Summary
Nous présentons un protocole pour tester la puissance aérobie et anaérobie des muscles du haut du corps sur une durée de 3 min chez des personnes valides aussi bien que paraplégiques et tétraplégiques. Le protocole présente des modifications spécifiques dans sa demande d'exercice du haut du corps chez les personnes ayant ou non un handicap.
Abstract
Des protocoles d'exercice fiables sont nécessaires pour tester les changements dans la performance de l'exercice chez les athlètes d'élite. L'amélioration de la performance de ces athlètes peut être faible; Par conséquent, les outils sensibles sont fondamentaux pour exercer la physiologie. Il existe actuellement de nombreux tests d'exercice qui permettent d'examiner la capacité d'exercice chez les athlètes valides, avec des protocoles principalement pour l'exercice du corps inférieur ou du corps entier. Il existe une tendance à tester les athlètes dans un cadre spécifique au sport qui ressemble beaucoup aux actions que les participants utilisent. Seuls quelques protocoles testent une capacité d'exercice à court terme et à haute intensité chez les participants ayant une altération du bas du corps. La plupart de ces protocoles sont très spécifiques au sport et ne sont pas applicables à un large éventail d'athlètes. Un protocole de test bien connu est le test Winged de 30 s, qui est bien établi dans le cyclisme et dans les tests d'exercices de manivelle. Ce test analyse la performance de l'exercice de haute intensité sur une durée de vie de 30 sN. Afin de surveiller les performances de l'exercice sur une durée plus longue, une autre méthode a été modifiée pour une application dans le haut du corps. Le test d'ergomètre de manivelle à bras ouvert de 3 min permet aux athlètes d'être testés d'une manière spécifique aux courses en fauteuil roulant de 1 500 m (en termes de durée d'exercice), ainsi qu'aux exercices du haut du corps tels que l'aviron ou le vélo à la main. Afin d'augmenter la fiabilité avec des conditions d'essai identiques, il est essentiel de reproduire précisément des paramètres tels que la résistance ( c'est-à-dire le facteur de couple) et la position des participants ( c.-à-d. La hauteur de la manivelle, la distance entre la manivelle et la manivelle Participant et la fixation du participant). Une autre question importante concerne le début du test d'exercice. Des révolutions fixes par minute sont nécessaires pour normaliser les conditions de test pour le début du test d'exercice. Ce protocole d'exercice montre l'importance d'opérations précises pour reproduire des conditions et des paramètres de test identiques.
Introduction
Il existe plusieurs tests d'exercice qui déterminent avec précision l'augmentation de la performance de l'exercice chez les athlètes d'élite au cours d'une période de formation 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . L'un de ces tests est le test d'exercice complet de 3 minutes sur un ergomètre à vélo freiné 3 , 4 , 5 , 6 . Ce test a été utilisé pour déterminer le pouvoir critique, mais il a également été appliqué aux tests d'exercice avec les athlètes, ainsi qu'à la recherche 7 , 8 , 9 . Comme ce test a été principalement utilisé pour les performances de l'extrémité inférieure, comme dans l'aviron 7 et le cyclisme 3 , 5 , un t similaireUn protocole d'étude pour l'exercice du haut du corps était nécessaire. Les disciplines sportives qui utilisent principalement le haut du corps pourraient être des bénéficiaires possibles d'un tel nouveau protocole d'essai, en plus des athlètes ou des personnes ayant une altération des muscles inférieurs ( par exemple, une amputation ou une altération des membres en raison d'une lésion de la moelle épinière). Par conséquent, un protocole de test sur l'ergomètre de manivelle est un bon outil pour tester facilement la performance de l'exercice du haut du corps dans une variété d'athlètes de différentes disciplines sportives.
L'existence d'un test d'ergomètre à manivelle à bras oscillant Winged 30 semblable à celui de 30 s 30 a aidé à l'élaboration d'un protocole pour un test d'ergomètre à manivelle de bras complet de 3 minutes. Sa durée est très semblable à celle d'une course de fauteuil roulant de 1 500 m. Par conséquent, ce nouveau protocole de test du test d'ergomètre à manivelle de bras de 3 minutes a été testé pour sa fiabilité test-retest 12 . Dans l'ensemble, la fiabilité deLe protocole de test de s était excellent, donc il pourrait s'agir d'un futur outil de test dans le domaine des tests d'exercices du haut du corps. Néanmoins, l'utilisation de ce test d'exercice nécessite une attention particulière, en particulier lorsqu'on teste les personnes atteintes d'une lésion de la moelle épinière. Par conséquent, le but de cet article expérimental est de démontrer un protocole détaillé qui décrit non seulement les paramètres de test et l'analyse des résultats des tests, mais aussi les différences entre les tests des personnes valides et les athlètes ayant une lésion de la moelle épinière.
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Protocol
L'étude a été approuvée par le comité éthique local (Ethikkommission Nordwest-und Zentralschweiz, Bâle, Suisse), et un consentement éclairé par écrit a été obtenu auprès des participants avant de commencer l'étude.
1. Préparation au test et instruction des participants
- Armement de manivelle
- Mettez sous tension l'ergomètre à manivelle dépendant de la vitesse de rotation avant d'ouvrir le logiciel.
- Choisissez le protocole de test pour le test d'ergomètre complet de 3 min.
- Insérez un nouveau protocole avec un réchauffement de 120 s, 180 s de durée de test et une période de recharge de 720 s. Choisissez ce protocole de test et ouvrez une nouvelle feuille de participation.
- Pour chaque nouveau test, déterminer préalablement la masse corporelle du participant.
- Réglez le facteur de couple relatif à 0,2 pour les individus valides et paraplégiques ( par exemple, pour un participant de 100 kg avec un facteur de couple relatif de 0,2, un couple de 20 résultats Nm) 12 .
- Appliquer un facteur de couple plus faible pour les participants tétraplégiques en fonction du niveau de lésion de la lésion de la moelle épinière; Deux ou plusieurs essais de familiarisation sont nécessaires pour déterminer le facteur de couple relatif optimal pour le participant concerné.
- Effectuez un essai de familiarisation de la même manière que décrit à la section 2. Si aucun pic ne s'affiche après avoir imprimé les données de l'essai de familiarisation, ou si le participant n'a pas pu démarrer pendant l'ensemble de 3 min, effectuez un deuxième essai de familiarisation avec un bas Facteur de couple. Donner aux participants un reste d'au moins deux jours entre chaque essai.
- Paramètres de test d'exercice
- Réglez la hauteur de la manivelle du bras et enregistrez-la pour répliquer les paramètres de test identiques lors de la prochaine session de test. Réglez et enregistrez la distance entre l'ergomètre de manivelle et le participant.
- Pour déterminer la hauteur, mesurez la distaEntre le sol et la fixation de la manivelle. Pour enregistrer la distance entre la manivelle et le participant, mesurez et enregistrez la distance entre le mur et la fixation de la chaise. Réglez l'axe du manivelle du bras à une hauteur horizontale sur l'articulation de l'épaule.
- Enregistrez soit la distance entre la fixation murale et la chaise, soit la distance entre l'ergomètre et la fixation de la chaise. Réglez les réglages de la chaise selon que le participant soit a) valide, b) paraplégique ou c) tétraplégique.
- Si le participant est valide, demandez-lui de participer à la chaise fournie par le distributeur.
- Si le participant est paraplégique et doit s'asseoir dans son fauteuil roulant, utilisez un ensemble de fixation pour fixer le fauteuil roulant sur l'ergomètre à manivelle. Si le participant n'a pas besoin de son fauteuil roulant, demandez-lui de participer à la chaise fournie par le distributeur.
- Si le participant est tétraplégique, réparez le haut du corps avec leChaise fournie par le distributeur ou à leur propre fauteuil roulant et peut-être fixer leurs mains sur les pédales. Pour fixer le haut du corps, utilisez une sangle avec attache crochet et boucle. Pour la fixation à la main, utilisez un bracelet dans des patients tétraplégiques.
- Réglez la hauteur de la manivelle du bras et enregistrez-la pour répliquer les paramètres de test identiques lors de la prochaine session de test. Réglez et enregistrez la distance entre l'ergomètre de manivelle et le participant.
- Mesures supplémentaires
- Assurez-vous que la solution du système de lactate est remplie avant d'utiliser l'analyseur de lactate. Insérez un nouveau capteur de puce tous les six mois. Utilisez la solution de contrôle de la qualité (12 mM) tous les jours et la solution de contrôle de qualité 3 mM toutes les deux semaines.
- Mettez la solution de contrôle de la qualité 12 mM dans le logement "STD 1" tous les matins.
- Pour améliorer encore la qualité, ajoutez des solutions de contrôle de qualité 3 mM dans l'espace "1" et "2" et exécutez une mesure en appuyant sur "démarrer" toutes les deux semaines. La mesure devrait aboutir à une plage entre 2,96 et 3,10 mM.
- Pour déterminer la concentration totale de lactate sanguin avant et unPendant le test de l'ergomètre à manivelle du bras, de 3 min, obtenez une concentration initiale de lactate. Désinfectez le lobe de l'oreille avec un désinfectant avant d'extraire un échantillon de sang du lobe de l'oreille en utilisant un capillaire de 10 μL. Utilisez une lancette pour obtenir l'échantillon de sang entier.
- Lorsque le capillaire est complètement rempli de sang, placez-le dans la tasse d'hémolyse.
REMARQUE: Ces tasses sont disponibles dans le commerce et préremplies avec une solution d'hémolyse. Agiter la solution jusqu'à ce que le sang soit complètement mélangé avant de l'introduire dans le bac de l'analyseur de lactate. - Effectuez un étalonnage avant d'analyser la concentration de lactate. Placez la coupelle de contrôle de qualité dans l'analyseur de lactate (voir l'étape 1.3.1.1.). Assurez-vous que l'étalonnage aboutit à une concentration de lactate de 12 mM; Sinon, remplacez le capteur de puce.
- Placez les échantillons dans les fentes numérotées, en commençant par "1" pour l'échantillon qui a été pris en premier.
REMARQUE: Une fois l'étalonnage terminé, les échantillons sont mesurésAutomatiquement par le système de détection de puce.
- Lorsque le capillaire est complètement rempli de sang, placez-le dans la tasse d'hémolyse.
- Pour déterminer le toucher du cœur, placez une ceinture de heartrate autour de la coque du participant et fixez le moniteur de heartrate à l'ergomètre de manivelle. Commencez la mesure en appuyant sur le bouton de démarrage rouge sur le moniteur. Si aucun message sur le visage n'est affiché sur la montre, humectez la courroie de cœur avec de l'eau pour assurer un bon enregistrement du toulon musculaire.
- Pour déterminer la consommation d'oxygène pendant le réchauffement et pendant le test total de 3 minutes, calibrez le chariot métabolique avant l'essai. Exécutez le volume automatique et l'étalonnage du gaz immédiatement avant le test et avant de mettre le masque.
- Ouvrez l'étalonnage automatique du volume dans le logiciel et appuyez sur le bouton de démarrage. Conservez les résultats si l'erreur est inférieure à 3% sur l'écran.
- Ouvrez le calibrage du gaz dans le logiciel, ainsi que le gaz d'étalonnage, et commencez par l'étalonnage automatique.
REMARQUE: Le gaz d'étalonnage se compose de 5% de CO 2 ,16% O 2 et 79% N 2 . Lorsque 8 boutons verts sont affichés à l'écran à la fin de l'étalonnage, l'étalonnage est réussi et les résultats peuvent être enregistrés. Fermez la bouteille de gaz pour éviter toute fuite de gaz. - Assurez-vous que la masse corporelle effective du participant est insérée dans le programme informatique. Une fois que le moteur de recherche a choisi le participant, choisissez "ergospirometry" dans le logiciel et commencez par mesurer la concentration de l'air ambiant en appuyant sur le bouton de démarrage.
- Pour exécuter ce calibrage, retirez le capteur du spiromètre et appuyez sur le bouton de démarrage. L'étalonnage est terminé lorsque «ok» s'affiche sur l'ordinateur.
- Pendant ce temps, pendant l'étalonnage, placez le masque d'oxygène sur le participant.
- Lorsque la mesure de la concentration d'air ambiant est terminée et que le programme est prêt à mesurer, remettre le capteur dans le spiromètre. Ensuite, placez le spiromètre entier dans la cavité oF le masque; L'appareil est maintenant prêt à mesurer la consommation d'oxygène.
- En outre, fixez le tuyau du spiromètre quelque part ( p. Ex., Sur l'épaule avec un ruban adhésif) de sorte qu'il n'interfère pas lors de l'exercice de manivelle.
- Assurez-vous que la solution du système de lactate est remplie avant d'utiliser l'analyseur de lactate. Insérez un nouveau capteur de puce tous les six mois. Utilisez la solution de contrôle de la qualité (12 mM) tous les jours et la solution de contrôle de qualité 3 mM toutes les deux semaines.
2. Exécution du protocole d'exercice
- Réchauffer
- 1 min avant de commencer le réchauffement, commencez à mesurer la consommation d'oxygène au repos lorsque le participant est assis au brassard de l'ergomètre à manivelle sans bouger ou parler. Appuyez sur le bouton Démarrer dans le programme logiciel.
- Dans le même temps, commencez la mesure du cœur en appuyant sur le bouton rouge. Mesurez le toucher du cœur pendant le réchauffement, ainsi que pendant et après le test.
- Effectuer un échauffement normalisé pendant 2 min à 20 W avant le début du test. Au cours des 30 dernières années du réchauffement, maintenir la cadence constante à 60 tr / min. Comptez les 10 dernières s de l'échauffement de 30 s.
- Essai d'exercice complet de 3 min
- À la fin du compte à rebours, assurez-vous de donner un signal de départ clair en criant "go". Une fois le signal de démarrage donné, permettre au participant d'accélérer.
- Demandez au participant d'accélérer l'ergomètre à manivelle jusqu'à la vitesse maximale possible au début du test. Garder la cadence à la vitesse maximale possible durant l'ensemble du test. Pour des raisons de normalisation, n'invitez pas les participants pendant les tests.
- Donner des informations sur la durée tous les 30 s. Terminer le test après une durée de 3 min.
- Analyse de recharge et de publication
- Après avoir terminé le test complet de 3 min, mesurez la concentration finale de lactate, si vous le souhaitez, et ensuite toutes les 2 min pour les 10 prochaines minutes. Réutilisez le même site de ponction pour l'échantillonnage du sang, comme cela a été utilisé avant le test.
- Arrêtez la mesure de la consommation d'oxygène après avoir fini ces 3 Min en appuyant sur le bouton d'arrêt. Retirez le masque d'oxygène. Enregistrez la mesure de la consommation d'oxygène sur l'ordinateur en appuyant sur le bouton de sortie et en cliquant sur "oui" lorsque le logiciel demande le stockage de données.
REMARQUE: les données sont stockées dans le logiciel et peuvent facilement être converties en un document csv ultérieurement. - Pour exporter les données, appuyez sur le bouton "Exporter" pour convertir le fichier en un document csv pour une analyse ultérieure. Arrêtez la mesure du heartrate en appuyant sur le bouton d'arrêt sur le côté gauche du moniteur de heartrate après que tous les échantillons de sang ont été tirés du lobe de l'oreille.
3. Analyse des données et interprétation des résultats
- Paramètres de performance
- Analyser plusieurs paramètres différents après avoir terminé ce test de performance.
D'abord, sauvegarder le test et l'exporter vers une feuille de calcul. - Calculer la puissance moyenne (P signifie =_upload / 55485 / 55485eq1.jpg "/>
Plus de 3 minutes, la puissance de crête et la puissance minimale entre ces 3 min. 12 .
REMARQUE: la puissance de crête (P peak ) est la puissance maximale pendant l'ensemble de 3 min. La puissance est mesurée dans des intervalles de 0,2 s. La puissance de crête est la plus élevée et la puissance minimale (P min ) la plus faible mesure de puissance unique. - Calculez l'indice de fatigue lorsque la puissance diminue par seconde de la puissance de crête à la puissance finale ((P peak [W] - P min [W]) / (t min [s] - t peak [s])).
- Calculez le travail total sur l'ensemble de 3 minutes en ajoutant le travail effectué à chaque seconde (Travail [J] = résistance [kg] * tours par minute * distance du volant [m] * temps [min]).
- Calculez le temps entre le début et la puissance de crête (temps jusqu'à puissance de crête = t pic [s]). En outre, calculez le pic relatif (PAk = P pic / kg de masse corporelle) et la puissance moyenne (moyenne relative P = P moyenne / kg masse corporelle) en divisant les valeurs absolues par la masse corporelle du participant.
- Divisez le test total de 3 minutes en segments de 30 s pour vérifier la stratégie de stimulation et la fatigue pendant ces 3 minutes. Calculez la puissance moyenne pour chaque segment de 30 s (P signifie =
.
- Analyser plusieurs paramètres différents après avoir terminé ce test de performance.
- Autres mesures
- Placez tous les échantillons de sang dans les fentes numérotées de l'analyseur de lactate sanguin et exécutez les mesures automatiquement en appuyant sur "analyser". Imprimez les concentrations de lactate sanguin pour une analyse ultérieure en allumant l'imprimante.
- Transmettre les mesures de la sonnette à l'ordinateur à l'aide d'un appareil infrarouge du fabricant. Ouvrez le logiciel du moniteur de heartrate et importez les données du heartraTe moniteur au logiciel. Stockez les données localement et, si vous le souhaitez, exportez-la vers une feuille de calcul pour une analyse ultérieure ( par exemple, analyse des segments) 13 .
- Réglez un marqueur juste au début des 3 min et à la fin des 3 minutes, ce qui permet de calculer automatiquement le champ sonore moyen, maximal et minimal pour ce segment.
REMARQUE: Le programme de gestion de la sonde est calculé en moyenne par intervalles sur 5 s. - Exportez les données pour la consommation d'oxygène vers un fichier csv (étape 2.3) et ouvrez-le dans une feuille de calcul pour l'analyse 14 . Calculer la consommation moyenne d'oxygène en repos: (VO 2_rest =
Et pendant les 3 min (VO 2_180s = 
, Ainsi que le picConsommation d'oxygène et consommation d'oxygène pendant les segments de 30 s: (VO 2_30s = 
.
REMARQUE: les données pour la consommation d'oxygène sont mesurées à la respiration par respiration, puis ont été calculées en moyenne sur une durée de 15 s par segment. La consommation maximale d'oxygène est la valeur la plus élevée sur un intervalle de 15 s pendant le test d'exercice de 3 minutes.
- Statistiques
- Utilisez le test Shapiro-Wilk, le QQ-plot et les tests Kolmogorov Smirnov pour vérifier la distribution normale des données. Si les données sont normalement distribuées, présentez-la comme moyen et écart-type (SD).
- Analyser la fiabilité test-retest en utilisant le coefficient de corrélation intra-classe (ICC; 3,1 model) 15 .
- Calculez la fiabilité absolue et relative en utilisant l'erreur standard de la mesure (SEM), coefficDe variation (CV), la plus petite différence réelle (SRD) et 95% d'intervalle de confiance de la CPI 16 .
NOTE: La CPI doit être interprétée selon la classification de Munro 17 : 0,26 à 0,49 reflète une faible corrélation; 0,50 à 0,69 reflète une corrélation modérée; 0,70 à 0,89 reflète une corrélation élevée; Et 0,90 à 1,0 indique une corrélation très élevée. La fiabilité absolue devrait être présentée comme SRD, CV et SEM, et la fiabilité relative devrait être sous la forme de la CPI 16 , 18 . - Analyser les changements importants entre les deux sessions de test en utilisant un test t apparié. Pour montrer l'accord des ensembles de données des deux sessions de test, utilisez Blad-Altman 19 parcelles. Utiliser un logiciel statistique pour effectuer une analyse de données; Établissez un niveau de signification statistique de 0,05 dans l'ensemble.
Plus de 3 minutes, la puissance de crête et la puissance minimale entre ces 3 min. 12 . 
. 
Et pendant les 3 min (VO 2_180s = 
, Ainsi que le picConsommation d'oxygène et consommation d'oxygène pendant les segments de 30 s: (VO 2_30s = 
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Representative Results
La fiabilité test-retest a été vérifiée chez 21 personnes formées à des fins récréatives (mais pas spécialement dans le corps supérieur), non-fumeurs (9 hommes, 12 femmes, âge: 34 ± 11 ans, masse corporelle: 69,6 ± 11,1 kg et hauteur: 175,5 ± 6,9 cm). Le tableau 1 montre les résultats pour les fiabilités relatives et absolue-test-retest 12 . La puissance de crête comparée entre le test et le nouveau test est présentée à la Figure 1 12 . Un complot Bland Altman pour ce test-test est présenté dans la figure 2 12 . Par la suite, ce test d'ergomètre de manivelle à bras complet de 3 minutes a été utilisé en 17 personnes valides (âge: 38 ± 7 ans, hauteur: 183 ± 13 cm et masse corporelle: 79 ± 6 kg), 10 paraplégiques et 7 participants tétraplégiques ( tableau 2 ). Les données individuelles représentant un participant valide et un participant tétraplégique sont présentées iN Figure 3 . Les participants sans handicap ont montré une puissance de pointe de 483 ± 94 W, alors que les participants paraplégiques et tétraplégiques ont une puissance de crête de 375 ± 101 W et 98 ± 49 W respectivement. La puissance moyenne était de 172 ± 20 W, 157 ± 28 W et 40 ± 14 W pour les participants valides, paraplégiques et tétraplégiques, respectivement. Des différences significatives dans la puissance moyenne et maximale ont été observées entre les participants valides et tétraplégiques (p <0,001), ainsi qu'entre les participants paraplégiques et tétraplégiques (p <0,001). La concentration finale en lactate était de 8,9 ± 2,4 mM chez les participants valides, 10,6 ± 2,9 mM chez les participants paraplégiques et de 4,0 ± 0,8 mM chez les participants tétraplégiques. L'entourage moyen pendant le test total de 3 minutes a été de 155 ± 9,2 bpm en casse-tête, 163 ± 6,2 bpm en paraplégique et 113 ± 15,9 bpm chez les participants tétraplégiques. Encore une fois, le cœur des participants tétraplégiques était signi Nettement inférieur par rapport aux paraplégiques (p <0,001) ainsi qu'aux participants valides (p <0,001). La consommation d'oxygène mesurée au cours d'un essai complet de 3 min est présentée à la figure 4 .
Figure 1: Puissance moyenne comparée entre les deux tests d'exercice tous les 3 minutes sur un bras ergomètre à manivelle 12 . La ligne solide représente le meilleur ajustement et la ligne pointillée de la ligne d'identité. Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 2: parcelle Bland-Altman pour la puissance maximale 12 . SD = écart type.Ve.com/files/ftp_upload/55485/55485fig2large.jpg "target =" _ blank "> Cliquez ici pour voir une version plus grande de cette figure.
Figure 3: Données individuelles du test d'ergomètre de manivelle de bras complet de 3 min pour un participant valide et un participant tétraplégique. Gauche = participant valide; Droite = participant tétraplégique; Ligne bleue = sortie de puissance; Ligne verte = cadence. Cliquez ici pour voir une version plus grande de ce chiffre.
Figure 4: Consommation d'oxygène pendant un test d'ergomètre à manivelle de bras complet de 3 minutes chez un participant valide. Le point de temps zéro représente le début du test de 3 min. Le datA sont présentés en tant que données brutes mesurées à la respiration par respiration.
| ICC | CI de 95% | SEM% | SRD% | CV | |
| Puissance de crête [W] | 0.961 | [0,907; 0,984] | 2 | 5.6 | 6.66 |
| Puissance moyenne [W] | 0.984 | [0,960; 0,993] | 0,6 | 1.6 | 3.13 |
| Puissance minimale [W] | 0,964 | [0,914; 0,985] | 1.4 | 4 | 6.05 |
| Temps jusqu'au pic [s] | 0,379 | [-0,052; 0.691] | 22.5 | 62,4 | 11.37 |
| Indice de fatigue | 0,940 | [0,858; 0,975] | 3.6 | 9.9 | 9.43 |
| Rel. Puissance de crête [W /kg] | 0,922 | [0,818; 0,968] | 2.8 | 7.8 | 6.45 |
| Rel. Puissance moyenne [W / kg] | 0,950 | [0,882; 0.979] | 1.1 | 3.2 | 3,46 |
| Travail total [J] | 0.984 | [0,960; 0,993] | 0,6 | 1.6 | 3.13 |
Tableau 1: fiabilité test-retest pour tous les paramètres 12 . ICC = coefficient de corrélation intra-classe; CI = intervalle confiant; SEM = erreur standard de la mesure; SRD = plus petite différence réelle; CV = coefficient de variation; Rel. = Relatif.
| Participant paraplégique | Niveau de lésion | AIS Âge (y) | Masse corporelle (kg) | Hauteur (cm) | |||
| P01 | Th12 | UNE | 47 | 80 | 184 | ||
| P02 | Th10 | UNE | 43 | 73 | 183 | ||
| P03 | Th11 | UNE | 55 | 72 | 174 | ||
| P04 | L1 | UNE | 26 | 64 | 150 | ||
| P05 | Th12 | UNE | 22 | 63 | 185 | ||
| P06 | L1 | UNE | 32 | 76 | 175 | ||
| P07 | Th11 | UNE | 59 | 80 | 178 | ||
| P08 | L1 | UNE | 35 | 63 | 165 | ||
| P09 | L4 | UNE | 44 | 78 | 176 | ||
| P10 | L1 | UNE | 48 | 80 | 185 | ||
| Signifier | 41 | 73 | 176 | ||||
| Dakota du Sud | 12.1 | 6.8 | 10.4 | ||||
| Participant tétraplégique | Niveau de lésion | AIS | Âge (y) | Masse corporelle(kg) | Hauteur (cm) | ||
| T01 | C5 | UNE | 24 | 85 | 188 | ||
| T02 | C7 | UNE | 31 | 60 | 180 | ||
| T03 | C7 | UNE | 40 | 60 | 168 | ||
| T04 | C7 | UNE | 31 | 80 | 190 | ||
| T05 | C5 | UNE | 43 | 80 | 176 | ||
| T06 | C6 | UNE | 56 | 74 | 170 | ||
| T07 | C5 | UNE | 65 | 75 | 190 | ||
| 41 | 73 | 180 | | ||||
| Dakota du Sud | 13.6 | 9.9 | 9.3 | ||||
Tableau 2: Données anthropométriques des participants paraplégiques et tétraplégiques. AIS = Échelle de détresse de l'Association américaine des lésions rachidiennes, Th = thoracique, L = lombaire, C = cervical, SD = écart-type.
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Discussion
Les tests d'exercice chez les athlètes blessés par la moelle épinière sont essentiels au suivi de la performance de l'exercice pendant plusieurs mois ou des années de formation. Il n'existe que quelques tests d'exercice pour vérifier les performances d'exercice à court terme et à haute intensité sur l'ergomètre à manivelle. Cette méthode décrit en détail comment un test d'exercice qui a déjà été examiné pour sa fiabilité dans le cycle 5 et l'aviron 7 pourrait être appliqué à l'ergomètre à manivelle. Pour recueillir des résultats fiables et significatifs, deux facteurs sont très importants: d'abord, la préparation du participant pour ce test d'exercice et, d'autre part, la normalisation du test. Ainsi, le participant est invité à entrer dans le laboratoire en état de repos, ce qui signifie qu'il n'y a pas de formation intense pendant les deux jours précédant le test. L'apport alimentaire ( p. Ex., Une alimentation riche en glucides, 24 h d'essai préalable) et le sommeil ( par exemple, au moins 7 h de sommeil pendant les deux nuits avant le test) doivent également être prisEn compte. En outre, avant d'effectuer le premier test d'exercice "réel", un essai de familiarisation doit être effectué pour s'assurer que le participant comprend le protocole de test. La deuxième condition concerne la standardisation du protocole d'essai, qui inclut l'échauffement, le début du test et les stratégies de fixation pour le fauteuil roulant et les mains (étape 1.2). Ces paramètres doivent être identiques pour chaque test avec la même personne. En outre, la hauteur de la manivelle peut influencer la puissance et la consommation d'oxygène 20 . En outre, la position de la poignée pourrait être cliniquement pertinente en termes de douleur à l'épaule suite à l'exercice 21 . En outre, la liaison abdominale pourrait influencer la fonction respiratoire et le transport d'oxygène 22 , mais cela semble augmenter la stabilité du tronc et la performance de l'exercice 23 . Ainsi, il est préférable d'enregistrer les ajustements et les fixations en détail pour reproduire eConditions de quivalence dans le test suivant.
Les résultats des figures 1 et 2 indiquent que ce test de manivelle de bras complet de 3 min est fiable chez les participants valides et peut être utilisé pour la recherche ou le test d'effort 12 . En comparant les participants valides, paraplégiques et tétraplégiques, les différences entre ces trois groupes ont été trouvées. Les participants non porteurs et paraplégiques ont montré des résultats très semblables pour une puissance maximale et moyenne, alors que les participants tétraplégiques ont réalisé une production d'énergie nettement inférieure. Des résultats similaires ont été démontrés lors de la comparaison du test Wingate de 30 s pour les participants paraplégiques 11 avec celui des participants tétraplégiques 10 . En raison des différents niveaux de lésion de ces patients lésés par la moelle épinière, divers muscles sont affectés par la déficience. Ainsi, avec un niveau de lésion plus élevé ( p. Ex., En pa tétraplégiqueRticipants), une masse musculaire moins active entraîne une faible puissance ( tableau 2 ). Pour diminuer la variabilité de la lésion, seuls les individus ayant un niveau de lésion entre 5 cervicales (C5) et 7 (C7) et avec une lésion de la moelle épinière motrice et sensorielle ont été inclus pour représenter des participants tétraplégiques. Néanmoins, même entre ces participants, une forte variabilité interindividuelle peut se produire. Les personnes atteintes d'une blessure inférieure à C5 n'ont que des biceps Musculus (M.) activés dans les bras, alors que les personnes présentant une blessure inférieure à C7 montrent une activité chez M. biceps brachii, M. extensor radialis et M. triceps bras 24 . Par conséquent, même avec des critères d'inclusion très étroits comme ceux mentionnés ici, le groupe de participants était très inhomogène en termes de fonction musculaire. En ce qui concerne les participants paraplégiques et valides, on s'attendrait à une production d'énergie plus élevée chez les participants valides en raison de la stabilité totale du tronc et de la santé respiratoire non affectéeFonction clef. Nos résultats n'ont montré aucune différence significative dans la production de puissance entre ces deux groupes, bien que les participants valides se soient légèrement améliorés. Cela a peut-être été dû au fait que nos participants à l'étude ont été moins formés que les participants paraplégiques. Il est possible que, même avec une stabilité inférieure du tronc et une fonction respiratoire inférieure, les participants paraplégiques soient plus adaptés au démarrage des bras, ce qui aurait peut-être compensé leurs inconvénients.
Bien que ce protocole de test semble être fiable chez les individus valides, la fiabilité test-retest pourrait être limitée chez les individus tétraplégiques. La puissance produite dans les participants tétraplégiques a montré une très grande variabilité interindividuelle, ce qui s'explique par des différences dans la fonction et la puissance musculaire ( p. Ex., Muscle actif dépendant du niveau de lésion). Néanmoins, Jacobs, Johnson, Somarriba et Carter ont montré une fiabilité très élevée dans la version plus courte deCe test (test Wingate 30 s) chez les athlètes tétraplégiques 10 . Nous avons supposé que la fiabilité pourrait être suffisante sur une durée plus longue ( c'est-à-dire 3 minutes dans ce protocole) mais ne l'a pas testé. L'absence d'une étude de fiabilité test-retest chez les personnes ayant une tétraplégie est une limitation. Ainsi, avant d'utiliser ce protocole de test chez un groupe de personnes ayant une tétraplégie, nous recommandons d'abord de vérifier la fiabilité du protocole. Une autre limitation de l'étude implique la standardisation des stratégies de fixation chez les participants ayant une très faible stabilité au noyau ( p. Ex., Les personnes ayant un niveau élevé de lésion, par exemple en tétraplégie). Pour les réparer sur la chaise, une sangle doit être liée autour de la chaise et du participant. Ainsi, il peut être difficile d'enregistrer la hauteur de la sangle et à quel point elle a été tirée. Dans une étude future, il serait bénéfique de vérifier si l'étanchéité d'une telle sangle influence la puissance produite dans le protocole de test.
Néanmoins, ce test est un bon outil pour tester les athlètes de différentes disciplines sportives impliquant des exercices du haut du corps. De plus, comme la stratégie de stimulation d'aller tout droit au début du test est prédéfinie, aucune stratégie de stimulation individuelle n'est présente.
Pour conclure, ce test semble être un outil fiable pour tester la performance de l'exercice sur une durée de 3 min et est similaire à la performance à court terme et à haute intensité. Un essai de familiarisation est nécessaire avant sa demande dans les athlètes ou dans les recherches afin de minimiser les effets d'apprentissage du test 1 au test 2. De plus, d'autres recherches sont nécessaires pour vérifier la fiabilité du test-retest chez les participants ou les athlètes ayant une tétraplégie.
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Disclosures
Les auteurs n'ont rien à dévoiler.
Acknowledgments
Nous sommes reconnaissants de l'aide de Martina Lienert et Fabienne Schaufelberger lors des tests d'exercices, ainsi que de PD Claudio Perret, Ph.D. pour ses conseils scientifiques.
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 |
References
- 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).
- Strupler, M., Mueller, G., Perret, C. Heart rate-based lactate minimum test: a reproducible method. Br J Sports Med. 43 (6), 432-436 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Fukuda, D. H., et al. Characterization of the work-time relationship during cross-country ski ergometry. Physiol Meas. 35 (1), 31-43 (2014).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Polar. S610i Series User's manual Polar. , Available from: http://support.polar.com/support_files/en/C225742500419A8A42256CA000399AA7/S610i%20USA%20GBR%20C.pdf (2016).
- Erich Jaeger GmbH. User Manual Oxycon Pro. , Jaeger GmbH. (2016).
- Shrout, P. E., Fleiss, J. L. Intraclass correlations: uses in assessing rater reliability. Psychol Bull. 86 (2), 420-428 (1979).
- Beckerman, H., et al. Smallest real difference, a link between reproducibility and responsiveness. Qual Life Res. 10 (7), 571-578 (2001).
- Plichta, S. B., Kelvin, E. A., Munro, B. H. Munro's statistical methods for health care research. , Wolters Kluwer. (2011).
- 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).
- Bland, J. M., Altman, D. G. Measuring agreement in method comparison studies. Stat Methods Med Res. 8 (2), 135-160 (1999).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Kirshblum, S. C., et al. International standards for neurological classification of spinal cord injury. J Spinal Cord Med. 34 (6), 535-546 (2011).
