Eksperimentel protokol af en tre minutters udbredt øvelse i rygsøjlen Skadede og ufaglærte personer

Medicine

Your institution must subscribe to JoVE's Medicine section to access this content.

Fill out the form below to receive a free trial or learn more about access:

Welcome!

Enter your email below to get your free 10 minute trial to JoVE!





We use/store this info to ensure you have proper access and that your account is secure. We may use this info to send you notifications about your account, your institutional access, and/or other related products. To learn more about our GDPR policies click here.

If you want more info regarding data storage, please contact gdpr@jove.com.

 

Summary

Vi præsenterer en protokol til at teste den aerobic og anaerobe kraft i overkroppens muskler over en varighed på 3 minutter i ubevægelige såvel som i paraplegiske og tetraplegiske individer. Protokollen præsenterer specifikke ændringer i sin ansøgning om træning i overkroppen hos personer med eller uden handicap.

Cite this Article

Copy Citation | Download Citations

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).

Please note that all translations are automatically generated.

Click here for the english version. For other languages click here.

Abstract

Pålidelige øvelsesprotokoller er nødvendige for at afprøve ændringer i træningsevne hos elite atleter. Ydeevne forbedringer i disse atleter kan være små; Derfor er følsomme værktøjer grundlæggende for at udøve fysiologi. Der er i øjeblikket mange øvelsesprøver, der gør det muligt at undersøge træningskapaciteten hos veluddannede atleter, med protokoller hovedsagelig til underkrops- eller helkropsøvelse. Der er en tendens til at teste atleter i en sportsspecifik indstilling, som ligner de handlinger, som deltagerne er vant til at udføre. Kun få protokoller tester kortvarig, højintensiv træningskapacitet hos deltagere med nedsat underkrop. De fleste af disse protokoller er meget sportsspecifikke og gælder ikke for en bred vifte af atleter. En velkendt testprotokol er 30 s Wingate-testen, som er veletableret i cykling og i armkrumtræningstestning. Denne test analyserer høj intensitetsøvelse i løbet af 30 s tid duration. For at overvåge træningsevnen over længere tid blev en anden metode ændret til applikation på overkroppen. Den 3 min. All-out arm crank ergometer test tillader atleter at blive testet på en måde, der er specifik for 1.500 m kørestole (med hensyn til træningsvarighed), såvel som øvelser i overkroppen som rodd eller håndcykling. For at øge pålideligheden med identiske testbetingelser er det afgørende at præcist replikere indstillinger som modstanden ( dvs. drejningsmomentfaktoren) og deltagernes position ( dvs. højden af ​​vevet, afstanden mellem vev og vinkel Deltager og fastgørelse af deltageren). Et andet vigtigt spørgsmål vedrører starten af ​​øvelsen. Der kræves faste omdrejninger pr. Minut for at standardisere testbetingelserne for træningstestens start. Denne øvelsesprotokol viser vigtigheden af ​​nøjagtige operationer for at gengive identiske testbetingelser og indstillinger.

Introduction

Der er flere øvelsestests, der præcist bestemmer stigningen i træningsevnen hos elite atleter i løbet af en træningsperiode 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . En af disse tests er den pålidelige 3- mins all-out øvelsestest på et bremset cykel ergometer 3 , 4 , 5 , 6 . Denne test blev brugt til at bestemme kritisk kraft, men det blev også anvendt til øvelse test med atleter samt at undersøge 7 , 8 , 9 . Da denne test hovedsagelig blev anvendt til ydre ydre ydelser, såsom ved roning 7 og cykling 3 , 5 , en lignende tEsting protokol til overkrop øvelse var nødvendig. Sportsdiscipliner, der primært bruger overkroppen, kan være mulige modtagere af en ny testprotokol, ud over atleter eller individer med nedsat påvirkning af underkroppens muskler ( fx en amputation eller en forringelse af lemmer på grund af rygmarvsskade). Derfor er en testprotokol på armkrumtegometeret et godt værktøj til nemt at teste træning i overkroppen hos en række atleter fra forskellige sportsdiscipliner.

Eksistensen af ​​en meget lignende 30 s Wingate armkrummometer ergometer test 10 , 11 hjalp med udviklingen af ​​en protokol for en 3 min, all-out arm crank ergometer test. Dens varighed ligner meget på en 1500 kørestolsbane. Derfor blev denne nye testprotokol af 3 min, all-out arm crank ergometer testen testet for sin test-retest pålidelighed 12 . Samlet set er pålideligheden af ​​denneS testprotokol var fremragende, så det kunne være et fremtidigt testværktøj inden for øvelsen i øvelsen. Ikke desto mindre kræver brugen af ​​denne øvelsestest opmærksomhed, især når man tester personer med rygmarvsskade. Formålet med denne eksperimentelle artikel er derfor at demonstrere en detaljeret protokol, der beskriver ikke kun testindstillingerne og analysen af ​​testresultaterne, men det viser også forskellene mellem testning af fysiske personer og atleter med rygmarvsskade.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Undersøgelsen blev godkendt af det lokale etiske udvalg (Ethikkommission Nordwest- und Zentralschweiz, Basel, Schweiz), og der blev indhentet skriftligt informeret samtykke fra deltagerne inden undersøgelsen startede.

1. Test forberedelse og deltager instruktion

  1. Armkrums ergometer
    1. Slå strømmen til det drejningsmomentafhængige armkrums ergometer, inden du åbner softwaren.
    2. Vælg testprotokol til 3 min, all-out ergometer testen.
      1. Indsæt en ny protokol med en 120 s opvarmning, 180 s af prøvetid og en 720 s nedkølingsperiode. Vælg denne testprotokol og åben et nyt deltagerark.
    3. For hver ny test skal du først bestemme deltagerens kropsmasse.
    4. Indstil det relative momentfaktor til 0,2 for fysiske og paraplegiske individer ( f.eks. For en 100 kg deltager med en relativ momentfaktor på 0,2, et drejningsmoment på 20 Nm resultater) 12 .
      1. Påfør et lavere momentfaktor for tetraplegiske deltagere afhængigt af læsionsniveauet i rygmarvsskade; To eller flere kendskabsforsøg er nødvendige for at bestemme den optimale relative momentfaktor for den relevante deltager.
      2. Udfør en fortrolighedsprøve på samme måde som beskrevet i afsnit 2. Hvis der ikke vises nogen spids efter udskrivning af data fra familiariseringsproceduren, eller hvis deltageren ikke var i stand til at dreje i hele 3 minutter, udfør et andet fortrolighedsforsøg med en lavere Momentfaktor. Giv deltagerne en hvileperiode på mindst to dage mellem hvert forsøg.
  2. Indstillinger for træningstest
    1. Juster armens vinkel og registrer den for at gentage identiske testindstillinger i næste test session. Juster og registrer afstanden mellem armkrumgometeret og deltageren.
      1. For at bestemme højden måles distaNc mellem gulvet og fastgørelsen af ​​vevet. For at registrere afstanden mellem vev og deltageren måles og registreres afstanden mellem væggen og stolen fikseringen. Juster armkraftsaksen til en højde vandret til skulderleddet.
    2. Optag enten afstanden mellem vægfiksering og stol eller afstanden mellem ergometeret og stolen fikseringen. Juster stolindstillingerne afhængigt af om deltageren er a) i stand til, b) paraplegisk eller c) tetraplegisk.
      1. Hvis deltageren er ufuldstændig, skal deltageren sidde i stolen fra distributøren.
      2. Hvis deltageren er paraplegisk og har brug for at sidde i deres egen kørestol, skal du bruge et fikseringssæt til at fastgøre kørestolen til armkrumtegometeret. Hvis deltageren ikke har brug for egen kørestol, skal deltagerne sidde i stolen fra distributøren.
      3. Hvis deltageren er tetraplegisk, skal du rette deres overkrop tilStol forsynet af forhandleren eller til deres egen kørestol og eventuelt sætte hænderne på pedalerne. For at klare overkroppen skal du bruge en rem med låseklemme. Ved håndfiksering skal du bruge et armbånd i tetraplegiske patienter.
  3. Yderligere målinger
    1. Sørg for, at laktatsystemopløsningen genopfyldes, inden laktatanalysatoren anvendes. Indsæt en ny chip sensor hver sjette måned. Brug kvalitetskontrolopløsningen (12 mM) hver dag og 3 mM kvalitetskontrolopløsningen hver anden uge.
      1. Sæt 12 mM kvalitetskontrolopløsningen i "STD 1" -sporet hver morgen.
      2. For yderligere at forbedre kvaliteten tilsættes 3 mM kvalitetsstyringsløsninger i mellemrum "1" og "2" og kør en måling ved at trykke på "start" hver anden uge. Målingerne skal resultere i et interval mellem 2,96 og 3,10 mM.
    2. At bestemme hele blod lactat koncentration før og aFter 3 min, all-out arm crank ergometer test, opnå en baseline lactat koncentration. Desinficer ørepinden med et desinfektionsmiddel, inden du trækker en blodprøve fra ørepinden ved hjælp af en 10 μl kapillær. Brug et lancet til at få hele blodprøven.
      1. Når kapillæren er helt fuld af blod, skal du lægge den i hæmolysekoppen.
        BEMÆRK: Disse kopper er kommercielt tilgængelige og påfyldes med en hemolysningsopløsning. Ryst opløsningen, indtil blodet er fuldstændigt blandet, inden det lægges i laktatanalysatorens bakke.
      2. Kør en kalibrering inden analysen af ​​lactatkoncentrationen. Placer kvalitetsbekæmpelseskoppen i lactatanalysatoren (se trin 1.3.1.1.). Sørg for, at kalibreringen resulterer i en 12 mM laktatkoncentration; Ellers skal du udskifte chip-sensoren.
      3. Placer prøverne i de nummererede slots, begyndende med "1" for den prøve, der blev taget først.
        BEMÆRK: Efter kalibrering er færdig, måles prøverneUred automatisk af chip sensor system.
    3. For at bestemme hjertefrekvensen skal du placere et hjertebælte rundt om deltagernes kiste og rette hjertefrekvensskærmen til armkrummens ergometer. Start målingen ved at trykke på den røde startknap på skærmen. Hvis der ikke vises et hjertefrekvens på uret, blødt hjertebæltet med vand for at sikre en god registrering af hjertefrekvensen.
    4. For at bestemme iltforbruget under opvarmning og i 3 min. All-out-test kalibrere den metaboliske vogn før testen. Kør automatisk volumen og gaskalibrering umiddelbart før testen og inden du sætter masken på.
      1. Åbn den automatiske volumenkalibrering i softwaren, og tryk på startknappen. Gem resultaterne, hvis fejlen er under 3% på skærmen.
      2. Åbn gaskalibreringen i softwaren, samt kalibreringsgasen, og start med den automatiske kalibrering.
        BEMÆRK: Kalibreringsgassen består af 5% CO 2 ,16% 02 og 79% N2. Når 8 grønne knapper vises på skærmen i slutningen af ​​kalibreringen, er kalibreringen vellykket, og resultaterne kan gemmes. Luk gasflasken for at undgå gasudslip.
      3. Sørg for, at deltagerens faktiske kropsmasse er indsat i computerprogrammet. Når deltageren er valgt af søgemaskinen på computeren, skal du vælge "ergospirometri" i softwaren og starte med måling af rumluftkoncentration ved at trykke på startknappen.
      4. For at køre denne kalibrering, tag sensoren ud af spirometeret og tryk på startknappen. Kalibrering er afsluttet, når "ok" vises på computeren.
      5. I løbet af kalibreringen sættes iltmasken på deltageren.
      6. Når målingen af ​​rumluftkoncentration er afsluttet, og programmet er klar til måling, skal sensoren tilbage i spirometeret. Så sæt hele spirometeret ind i hulrummet oF masken; Apparatet er nu klar til at måle iltforbruget.
      7. Derudover skal du fastgøre spirometerets slange et sted ( f.eks. På skulderen med et klæbebånd), så det ikke blander sig under armen.

2. Udførelse af træningsprotokollen

  1. Opvarmning
    1. 1 minut inden opstart af opvarmningen, begynd at måle iltforbruget i hvile, når deltageren sidder ved armkrummens ergometer uden at flytte eller snakke. Tryk på startknappen i softwareprogrammet.
    2. Start samtidig måling af hjertefrekvensen ved at trykke på den røde knap. Mål hjertefrekvensen under opvarmningen såvel som under og efter testen.
    3. Udfør en standardiseret opvarmning i løbet af 2 minutter ved 20 W før testens start. I løbet af de sidste 30 s af opvarmning skal du holde kadensen konstant ved 60 omdrejninger pr. Minut. Tæl ned de sidste 10 s af den 30-årige opvarmning.
    4. 3 min all-out træningstest
      1. I slutningen af ​​nedtællingen skal du sørge for at give et klart startesignal ved at råbe "gå". Når startssignalet er givet, skal deltageren accelerere.
      2. Oplys deltageren om at accelerere armkrumgometeret til den maksimale hastighed lige ved testens begyndelse. Hold kadensen ved den maksimale hastighed under hele testen. Af standardiseringshensyn må du ikke opmuntre deltagerne under testene.
      3. Giv oplysninger om varighed hver 30 s. Afslut testen efter en varighed på 3 minutter.
    5. Cooldown og post analyse
      1. Efter afslutningen af ​​3 min all-out-test måler slut lactatkoncentrationen, hvis ønsket, og derefter hvert andet minut i de næste 10 minutter. Genbrug samme punkteringssted til blodprøvetagning som anvendt før testen.
      2. Stop målingen af ​​iltforbrug efter afslutning af disse 3 Min ved at trykke på stopknappen. Fjern iltmasken. Gem målingen af ​​iltforbrug på computeren ved at trykke på exitknappen og ved at klikke på "ja", når softwaren beder om datalagring.
        BEMÆRK: Dataene gemmes i softwareprogrammet og kan nemt konverteres til et csv-dokument senere.
      3. For at eksportere data skal du trykke på knappen "Eksporter" for at konvertere filen til et csv-dokument til senere analyse. Stop hjertemålingens måling ved at trykke på stopknappen på venstre side af hjertefrekvensskærmen, når alle blodprøver er trukket fra øret.

    3. Data analyse og fortolkning af resultaterne

    1. Ydeevne parametre
      1. Analyser flere forskellige parametre efter afslutningen af ​​denne præstationsprøve.
        Først gem testen og eksporter den til et regneark.
      2. Beregn den gennemsnitlige effekt (P mean =_upload / 55485 / 55485eq1.jpg "/> ligning Over 3 minutter, peak power og den minimale effekt mellem disse 3-min 12 .
        BEMÆRK: peak power (P peak ) er den maksimale effekt i hele 3 min. Effekten måles i 0,2-s intervaller. Spidsen er den højeste og den minimale effekt (P min ) den laveste enkelt effektmåling.
      3. Beregn udmattelsesindekset som strømfaldet pr. Sekund fra topkraft til slutkraft ((P peak [W] - P min [W]) / (t min [s] - t peak [s])).
      4. Beregn det samlede arbejde i hele 3 min ved at tilføje det arbejde, der udføres hvert sekund (Arbejde [J] = modstand [kg] * omdrejninger pr. Minut * svinghjulsafstand [m] * tid [min.]).
      5. Beregn tiden fra start til topkraft (tid til peak power = t peak [s]). Desuden beregnes den relative top (relativ P peAk = P peak / kg legemsmasse) og middelværdien (relativ P gennemsnit = P gennemsnit / kg legemsmasse) ved at dividere de absolutte værdier af deltagerens kropsmasse.
      6. Opdel 3-min all-out testen i 30 s segmenter for at kontrollere pacing strategi og træthed over disse 3 min. Beregn den gennemsnitlige effekt for hvert 30-s segment (P mean = ligningligning .
    2. Andre målinger
      1. Placer alle blodprøver i de nummererede slots i blodlaktatanalysatoren og kør målingen automatisk ved at trykke på "analysér". Udskriv blod lactatkoncentrationer til senere analyse ved at tænde printeren.
      2. Send hjertemålinger til computeren ved hjælp af en infrarød enhed fra producenten. Åbn softwaren på hjertefrekvensskærmen og importer data fra hjertebårenOvervåge til softwaren. Gem dataene lokalt og eksporter det om muligt til et regneark til senere analyse ( f.eks. Segmentanalyse) 13 .
      3. Indstil en markør lige ved begyndelsen af ​​3 minutter og i slutningen af ​​3 minutter, så det gennemsnitlige, maksimale og minimale hjertefrekvens beregnes automatisk for dette segment.
        BEMÆRK: Hjertehastigheden beregnes automatisk i gennemsnit af softwaren over 5 s intervaller.
      4. Eksporter dataene til iltforbrug til en csv-fil (trin 2.3), og åbn det i et regneark for analyse 14 . Beregn det gennemsnitlige iltforbrug i hvile: (VO 2_rest = ligningligning Og i løbet af 3 minutter (VO 2_180s = ligningligning , Såvel som toppenIltforbrug og iltforbrug i de 30 s segmenter : (VO 2_30s = ligningligning .
        BEMÆRK: Dataene for iltforbrug måles i åndedræt og derefter gennemsnitlig automatisk over en varighed på 15 s pr. Segment. Det maksimale iltforbrug er den højeste værdi i løbet af en 15-s interval i løbet af 3-minutters træningstest.
    3. Statistik
      1. Brug Shapiro-Wilk-testen, QQ-plottet og Kolmogorov Smirnov-testene til at kontrollere den normale fordeling af dataene. Hvis dataene distribueres normalt, præsenter det som middel og standardafvigelsen (SD).
      2. Analyser test-retest pålideligheden ved hjælp af intra-klasse korrelationskoefficient (ICC; 3,1 model) 15 .
      3. Beregn den absolutte og relative pålidelighed ved hjælp af standardfejl for måling (SEM), koefficientVariant (CV), mindste reelle forskel (SRD) og 95% konfidensinterval for ICC 16 .
        BEMÆRK: ICC skal fortolkes i henhold til Munros klassificering 17 : 0,26 til 0,49 afspejler en lav korrelation; 0,50 til 0,69 afspejler en moderat korrelation; 0,70 til 0,89 afspejler en høj korrelation; Og 0,90 til 1,0 indikerer en meget høj korrelation. Den absolutte pålidelighed bør præsenteres som SRD, CV og SEM, og den relative pålidelighed skal være i form af ICC 16 , 18 .
      4. Analyser væsentlige ændringer mellem de to test sessioner ved hjælp af en parret t-test. For at vise overenskomsten af ​​datasætene for begge test sessioner skal du bruge Bland-Altman 19 plots. Brug statistisk software til at udføre dataanalyse; Sæt et statistisk signifikansniveau på 0,05 igennem.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Test-retest pålideligheden blev kontrolleret i 21 rekreativt trænet (men ikke specifikt overkroppen uddannet), ikke-ryger personer (9 mænd, 12 kvinder, alder: 34 ± 11 år, kropsmasse: 69,6 ± 11,1 kg og højde: 175,5 ± 6,9 cm). Tabel 1 viser resultaterne for de relative og absolutte test-retest reliabiliteter 12 . Den maksimale effekt sammenlignet mellem testen og retest er vist i figur 1 12 . Et Bland Altman-plot til denne test-retest er vist i figur 2 12 . Derefter blev denne 3-min. All-out arm crank ergometer test brugt i 17 ubevægelige (alder: 38 ± 7 år, højde: 183 ± 13 cm og kropsmasse: 79 ± 6 kg), 10 paraplegiske og 7 tetraplegiske deltagere ( tabel 2 ). Individuelle data, der repræsenterer en fysisk såvel som en tetraplegisk deltager, præsenteres iN Figur 3 . Frivillige deltagere viste en maksimal effekt på 483 ± 94 W, mens paraplegiske og tetraplegiske deltagere viste sig at have en topkraft på henholdsvis 375 ± 101 W og 98 ± 49 W. Den gennemsnitlige effekt viste sig at være 172 ± 20 W, 157 ± 28 W og 40 ± 14 W for henholdsvis fysiske, paraplegiske og tetraplegiske deltagere. Signifikante forskelle i middel- og topkraft blev fundet mellem ufrivillige og tetraplegiske deltagere (p <0,001) såvel som mellem paraplegiske og tetraplegiske deltagere (p <0,001). Slutlaktatkoncentrationen var 8,9 ± 2,4 mM hos ufrivillige deltagere, 10,6 ± 2,9 mM hos paraplegiske deltagere og 4,0 ± 0,8 mM hos tetraplegiske deltagere. Det gennemsnitlige hjertefrekvens under 3-min-all-out-testen var 155 ± 9,2 slag pr. Minut i uafbrudt, 163 ± 6,2 bpm i paraplegisk og 113 ± 15,9 bpm hos tetraplegiske deltagere. Igen var hjertefrekvensen hos tetraplegiske deltagere signi Ficantly lavere i forhold til paraplegiske (p <0,001) såvel som til ufrivillige deltagere (p <0,001). Oxygenforbruget målt under en 3-min all-out-test er vist i figur 4 .

figur 1
Figur 1: Gennemsnitlig effekt sammenlignet mellem de to 3-min-all-out øvelsestests på et armkrums ergometer 12 . Den solide linje repræsenterer den bedste pasform og den stiplede linje identitetslinjen. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figur 2
Figur 2: Bland-Altman-plot til maksimal effekt 12 . SD = standardafvigelse.Ve.com/files/ftp_upload/55485/55485fig2large.jpg "target =" _ blank "> Venligst klik her for at se en større version af denne figur.

Figur 3
Figur 3: Individuelle data fra 3-min all-out arm crank ergometer test for en ufrivillig såvel som en tetraplegic deltager. Venstre = ubevægelig deltager; Højre = tetraplegic deltager Blå linje = effektudgang; Grøn linje = kadence. Klik her for at se en større version af denne figur.

Figur 4
Figur 4: Oxygenforbrug under en 3 min all-out armkrums ergometer test i en ufuldstændig deltager. Tidspunkt nul repræsenterer starten på 3 min testen. DatA er præsenteret som de rå data, der måles i åndedræt.

ICC 95% CI SEM SRD% CV
Peak power [W] 0,961 [0,907; 0,984] 2 5.6 6,66
Middel strøm [W] 0,984 [0,960; 0,993] 0,6 1.6 3,13
Minimal effekt [W] 0,964 [0,914; 0,985] 1.4 4 6,05
Tid til at sprænge [s] 0,379 [-0,052; 0,691] 22.5 62.4 11,37
Træthed indeks 0.940 [0,858; 0,975] 3.6 9.9 9,43
Rel. Peak power [W /kg] 0,922 [0,818; 0,968] 2.8 7.8 6,45
Rel. Gennemsnitlig effekt [W / kg] 0.950 [0,882; 0,979] 1.1 3.2 3,46
Samlet arbejde [J] 0,984 [0,960; 0,993] 0,6 1.6 3,13

Tabel 1: Test-retest pålidelighed for alle parametre 12 . ICC = korrelationskoefficient inden for klassen; CI = fortroligt interval SEM = standard fejl af måling; SRD = mindste reelle forskel; CV = variationskoefficient rel. = Relativ

Paraplegisk deltager Lesion niveau AIS Alder (y) Kropsmasse (kg) Højde (cm)
P01 Th12 EN 47 80 184
P02 Th10 EN 43 73 183
P03 Th11 EN 55 72 174
P04 L1 EN 26 64 150
P05 Th12 EN 22 63 185
P06 L1 EN 32 76 175
P07 Th11 EN 59 80 178
P08 L1 EN 35 63 165
P09 L4 EN 44 78 176
P10 L1 EN 48 80 185
Betyde 41 73 176
SD 12.1 6.8 10.4
Tetraplegic deltager Lesion niveau AIS Alder (y) Kropsmasse(Kg) Højde (cm)
T01 C5 EN 24 85 188
T02 C7 EN 31 60 180
T03 C7 EN 40 60 168
T04 C7 EN 31 80 190
T05 C5 EN 43 80 176
T06 C6 EN 56 74 170
T07 C5 EN 65 75 190
41 73 180
SD 13.6 9.9 9.3

Tabel 2: Antropometriske data for paraplegiske og tetraplegiske deltagere. AIS = American Spinal Injury Association Forringelse Skala, Th = thorax, L = lumbal, C = cervikal, SD = standardafvigelse.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Træningstest i rygmarvsskadede atleter er afgørende for at følge træningsevnen i løbet af flere måneder eller mange års træning. Der findes kun nogle få øvelsestests for at kontrollere kortvarig, højintensiv træningsevne på armkrumtegometeret. Denne metode beskriver detaljeret, hvordan en øvelsestest, der allerede blev undersøgt for dens pålidelighed i cykling 5 og roing 7, kunne anvendes på armkrumtegometeret. For at indsamle pålidelige og meningsfulde resultater er to faktorer meget vigtige: For det første forberedelse af deltageren til denne øvelse test og for det andet standardisering af testen. Dermed bliver deltagerne instrueret om at komme ind i laboratoriet i en udhvilet tilstand, hvilket ikke betyder intenst træning i løbet af de to dage før testen. Fødeindtagelse ( f.eks. Kulhydratrig ernæring 24 timer før test) og søvn ( f.eks. Mindst 7 timers søvn i de to nætter forud for test) skal også tagesEn i betragtning. Derudover skal der før en første "ægte" øvelsestest udføres en fortrolighedsprøve for at sikre, at deltageren forstår testprotokollen. Den anden betingelse vedrører standardiseringen af ​​testprotokollen, som omfatter opvarmning, teststart og fastgørelsesstrategier for kørestol og hænder (trin 1.2). Disse indstillinger skal holdes identiske for hver test med samme person. Kraftens højde kan også påvirke effektudgangen og iltforbruget 20 . Derudover kan håndgrebspositionen være klinisk relevant med hensyn til skulder smerter efter øvelsen 21 . Endvidere kan abdominal binding påvirke respiratorisk funktion og ilttransport 22 , men det synes at øge stamme stabilitet og træningsevne 23 . Det er derfor bedst at registrere justeringer og fikseringer i detaljer for at reproducere eQuivalente betingelser i den følgende test.

Resultaterne i figur 1 og 2 viste, at denne 3 min. All-out arm crank-test er pålidelig i ubevægelige deltagere og kan bruges til forskning eller motionstestning 12 . Ved sammenligning af ufrivillige, paraplegiske og tetraplegiske deltagere med hinanden blev der fundet forskelle mellem disse tre grupper. Frivillige og paraplegiske deltagere viste meget ens resultater for maksimal og gennemsnitlig effekt, mens tetraplegiske deltagere udførte med en signifikant lavere effekt. Lignende resultater blev vist ved sammenligning af 30 s Wingate-testen for paraplegiske deltagere 11 med den ene for tetraplegiske deltagere 10 . På grund af de forskellige læsionsniveauer i disse rygmarvsskadede deltagere påvirkes forskellige muskler af svækkelsen. Således med et højere læsionsniveau ( fx i tetraplegisk paDeltagere), resulterer en mindre aktiv muskelmasse i en lavere effekt ( tabel 2 ). For at mindske læsionens variabilitet blev kun personer med et læsionsniveau mellem cervikal 5 (C5) og 7 (C7) og med en motorisk og sensorisk fuldstændig rygmarvsskade inkluderet for at repræsentere tetraplegiske deltagere. Ikke desto mindre kan selv mellem sådanne deltagere en høj inter-individuel variabilitet forekomme. Personer med en skade under C5 har kun Musculus (M.) biceps aktiveret i armene, mens personer med en skade under C7 viser aktivitet i M. biceps brachii, M. extensor radialis og M. triceps arm muskler 24 . Derfor, selv med meget snævre inklusionskriterier som dem, der er nævnt her, var gruppen af ​​deltagere meget inhomogene med hensyn til muskelfunktion. Med hensyn til paraplegiske og ubevægelige deltagere kan man forvente en højere effektudgang hos ufrivillige deltagere på grund af fuld stamme stabilitet og upåvirket luftvejeCle funktion. Vores resultater viste ikke nogen signifikante forskelle i effektudgangen mellem disse to grupper, selv om de ufrivillige deltagere udførte lidt bedre. Dette kan have været, fordi vores deltagere med ufuldstændige studier var mindre uddannede i forhold til de paraplegiske deltagere. Det er muligt, at de paraplegiske deltagere, selv med lavere stamme stabilitet og nedre respiratoriske funktion, var mere tilpassede til arm-cranking, hvilket kunne have kompenseret for deres ulemper.

Selv om denne testprotokol ser ud til at være pålidelig hos fysiske personer, kan test-retest pålidelighed begrænses hos tetraplegiske individer. Effekten i tetraplegiske deltagere viste en meget høj inter-individuel variabilitet, hvilket kan forklares ved forskelle i muskelfunktion og effekt ( f.eks. Aktiv muskel afhængig af læsionsniveau). Ikke desto mindre viste Jacobs, Johnson, Somarriba og Carter en meget høj pålidelighed i den kortere version afDenne test (30 s Wingate test) hos tetraplegiske atleter 10 . Vi antog, at pålideligheden kan være god nok over en længere varighed ( dvs. 3 min i denne protokol), men testede det ikke. Manglen på en test-retest pålidelighed undersøgelse hos personer med tetraplegi er en begrænsning. Således anbefaler vi først at kontrollere protokolets pålidelighed, før du bruger denne testprotokol i en gruppe personer med tetraplegi. En anden begrænsning af undersøgelsen indebærer standardisering af fikseringsstrategier hos deltagere med en meget lav kernestabilitet ( fx personer med højt læsionsniveau, såsom i tetraplegi). For at fastgøre dem på stolen skal en rem være bundet rundt om stolen og deltageren. Således kan det være svært at registrere bøjlens højde og hvor tæt det blev trukket. I en fremtidig undersøgelse ville det være gavnligt at teste om stramningen af ​​en sådan rem påvirker effekten i testprotokollen.

Ikke desto mindre er denne test et godt værktøj til at teste atleter fra forskellige idrætsdiscipliner, der involverer øvelser i overkroppen. Da pacingsstrategien for at gå all-out lige ved testens begyndelse er foruddefineret, er der ikke nogen individuel stimuleringsstrategi til stede.

Til sidst synes denne test at være et pålideligt værktøj til at teste træningsydelse over en varighed på 3 minutter og ligner kortsigtet, højintensiv træningsevne. Der er brug for et fortrolighedsprøve inden dets anvendelse i atleter eller i forskningsundersøgelser for at minimere læringseffekter fra test 1 til test 2. Derudover er der behov for yderligere undersøgelser for at kontrollere test-retest pålidelighed hos deltagere eller atleter med tetraplegi.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Vi er taknemmelige for hjælpen fra Martina Lienert og Fabienne Schaufelberger under træningstest samt fra PD Claudio Perret, ph.d. for hans videnskabelige rådgivning.

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).

Comments

0 Comments


    Post a Question / Comment / Request

    You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

    Usage Statistics