/support_files/en/C225742500419A8A42256CA000399AA7/S610i%20USA%20GBR%20C.pdf (2016).
  14. Erich Jaeger GmbH. User Manual Oxycon Pro. , Jaeger GmbH. (2016).
  15. Shrout, P. E., Fleiss, J. L. Intraclass correlations: uses in assessing rater reliability. Psychol Bull. 86 (2), 420-428 (1979).
  16. Beckerman, H., et al. Smallest real difference, a link between reproducibility and responsiveness. Qual Life Res. 10 (7), 571-578 (2001).
  17. Plichta, S. B., Kelvin, E. A., Munro, B. H. Munro's statistical methods for health care research. , Wolters Kluwer. (2011).
  18. Atkinson, G., Nevill, A. M. Statistical methods for assessing measurement error (reliability) in variables relevant to sports medicine. Sports Med. 26 (4), 217-238 (1998).
  19. Bland, J. M., Altman, D. G. Measuring agreement in method comparison studies. Stat Methods Med Res. 8 (2), 135-160 (1999).
  20. van Drongelen, S., Maas, J. C., Scheel-Sailer, A., Van Der Woude, L. H. Submaximal arm crank ergometry: Effects of crank axis positioning on mechanical efficiency, physiological strain and perceived discomfort. J. Med. Eng. Technol. 33 (2), 151-157 (2009).
  21. Bressel, E., Bressel, M., Marquez, M., Heise, G. D. The effect of handgrip position on upper extremity neuromuscular responses to arm cranking exercise. J. Electromyogr. Kinesiol. 11 (4), 291-298 (2001).
  22. West, C. R., Goosey-Tolfrey, V. L., Campbell, I. G., Romer, L. M. Effect of abdominal binding on respiratory mechanics during exercise in athletes with cervical spinal cord injury. J Appl Physiol (1985). 117 (1), 36-45 (2014).
  23. West, C. R., Campbell, I. G., Goosey-Tolfrey, V. L., Mason, B. S., Romer, L. M. Effects of abdominal binding on field-based exercise responses in Paralympic athletes with cervical spinal cord injury. J. Sci. Med. Sport. 17 (4), 351-355 (2014).
  24. Kirshblum, S. C., et al. International standards for neurological classification of spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 34 (6), 535-546 (2011).

Tags

Медицина выпуск 124 Тестирование эргометр с рукояткой инвалидная коляска упражнения на верхней части тела
Экспериментальный протокол трехминутного тренировочного теста с кривошипной рукояткой в ​​спинномозговых травмах и здоровых лицах
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Flueck, J. L. Experimental Protocol… More

Flueck, J. L. Experimental Protocol of a Three-minute, All-out Arm Crank Exercise Test in Spinal-cord Injured and Able-bodied Individuals. J. Vis. Exp. (124), e55485, doi:10.3791/55485 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter