Waiting
Login processing...

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

Medicine

Bestämma och kontrollera extern uteffekt under vanlig handrimrullstolsframdrivning

Published: February 5, 2020 doi: 10.3791/60492
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2, 3,4, 1,5
1Center for Human Movement Sciences, University Medical Center Groningen, 2Amsterdam Rehabilitation Research Center Reade, Amsterdam, 3Research Institute MOVE, Faculty of Behavioral and Human Movement Sciences, VU University, 43M, Delft University of Technology, Delft, 5Center for Rehabilitation, University Medical Center Groningen

Summary

Korrekt och standardiserad bedömning av extern uteffekt är avgörande för utvärderingen av fysiologisk, biomekanisk och upplevd stress, stam och kapacitet i manuell rullstolframdrivning. Den aktuella artikeln presenterar olika metoder för att bestämma och kontrollera uteffekten under rullstolsframdrivningsstudier i laboratoriet och utanför.

Abstract

Användningen av en manuell rullstol är avgörande för 1% av världens befolkning. Forskning om mänsklig rörlighet med hjul har mognat avsevärt, vilket har lett till att förbättrade forskningstekniker blivit tillgängliga under de senaste decennierna. För att öka förståelsen för hjulrörlighet prestanda, övervakning, utbildning, kompetensförvärv och optimering av rullstol-användargränssnittet i rehabilitering, det dagliga livet och sport, ytterligare standardisering av mätset och analyser krävs. En avgörande språngbräda är korrekt mätning och standardisering av extern uteffekt (mätt i Watts), vilket är avgörande för tolkning och jämförelse av experiment som syftar till att förbättra rehabiliteringpraxis, aktiviteter i det dagliga livet, och adaptiva sporter. De olika metoderna och fördelarna med korrekt effekteffektbestämning under överjord, löpband och ergometerbaserade tester presenteras och diskuteras i detalj. Overground framdrivning ger den mest externt giltiga läge för testning, men standardisering kan vara besvärande. Löpband framdrivning är mekaniskt liknar overground framdrivning, men svarvning och acceleration är inte möjligt. En ergometer är den mest begränsade och standardisering en relativt enkel. Målet är att stimulera god praxis och standardisering för att underlätta den fortsatta utvecklingen av teorin och dess tillämpning bland forskningsanläggningar och tillämpad klinisk och idrottsvetenskap runt om i världen.

Introduction

Med uppskattningsvis 1% av världens befolkning är beroende av hjul rörlighet idag1,2, ett konsekvent flöde av internationellt forskningsarbete alltmer framträder i internationella peer-reviewed tidskrifter inom olika områden såsom rehabilitering1,3, engineering4och idrottsvetenskap5,6. Detta leder till en växande kunskapsbas och förståelse för komplexiteten i detta gemensamma sätt att mänsklig ambulation. Men för ständig utveckling och genomförande av rehabilitering och adaptiv idrottsverksamhet finns det dock ett behov av ytterligare internationellt utbyte och samarbete inom forskning. Integrerad i sådana samarbetsnätverk är förbättrad standardisering av experimentella förfaranden och mätförfaranden och teknik. Dessutom är ett konsekvent genomförande av en korrekt övervakning av rullstolsanvändarkombinationens prestanda i laboratoriet och/eller på området viktigt för en optimal individuell funktion och deltagande, medan en hälsosam och aktiv livsstil upprätthålls över individens livslängd7,8,9.

Experimentellt, manuell rullstol framdrivning under steady-state eller topp träningsförhållanden10,11 är ofta kontaktas som cykliska överkroppen rörelse för att undersöka rullstol-user interface12,13,muskuloskeletal lastning14,15,16,och motor lärande och skicklighet förvärv17,18. Den kombinerade biomekaniska och fysiologiska föreställningar av cykliska rörelser tillåter användning av "Power balance", en modellering strategi som ursprungligen infördes av Van Ingen Schenau19 för hastighetsåkning och cykling, och senare infördes i manuell hjul rörlighet8,20,21. Figur 1 visar ett effektbalansdiagram för manuell rullstolsframdrivning. Det konvergerar från ett urval av kritiska prestanda avgörande faktorer för rullstol-användare kombination och dess tre centrala komponenter (rullstol, användare och deras gränssnitt), på vänster sida i layouten av (bio)mekaniska och fysiologiska maktnämnare och ekvationer.

Uteffekt är en viktig resultatparameter i samband med sport och vardag där maximal uteffekt kan representera både ökad prestanda inom anpassad sport eller enkel funktion under aktiviteter i det dagliga livet22. I kombination med energiförbrukning kan den dessutom användas för att utvärdera prestanda i form av mekanisk bruttoeffektivitet17,18,23 (dvs. där en mer kvalificerad individ skulle kräva mindre intern energi för att producera samma mängd extern uteffekt). Ur ett experimentellt perspektiv är uteffekt en parameter som måste styras hårt under ett test, eftersom förändringar i uteffekt är av direkt påverkan på alla prestandaresultat som push-tid, återhämtningstid24och mekanisk effektivitet25. Följaktligen är det viktigt att kontrollera och rapportera uteffekt för alla studier som rör manuell rullstolsframdrivning.

Overground testning är guldmyntfoten i fråga om giltighet (dvs tröghet, luftfriktion, optiskt flöde och dynamisk rörelse)26, men standardisering av extern uteffekt, hastighet och tillhörande miljöförhållanden är mycket svårare, och repeterbarhet över tiden lider. Överjordsrullstolsrelaterade studier inleddes på 1960-talet27,28 och fokuserade på den fysiska belastningen av hjulrörlighet. Även avgörande i datatolkning och förståelse8,20,begrepp om extern uteffekt begränsades till observation av den interna metaboliska kostnaden när de utför olika aktiviteter på olika ytor. Numera kan mäthjul användas för att mäta uteffekt29,30 och kust-down tester31,32 kan utföras för att dra slutsatsen friktionsförluster under framdrivning och därmed uteffekt.

Olika laboratoriebaserade tekniker har utvecklats för rullstolsspecifik övningsprovning33, från en mängd ergometrar till olika storlek och märken av löpband. Löpband anses vara närmast overground testning i fråga om giltighet34 och har använts sedan 1960-talet för rullstolsträning testning35,36. Före provningen måste löpbandets lutning och hastighet kontrolleras regelbundet. Även löpband från samma märke och göra kan skilja sig avsevärt och förändring i deras beteende över tiden37. För bestämning av extern uteffekt används ett dragtest20,36 för den individuella rullstolsanvändarkombinationens totala rullande och interna dragkraft38. Kraftsensorn för dragtestet måste också kalibreras regelbundet. För experimentell individualisering av protokollet i form av total extern last av wheeling över tiden och mellan försökspersoner, ett remskiva system (figur 2) har utformats som ett alternativ för de tidigare lutningsberoende lutningar lastning36.

Ett annat alternativ för standardiserade rullstolsträning tester har varit användning av stationära ergometrar33,från enkla off-the shelf ergometer lösningar39 mot högspecialiserade datorbaserade och instrumenterade ergometrar40. Mycket få är kommersiellt tillgängliga. Den enorma mångfalden i ergometerteknik och mekaniska egenskaper introducerar stora okända grader av variation bland testresultaten33. Ergometrar och rullstolar måste anslutas eller i sig smält särels av design. Luftfriktionen är inte närvarande och upplevd tröghet är begränsad till den simulerade trögheten på hjulen, och rörelse upplevs i stammen, huvudet och armarna under framdrivning, medan rullstolsanvändaren är i huvudsak stillastående. Ergometern möjliggör sprint eller anaerob testning samt isometriska tester, om hjulen kan blockeras på lämpligt sätt.

En grundläggande metod för manuell hjulig mobilitetsforskning i labbbaserade studier presenteras. Dessutom ges en kort syn på fältbaserad rullstolsforskningsmetodik och dess potentiella resultat. Det centrala fokuset är att kontrollera och mäta extern uteffekt (W) i både fält- och laboratoriebaserade experiment. Bestämningen av intern uteffekt genom spirometri läggs också till, eftersom detta ofta används för att bestämma brutto mekanisk effektivitet. Förutom genomförandet av god praxis är målet att ta fram diskussioner om experimentell standardisering och internationellt informationsutbyte. Den aktuella studien kommer i första handrim rullstol framdrivning och mätning av denna eftersom det är den mest framträdande formen av manuellt hjul rörlighet i vetenskaplig litteratur. Begrepp som diskuteras nedan gäller dock lika giltiga för andra framdrivningsmekanismer för rullstol (t.ex. spakar, vevar41).

Det aktuella protokollet beskriver standardisering och mätning av uteffekt under överjord, löpband och rullstolsergometerbaserad provning under steady-state framdrivning på 1,11 m/s. Som ett exempel kommer rullande friktion först att bestämmas i överjordstestning med ett kust-down test. Med hjälp av denna uppskattning av friktion, kommer uteffekt att fastställas i löpband och ergometer tester med hjälp av tillgängliga protokoll från forskningslitteraturen. För löpbandstester kommer friktionen att bestämmas med ett dragtest och uteffekten justeras med hjälp av ett remskivasystem. För ergometertester används en datorstyrd ergometer för att matcha extern uteffekt med överjordstestet.

Protocol

Denna studie godkändes av den lokala etiska kommittén (Ethical Committee Human Movement Sciences) vid University Medical Center Groningen. Alla deltagare undertecknade skriftligt informerat medgivande.

1. Studiedesign och installation

  1. Instruera deltagaren och få informerat samtycke i enlighet med institutionens etiska kommitté.
  2. Bestäm deltagarnas beredvillighet för fysisk aktivitet genom att utföra en grundlinjebedömning med frågeformuläret för fysisk aktivitetberedskap 42,43.
  3. Utför in-patient screening med en läkare.
  4. Bestäm en fast uteffekt för alla deltagare (t.ex. 10−20 W vid 1,11 m/s), en relativ uteffekt (t.ex. 0,25 W/kg kroppsvikt på 1,11 m/s) eller en "realistisk" individuell uteffekt baserad på en yta av intresse (baserat på ett kust-down-test).
  5. Låt deltagaren bekanta sig med överjords-, löpbandet och ergometerförhållandena före testning.
  6. Kontrollera däcktrycket och den totala rullstolsmekaniken före varje mätning och blås upp däcken till 600 kPa om det behövs.
    OBS: För att uppnå giltiga steady-state resultat för hjärt-lungarbete överkroppen arbete och brutto mekanisk effektivitet (ME), bör man följa en minsta varaktighet på 3 min per submaximal (upp till 70% topp motion kapacitet) träningsblock för att uppnå steady-state motion med en andningsutbyte förhållande under 144,45. Särskilt i handkanten framdrivning, rullstolshastigheten måste förbli inom ett bekvämt eller genomförbart intervall (0,56−2,0 m / s) för att utesluta motorstyrning frågor46,47,48, vilket innebär att kraftsteg helst kontrolleras av steg i motstånd.

2. Extern uteffekt vid överjordsprovning

  1. Utför det kustbeskande testet på ytan av intresse. Placera deltagaren i ett aktivt läge och så standardiserad som möjligt: fötter på fotstödet, händerna i knät och blickrakt framåt (positionen ska återspegla positionen under framdrivning).
    OBS: Varje rörelse ändrar mitten av massa, vilket förändrar rullmotståndet.
  2. Accelerera rullstolen till en hög hastighet.
    Obs!
  3. Låt rullstolen bromsa till ett fullständigt stillastående utan störningar.
  4. Registrera tids- och hastighetsdata under retardationen (t.ex. med mäthjul eller tröghetsmåttenheter). Se avsnitten 2.4.1 och 2.4.2.
    1. Registrera data med mäthjul.
      1. Byt ut rullstolens hjul mot ett mäthjul och inertialdockan (Materialförteckningen), helst medan deltagaren inte sitter i rullstolen.
        Obs! Det här exemplet är för OptiPush-hjulet. Andra hjul kan ha olika kalibreringskrav.
      2. Slå på mäthjulet med på/av-knappen.
      3. Slå på den bärbara datorn med USB Bluetooth-mottagaren och tillhörande programvara.
      4. Öppna programvaran på datorn.
      5. Anslut hjulet till programvaran genom att välja rätt kommunikationsport (COM). Om rätt COM-port inte visas i listan trycker du på uppdatera för att uppdatera listan och försöker igen. Tryck på Nästa.
      6. Fyll i de obligatoriska fälten på skärmen Klientinställningar. Tryck på Nästa.
        Obs: Var särskilt uppmärksam på inställningarna för hjulstorlek och hjulsida.
      7. Samla in offsetdata genom att trycka på Starta i hjulinställningen och snurra långsamt hjulet utan att röra handkanten tills den röda cirkeln blir grön. Du kan också trycka på Hoppa för att hoppa över det här steget om proceduren redan har utförts sedan den senaste hjulinstallationen. Tryck på Nästa.
      8. Om du vill samla in data trycker du på Spela in på skärmen Datainsamling. Återuppta det vanliga kustprotokollet från och med nu.
        Obs! Skript för analys av mäthjulsdata finns i tilläggsmaterialet 1.
    2. Registrera data med tröghetsmåttenheter (IMUs).
      1. Fäst IMUs(Table of Materials)på rullstolen: en på varje hjulnav och en i mitten under sätet. Skriv ner vilken IMU som bifogas var och i vilken orientering för senare referens.
      2. Aktivera IMUs och anslut IMUs till datorn med hjälp av NGIMU Synkroniserad Network Manager körbar.
      3. Om du vill samla in data går du till Verktygoch sedan Dataloggeroch trycker på Start. Återuppta det vanliga kustprotokollet från och med nu.
        Skript för analys av IMU-data finns i tilläggsmaterialet 2.
  5. Upprepa kust-down förfarande (2.1-2.4) och samla fram och tillbaka data för att minska påverkan av ojämna ytor.
  6. Öppna coast_down_test programvaran på en dator. Tryck på Importera data för att importera den nedrullningsbara datafilen (mäthjul eller IMU). Välj kust-down avsnitt i data med hjälp av skjutreglaget i diagrammet till höger och trycka på Grab val.
  7. Ställ in deltagare och rullstolsvikt i avsnittet Inställningar. Tryck på Beräkna resultat. Skriv ner medelvärdet för rullande friktion (N) och rullande friktionskoefficient. Tryck på Exportera för att spara alla (meta)data för senare referens.
    OBS: När konstant friktion inte kan antas på grund av luftdra (dvs i de flesta idrottsmiljöer) blir analysen lite mer komplex. Protokollet är identiskt, men den ursprungliga hastigheten bör förmodligen vara högre. I detta fall måste en icke-linjär differentialekvation lösas och den ekvationen måste passa med en kurvmontör (t.ex. Levenberg-Marquardt)49.



    I denna ekvation är den momentana hastigheten och är den ursprungliga hastigheten i början av retardation. återspeglar den hastighetsberoende friktionen och återspeglar den oberoende friktionen (). Skript för analys av kusttester finns i tilläggsmaterialet 3 och det grafiska användargränssnittet (GUI) för analys av kusttester som används i steg 2.7 finns i tilläggsmaterialet 4.

3. Extern uteffekt vid löpbandsprovning

  1. Löpband karakterisering
    1. Mät bälteshastigheten för det belastade löpbandet med en kalibrerad varvräknare för att bestämma vilken löpbandinställning som behöver användas (t.ex. för 1,11 m/s måste löpbandet ställas in på 4,1 km/h på displayen i stället för 4,0 km/h).
      OBS: Alternativt, bestämma bältethastighet genom att mäta bältetlängd och räkna tio rotationer medan du spelar in tiden med en stopwatch / videokamera.
    2. Mät löpbandets vinklar med hjälp av en vinkelsensor. Kontrollera om det finns konsekvens genom att upprepa mätningarna och kontrollera hysteres genom att upprepa mätningarna i fallande ordning.
      OBS: Kontrollera löpbandets hastighet med en varvräknare och vinklar med en vinkelsensor under varje mätning om deras tillförlitlighet är låg.
  2. Dra test: kalibrering
    1. Slå på drivprovningsgivarens strömförsörjning minst 30 min före kalibrering.
    2. Häng upp kraftgivaren vertikalt och rikta in dig på en självnivellerande laser- eller vinkelsensor.
    3. Konfigurera dragtestdatorn och anslut kraftsensorn med datorn. Öppna ADA3-programvaran på dragtestdatorn och tryck på Kalibrera kraftsensor.
    4. Fäst kända (kalibrerade) vikter (1-10 kg med steg om 1 kg) på sensorn och registrera de digitala värdena.
    5. Montera en linjär regressionsekvation för att bestämma förhållandet mellan tillämpad belastning och uppmätt spänning genom att fortsätta i ADA3-programvaran.
    6. Upprepa (3.2.1-3.2.5) om rot-mean-square fel (RMSE) överstiger 0,13 N37.
  3. Utföra ett dratest
    1. Slå på strömförsörjningen minst 30 min innan du mäter.
    2. Konfigurera dragtestdatorn och anslut kraftsensorn med datorn. Öppna ADA3-programvaran på dragtestdatorn och tryck på Power-tabellmätningar.
    3. Placera rullstolsanvändarens kombination på löpbandet. Placera deltagaren i ett aktivt läge och så standardiserad som möjligt: fötter på fotstödet, händerna i knät och blickrakt framåt (positionen ska återspegla positionen under framdrivning). Instruera deltagaren att behålla samma position under hela testet.
    4. Mät belastningscellens förskjutning genom att spela in kraft utan rep fäst med ADA3-programvaran. Tryck på OK.
    5. Anslut rullstolen till kraftgivaren med ett lätt rep. Se till att lastcellen och repet är horisontellt i linje med rullstolens bakhjulsaxel.
    6. Påskynda bältet till önskad hastighet, i detta fall 1,11 m/s (4,1 km/h på displayen).
    7. Öka bläcket på löpbandet, vänta tills positionen för löpbandet och rullstolsanvändaren satt stabil och registrera kraften och vinkeln. Upprepa för 10 allt brantare vinklar (1,5-6% i steg om 0,5 %).
    8. Montera en linjär regression med hjälp av vinkeln och kraften med ADA3-programvaran genom att klicka på Nästa. Beräkna kraften vid löpbandets nollvinkel.
      OBS: Avlyssningen av regressionsekvationen kan inte användas om löpbandets vinkel har en förskjutning.
    9. Upprepa dragtestet (3.3.3-3.3.8) om RMSE för den linjära regressionslinjen överstiger 0,5 N37.
  4. Ställa in uteffekt på ett löpband
    1. Beräkna önskad uteffekt och bestäm provningshastigheten.
      Obs! För det aktuella protokollet är detta lika med de resultat som erhålls i steg 2.7.
    2. Beräkna önskad remskiva vikt genom att subtrahera dragtest friktion (från steg 3.3.8) från målet friktion (från steg 2.7).
    3. Placera remskivan framför eller bakom löpbandet och se till att den är centrerad. Fäst remskivan på rullstolen och se till att repet är jämnt. Instruera deltagaren att vikten i remskivan kan flytta rullstolen.
    4. Fäst vikten (vanligtvis mellan 0-1 kg) på remskivan med hjälp av en korg med känd låg massa och en karbinhake. Öka långsamt vikten om det behövs tills önskad uteffekt uppnås.
      Obs: Alternativt ändra uteffekten genom att ändra vinkeln på löpbandet baserat på strömtabellen från ett dratest.

4. Extern uteffekt under ergometerbaserad provning

  1. Slå på ergometern minst 30 min innan du mäter. Starta den tillhörande programvaran på datorn.
  2. Tryck på widgeten Deltagare och tryck sedan på Lägg till.... Ge deltagaren ett ID och ange deltagarens kroppsvikt. Tryck på OK.
  3. Tryck på rullstolsikonen på enhetsmenyn. Fyll i rullstolsspecifikationerna i formuläret. Tryck på OK.
    OBS: Kroppsviktsvariabeln är viktig, eftersom den kommer att påverka simuleringen från ergometern.
  4. Tryck på protokollwidgeten. Skapa ett anpassat protokoll genom att välja Lägg till.... Välj Anpassat protokoll och tryck på Nästa. Ge protokollet ett lämpligt namn och tryck på Skapa.
  5. Välj Steg och klicka på Lägg till scen och motstånd. Ställ in motståndskraften mot friktionskoefficienten som erhålls med kust-down-testet i avsnitt 2. Ställ in målhastigheten på 4 km/tim och tryck på OK (bild 3).
  6. Ställ in deltagarskärmen. Ta bort alla widgetar från skärmen. Klicka på Lägg till widget och välj widgeten Rullstolsriktning och dra den till skärmen (Figur 4).
  7. Rikta in rullstolen på rullarna med hjälp av justeringssystemet. Fäst rullstolen med fyrbältessystemet. Kontrollera att hjulen inte vidrör ergometern och är korrekt i linje.
  8. Placera deltagaren i ett aktivt läge och så standardiserad som möjligt: fötter på fotstödet, händerna i knät och blickrakt framåt (positionen ska återspegla positionen under framdrivning). Instruera deltagaren att behålla samma position under hela testet.
  9. Kalibrera ergometern med tillhörande programvara genom att trycka på crosshair-knappen i enhetsmenyn och tryck på Starta kalibrering.
    Obs! Skript för analys av ergometerdata finns i tilläggsmaterialet 5.

5. Interna uppskattningar av uteffekten under framdrivning av rullstolshand

  1. Slå på spirometern i minst 45 minuter före eventuella kalibreringar eller tester.
  2. Kalibrera spirometern enligt fabriksriktlinjerna med hjälp av tillhörande programvara, inklusive kalibreringar för turbin, referensgas, rumsluft och fördröjning.
    OBS: Kalibrering av rumsluft och referensgas bör utföras före varje provning.
    1. Utför en turbinkalibrering.
      1. Tryck på Turbine i kalibreringsmenyn. Anslut turbinen med en optoelektronisk läsare till spirometern. Anslut kalibreringssprutan med en känd volym till turbinen.
      2. När enheten är klar, utför sex kontrollerade och kompletta slag med kolven. Tryck på ikonen Avsluta.
    2. Utför en referensgaskalibrering.
      1. Tryck på Referensgas i kalibreringsmenyn. Anslut tryckregulatorn till kalibreringscylindern med en känd koncentration av blandad gas.
        CYLINDERn måste vara öppen, men tryckregulatorn måste vara stängd.
      2. Anslut provtagningsledningen till spirometerns provtagningskontakt och låt den andra änden vara frånkopplad. Låt spirometern spola analysatorerna. Se till att provtagningsledningen är långt ifrån all utandningsgas.
      3. När spirometern uppmanas att göra det ansluter du provtagningsledningens fria ände till tryckregulatorn på kalibreringscylindern och öppnar regulatorn. Avsluta med ikonen Avsluta när kalibreringen har avslutats.
    3. Utför en rumsluftskalibrering.
      1. Anslut provtagningsledningen till provtagningskontakten på spirometern och låt den andra änden vara fri. Avsluta med ikonen Avsluta när kalibreringen har avslutats.
    4. Utför en fördröjningskalibrering.
      1. Anslut turbinen till den optoelektroniska läsaren och anslut provtagningsröret. Se till att båda är anslutna till spirometern.
      2. Synkronisera andningen med den akustiska signalen. Detta kan utföras av operatören.
        OBS: Detta förfarande måste upprepas varje gång ett provtagningsrör ändras. Rengör eller byt den mask som används för den här proceduren innan du ger den till deltagaren.
      3. Avsluta med ikonen Avsluta när kalibreringen har avslutats.
  3. Sätt spirometermasken på deltagaren. Justera de elastiska banden på huvudlocket för att skapa en tät tätning runt motivets yta.
    OBS: Alternativt anslut en pulsmätare till spirometern och låt deltagaren bära pulsbältet.
  4. Fixera spirometerns slang så att den inte stör rörelsen.
  5. Tryck på Testoch ange sedan ett nytt ämne på spirometerns display.
  6. För submaximal träningstestning välj utandningsläget. För att starta inspelningen trycker du på inspelningsknappen på spirometern.
    Obs! Skript för analys av spirometerdata finns i tilläggsmaterialet 6.

6. Provningsförfarande

  1. Instruera deltagaren att utföra 4 min steady-state-övning med önskad hastighet (1,11 m/s).
    1. Instruera deltagaren att använda hastighetsåterkoppling för att stanna (i genomsnitt) med önskad hastighet.
      OBS: Hastighet kan visas från mäthjulet eller IMUs från sina respektive bärbara datorer i överjordskick. Bärbara datorer har krok-och-loop remmar som möjliggör fixering på benen.
    2. Instruera deltagaren att stanna (i genomsnitt) i mitten av löpbandet för löpbandets tillstånd.
    3. Instruera deltagaren att titta på hastighet och rubrik feedback på ergometer skärmen i ergometer skick och hålla den (i genomsnitt) inom målområdet.
  2. Starta ett stoppur och spirometern (steg 5.6) samtidigt.
    OBS: Detta kan göras utan en extern utlösande faktor eftersom tidsskillnaden från att trycka start är försumbar när du använder andfådd spirometri.
  3. Efter 30 s, starta rullstolsframdrivningen.
    OBS: För löpband och ergometer förhållanden innebär detta att starta löpbandet eller ergometern. När du använder ett mäthjul (steg 2.4.1.8) eller IMUs (steg 2.4.2.3) startar dem också.
    1. Använd varvknappen i överjordsvillkoret för att markera spårets hörn.
  4. Efter ytterligare 4 min under testet, utan föregående meddelande, instruera deltagaren att sluta trycka på rullstolen.
    OBS: I löpbandet skick ett par ytterligare tryckningar behövs innan bältet stannar.

Representative Results

Med hjälp av ovannämnda förfarande, var uteffekt bestäms för 17 förtrogen (två 30 min sessioner praxis) arbetsföra deltagare med en overground fram och tillbaka kust-down test (medelvärde t.ex. fem prövningar). Kustprofilen karaktäriserades med ett mäthjul i en slät sjukhushall. Därefter mättes deltagarna under över jord (25,0 x 9,0 m krets), löpband (2,0 x 1,2 m) och ergometer rullstol framdrivning. Uteffekten i löpbandet och ergometerformerna matchades med överjordsvillkoret med hjälp av de protokoll som beskrivs i detta dokument.

Uteffekt erhölls från samma mäthjul under tre block av 4 min rullstolframdrivning efter ett förtrogenhetblock med samma längd. Endast den sista minuten av varje block användes för analys, förutsatt steady-state framdrivning. För overground framdrivningdata endast användes långa raksträckor (25 M). All data (för)bearbetning utfördes i Python 3.7 (Python Software Foundation). ICC:s uppskattningar och deras 95% konfidensintervall beräknades i R 3.3.4 (R Core Team), med hjälp av en modell med en enda rating, absolut avtal, slumpmässiga effekter.

Den genomsnittliga sammanlagda vikten av rullstolsanvändarsystemet var 92,6 kg (± 8,3). Den genomsnittliga förväntade uteffekten från kust-down-testet var 9,7 W (± 1,6). Uteffekt enligt mäthjulet var lägre för mark8,1 W (± 1,4), löpband 7,8 W (± 1,9) och ergometer 8,7 W (± 2,2) rullstolsframdrivning. Den genomsnittliga skillnaden mellan målutgång och uppmätt uteffekt var -1,6 (± 1,6), -1,8 (± 1,4), -1,0 (± 1,0) W för överjord, löpband respektive ergometerframdrivning. Dessa resultat visas också i tabell 1, figur 5och figur 6.

Uteffekt för markfordrivning visade en dålig till måttlig (ICC: 0,38, CI: 0,00-0,73) avtal med målproduktionen. Däremot visade löpband framdrivning dålig till bra (ICC: 0,45, CI: 0,00-0,79) avtal och ergometer framdrivning visade dåligt till utmärkt (ICC: 0,77, CI: 0,11-0,93) avtal. Absolut fel korrelerades negativt med uteffekt för framdrivning på ergometern (r = -0,55, p = 0,02), men inte för de andra två förhållandena (över jord: r = 0,47, p = 0,06; löpband: r = 0,22, p = 0,40).

Avtalet mellan villkoren var dåligt till måttligt (ICC: 0,49, CI: 0,20-0,74). Inom modaliteten (mellan de tre 4 min block) tillförlitlighet var bra till utmärkt för overground (ICC: 0,91, CI: 0,82-0,97) och löpband (ICC: 0,97, CI: 0,93-0,99) framdrivning och måttlig-till-utmärkt för ergometer framdrivning (ICC: 0,97, CI: 0,71-0,99). Ergometern verkade prestera sämre med tiden, vilket bekräftades av en upprepade åtgärder ANOVA (F(2, 32) = 64,7 , p < 0,01), men det fanns ingen tidseffekt för overground (F(2, 32) = 0,9 , p = 0,418) och löpband (F(2, 32) = 0,9 , p = 0,402) framdrivning.

Figure 1
Figur 1: Effektbalans tillämpas på manuell rullstolframdrivning. Put: extern uteffekt (W); ME: brutto mekanisk effektivitet (%); F: menar motstånd kraft; V: genomsnittlig kusthastighet; A: arbete per push eller cykel (J); fr:frekvens av tryckeller cykler (1/s). Pint: interna förluster (W); Pluft: aerodynamiskt motstånd (W); Prulle: rullande friktion (W); Pinkl:förluster på grund av lutning (W). Denna siffra är omtryckt från van der Woude et al.20. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 2
Figur 2: Inställning av löpband. Vänster: Remskiva inställning för att öka den externa uteffekten på ett löpband under framdrivning. Höger: Dra testinställning för att mäta friktionskrafterna under löpbandets rullstolsframdrivning. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3: Protokollinställningsfönster för rullstolsmätaren. Uteffekt kan ställas in genom att välja en uteffekt och en målhastighet eller en rullande friktion och en målhastighet. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 4
Figur 4: Återkoppling på rullstolsmätaren i form av en linjetomt. Vänster och höger rullhastigheter är ritade. Deltagarna bör försöka hålla en jämn hastighet medan du går i en rak linje (genom att hålla på skärmen linje horisontell). Hastighetsdata jämnas ut med ett skjutfönster som kan ändras i inställningarna. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 5
Figur 5: Relativa och absoluta differensfördelningar mellan friktion längs kusten och uppmätt uteffekt under överjord (OG), löpband (TM) och ergometer (WE) rullstolsframdrivning. Morrhårvisar 1,5 x interkvartilen. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 6
Figur 6: Bland-Altman-tomt för friktion längs kusten och uppmätt uteffekt under överjord (vänster), löpband (mitten) och ergometer (höger) rullstolsframdrivning. De mörkgrå prickade linjerna anger det poolade medelvärdet för en kombination och de röda prickade linjerna är medelvärdet + 1,96 standardavvikelser. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Värde med dubbelsidig (W)2 Skillnad med mål Skillnad med mål (%) Skillnad med mål (abs) Avtal med mål-PO (ICC)3 Tillförlitlighet mellan block (ICC)3
Mål PO1 9.68 (± 1.57) ej som en ej som en ej.a. ej som en ej.a.
Överjord po 8.12 (± 1.41) -1,56 (± 1,57) -15,30 (± 13,70) 1.72 (± 1.57) 0,38 (0,00−0,73)* 0,91 (0,82−0,97)*
Löpband PO 7.84 (± 1.92) -1,84 (± 1,38) -18.98 (± 13.42) 1.91 (± 1.16) 0,45 (0,00−0,79)* 0,97 (0,93−0,99)*
Ergometer PO 8.65 (± 2.24) -1,02 (± 0,97) -11.82 (± 11.94) 1.16 (± 0,78) 0,77 (0,11−0,93)* 0,97 (0,71−0,99)*
1. Beräknas från kust-ner friktion. 2. Bestäms med mäthjul. 3. Tvåvägs, absolut överenskommelse, fasta raters med 95% konfidensintervall. * p < 0.001.

Tabell 1: Jämförelse av inställd uteffekt och faktisk uteffekt mätt med ett mäthjul.

Faktorer Rullmotstånd
Kroppsmassa ↑ ↑
Rullstolsmassa ↑ ↑
Däcktryck ↓ ↑
Hjulstorlek ↑ ↓
Hårdhet golv ↓ ↑
Camber vinkel ↑ ?
Tå-in/ut ↑ ↑ ↑ ↑
Castor shimmy ↑ ↑
Mitten av massan på bakhjulen ↓
Vikram ↑
Underhåll ↓ ↑

Tabell 2: Faktorer som påverkar rullfriktionen och uteffekten vid manuell rullstolsframdrivning. Bordet är omtryckt från van der Woude m.fl.

Kompletterande material 1. Klicka här för att se den här filen (Högerklicka för att ladda ner).

Kompletterande material 2. Klicka här för att se den här filen (Högerklicka för att ladda ner).

Kompletterande material 3. Klicka här för att se den här filen (Högerklicka för att ladda ner).

Kompletterande material 4. Klicka här för att se den här filen (Högerklicka för att ladda ner).

Kompletterande material 5. Klicka här för att se den här filen (Högerklicka för att ladda ner).

Kompletterande material 6. Klicka här för att se den här filen (Högerklicka för att ladda ner).

Discussion

I de föregående avsnitten presenterades en tillgänglig metod för att fastställa och standardisera uteffekten för olika laboratoriebaserade metoder. Dessutom gjordes en jämförelse mellan inställd uteffekt och uppmätt uteffekt under steady-state framdrivning. Även om systematiska fel var närvarande samt vissa variationer, de verktyg som presenteras är bättre än alternativet: inte standardisera alls. Dessa resultat liknar en annan studie som rapporterade uppmätt uteffekt och inställd uteffekt50. Dessutom var överenskommelsen mellan villkoren dålig till måttlig, vilket tyder på att extra uppmärksamhet bör ägnas vid jämförelse av studier med hjälp av olika former. Som förväntat presenterade ergometervillkoret den enklaste miljön för att standardisera ur operatörens perspektiv. Ergometern presterade bättre i de höga friktionsinställningarna. Blocken (3 x 4 min) inom en modalitet visade bra till utmärkt och måttlig till utmärkt överenskommelse. Intressant nog presterade ergometern sämre med tiden, möjligen på grund av sensordrift. Därför kan det vara klokt att kalibrera om ergometern mellan varje block. Observera att dessa resultat är för lågintensiv steady-state-övning och kan skilja sig åt för olika protokoll.

Mindre mekaniska eller ergonomiska förändringar i rullstolsanvändarkombinationen kan ha stor inverkan på experimentella utfall12,51. Materialunderhåll och fullständig medvetenhet om fordonsmekaniska principer är avgörande för prestandaresultat och experimentets giltighet. Fordonsmekaniken (t.ex. massa, hjulstorlekar, däcktyp och tryck, inriktning) och passform (t.ex. framtidsläge, mitten av massan, massan, frontalplanet) av rullstolsanvändarkombination kommer att bestämma rullning och luftdra i kombination med miljöförhållanden. Massan och orienteringen av mitten av massa kommer att påverka rullande dra med avseende på de större bakhjulen och de mindre hjulen framför. En sammanfattning av faktorer som påverkar den rullande friktionen presenteras i tabell 2. Dessutom är rullstolen ofta individualiserad. Förutom insatsförhållandena (t.ex. fordonsmekanik eller gränssnitt) vid varje provning måste rullstolsförhållandena också vara konstanta och dess fordonsmekanik, inklusive ram, säte och däck, bör kontrolleras. Däcken måste vara på ett fast tryck över tester och bland individer. Viktiga kontrollpunkter52 är möjliga friktionspunkter, bakhjulsläge och potentiella förändringar i hjuljustering36,53,54,55.

Overground testning kräver också ambulant teknik för var och en av indikatorerna för hjärt-lungstam, kinematik, eller kinetik resultat. Detta kan uppfyllas, men det praktiska med komplexa mätningar är begränsat i en icke-forskningsmiljö. Coast-down tester är specifika för den individuella rullstol-användarkombination och rullande yta. De är dock statiska, så de kanske inte fångar alla egenskaper hos rullstolsanvändarkombinationen56. De är särskilt känsliga för förändringar i mitten av massa, vilket kan förklara de små skillnaderna mellan kust-down test och den uppmätta overground uteffekt. Dessa begränsningar finns också i dragprovningen och ergometerkalibreringen, som också tar en statisk position för rullstolsanvändaren.

Dragtestet mäter motståndskrafterna för rullande och inre drag av varje enskild rullstolsanvändarkombination. Det är tydligt känsligt för rullstolens fordonsmekanik, men också användarens position och kroppsorientering. Ett standardiserat förfarande är viktigt20,36, där användar-rullstolskombinationen dras över bältet som ansluts till en endimensionell kalibrerad kraftgivare på ramen för löpbandet i en serie lutningsvinklar (figur 2). En löpbandadapter för lastceller som kan justeras till rullstolens mittaxels höjd krävs. Med hjälp av linjär regressionsanalys ger en statisk uppskattning av den genomsnittliga dragkraften på löpbandetbältet vid nolllutning för en given rullstolsanvändarkombination, vilket ger den genomsnittliga externa uteffekten med produkten av remhastighet och dragkraft. Dragtestet är robust när det gäller små skillnader i utförandet av testet av olika aktörer (t.ex. repets position)37.

Även om ibland antas ett till synes enkelt test, var och en av testelementen i dragtestet kräver förståelse för den underliggande teorin och utbildning på alla detaljer i förfarandena8. I likhet med kust-down test, är detta test särskilt känslig för förändringar i mitten av massa. Dessutom beteende och känslighet för stammätarbaserade kraftgivare, deras konsekventa kalibrering (dvs. precision kalibreringsvikter, sekvens av montering)20,36,37,samt någon av de förfaranden dra test som är känsliga för förändringar i hastighet eller lutning vinkel på löpbandet alla måste beaktas. Detta innebär att löpbandet i sig måste kontrolleras och kalibreras samt37. Konsekvent medvetenhet om sådana bullergenererande fenomen måste spåras och genomföras i det dagliga experimentet.

Precisionen hos effektuteffektbaserade simuleringar och deras resultat är helt beroende av standardisering, praxis och utbildning av dem som utför experimenten. Mångfald av löpband, ergometrar eller någon annan elektroniskt motordriven anordning kan vara ett problem, vilket framgår av De Groot et al.51. I utbyte mot befolkningsbaserade uppgifter bör man vara medveten om den potentiella roll som sådana skillnader har när det gäller testresultaten. I alla rullstolsexperiment bör en korrekt förklaring av provningsförhållandena och öppen presentation av de faktiska värdena för hastighet, motstånd och uteffekt presenteras för alla undergrupps- eller mättillstånd.

Vid rullstolsexperiment är det svårt att fly från när de fokuserar på de faktiska rullstolsanvändarna. Bland dem, personer med en ryggmärgsskada är oftast föremål för forskning, eftersom de tenderar att ha en stabil ryggmärg lesion för resten av livet. Lesion nivå, fullständighet, kön, ålder, talang och utbildning status bestämma heterogenitet en sådan studiegrupper57. Att öka antalet deltagare genom multicentersamarbete är ett viktigt sätt att kringgå detta och öka kraften i experiment57, även i ett tidigt skede av rehabilitering10. Detta dokument är förhoppningsvis en språngbräda till en bred diskussion om rullstol experimentera i rehabilitering och adaptiva idrottssamhällen som förhoppningsvis leder till internationellt samarbete och kunskapsutbyte genom befintliga och nya nätverk av forskare. Tillgången till lämplig testinfrastruktur möjliggör konsekvent övervakning och utvärdering av framsteg en klinisk rehabilitering, adaptiva sporter och därefter.

Disclosures

Författarna har inget att avslöja.

Acknowledgments

Utarbetandet av detta manuskript stöddes ekonomiskt av ett bidrag från Samenwerkingsverband Noord-Nederland (OPSNN0109) och samfinansierades genom ppp-bidraget från de bästa konsortierna för kunskap och innovation vid ekonomiministeriet.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
'coast_down_test' software University Medical Center Groningen - Custom made
ADA3 software University Medical Center Groningen - Custom made
Angle sensor Mitutoyo Pro 360
Calibration weights (0-10kg in 1kg increments) University Medical Center Groningen - Custom made
Drag test force sensor (20kg) AST KAP-E/Z
Extra wide treadmill Motek-forcelink 14-890-0387
IMU sensor set X-IO Technologies NGIMU
Inertial dummy Max Mobility Optipush
Lightweight rope - - Custom made
Lode Ergometry Manager Lode LEM 10
Measurement wheel Max Mobility Optipush
Pulley system University Medical Center Groningen - Custom made
Spirometer COSMED K-5
Stopwatch Oneplus 6T Phone stopwatch
Tachometer Checkline CDT-2000HD
Treadmill attachment for drag test University Medical Center Groningen - Custom made
Weights for pulley (0-2kg in 5g increments) University Medical Center Groningen - Custom made
Wheelchair Küsschall K-series
Wheelchair roller ergometer Lode Esseda

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Flemmer, C. L., Flemmer, R. C. A review of manual wheelchairs. Disability and Rehabilitation: Assistive Technology. 11 (3), 177-187 (2016).
  2. WHO. World Report on Disability 2011. , WHO Press. Geneva, Switzerland. (2011).
  3. Liu, X., Liu, N., Zhou, M., Lu, Y., Li, F. Bibliometric analysis of global research on the rehabilitation of spinal cord injury in the past two decades. Therapeutics and Clinical Risk Management. 15, 1-14 (2019).
  4. Coe, P. L. Aerodynamic characteristics of wheelchairs. NASA Technical Memorandum 80191. , (1979).
  5. Khoo, S., Li, C., Ansari, P. The Top 50 Most Cited Publications in Disability Sport: A Bibliometric Analysis. Perceptual and Motor Skills. 125 (3), 525-545 (2018).
  6. Cooper, R. A. Wheelchair research progress, perspectives, and transformation. Journal of Rehabilitation Research & Development. 49 (1), 1-5 (2012).
  7. de Groot, S., et al. WHEEL-I: development of a wheelchair propulsion laboratory for rehabilitation. Journal of Rehabilitation Medicine. 46 (6), 493-503 (2014).
  8. van der Woude, L. H., Veeger, H. E., Dallmeijer, A. J., Janssen, T. W., Rozendaal, L. A. Biomechanics and physiology in active manual wheelchair propulsion. Medical Engineering & Physics. 23 (10), 713-733 (2001).
  9. van der Woude, L. H., de Groot, S., Janssen, T. W. Manual wheelchairs: Research and innovation in rehabilitation, sports, daily life and health. Medical Engineering & Physics. 28 (9), 905-915 (2006).
  10. de Groot, S., et al. Course of gross mechanical efficiency in handrim wheelchair propulsion during rehabilitation of people with spinal cord injury: a prospective cohort study. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 86 (7), 1452-1460 (2005).
  11. van Koppenhagen, C. F., et al. Patterns of Changes in Wheelchair Exercise Capacity After Spinal Cord Injury. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 94 (7), 1260-1267 (2013).
  12. van der Woude, L. H., et al. Wheelchair racing: effects of rim diameter and speed on physiology and technique. Medicine & Science in Sports & Exercise. 20 (5), 492-500 (1988).
  13. van der Woude, L. H. V., et al. Seat height: effects on submaximal handrim wheelchair performance during spinal cord injury rehabilitation. Journal of Rehabilitation Medicine. 41 (3), 143-149 (2009).
  14. Veeger, H. E., Rozendaal, L. A., van der Helm, F. C. Load on the shoulder in low intensity wheelchair propulsion. Clinical Biomechanics. 17 (3), 211-218 (2002).
  15. Veeger, H. E. J., Vanderwoude, L. H. V., Rozendal, R. H. Load on the upper extremity in manual wheelchair propulsion. Journal of Electromyography and Kinesiology. 1 (4), 270-280 (1991).
  16. Arnet, U., van Drongelen, S., Scheel-Sailer, A., van der Woude, L. H., Veeger, D. H. Shoulder load during synchronous handcycling and handrim wheelchair propulsion in persons with paraplegia. Journal of Rehabilitation Medicine. 44 (3), 222-228 (2012).
  17. Vegter, R., de Groot, S., Lamoth, C., Veeger, D., Van der Woude, L. Initial Skill Acquisition of Handrim Wheelchair Propulsion: A New Perspective. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. , (2013).
  18. Vegter, R. J., Lamoth, C. J., de Groot, S., Veeger, D. H., van der Woude, L. H. Inter-individual differences in the initial 80 minutes of motor learning of handrim wheelchair propulsion. PLoS One. 9 (2), e89729 (2014).
  19. van Ingen Schenau, G. J. Cycle power: a predictive model. Endeavour, New Series. 12, (1988).
  20. van der Woude, L. H., de Groot, G., Hollander, A. P., van Ingen Schenau, G. J., Rozendal, R. H. Wheelchair ergonomics and physiological testing of prototypes. Ergonomics. 29 (12), 1561-1573 (1986).
  21. Vegter, R. J. K., de Groot, S., Hettinga, F. J., Veeger, H. E. J., van der Woude, L. H. V. Design of Manually Propelled Wheelchairs: Optimizing a Wheelchair-User Combination. , http://cirrie.buffalo.edu (2010).
  22. Janssen, T., et al. Relationship between physical strain during standardised ADL tasks and physical capacity in men with spinal cord injuries. Spinal Cord. 32 (12), 844 (1994).
  23. de Klerk, R., Lutjeboer, T., Vegter, R. J. K., van der Woude, L. H. V. Practice-based skill acquisition of pushrim-activated power-assisted wheelchair propulsion versus regular handrim propulsion in novices. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 15 (1), 56 (2018).
  24. Vanderwoude, L. H. V., et al. Manual wheelchair propulsion-Effects of power output on physiology and technique. Medicine & Science in Sports & Exercise. 20 (1), 70-78 (1988).
  25. Hintzy, F., Tordi, N. Mechanical efficiency during hand-rim wheelchair propulsion: effects of base-line subtraction and power output. Clinical Biomechanics. 19 (4), 343-349 (2004).
  26. Chénier, F., Champagne, A., Desroches, G., Gagnon, D. H. Unmatched speed perceptions between overground and treadmill manual wheelchair propulsion in long-term manual wheelchair users. Gait & Posture. 61, 398-402 (2018).
  27. Broucha, L., Krobath, H. Continuous recording of cardiac and respiratory functions in normal and handicapped people. Human Factors. 9 (6), 567-572 (1967).
  28. Clarke, K. Caloric costs of activity in paraplegic persons. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 47, 427-435 (1966).
  29. Guo, L., Kwarciak, A. M., Rodriguez, R., Sarkar, N., Richter, W. M. Validation of a biofeedback system for wheelchair propulsion training. Rehabilitation Research and Practice. 2011, (2011).
  30. Cooper, R. A. SMARTWheel: From concept to clinical practice. Prosthetics and Orthotics International. 33 (3), 198-209 (2009).
  31. DiGiovine, C., Cooper, R., Dvornak, M. 'Magnificent Milestones and Emerging Opportunities in Medical Engineering' (Cat. No. 97CH36136). Proceedings of the 19th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 97, IEEE. 1888-1891 (1997).
  32. Theisen, D., Francaux, M., Fay, A., Sturbois, X. A new procedure to determine external power output during handrim wheelchair propulsion on a roller ergometer: a reliability study. International Journal of Sports Medicine. 17 (08), 564-571 (1996).
  33. de Klerk, R., et al. Measuring handrim wheelchair propulsion in the lab: a critical analysis of stationary ergometers. IEEE Reviews in Biomedical Engineering. , In press (2019).
  34. van Ingen Schenau, G. J. Some fundamental aspects of the biomechanics of overground versus treadmill locomotion. Medicine & Science in Sports & Exercise. 12 (4), 257-261 (1980).
  35. Voigt, E. D., Bahn, D. Metabolism and pulse rate in physically handicapped when propelling a wheel chair up and incline. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine. 1 (3), 101-106 (1969).
  36. Bennedik, K., Engel, P., Hildebrandt, G. Der Rollstuhl. , Schindele Verlag. (1978).
  37. de Groot, S., Zuidgeest, M., van der Woude, L. H. Standardization of measuring power output during wheelchair propulsion on a treadmill Pitfalls in a multi-center study. Medical Engineering & Physics. 28 (6), 604-612 (2006).
  38. Veeger, H. E., van der Woude, L. H., Rozendal, R. H. Wheelchair propulsion technique at different speeds. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine. 21 (4), 197-203 (1989).
  39. Brattgard, S. O., Grimby, G., Hook, O. Energy expenditure and heart rate in driving a wheelchair ergometer. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine. 2, 143-148 (1970).
  40. Niesing, R., et al. Computer-controlled wheelchair ergometer. Medical & Biological Engineering & Computing. 28 (4), 329-338 (1990).
  41. van der Woude, L. H., Dallmeijer, A. J., Janssen, T. W., Veeger, D. Alternative modes of manual wheelchair ambulation: an overview. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 80 (10), 765-777 (2001).
  42. Thomas, S., Reading, J., Shephard, R. J. Revision of the Physical Activity Readiness Questionnaire (PAR-Q). Canadian Journal of Sport Sciences. 17 (4), 338-345 (1992).
  43. Chisholm, D., et al. PAR-Q validation report: the evaluation of a self-administered pre-exercise screening questionnaire for adults. Victoria: Canada: BC Ministry of Health and Welfare. , (1978).
  44. Poole, D. C., Jones, A. M. Oxygen uptake kinetics. Comprehensive Physiology. 2 (2), 933-996 (2011).
  45. Whipp, B. J., Wasserman, K. Oxygen uptake kinetics for various intensities of constant-load work. Journal of Applied Physiology. 33 (3), 351-356 (1972).
  46. Veeger, H. E., van der Woude, L. H., Rozendal, R. H. Within-cycle characteristics of the wheelchair push in sprinting on a wheelchair ergometer. Medicine & Science in Sports & Exercise. 23 (2), 264-271 (1991).
  47. van der Scheer, J. W., de Groot, S., Vegter, R. J., Veeger, D. H., van der Woude, L. H. Can a 15m-overground wheelchair sprint be used to assess wheelchair-specific anaerobic work capacity? Medical Engineering & Physics. 36 (4), 432-438 (2014).
  48. Van der Woude, L., Van Croonenborg, J., Wolff, I., Dallmeijer, A., Hollander, A. Physical work capacity after 7 wk of wheelchair training: effect of intensity in able-bodied subjects. Medicine & Science in Sports & Exercise. 31 (2), 331-341 (1999).
  49. Fuss, F. K. Influence of mass on the speed of wheelchair racing. Sports Engineering. 12 (1), 41-53 (2009).
  50. Vegter, R. J., Lamoth, C. J., De Groot, S., Veeger, D. H., Van der Woude, L. H. Variability in bimanual wheelchair propulsion: consistency of two instrumented wheels during handrim wheelchair propulsion on a motor driven treadmill. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 10 (1), 9 (2013).
  51. de Groot, S., Vegter, R. J., van der Woude, L. H. Effect of wheelchair mass, tire type and tire pressure on physical strain and wheelchair propulsion technique. Medical Engineering & Physics. 35 (10), 1476-1482 (2013).
  52. Khasnabis, C., Mines, K., Organization, W. H. Wheelchair service training package: basic level. , World Health Organization. (2012).
  53. Frank, T., Abel, E. Drag forces in wheelchairs. Ergonomics of Manual Wheelchair Propulsion: State of the Art. Concerted Action 'Mobility Restoration for Paralyzed Persons'. Van der Woude, L. H. V., Meijs, P. J. M., Van der Grinten, B. A., De Boer, Y. A. , IOS Press. Amsterdam, Netherlands. 255-267 (1993).
  54. Kauzlarich, J. Wheelchair rolling resistance and tire design. Biomedical Aspects of Manual Wheelchair Propulsion: The State of the Art IIIAssistive Technology Research Series. Van der Woude, L. H. V., Hopman, M. T. E., Van Kemenda, C. H. , IOS Press. Amsterdam, Netherlands. 158-172 (1999).
  55. Brubaker, C. E., McLaurin, C. A. Ergonomics of wheelchair propulsion. Wheelchair III: report of a wheelchair on specially adapted wheelchairs and sports wheelchairs. , 22-37 (1982).
  56. Eydieux, N., et al. Changes in wheelchair biomechanics within the first 120 minutes of practice: spatiotemporal parameters, handrim forces, motor force, rolling resistance and fore-aft stability. Disability and Rehabilitation: Assistive Technology. , 1-9 (2019).
  57. de Groot, S., et al. Demographics of the Dutch multicenter prospective cohort study 'Restoration of mobility in spinal cord injury rehabilitation'. Spinal Cord. 44 (11), 668-675 (2006).

Tags

Medicin rullstolar framdrivningsteknik motorik effektivitet ergonomi ergometri biomekaniska fenomen
Bestämma och kontrollera extern uteffekt under vanlig handrimrullstolsframdrivning
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

de Klerk, R., Vegter, R. J. K.,… More

de Klerk, R., Vegter, R. J. K., Leving, M. T., de Groot, S., Veeger, D. H. E. J., van der Woude, L. H. V. Determining and Controlling External Power Output During Regular Handrim Wheelchair Propulsion. J. Vis. Exp. (156), e60492, doi:10.3791/60492 (2020).

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