Protocollo sperimentale di un esercizio di tre minuti di allenamento a braccio del braccio in pazienti con lesioni colpite da spinali e abilità corporee

Medicine

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Summary

Presentiamo un protocollo per testare la potenza aerobica e anaerobica dei muscoli del corpo superiore per una durata di 3 minuti in persone corposose e in soggetti paraplegici e tetraplegici. Il protocollo presenta modifiche specifiche nella sua applicazione per l'esercizio del corpo superiore in soggetti con o senza disabilità.

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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).

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Abstract

Sono necessari protocolli di esercizio affidabili per testare le variazioni delle prestazioni degli esercizi in atleti elitari. Il miglioramento delle prestazioni in questi atleti potrebbe essere piccolo; Quindi, strumenti sensibili sono fondamentali per esercitare la fisiologia. Attualmente ci sono molti test di esercizio che consentono l'esame della capacità di esercizio in atleti coraggiosi, con protocolli principalmente per esercizio fisico a basso corpo o intero corpo. C'è una tendenza per testare gli atleti in un ambiente specifico per lo sport che assomiglia molto alle azioni che i partecipanti sono abituati a svolgere. Solo pochi protocolli dimostrano la capacità di esercizio a breve termine e ad alta intensità nei partecipanti con una diminuzione del corpo inferiore. La maggior parte di questi protocolli sono molto specifici per lo sport e non sono applicabili a una vasta gamma di atleti. Un noto protocollo di prova è il test Wingate a 30 s, che è ben accertato nel ciclo e nell'esercizio fisico della manovella. Questo test analizza le prestazioni di esercizio ad alta intensità per una durata di 30 secondin. Per monitorare la prestazione di esercizio per una durata più lunga, un metodo diverso è stato modificato per l'applicazione al corpo superiore. Il test di ergometro a manovella a 3 min. Permette di provare gli atleti in modo specifico a 1.500 m di corsa su sedia a rotelle (in termini di durata di esercizio), nonché di esercizi di corpo superiore come il canottaggio o il ciclismo a mano. Per aumentare l'affidabilità con le stesse condizioni di prova, è fondamentale replicare con precisione le impostazioni quali la resistenza ( cioè, il fattore di coppia) e la posizione dei partecipanti ( cioè l'altezza della manovella, la distanza tra la manovella e la manovella Partecipante e la fissazione del partecipante). Un'altra questione importante riguarda l'inizio del test di esercizio. Sono necessarie giri / minuto fisso per standardizzare le condizioni di prova per l'inizio del test di esercizio. Questo protocollo di esercizio mostra l'importanza di operazioni precise per riprodurre condizioni e impostazioni identiche.

Introduction

Ci sono diversi esercizi di esercizio che determinano con precisione l'aumento delle prestazioni degli esercizi in atleti di elite durante un periodo di allenamento 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . Uno di questi test è l'affidabile test di allenamento di 3 minuti su un ergometro a ciclo frenato 3 , 4 , 5 , 6 . Questo test è stato utilizzato per determinare la potenza critica, ma è stato anche utilizzato per esercitare i test con gli atleti, così come per la ricerca 7 , 8 , 9 . Poiché questo test è stato utilizzato principalmente per le prestazioni inferiori, come nel canottaggio 7 e nel ciclismo 3 , 5 , un simile tÈ stato necessario proteggere il protocollo per l'esercizio del corpo superiore. Le discipline sportive che utilizzano principalmente il corpo superiore possono essere beneficiari di un nuovo protocollo di prova, oltre agli atleti o individui con una riduzione dei muscoli del corpo inferiore ( ad es., Un'amputazione o un danneggiamento degli arti dovuti a lesioni del midollo spinale). Di conseguenza, un protocollo di prova sull'erba ergometrica a braccio è un buon strumento per testare facilmente le prestazioni fisiche del corpo superiore in una varietà di atleti provenienti da diverse discipline sportive.

L'esistenza di un simile test di ergometro a manovella Wingate da 30 s , 10 , 11 ha contribuito allo sviluppo di un protocollo per un test ergometrico a 3 min. La sua durata è molto simile a quella di una corsa su sedia a rotelle di 1.500 m. Pertanto, questo nuovo protocollo di prova del test di ergometro a manovella a 3 minuti, esteso, è stato testato per la sua affidabilità di test-retest 12 . In generale, l'affidabilità di questoIl protocollo di prova è stato eccellente, quindi potrebbe essere uno strumento di test futuro nel campo del test di esercizio del corpo superiore. Tuttavia, l'uso di questo esercizio richiede l'attenzione, specialmente quando si verifica l'individuo con lesioni del midollo spinale. Pertanto, l'obiettivo di questo articolo sperimentale è quello di dimostrare un protocollo dettagliato che descrive non solo le impostazioni dei test e l'analisi dei risultati dei test, ma indica anche le differenze tra i test di individui e atleti con un infortunio del midollo spinale.

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Protocol

Lo studio è stato approvato dal comitato etico locale (Ethikkommission Nordwest- und Zentralschweiz, Basilea, Svizzera) e il consenso informato scritto è stato ottenuto dai partecipanti prima di iniziare lo studio.

1. Preparazione del test e istruzione del partecipante

  1. Ergometro a manovella
    1. Prima di aprire il software, spegnere l'ergometro a manovella a velocità variabile.
    2. Scegliere il protocollo di prova per il test di ergometro 3 minuti.
      1. Inserire un nuovo protocollo con un riscaldatore a 120 s, 180 s della durata della prova e un periodo di cooldown di 720 secondi. Scegliere questo protocollo di prova e aprire un nuovo foglio di partecipanti.
    3. Per ogni nuovo test, determinare in anticipo la massa corporea del partecipante.
    4. Impostare il fattore di coppia pari a 0,2 per individui corporei e paraplegici (per es. Per un partecipante di 100 kg con un fattore di coppia pari a 0,2, una coppia di 20 Nm risultati) 12 .
      1. Applicare un fattore di coppia minore per i partecipanti tetraplegici a seconda del grado di lesione del danno del midollo spinale; Sono necessarie due o più prove di familiarizzazione per determinare il fattore di coppia ottimale relativo per il partecipante rilevante.
      2. Eseguire una prova di familiarizzazione nello stesso modo descritto nella sezione 2. Se non viene visualizzato alcun picco dopo la stampa dei dati dalla prova di familiarizzazione o se il partecipante non è stato in grado di girare per l'intero 3 min, eseguire una seconda prova di familiarizzazione con un livello inferiore Fattore di coppia. Dare ai partecipanti un periodo di almeno due giorni tra ciascun processo.
  2. Impostazioni del test di esercizio
    1. Regolare l'altezza della manopola del braccio e registrarla per replicare le impostazioni di prova identiche nella prossima sessione di test. Regolare e registrare la distanza tra l'ergometro e il partecipante.
      1. Per determinare l'altezza, misurare la distaNce tra il pavimento e la fissazione della manovella. Per registrare la distanza tra la manovella e il partecipante, misurare e registrare la distanza tra la parete e la fissazione della sedia. Regolare l'asse della manovella a un'altezza orizzontale al giunto a spalla.
    2. Registrare la distanza tra la fissazione della parete e la sedia o la distanza tra l'ergometro e la fissazione della sedia. Regolare le impostazioni della sedia in base al fatto che il partecipante sia a) corto, b) paraplegico, o c) tetraplegico.
      1. Se il partecipante è abile, il partecipante deve essere seduto sulla sedia fornito dal distributore.
      2. Se il partecipante è paraplegico e deve sedersi sulla propria sedia a rotelle, utilizzare un set di fissaggio per fissare la sedia a rotelle all'ergometro a manovella. Se il partecipante non ha bisogno della propria sedia a rotelle, il partecipante deve sedersi sulla sedia fornito dal distributore.
      3. Se il partecipante è tetraplegico, fissare il proprio corpo superiore alSedia fornita dal distributore o sulla propria sedia a rotelle e possibilmente fissare le mani ai pedali. Per fissare il corpo superiore, utilizzare una cinghia con chiusura ad anello e gancio. Per la fissazione a mano, utilizzare un braccialetto in pazienti tetraplegici.
  3. Ulteriori misurazioni
    1. Assicurarsi che la soluzione del sistema lattato sia riempita prima di utilizzare l'analizzatore di lattato. Inserire un nuovo sensore di chip ogni sei mesi. Utilizzare ogni giorno la soluzione di controllo della qualità (12 mM) e la soluzione di controllo qualità di 3 mM ogni due settimane.
      1. Mettere la soluzione di controllo qualità 12 mM nello slot "STD 1" ogni mattina.
      2. Per migliorare ulteriormente la qualità, aggiungere 3 mM di soluzioni di controllo della qualità nel gap "1" e "2" e eseguire una misurazione premendo "avviare" ogni due settimane. La misura dovrebbe avere un intervallo compreso tra 2.96 e 3.10 mM.
    2. Per determinare la concentrazione di lattato nel sangue prima e aIl test di ergometro a manovella a 3 minuti, a tutto tondo, ottiene una concentrazione di lattato di base. Disinfettare l'orecchio con un disinfettante prima di disegnare un campione di sangue dal lobo d'orecchio utilizzando un capillare da 10 μL. Usate una lancetta per ottenere il campione di sangue intero.
      1. Quando il capillare è pieno di sangue, inserirlo nella coppa di emolisi.
        NOTA: Queste coppe sono commercialmente disponibili e prefilled con una soluzione di emolisi. Agitare la soluzione fino a che il sangue non sia completamente miscelato prima di metterlo nel vassoio dell'analizzatore di lattato.
      2. Eseguire una calibrazione prima di analizzare la concentrazione di lattato. Posizionare la tazza di controllo di qualità nell'analizzatore di lattato (vedere punto 1.3.1.1.). Assicurarsi che la calibrazione provoca una concentrazione di lattato di 12 mM; Altrimenti, sostituire il sensore del chip.
      3. Posizionare i campioni negli slot numerati, a partire da "1" per il campione prelevato in precedenza.
        NOTA: Una volta completata la calibrazione, i campioni vengono misuratiOffice automaticamente dal sistema di sensori del chip.
    3. Per determinare la frequenza cardiaca, posizionare una cintura del cuore a forma di cuore intorno al petto del partecipante e fissare il monitor a frequenza cardiaca all'erogatore a manovella. Avviare la misura premendo il pulsante di avvio rosso sul monitor. Se l'orologio non viene visualizzato sul cuore, bagnare la cintura con l'acqua per assicurare una buona registrazione del cuore.
    4. Per determinare il consumo di ossigeno durante il riscaldamento e durante il test di 3 min all-out, calibrare il carrello metabolico prima della prova. Eseguire la calibrazione automatica del volume e del gas immediatamente prima della prova e prima di mettere la maschera.
      1. Aprire la calibrazione del volume automatico nel software e premere il pulsante di avvio. Memorizzare i risultati se l'errore è inferiore al 3% sullo schermo.
      2. Aprire la calibrazione del gas nel software, come pure il gas di taratura, e iniziare con la calibrazione automatica.
        NOTA: Il gas di calibrazione è costituito da 5% di CO 2 ,16% O 2 e 79% N 2 . Quando sullo schermo vengono visualizzati 8 pulsanti verdi alla fine della calibrazione, la calibrazione è riuscita e i risultati possono essere memorizzati. Chiudere la bombola del gas per evitare perdite di gas.
      3. Assicurarsi che la massa corporea del partecipante sia inserita nel programma del computer. Dopo che il partecipante viene scelto dal motore di ricerca sul computer, scegliere "ergospirometria" nel software e iniziare con la misura della concentrazione dell'aria ambiente premendo il pulsante di avvio.
      4. Per eseguire questa calibrazione, togliere il sensore dal spirometro e premere il pulsante di avvio. La calibrazione viene terminata quando sul computer viene visualizzato "ok".
      5. Nel frattempo, durante la calibrazione, mettere la maschera dell'ossigeno sul partecipante.
      6. Quando la misura della concentrazione dell'aria ambiente è terminata e il programma è pronto per la misurazione, mettere il sensore nel spirometro. Poi, mettere l'intero spirometro nella cavità oLa maschera; Il dispositivo è ora pronto a misurare il consumo di ossigeno.
      7. Inoltre, fissare il tubo dello spirometro da qualche parte ( ad esempio, sulla spalla con un nastro adesivo) in modo che non interferisca durante l'esercizio della manovella.

2. Esecuzione del protocollo di esercizio

  1. Riscaldamento
    1. 1 min prima di iniziare il riscaldamento, iniziare a misurare il consumo di ossigeno durante il riposo quando il partecipante siede all'ascensore di manovella senza spostare o parlare. Premere il pulsante di avvio nel programma software.
    2. Allo stesso tempo, avviare la misurazione della frequenza cardiaca premendo il pulsante rosso. Misurare il battito cardiaco durante il riscaldamento, come durante e dopo il test.
    3. Eseguire un warmup standardizzato per 2 min a 20 W prima dell'inizio della prova. Durante gli ultimi 30 s del riscaldamento, tenere la cadenza costante a 60 giri / min. Conti le ultime 10 s del warmup di 30 anni.
    4. 3 min all-out test di esercizio
      1. Alla fine del conto alla rovescia, assicurati di dare un chiaro segnale di partenza gridando "vai". Dopo che il segnale di avvio è dato, consentire al partecipante di accelerare.
      2. Indica il partecipante ad accelerare l'ergometro a manovella alla massima velocità possibile all'inizio del test. Tenere la cadenza alla massima velocità possibile durante l'intero test. Per motivi di standardizzazione, non incoraggiare i partecipanti durante i test.
      3. Dai informazioni sulla durata ogni 30 s. Terminare il test dopo una durata di 3 minuti.
    5. Coagulazione e post analisi
      1. Dopo aver terminato il test di 3 min all-out, misurare la concentrazione di lattato finale, se lo si desidera, e successivamente ogni 2 minuti per i prossimi 10 minuti. Riutilizzare lo stesso sito di foratura per il campionamento del sangue come è stato utilizzato prima della prova.
      2. Interrompere la misurazione del consumo di ossigeno dopo aver terminato questi 3 Premendo il pulsante di arresto. Rimuovere la maschera dell'ossigeno. Salvare la misurazione del consumo di ossigeno sul computer premendo il pulsante di uscita e facendo clic su "sì" quando il software richiede l'immagazzinamento dei dati.
        NOTA: I dati vengono memorizzati nel programma software e possono essere facilmente convertiti in un documento csv più tardi.
      3. Per esportare i dati, premere il pulsante "Esporta" per convertire il file in un documento csv per l'analisi successiva. Interrompere la misurazione del battito cardiaco premendo il pulsante di arresto sul lato sinistro del monitor della frequenza cardiaca dopo che tutti i campioni di sangue sono stati prelevati dall'orecchio.

    3. Analisi dei dati e interpretazione dei risultati

    1. Parametri di prestazione
      1. Analizzare diversi parametri dopo aver terminato questa prova di prestazione.
        Innanzitutto, salvare il test e esportarlo in un foglio di calcolo.
      2. Calcola la potenza media (P significa =_upload / 55485 / 55485eq1.jpg "/> Equazione Oltre 3 min, la potenza di picco e la potenza minima tra questi 3 minuti 12 .
        NOTA: la potenza di picco ( picco P) è la potenza massima durante l'intero 3 min. La potenza viene misurata in intervalli di 0,2 secondi. La potenza di picco è la più alta e la potenza minima (P min ) la misura più bassa della potenza singola.
      3. Calcolare l'indice di affaticamento come la caduta di potenza al secondo dalla potenza di picco alla potenza finale ( picco [W] - P min [W]) / (t min [s] - t picco [s])).
      4. Calcolare il lavoro totale per tutto 3 minuti aggiungendo il lavoro svolto ogni secondo (lavoro [J] = resistenza [kg] * giri per min * distanza del volano [m] * tempo [min]).
      5. Calcolare il tempo dall'inizio alla potenza di picco (tempo a picco di potenza = t picco [s]). Inoltre, calcolare il picco relativo (relativo P peK = P pic / kg massa corporea) e la potenza media (relativa P media = media P / kg massa corporea) dividendo i valori assoluti dalla massa corporea del partecipante.
      6. Dividere il test di 3 minuti su tutti i segmenti di 30 per controllare la strategia di stimolazione e la fatica durante questi 3 minuti. Calcola la potenza media per ogni segmento di 30 secondi (P = = EquazioneEquazione .
    2. Altre misurazioni
      1. Posizionare tutti i campioni di sangue nelle scanalature numerate dell'analizzatore di lattato di sangue e eseguire automaticamente le misurazioni premendo "analisi". Stampare le concentrazioni di lattato di sangue per ulteriori analisi accendendo la stampante.
      2. Trasmetta le misurazioni della frequenza cardiaca al computer utilizzando un dispositivo a infrarossi del produttore. Aprire il software del monitor heartrate e importare i dati dal cuoreMonitorare il software. Memorizzare i dati localmente e, se lo si desidera, esportarlo in un foglio di calcolo per l'analisi successiva ( es., Analisi del segmento) 13 .
      3. Impostare un marcatore a destra all'inizio di 3 minuti e alla fine dei 3 minuti, consentendo di calcolare automaticamente il ritmo cardiaco medio, massimo e minimo per questo segmento.
        NOTA: il ritmo cardiaco viene calcolato automaticamente dal software per intervalli di 5 secondi.
      4. Esportare i dati per il consumo di ossigeno in un file csv (passo 2.3) e aprirlo in un foglio di calcolo per l'analisi 14 . Calcolare il consumo medio di ossigeno al resto: (VO 2_rest = EquazioneEquazione E durante i 3 minuti (VO 2_180s = EquazioneEquazione , Così come il piccoConsumo di ossigeno e consumo di ossigeno durante i segmenti di 30 anni: (VO 2_30s = EquazioneEquazione .
        NOTA: I dati per il consumo di ossigeno sono misurati alito da respirare e quindi mediati automaticamente per una durata di 15 s per segmento. Il picco di consumo di ossigeno è il valore più alto per un intervallo di 15 secondi durante il test di esercizio di 3 minuti.
    3. statistica
      1. Utilizza il test Shapiro-Wilk, il QQ-plot e i test Kolmogorov Smirnov per controllare la normale distribuzione dei dati. Se i dati sono normalmente distribuiti, presentarla come media e deviazione standard (SD).
      2. Analizzare l'affidabilità del test-retest utilizzando il coefficiente di correlazione intra-classe (ICC; modello 3,1) 15 .
      3. Calcolare l'affidabilità assoluta e relativa utilizzando l'errore standard della misura (SEM), coefficVariabile (CV), differenza reale minima (SRD) e intervallo di confidenza del 95% dell'ICC 16 .
        NOTA: L'ICC deve essere interpretato secondo la classificazione di Munro da 17 : 0,26 a 0,49 riflette una correlazione bassa; 0,50 - 0,69 riflette una moderata correlazione; Da 0,70 a 0,89 riflette una correlazione elevata; E da 0,90 a 1,0 indica una correlazione molto elevata. L'affidabilità assoluta deve essere presentata come SRD, CV e SEM e la relativa affidabilità dovrebbe essere sotto forma di ICC 16 , 18 .
      4. Analizzare cambiamenti significativi tra le due sessioni di prova usando un t-test accoppiato. Per mostrare l'accordo dei set di dati di entrambe le sessioni di test, utilizzare le tracce di Bland-Altman 19 . Utilizzare il software statistico per eseguire l'analisi dei dati; Impostare un livello di significatività statistica di 0,05 in tutto.

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Representative Results

L'affidabilità test-test è stata verificata in 21 persone ricreative (9, 12 femmine: 34 ± 11 anni, massa corporea: 69,6 ± 11,1 kg e altezza: 175,5 ± 6,9 cm). La tabella 1 mostra i risultati relativi alle relative relazioni assolute e test assolute 12 . La potenza di picco tra il test e il riesame è riportata in Figura 1 12 . Un diagramma di Bland Altman per questo test-retest è riportato in Figura 2 12 . Successivamente, questo test di ergometro a braccio a 3 minuti è stato utilizzato in 17 corpi (età: 38 ± 7 anni, altezza: 183 ± 13 cm e massa corporea: 79 ± 6 kg), 10 paraplegici e 7 partecipanti tetraplegici ( tabella 2 ). Sono presentati dati individuali che rappresentano un partecipante corto e un tetraplegico. IN Figura 3 . I partecipanti potenti hanno mostrato una potenza di picco di 483 ± 94 W, mentre i partecipanti al paraplegico e ai tetraplegici hanno una potenza di picco rispettivamente di 375 ± 101 W e 98 ± 49 W. La potenza media è stata trovata rispettivamente a 172 ± 20 W, 157 ± 28 W e 40 ± 14 W per i partecipanti corporei, paraplegici e tetraplegici. Differenze significative nella potenza media e nel picco sono state trovate tra i partecipanti corporei e tetraplegici (p <0,001), nonché tra i partecipanti paraplegici e tetraplegici (p <0,001). La concentrazione di lattato finale era di 8,9 ± 2,4 mM nei partecipanti corporei, 10,6 ± 2,9 mM nei partecipanti paraplegici e 4,0 ± 0,8 mM nei partecipanti tetraplegici. Il ritmo cardiaco medio durante il test di 3 min all-out è stato 155 ± 9.2 bpm in corporeità, 163 ± 6.2 bpm in paraplegico e 113 ± 15.9 battute / min nei partecipanti tetraplegici. Ancora una volta, la frequenza cardiaca dei partecipanti tetraplegici era significativo Molto più basso rispetto ai paraplegici (p <0,001) e ai partecipanti coraggiosi (p <0,001). Il consumo di ossigeno misurato durante un test di 3 minuti all-out è riportato in Figura 4 .

Figura 1
Figura 1: Potenza media confrontata tra i due esercizi di allenamento a 3 minuti su un ergometro a manovella 12 . La linea solida rappresenta la migliore forma e la linea tratteggiata la linea di identità. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

figura 2
Figura 2: trama Bland-Altman per potenza di picco 12 . SD = deviazione standard.Ve.com/files/ftp_upload/55485/55485fig2large.jpg "target =" _ blank "> Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 3
Figura 3: dati individuali del test di ergometro a 3 minuti di allenamento del braccio per un partecipante corposo e tetraplegico. Sinistro = partecipante coraggioso; Destra = partecipante tetraplegico; Linea blu = potenza di uscita; Linea verde = cadenza. Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.

Figura 4
Figura 4: Consumo di ossigeno durante un test di ergometro a manovella a 3 minuti all-out in un partecipante coraggioso. Il punto zero rappresenta l'inizio del test di 3 minuti. Il datA sono presentati come i dati grezzi misurati alito da respirare.

ICC 95% CI SEM% SRD% CV
Potenza di picco [W] 0.961 [0,907; 0,984] 2 5.6 6.66
Potenza media [W] 0,984 [0.960; 0.993] 0.6 1.6 3.13
Potenza minima [W] 0,964 [0,914; 0.985] 1.4 4 6.05
Tempo di picco [s] 0,379 [-0,052; 0.691] 22.5 62,4 11.37
Indice di fatica 0,940 [0,858; 0,975] 3.6 9.9 9.43
Rel. Potenza di picco [W /kg] 0,922 [0,818; 0,968] 2.8 7.8 6.45
Rel. Potenza media [W / kg] 0.950 [0,882; 0,979] 1.1 3.2 3.46
Totale lavoro [J] 0,984 [0.960; 0.993] 0.6 1.6 3.13

Tabella 1: affidabilità test test per tutti i parametri 12 . ICC = coefficiente di correlazione intra-classe; CI = intervallo sicuro; SEM = errore standard della misura; SRD = differenza reale minima; CV = coefficiente di variazione; rel. = Relativo.

Paraplegico partecipante Livello della lesione AIS Età (y) Massa del corpo (kg) Altezza (cm)
P01 D12 UN 47 80 184
P02 TH10 UN 43 73 183
P03 Th11 UN 55 72 174
P04 L1 UN 26 64 150
P05 D12 UN 22 63 185
P06 L1 UN 32 76 175
P07 Th11 UN 59 80 178
P08 L1 UN 35 63 165
P09 L4 UN 44 78 176
P10 L1 UN 48 80 185
Significare 41 73 176
SD 12.1 6.8 10.4
Partecipante tetraplegico Livello della lesione AIS Età (y) Massa corporea(kg) Altezza (cm)
T01 C5 UN 24 85 188
T02 C7 UN 31 60 180
T03 C7 UN 40 60 168
T04 C7 UN 31 80 190
T05 C5 UN 43 80 176
T06 C6 UN 56 74 170
T07 C5 UN 65 75 190
41 73 180
SD 13.6 9.9 9.3

Tabella 2: dati antropometrici dei partecipanti paraplegici e tetraplegici. AIS = American Spinal Injury Association Scala di compromissione, Th = toracica, L = lombare, C = cervicale, SD = deviazione standard.

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Discussion

Il test di esercitazione negli atleti feriti da midollo spinale è cruciale per monitorare le esercitazioni durante diversi mesi o anni di allenamento. Esistono solo alcuni esercizi di esercizio per controllare le prestazioni di esercizio a breve e ad alta intensità sull'ergometro a manovella. Questo metodo descrive in dettaglio come potrebbe essere applicato un test di esercizio già esaminato per la sua affidabilità nel ciclismo 5 e nel canottaggio 7 sull'aspetto ergometro a braccio. Per raccogliere risultati affidabili e significativi, sono molto importanti due fattori: in primo luogo, la preparazione del partecipante per questo esercizio e seconda la standardizzazione del test. Pertanto, il partecipante viene istruito per entrare nel laboratorio in uno stato riposato, senza alcun intenso allenamento nei due giorni precedenti la prova. L'assunzione di cibo ( ad esempio, nutrienti ricchi di carboidrati 24 ore prima del test) e il sonno ( ad esempio, almeno 7 ore di sonno durante le due notti prima del test) devono anche essereIn considerazione. Inoltre, prima di eseguire il primo test di esercizio "reale", è necessario eseguire una prova di familiarizzazione per assicurare che il partecipante capisca il protocollo di prova. La seconda condizione riguarda la standardizzazione del protocollo di prova, che include il riscaldamento, l'inizio della prova e le strategie di fissaggio per la sedia a rotelle e le mani (punto 1.2). Queste impostazioni devono essere mantenute identiche per ogni prova con la stessa persona. Inoltre, l'altezza della manovella può influenzare l'uscita di potenza e il consumo di ossigeno 20 . Inoltre, la posizione dell'impugnatura potrebbe essere clinicamente rilevante in termini di dolore alla spalla dopo l'esercizio 21 . Inoltre, il legame addominale potrebbe influenzare la funzione respiratoria e il trasporto dell'ossigeno 22 , ma sembra aumentare la stabilità del tronco ed esercitare le prestazioni 23 . Quindi, è meglio registrare regolazioni e fissazioni in dettaglio per riprodurre eCondizioni quivalenti nel seguente test.

I risultati delle figure 1 e 2 hanno indicato che questo test di manovra a 3 minuti, completamente allungato, è affidabile nei partecipanti corporeo e può essere utilizzato per la ricerca o l'esercizio di esercizi 12 . Quando si confrontano tra loro i partecipanti corporei, paraplegici e tetraplegici, sono state individuate differenze tra questi tre gruppi. I partecipanti potenziali e paraplegici hanno mostrato risultati molto simili per la potenza massima e media, mentre i partecipanti tetraplegici hanno eseguito con una potenza di uscita significativamente inferiore. Risultati simili sono stati mostrati quando si confronta il test di Wingate 30 s per i partecipanti paraplegici 11 con quello per i partecipanti tetraplegici 10 . A causa dei diversi livelli di lesione di questi partecipanti feriti spinali, i diversi muscoli sono influenzati dalla disfunzione. Così, con un livello di lesione più elevato ( ad esempio, in pausa tetraplegica)Rticipants), una massa muscolare meno attiva si traduce in una potenza di uscita inferiore ( Tabella 2 ). Per diminuire la variabilità della lesione, sono stati inclusi solo gli individui con un livello di lesione tra i 5 (C5) e 7 (C7) cervicali e con un motivo e una lesione completa del sistema spinale sensoriale per rappresentare i partecipanti tetraplegici. Tuttavia, anche tra questi partecipanti, può verificarsi un'elevata variabilità inter-individuale. Gli individui con lesioni inferiori a C5 hanno solo bicipiti muscolari (M.) attivati ​​nelle braccia, mentre gli individui con lesioni inferiori a C7 mostrano un'attività in M. biceps brachii, M. extensor radialis e muscoli del braccio M. triceps 24 . Pertanto, anche con criteri di inclusione molto ristretti come quelli qui menzionati, il gruppo di partecipanti è stato molto in omogeneo in termini di funzione muscolare. Per quanto riguarda i partecipanti paraplegici e coraggiosi, ci si aspetterebbe un'elevata potenza di potenza nei partecipanti corpi a causa della piena stabilità del tronco e della resistenza respiratoria non influenzataFunzione cle. I nostri risultati non hanno evidenziato differenze significative in termini di potenza tra questi due gruppi, anche se i partecipanti di grado corretto sono risultati leggermente migliori. Ciò può essere dovuto al fatto che i nostri partecipanti allo studio erano meno addestrati rispetto ai partecipanti al paraplegico. È possibile che, anche con la stabilità del tronco inferiore e la funzionalità respiratoria inferiore, i partecipanti ai paraplegici erano più adatti a far manovrare il braccio, che avrebbe potuto compensare i loro svantaggi.

Anche se questo protocollo di prova sembra essere affidabile in individui abili, l'affidabilità test-retest può essere limitata nei soggetti tetraplegici. L'uscita di potenza nei partecipanti tetraplegici ha mostrato un'elevata variabilità inter-individuale, che potrebbe essere spiegata dalle differenze nella funzione muscolare e nel potere ( ad esempio, muscolo attivo dipendente dal livello delle lesioni). Ciononostante, Jacobs, Johnson, Somarriba e Carter hanno mostrato un'alta affidabilità nella versione più breveQuesto test (30 s test Wingate) negli atleti tetraplegici 10 . Abbiamo assunto che l'affidabilità potrebbe essere abbastanza buona per una durata più lunga ( cioè 3 minuti in questo protocollo), ma non la prova. La mancanza di un'indagine di affidabilità test-test in individui con una tetraplegia è una limitazione. Pertanto, prima di utilizzare questo protocollo di prova in un gruppo di individui con tetraplegia, si consiglia di verificare innanzitutto l'affidabilità del protocollo. Un'altra limitazione dello studio consiste nella standardizzazione delle strategie di fissazione nei partecipanti con una stabilità fondamentale molto bassa ( ad esempio, individui con un elevato livello di lesione, come in tetraplegia). Per fissarli alla sedia, una cinghia deve essere legata attorno alla sedia e al partecipante. Quindi, può essere difficile registrare l'altezza della cinghia e quanto è stato estratto. In uno studio futuro, sarebbe utile verificare se la tenuta di tale cinghia influenza la potenza del protocollo di prova.

Tuttavia, questo test è un buon strumento per testare gli atleti provenienti da diverse discipline sportive che coinvolgono l'esercizio del corpo superiore. Inoltre, poiché la strategia di stimolazione di andare all-out proprio all'inizio del test è predefinita, nessuna strategia di pacing individuale è presente.

Per concludere, questo test sembra essere uno strumento affidabile per testare le prestazioni di esercizio per una durata di 3 minuti ed è simile a prestazioni di esercizio a breve termine e ad alta intensità. Prima della sua applicazione negli atleti o nelle indagini di ricerca è necessario un trial di familiarizzazione al fine di ridurre al minimo gli effetti di apprendimento provenienti dal test 1 per verificare 2. Inoltre, è necessaria un'ulteriore ricerca per verificare l'affidabilità test-retest nei partecipanti o atleti con tetraplegia.

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Disclosures

Gli autori non hanno niente da rivelare.

Acknowledgments

Siamo grati per l'assistenza di Martina Lienert e Fabienne Schaufelberger durante i test di esercizio, nonché dal dottor PhD Claudio Perret per il suo consiglio scientifico.

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

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