Experimentelles Protokoll eines dreiminütigen, all-out Arm-Kurbel-Übungstests in der Wirbelsäule Verletzte und kräftige Einzelpersonen

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

Wir stellen ein Protokoll vor, um die aerobe und anaerobe Kraft der Oberkörpermuskulatur über eine Dauer von 3 min in fähigen Körpern sowie in querschnittsgelähmten und tetraplegischen Individuen zu testen. Das Protokoll stellt spezifische Änderungen in seiner Anwendung für Oberkörper-Übung bei Personen mit oder ohne Behinderung vor.

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

Zuverlässige Übungsprotokolle sind erforderlich, um Veränderungen in der Trainingsleistung bei Elite-Athleten zu testen. Leistungsverbesserungen bei diesen Athleten können klein sein; Daher sind sensible Werkzeuge für die Physiologie von grundlegender Bedeutung. Es gibt derzeit viele Übungs-Tests, die für die Prüfung der Ausübung Kapazität in körperlichen Athleten, mit Protokollen vor allem für Unter-Körper-oder Ganzkörper-Übung zu ermöglichen. Es gibt einen Trend, um Athleten in einer sportlichen Situation zu testen, die den Aktionen, die die Teilnehmer für die Durchführung verwenden, sehr ähnlich ist. Nur wenige Protokolle testen kurzfristige, hochintensive Trainingskapazitäten bei Teilnehmern mit einer Beeinträchtigung des Unterkörpers. Die meisten dieser Protokolle sind sehr sportlich-spezifisch und gelten nicht für eine breite Palette von Athleten. Ein bekanntes Testprotokoll ist der 30-s-Wingate-Test, der im Radsport und im Arm-Kurbel-Übungs-Test etabliert ist. Dieser Test analysiert hohe Intensität Übung Leistung über eine 30 s Zeit DuratioN. Um die Trainingsleistung über einen längeren Zeitraum zu überwachen, wurde eine andere Methode für die Anwendung auf den Oberkörper modifiziert. Der 3-minütige Allround-Arm-Kurbel-Ergometer-Test ermöglicht es, dass Athleten in einer Art von 1.500 m Rollstuhl-Rennen (in Bezug auf die Trainingsdauer) sowie auf Oberkörper-Übungen wie Rudern oder Hand-Radfahren getestet werden können. Um die Zuverlässigkeit mit identischen Prüfbedingungen zu erhöhen, ist es entscheidend, Einstellungen wie den Widerstand ( dh den Drehmomentfaktor) und die Position der Teilnehmer ( dh die Höhe der Kurbel, den Abstand zwischen der Kurbel und der Teilnehmer und die Fixierung des Teilnehmers). Ein weiteres wichtiges Thema ist der Beginn des Übungstests. Feste Umdrehungen pro Minute sind erforderlich, um die Testbedingungen für den Beginn des Übungstests zu standardisieren. Dieses Übungsprotokoll zeigt die Bedeutung von genauen Operationen, um identische Testbedingungen und Einstellungen wiederzugeben.

Introduction

Es gibt mehrere Übungstests, die den Anstieg der Trainingsleistung bei Elite-Athleten im Laufe eines Trainingszeitraums 1 , 2 , 3 , 4 , 5 genau bestimmen. Einer dieser Tests ist der zuverlässige 3 -minütige All-out-Test auf einem gebremsten Radsport-Ergometer 3 , 4 , 5 , 6 . Dieser Test wurde verwendet, um kritische Macht zu bestimmen, aber es wurde auch angewendet, um die Prüfung mit Athleten, sowie die Forschung 7 , 8 , 9 . Da dieser Test hauptsächlich für die Leistung der unteren Extremitäten verwendet wurde, wie zum Beispiel beim Rudern 7 und beim Radfahren 3 , 5 , ein ähnliches tEsting Protokoll für Oberkörper Übung erforderlich war. Sportdisziplinen, die vorwiegend den Oberkörper nutzen, sind möglicherweise für ein solches neues Testprotokoll möglich, zusätzlich zu Athleten oder Personen mit einer Beeinträchtigung der Muskeln des unteren Körpers ( zB Amputation oder Beeinträchtigung von Gliedmaßen durch Rückenmarksverletzungen). Daher ist ein Testprotokoll auf dem Arm-Kurbel-Ergometer ein gutes Werkzeug, um die Oberkörper-Übungsleistung in einer Vielzahl von Athleten aus verschiedenen Sportdisziplinen leicht zu testen.

Die Existenz eines sehr ähnlichen 30 s Wingate Arm Kurbel Ergometer Test 10 , 11 half bei der Entwicklung eines Protokolls für eine 3 min, all-out Arm Kurbel Ergometer Test. Seine Dauer ist sehr ähnlich wie bei einem 1.500 m Rollstuhlfahrer. Daher wurde dieses neue Testprotokoll des 3-minütigen Allround-Arm-Kurbel-Ergometertests auf seine Test-Retest-Zuverlässigkeit getestet. Insgesamt ist die Zuverlässigkeit von thiS Testprotokoll war ausgezeichnet, so könnte es ein zukünftiges Test-Tool auf dem Gebiet der Oberkörper-Übungs-Test sein. Dennoch erfordert die Verwendung dieses Übungstests Aufmerksamkeit, besonders beim Testen von Personen mit einer Rückenmarksverletzung. Daher ist es das Ziel dieses experimentellen Artikels, ein detailliertes Protokoll zu demonstrieren, das nicht nur die Testeinstellungen und die Analyse der Testergebnisse beschreibt, sondern auch die Unterschiede zwischen dem Testen von körperlichen Personen und Athleten mit einer Rückenmarksverletzung.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Die Studie wurde vom örtlichen Ethikkomitee (Ethikkommission Nordwest- und Zentralschweiz, Basel, Schweiz) genehmigt und von den Teilnehmern wurde eine schriftliche Zustimmung erteilt.

1. Testvorbereitung und Teilnehmeranweisung

  1. Armkurbel Ergometer
    1. Schalten Sie das Drehzahlabhängige Arm-Kurbel-Ergometer vor dem Öffnen der Software ein.
    2. Wählen Sie das Testprotokoll für die 3 min, all-out Ergometer-Test.
      1. Legen Sie ein neues Protokoll mit einem 120 s warmup, 180 s Testdauer und einer 720 s Abklingzeit ein. Wählen Sie dieses Testprotokoll und öffnen Sie ein neues Teilnehmerblatt.
    3. Für jeden neuen Test bestimmen Sie die Körpermasse des Teilnehmers vorher.
    4. Setzen Sie den relativen Drehmomentfaktor auf 0,2 für fähige und querschnittsgelähmte Personen ( zB für einen 100-kg-Teilnehmer mit einem relativen Drehmomentfaktor von 0,2, ein Drehmoment von 20 Nm Ergebnisse) 12 .
      1. Tragen Sie einen niedrigeren Drehmomentfaktor für tetraplegische Teilnehmer in Abhängigkeit von der Läsionsniveau der Rückenmarksverletzung an; Für die Ermittlung des optimalen relativen Drehmomentfaktors für den jeweiligen Teilnehmer sind zwei oder mehr Vertrautungsversuche erforderlich.
      2. Führen Sie eine Einführungsstudie in der gleichen Weise durch, wie in Abschnitt 2 beschrieben. Wenn nach dem Drucken der Daten aus der Vertrautungsstudie kein Peak auftritt oder wenn der Teilnehmer nicht für die ganze 3 min gezwungen wurde, eine zweite Einführungsstudie mit einem niedrigeren durchzuführen Drehmomentfaktor Geben Sie den Teilnehmern einen Rest von mindestens zwei Tagen zwischen jedem Versuch.
  2. Übungstesteinstellungen
    1. Passen Sie die Höhe der Armkurbel an und notieren Sie sie, um identische Testeinstellungen in der nächsten Testsitzung zu replizieren. Anpassen und Aufzeichnen des Abstandes zwischen dem Arm-Kurbel-Ergometer und dem Teilnehmer.
      1. Um die Höhe zu bestimmen, messen Sie die distaZwischen dem Boden und der Fixierung der Kurbel. Um den Abstand zwischen der Kurbel und dem Teilnehmer aufzuzeichnen, den Abstand zwischen der Wand und der Stuhlfixierung zu messen und aufzuzeichnen. Stellen Sie die Arm-Kurbelachse auf eine Höhe horizontal zum Schultergelenk ein.
    2. Notieren Sie entweder den Abstand zwischen der Wandfixierung und dem Stuhl oder den Abstand zwischen dem Ergometer und der Stuhlfixierung. Passen Sie die Stuhleinstellungen entsprechend an, ob der Teilnehmer a) fähig ist, b) querschnittsgelähmt oder c) tetraplegisch.
      1. Wenn der Teilnehmer in der Lage ist, den Teilnehmer auf dem Stuhl zu sitzen, der vom Verteiler zur Verfügung gestellt wird.
      2. Wenn der Teilnehmer querschnittsgelähmt ist und in seinem eigenen Rollstuhl sitzen muss, benutze einen Fixierungssatz, um den Rollstuhl auf den Arm-Kurbel-Ergometer zu fixieren. Wenn der Teilnehmer keinen eigenen Rollstuhl braucht, sitzt der Teilnehmer auf dem Stuhl, der vom Verteiler zur Verfügung gestellt wird.
      3. Wenn der Teilnehmer tetraplegisch ist, repariere er den OberkörperStuhl, der vom Verteiler oder zu ihrem eigenen Rollstuhl zur Verfügung gestellt wird und möglicherweise ihre Hände an die Pedale fixiert. Um den Oberkörper zu befestigen, verwenden Sie einen Gurt mit Klettverschluss. Für die Handfixierung, verwenden Sie ein Armband in tetraplegischen Patienten.
  3. Zusätzliche Messungen
    1. Achten Sie darauf, dass die Laktatsystemlösung vor dem Gebrauch des Laktatanalysators wieder aufgefüllt wird. Setzen Sie alle sechs Monate einen neuen Chipsensor ein. Nutzen Sie täglich die Qualitätskontrolllösung (12 mM) und die 3 mM Qualitätskontrolllösung alle zwei Wochen.
      1. Setzen Sie die 12 mM Qualitätskontrolllösung jeden Morgen in den "STD 1" -Slot ein.
      2. Um die Qualität weiter zu verbessern, füge 3 mM Qualitätskontrolllösungen in die Lücke "1" und "2" ein und laufe eine Messung durch Drücken von "Start" alle zwei Wochen. Die Messung sollte einen Bereich zwischen 2,96 und 3,10 mM ergeben.
    2. Um die Ganzblut-Laktat-Konzentration vor und a zu bestimmenFter die 3 min, all-out Arm Kurbel Ergometer Test, erhalten eine Baseline Laktat Konzentration. Desinfizieren Sie das Ohrläppchen mit einem Desinfektionsmittel, bevor Sie eine Blutprobe aus dem Ohrläppchen mit einer 10 μl Kapillare ziehen. Verwenden Sie eine Lanzette, um die ganze Blutprobe zu bekommen.
      1. Wenn die Kapillare voll von Blut ist, steck es in den Hämolyse-Becher.
        HINWEIS: Diese Becher sind im Handel erhältlich und mit einer hämolysierenden Lösung vorgefüllt. Schütteln Sie die Lösung, bis das Blut vollständig vermischt ist, bevor Sie es in das Tablett des Laktat-Analysators legen.
      2. Führen Sie eine Kalibrierung durch, bevor Sie die Laktatkonzentration analysieren. Setzen Sie den Qualitätskontrollbecher in den Laktatanalysator (siehe Schritt 1.3.1.1.). Sicherstellen, dass die Kalibrierung zu einer 12-mM-Laktatkonzentration führt; Andernfalls den Chipsensor austauschen.
      3. Legen Sie die Proben in die nummerierten Slots, beginnend mit "1" für die Probe, die zuerst genommen wurde.
        HINWEIS: Nach Abschluss der Kalibrierung werden die Proben gemessenAutomatisch durch die Chip-Sensor-System.
    3. Um die Herzfrequenz zu bestimmen, legen Sie einen Herzkettengürtel um die Brust des Teilnehmers und fixieren Sie den Herzfrequenzmonitor auf das Armkurbel-Ergometer. Starten Sie die Messung durch Drücken der roten Starttaste auf dem Monitor. Wenn keine Herzfrequenz auf der Uhr angezeigt wird, benetzen Sie den Herzband mit Wasser, um eine gute Aufnahme der Herzfrequenz zu gewährleisten.
    4. Um den Sauerstoffverbrauch während des Aufwärmens zu bestimmen und während des 3-minütigen All-out-Tests den metabolischen Wagen vor dem Test zu kalibrieren. Führen Sie die automatische Lautstärke und Gas-Kalibrierung unmittelbar vor dem Test und bevor Sie die Maske auf.
      1. Öffnen Sie die automatische Lautstärkeregelung in der Software und drücken Sie die Starttaste. Speichern Sie die Ergebnisse, wenn der Fehler unter 3% auf dem Bildschirm liegt.
      2. Öffnen Sie die Gaskalibrierung in der Software sowie das Kalibriergas und starten Sie mit der automatischen Kalibrierung.
        HINWEIS: Das Kalibriergas besteht aus 5% CO 2 ,16% O & sub2 ; und 79% N & sub2 ; . Wenn am Ende der Kalibrierung 8 grüne Tasten auf dem Bildschirm angezeigt werden, ist die Kalibrierung erfolgreich und die Ergebnisse können gespeichert werden. Schließen Sie die Gasflasche, um kein Austreten von Gas zu gewährleisten.
      3. Stellen Sie sicher, dass die tatsächliche Körpermasse des Teilnehmers in das Computerprogramm eingefügt wird. Nachdem der Teilnehmer von der Suchmaschine auf dem Computer ausgewählt wurde, wählen Sie "Ergospirometrie" in der Software und starten mit der Messung der Raumluftkonzentration durch Drücken der Starttaste.
      4. Um diese Kalibrierung durchzuführen, nehmen Sie den Sensor aus dem Spirometer und drücken Sie die Starttaste. Die Kalibrierung ist beendet, wenn auf dem Computer "ok" angezeigt wird.
      5. Währenddessen während der Kalibrierung die Sauerstoffmaske auf den Teilnehmer stellen.
      6. Wenn die Messung der Raumluftkonzentration beendet ist und das Programm bereit ist zu messen, setzen Sie den Sensor wieder in den Spirometer. Dann stelle den ganzen Spirometer in den Hohlraum oF die Maske; Das Gerät ist nun bereit, den Sauerstoffverbrauch zu messen.
      7. Darüber hinaus fixieren Sie den Schlauch des Spirometers irgendwo ( zB auf der Schulter mit einem Klebeband), so dass es nicht stören während der Arm Kurbel Übung.

2. Ausführung des Ausübungsprotokolls

  1. Sich warm laufen
    1. 1 min vor Beginn des Aufwärmens, beginnen Sie, den Sauerstoffverbrauch in Ruhe zu messen, wenn der Teilnehmer am Armkurbel-Ergometer sitzt, ohne sich zu bewegen oder zu sprechen. Drücken Sie die Starttaste im Softwareprogramm.
    2. Gleichzeitig die Messung der Herzfrequenz durch Drücken der roten Taste starten. Messen Sie die Herzfrequenz während des Aufwärmens, sowie während und nach dem Test.
    3. Führen Sie eine standardisierte Aufwärmung über 2 min bei 20 W vor dem Beginn des Tests. Während der letzten 30 s des Aufwärmens, halten Sie die Kadenz konstant bei 60 U / min. Zähle die letzten 10 s des 30-s-Warmlaufs ab.
    4. 3 min all-out Übungstest
      1. Am Ende des Countdowns, vergewissern Sie sich, ein klares Startsignal zu geben, indem Sie "go" schreien. Nach dem Start des Startsignals kann der Teilnehmer beschleunigen.
      2. Weisen Sie den Teilnehmer an, das Armkurbel-Ergometer bis zum Beginn des Tests auf die maximal mögliche Geschwindigkeit zu beschleunigen. Halten Sie die Trittfrequenz während des gesamten Tests auf die maximal mögliche Geschwindigkeit. Aus Normungsgründen ermutigen Sie die Teilnehmer während der Tests nicht.
      3. Geben Sie Informationen über die Dauer alle 30 s. Beenden Sie den Test nach einer Dauer von 3 min.
    5. Abkling- und Nachanalyse
      1. Nach Beendigung des 3-minütigen All-out-Tests messen Sie die End-Laktat-Konzentration, falls gewünscht, und danach alle 2 min für die nächsten 10 min. Wiederholen Sie die gleiche Punktionsstelle für die Blutentnahme, wie sie vor dem Test verwendet wurde.
      2. Stoppen Sie die Messung des Sauerstoffverbrauchs nach Beendigung dieser 3 Min durch Drücken der Stopptaste. Entfernen Sie die Sauerstoffmaske. Sichern Sie die Messung des Sauerstoffverbrauchs auf dem Computer, indem Sie die Exit-Taste drücken und indem Sie auf "Ja" klicken, wenn die Software nach der Datenspeicherung fragt.
        HINWEIS: Die Daten werden im Softwareprogramm gespeichert und können nachträglich in ein CSV-Dokument umgewandelt werden.
      3. Um die Daten zu exportieren, drücke die Schaltfläche "Exportieren", um die Datei in ein CSV-Dokument umzuwandeln. Stoppen Sie die Herzfrequenzmessung durch Drücken der Stopptaste auf der linken Seite des Herzfrequenzmonitors, nachdem alle Blutproben aus dem Ohrläppchen gezogen wurden.

    3. Datenanalyse und Interpretation der Ergebnisse

    1. Leistungsparameter
      1. Analysieren Sie nach Beendigung dieses Performance-Tests mehrere verschiedene Parameter.
        Zuerst den Test speichern und in eine Kalkulationstabelle exportieren.
      2. Berechnen Sie die mittlere Kraft (P mean =_upload / 55485 / 55485eq1.jpg "/> Gleichung Über 3 min, die Spitzenleistung und die minimale Leistung zwischen diesen 3-min 12 .
        HINWEIS: Die Spitzenleistung (P peak ) ist die maximale Leistung während der ganzen 3 min. Die Leistung wird in 0,2-s-Intervallen gemessen. Die Spitzenleistung ist die höchste und die minimale Leistung (P min ) die niedrigste Einzelleistungsmessung.
      3. Berechnen Sie den Ermüdungsindex als Leistungsabfall pro Sekunde von der Spitzenleistung zur Endleistung ((P peak [W] - P min [W]) / (t min [s] - t peak [s])).
      4. Berechnen Sie die Gesamtarbeit über die gesamte 3 min, indem Sie die Arbeit, die jede Sekunde durchgeführt wird, bearbeiten (Arbeit [J] = Widerstand [kg] * Umdrehungen pro Minute * Schwungradabstand [m] * Zeit [min]).
      5. Berechnen Sie die Zeit vom Start bis zur Spitzenleistung (Zeit bis Spitzenleistung = t peak [s]). Weiterhin berechnen wir den relativen Peak (relativer P peAk = P peak / kg Körpermasse) und die mittlere Leistung (relativer P mean = P mean / kg Körpermasse) durch Division der absoluten Werte durch die Körpermasse des Teilnehmers.
      6. Teilen Sie den 3-min-All-out-Test in 30-s-Segmente, um die Stimulationsstrategie und Müdigkeit über diese 3 min zu überprüfen. Berechnen Sie die mittlere Leistung für jedes 30-s-Segment (P mean = GleichungGleichung .
    2. Andere Messungen
      1. Legen Sie alle Blutproben in die nummerierten Schlitze des Blut-Laktat-Analysators und führen Sie die Messungen automatisch durch Drücken von "analysieren". Drucken Sie Blut-Laktat-Konzentrationen für die spätere Analyse durch Einschalten des Druckers.
      2. Übertragen Sie die Herzfrequenz-Messungen an den Computer mit einem Infrarot-Gerät vom Hersteller. Öffnen Sie die Software des Herzfrequenzmonitors und importieren Sie die Daten aus der HerzfrequenzTe Monitor auf die Software. Die Daten lokal speichern und ggf. in eine Tabellenkalkulation zur späteren Analyse exportieren ( zB Segmentanalyse) 13 .
      3. Setzen Sie einen Marker direkt zu Beginn der 3 min und am Ende der 3 min, so dass die durchschnittliche, maximale und minimale Herzfrequenz automatisch für dieses Segment berechnet werden.
        HINWEIS: Die Herzfrequenz wird automatisch von der Software über 5 s Intervalle gemittelt.
      4. Exportieren Sie die Daten für den Sauerstoffverbrauch in eine CSV-Datei (Schritt 2.3) und öffnen Sie sie in einer Tabellenkalkulation für die Analyse 14 . Berechnen Sie den durchschnittlichen Sauerstoffverbrauch in Ruhe: (VO 2_rest = GleichungGleichung Und während der 3 min (VO 2_180s = GleichungGleichung , Sowie die SpitzeSauerstoffverbrauch und Sauerstoffverbrauch während der 30-s-Segmente: (VO 2_30s = GleichungGleichung .
        HINWEIS: Die Daten für den Sauerstoffverbrauch werden mit Atemzug gemessen und dann automatisch über eine Dauer von 15 s pro Segment gemittelt. Der Peak-Sauerstoffverbrauch ist der höchste Wert über ein 15-s-Intervall während des 3-minütigen Übungsversuchs.
    3. Statistiken
      1. Verwenden Sie den Shapiro-Wilk-Test, den QQ-Plot und die Kolmogorov Smirnov-Tests, um die normale Verteilung der Daten zu überprüfen. Wenn die Daten normal verteilt sind, stellen Sie sie als Mittelwert und die Standardabweichung (SD) dar.
      2. Analysieren Sie die Test-Retest-Zuverlässigkeit mit dem Intra-Class-Korrelationskoeffizienten (ICC; 3,1 Modell) 15 .
      3. Berechnen Sie die absolute und relative Zuverlässigkeit mit dem Standardfehler der Messung (SEM), Koeffizienten(CV), kleinste reale Differenz (SRD) und 95% Konfidenzintervall des ICC 16 .
        ANMERKUNG: Das ICC sollte nach Munros Klassifikation interpretiert werden 17 : 0,26 bis 0,49 spiegelt eine geringe Korrelation wider; 0,50 bis 0,69 spiegelt eine moderate Korrelation wider; 0,70 bis 0,89 spiegelt eine hohe Korrelation wider; Und 0,90 bis 1,0 zeigt eine sehr hohe Korrelation an. Die absolute Zuverlässigkeit sollte als SRD, CV und SEM dargestellt werden und die relative Zuverlässigkeit sollte in Form des ICC 16 , 18 erfolgen .
      4. Analysieren Sie signifikante Veränderungen zwischen den beiden Test-Sessions mit einem gepaarten t-Test. Um die Übereinstimmung der Datensätze beider Test-Sessions zu zeigen, verwenden Sie Bland-Altman 19- Plots. Verwenden Sie statistische Software, um Datenanalyse durchzuführen. Setzte eine statistische Signifikanz von 0,05 im gesamten.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Die Test-Retest-Zuverlässigkeit wurde in 21 rekurrenzfähigen (aber nicht speziell Oberkörper ausgebildeten) Personen untersucht, nicht rauchende Personen (9 Männer, 12 Frauen, Alter: 34 ± 11 Jahre, Körpermasse: 69,6 ± 11,1 kg und Höhe: 175,5 ± 6,9 cm). Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse für die relativen und absoluten Test-Retest-Zuverlässigkeiten 12 . Die Spitzenleistung, die zwischen dem Test und dem Wiederholungsversuch verglichen wird, ist in Abbildung 12 dargestellt. Ein Bland-Altman-Plot für diesen Test-Retest ist in Abbildung 2 dargestellt. Danach wurde dieser 3-minütige Allround-Arm-Kurbel-Ergometer-Test in 17 kräftig (Alter: 38 ± 7 Jahre, Höhe: 183 ± 13 cm und Körpergewicht: 79 ± 6 kg), 10 Querschnittsgelähmte und 7 tetraplegische Teilnehmer ( Tabelle 2 ). Einzelne Daten, die einen fähigen und einen tetraplegischen Teilnehmer darstellen, werden dargestelltN Abbildung 3 Abkräftige Teilnehmer zeigten eine Spitzenleistung von 483 ± 94 W, während querschnittsgelähmte und tetraplegische Teilnehmer eine Spitzenleistung von 375 ± 101 W bzw. 98 ± 49 W hatten. Die mittlere Leistung betrug 172 ± 20 W, 157 ± 28 W und 40 ± 14 W für fähige, querschnittsgelähmte und tetraplegische Teilnehmer. Es wurden signifikante Unterschiede in der Mittel- und Spitzenleistung zwischen fähigen und tetraplegischen Teilnehmern (p <0,001) sowie zwischen paraplegischen und tetraplegischen Teilnehmern (p <0,001) gefunden. Die End-Laktat-Konzentration betrug 8,9 ± 2,4 mM bei fähigen Teilnehmern, 10,6 ± 2,9 mM bei paraplegischen Teilnehmern und 4,0 ± 0,8 mM bei tetraplegischen Teilnehmern. Die durchschnittliche Herzfrequenz während des 3-minütigen All-out-Tests betrug 155 ± 9,2 bpm in fähig, 163 ± 6,2 bpm in Querschnittsgelähmung und 113 ± 15,9 bpm bei tetraplegischen Teilnehmern. Wieder war die Herzfrequenz der tetraplegischen Teilnehmer signi Im Vergleich zu Paraplegic (p <0,001) sowie an kapitalgedeckten Teilnehmern (p <0,001). Der Sauerstoffverbrauch, der während eines 3-minütigen All-out-Tests gemessen wurde, ist in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 1
Abbildung 1: Mittlere Leistung verglichen zwischen den beiden 3-min-all-out-Übungsversuchen an einem Armkurbel-Ergometer 12 . Die durchgezogene Linie stellt die beste Passform dar und die gestrichelte Linie der Identitätslinie. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Figur 2
Abbildung 2: Bland-Altman-Plot für Spitzenleistung 12 . SD = Standardabweichung.Ve.com/files/ftp_upload/55485/55485fig2large.jpg "target =" _ blank "> Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 3
Abbildung 3: Individuelle Daten des 3-min-All-out-Arm-Kurbel-Ergometer-Tests für einen fähigen und einen tetraplegischen Teilnehmer. Links = fähiger Teilnehmer; Rechts = tetraplegischer teilnehmer; Blaue Linie = Leistung; Grüne Linie = Kadenz. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.

Abbildung 4
Abbildung 4: Sauerstoffverbrauch bei einem 3-minütigen Allround-Arm-Kurbel-Ergometer-Test in einem fähigen Teilnehmer. Der Zeitpunkt Null stellt den Beginn des 3-minütigen Tests dar. Das datA werden als die Rohdaten gemessen Atem-at-Atem dargestellt.

ICC 95% CI SEM% SRD% Lebenslauf
Spitzenleistung [W] 0,961 [0,907; 0,984] 2 5.6 6.66
Mittlere Kraft [W] 0,984 [0,960; 0,993] 0,6 1.6 3.13
Minimale Leistung [W] 0,964 [0,914; 0,985] 1.4 4 6.05
Zeit zum Höhepunkt [s] 0,379 [-0.052; 0.691] 22.5 62.4 11.37
Ermüdungsindex 0,940 [0.858; 0,975] 3.6 9.9 9.43
Rel. Spitzenleistung [W /kg] 0,922 [0.818; 0,968] 2.8 7.8 6.45
Rel. Mittlere Leistung [W / kg] 0,950 [0,882; 0,979] 1.1 3.2 3.46
Gesamtarbeit [J] 0,984 [0,960; 0,993] 0,6 1.6 3.13

Tabelle 1: Test-Retest-Zuverlässigkeit für alle Parameter 12 . ICC = Intra-Class-Korrelationskoeffizient; CI = zuversichtliches Intervall; SEM = Standardfehler der Messung; SRD = kleinste reale Differenz; CV = Variationskoeffizient; Rel. = Relativ.

Paraplegiker-Teilnehmer Läsionsniveau AIS Alter (y) Körpermasse (kg) Höhe (cm)
P01 Th12 EIN 47 80 184
P02 Th10 EIN 43 73. 183
P03 Th11 EIN 55 72 174
P04 L1 EIN 26 64 150
P05 Th12 EIN 22 63. 185
P06 L1 EIN 32 76 175
P07 Th11 EIN 59 80 178
P08 L1 EIN 35 63. 165
P09 L4 EIN 44 78. 176
P10 L1 EIN 48 80 185
Bedeuten 41 73 176
SD 12.1 6.8 10.4
Tetraplegischer Teilnehmer Läsionsniveau AIS Alter (y) Körpermasse(kg) Höhe (cm)
T01 C5 EIN 24 85 188
T02 C7 EIN 31 60 180
T03 C7 EIN 40 60 168
T04 C7 EIN 31 80 190
T05 C5 EIN 43 80 176
T06 C6 EIN 56 74 170
T07 C5 EIN 65 75 190
41 73 180
SD 13.6 9.9 9.3

Tabelle 2: Anthropometrische Daten von Querschnittsgelähmten und Tetraplegischen Teilnehmern AIS = Amerikanische Wirbelsäulenverletzung Verletzungsmaßstab, Th = Thorax, L = Lendenwirbelsäule, C = Zervikal, SD = Standardabweichung.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Übungs-Tests in Rückenmark-verletzten Athleten ist entscheidend für die Verfolgung Übung Leistung über mehrere Monate oder Jahre der Ausbildung. Es gibt nur wenige Übungsversuche, um kurzfristige, hochintensive Trainingsleistung auf dem Armkurbel-Ergometer zu überprüfen. Diese Methode beschreibt ausführlich, wie ein Übungstest, der bereits auf seine Zuverlässigkeit im Radfahren 5 und Rudern 7 untersucht wurde, auf das Armkurbel-Ergometer angewendet werden könnte. Um zuverlässige und aussagekräftige Ergebnisse zu sammeln, sind zwei Faktoren sehr wichtig: erstens die Vorbereitung des Teilnehmers für diesen Übungstest und zweitens die Standardisierung des Tests. So wird der Teilnehmer angewiesen, das Labor in einem ausgeruhten Zustand zu betreten, dh kein intensives Training während der zwei Tage vor dem Test. Nahrungsaufnahme ( zB kohlenhydratreiche Ernährung 24 Stunden vorherige Prüfung) und Schlaf ( zB mindestens 7 Stunden Schlaf während der zwei Nächte vor dem Testen) müssen auch getaktet werdenEn berücksichtigen Zusätzlich sollte vor der Durchführung des ersten "echten" Übungsversuchs eine Vertrautmachungsstudie durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass der Teilnehmer das Testprotokoll versteht. Die zweite Bedingung betrifft die Standardisierung des Testprotokolls, die das Aufwärmen, den Start des Tests und die Fixierungsstrategien für Rollstuhl und Hände beinhaltet (Schritt 1.2). Diese Einstellungen müssen für jeden Test mit derselben Person identisch gehalten werden. Auch die Höhe der Kurbel kann die Leistung und den Sauerstoffverbrauch beeinflussen 20 . Darüber hinaus könnte die Handgriffposition klinisch relevant in Bezug auf Schulterschmerzen nach der Übung 21 sein . Darüber hinaus könnte die Bauchbindung die Atemfunktion und den Sauerstofftransport beeinflussen 22 , aber es scheint, die Stammstabilität und die Trainingsleistung zu erhöhen 23 . So ist es am besten, Anpassungen und Fixierungen detailliert aufzuzeichnen, um e zu reproduzierenQuivalent Bedingungen in der folgenden Prüfung.

Die Ergebnisse in den Abbildungen 1 und 2 gaben an, dass dieser 3-minütige Allround-Arm-Kurbel-Test bei körperlichen Teilnehmern zuverlässig ist und für die Forschung oder die Übungsprüfung verwendet werden kann 12 . Beim Vergleich von körperlichen, querschnittsgelähmten und tetraplegischen Teilnehmern wurden Unterschiede zwischen diesen drei Gruppen gefunden. Able-körperliche und querschnittsgelähmte Teilnehmer zeigten sehr ähnliche Ergebnisse für maximale und mittlere Leistung, während tetraplegische Teilnehmer mit einer deutlich niedrigeren Leistung ausgegeben wurden. Ähnliche Ergebnisse wurden beim Vergleich der 30 s Wingate Test für querschnittsgelähmten Teilnehmer 11 mit dem für tetraplegische Teilnehmer 10 gezeigt . Aufgrund der unterschiedlichen Läsionsniveaus dieser mit Rückenmark verletzten Teilnehmer sind verschiedene Muskeln von der Beeinträchtigung betroffen. So mit einem höheren Läsionsniveau ( z. B. in tetraplegischen paRticipants), eine weniger aktive Muskelmasse führt zu einer geringeren Leistungsabgabe ( Tabelle 2 ). Um die Variabilität der Läsion zu verringern, wurden nur Personen mit einem Läsionsniveau zwischen zervikalen 5 (C5) und 7 (C7) und mit einer motorischen und sensorischen vollständigen Rückenmarksverletzung eingeschlossen, um tetraplegische Teilnehmer zu repräsentieren. Dennoch kann auch zwischen diesen Teilnehmern eine hohe interindividuelle Variabilität auftreten. Einzelpersonen mit einer Verletzung unterhalb von C5 haben nur Musculus (M.) Bizeps in den Armen aktiviert, während Personen mit einer Verletzung unterhalb von C7 zeigen Aktivität in M. biceps brachii, M. extensor radialis und M. Trizeps Arm Muskeln 24 . Daher war auch bei sehr engen Einschlusskriterien wie den hier erwähnten, die Teilnehmergruppe sehr inhomogen in der Muskelfunktion. Bei querschnittsgelähmten und fähigen Teilnehmern würde man aufgrund der vollen Stammstabilität und der unberührten Atemmusik eine höhere Leistung in den körperlichen Teilnehmer erwartenFunktion. Unsere Ergebnisse zeigten keine signifikanten Unterschiede in der Leistungsabgabe zwischen diesen beiden Gruppen, obwohl die fähigen Teilnehmer etwas besser waren. Vielleicht liegt es daran, dass unsere körperlichen Studienteilnehmer im Vergleich zu den Querschnittsgelähmten weniger geschult waren. Es ist möglich, dass auch bei tieferer Stabsstabilität und unterer Atemfunktion die querschnittsgelähmten Teilnehmer eher an die Armierung angepasst wurden, was ihre Nachteile kompensiert hätte.

Auch wenn dieses Testprotokoll in fähigen Körpern zuverlässig zu sein scheint, könnte die Test-Retest-Zuverlässigkeit bei tetraplegischen Individuen begrenzt sein. Die Leistungsabgabe bei tetraplegischen Teilnehmern zeigte eine sehr hohe interindividuelle Variabilität, die durch Unterschiede in der Muskelfunktion und der Kraft ( zB aktiver Muskel abhängig vom Läsionsniveau) erklärt werden könnte. Trotzdem zeigten Jacobs, Johnson, Somarriba und Carter eine sehr hohe Zuverlässigkeit in der kürzeren Version vonDieser Test (30 s Wingate Test) bei tetraplegischen Athleten 10 . Wir haben angenommen, dass die Zuverlässigkeit über einen längeren Zeitraum ( dh 3 min in diesem Protokoll) gut genug sein könnte, aber es nicht getestet hat. Das Fehlen einer Test-Retest-Zuverlässigkeitsuntersuchung bei Personen mit einer Tetraplegie ist eine Einschränkung. Vor der Verwendung dieses Testprotokolls in einer Gruppe von Personen mit Tetraplegie empfiehlt es sich daher, zuerst die Zuverlässigkeit des Protokolls zu überprüfen. Eine weitere Einschränkung der Studie beinhaltet die Standardisierung der Fixierungsstrategien bei Teilnehmern mit einer sehr niedrigen Kernstabilität ( zB Personen mit hohem Läsionsniveau, wie bei Tetraplegie). Um sie auf den Stuhl zu befestigen, muss ein Gurt um den Stuhl und den Teilnehmer gebunden werden. So kann es schwierig sein, die Höhe des Gurtes aufzuzeichnen und wie dicht es gezogen wurde. In einer zukünftigen Studie wäre es vorteilhaft, zu prüfen, ob die Dichtheit eines solchen Bandes die Leistungsabgabe im Testprotokoll beeinflusst.

Trotzdem ist dieser Test ein gutes Werkzeug, um Athleten aus verschiedenen Sportdisziplinen mit Oberkörper-Übung zu testen. Darüber hinaus ist, da die Schrittmacherstrategie, die zu Beginn des Tests genau hingeht, vordefiniert, keine individuelle Stimulationsstrategie vorhanden.

Zum Schluss scheint dieser Test ein zuverlässiges Werkzeug zu sein, um die Trainingsleistung über einen Zeitraum von 3 min zu testen und ähnelt kurzfristiger, hochintensiver Trainingsleistung. Vor der Anwendung bei Athleten oder bei Forschungsuntersuchungen ist eine Einführungsstudie erforderlich, um Lernwirkungen von Test 1 auf Test 2 zu minimieren. Darüber hinaus sind weitere Untersuchungen erforderlich, um die Test-Retest-Zuverlässigkeit bei Teilnehmern oder Athleten mit einer Tetraplegie zu überprüfen.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Acknowledgments

Wir sind dankbar für die Unterstützung von Martina Lienert und Fabienne Schaufelberger während der Übungsprüfung sowie von PD Claudio Perret, PhD für seine wissenschaftliche Beratung.

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