Protocolo experimental de una prueba de esfuerzo de manivela de tres minutos y de brazo completo en individuos con lesión o con cuerpos espinales

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

Presentamos un protocolo para probar el poder aeróbico y anaeróbico de los músculos de la parte superior del cuerpo durante una duración de 3 minutos en el cuerpo sano, así como en los individuos parapléjicos y tetraplégicos. El protocolo presenta modificaciones específicas en su aplicación para el ejercicio de la parte superior del cuerpo en individuos con o sin discapacidad.

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

Se requieren protocolos de ejercicio confiables para probar los cambios en el rendimiento del ejercicio en atletas de élite. Las mejoras de rendimiento en estos atletas pueden ser pequeñas; Por lo tanto, las herramientas sensibles son fundamentales para la fisiología del ejercicio. Actualmente existen muchas pruebas de ejercicio que permiten el examen de la capacidad de ejercicio en deportistas sanos, con protocolos principalmente para ejercicios en el cuerpo inferior o cuerpo entero. Existe una tendencia a probar a los atletas en un escenario específico del deporte que se asemeja mucho a las acciones que los participantes están acostumbrados a realizar. Sólo unos pocos protocolos de prueba de corto plazo, de alta intensidad de la capacidad de ejercicio en los participantes con un deterioro de la parte inferior del cuerpo. La mayoría de estos protocolos son muy específicos para el deporte y no son aplicables a una amplia gama de atletas. Un protocolo de prueba bien conocido es el test Wingate de 30 s, que está bien establecido en el ciclismo y en pruebas de ejercicio con manivela. Esta prueba analiza el desempeño del ejercicio de alta intensidad durante un período de tiempo de 30 snorte. Con el fin de monitorear el rendimiento del ejercicio durante una duración más larga, se modificó un método diferente para su aplicación a la parte superior del cuerpo. La prueba ergométrica de 3 minutos de la manivela de los brazos permite que los atletas sean probados de una manera específica para carreras en silla de ruedas de 1.500 m (en términos de duración del ejercicio), así como ejercicios en la parte superior del cuerpo como remo o bicicleta manual. Para aumentar la fiabilidad con condiciones de ensayo idénticas, es crucial replicar con precisión configuraciones tales como la resistencia ( es decir, el factor de par) y la posición de los participantes ( es decir, la altura de la manivela, la distancia entre la manivela y la Participante, y la fijación del participante). Otra cuestión importante es el comienzo de la prueba de ejercicio. Se requieren revoluciones por minuto para estandarizar las condiciones de prueba para el inicio de la prueba de esfuerzo. Este protocolo de ejercicio muestra la importancia de realizar operaciones precisas para reproducir condiciones y ajustes de prueba idénticos.

Introduction

Hay varias pruebas de ejercicio que determinan con precisión el aumento en el rendimiento del ejercicio en atletas de élite durante el transcurso de un período de entrenamiento 1 , 2 , 3 , 4 , 5 . Una de estas pruebas es la prueba confiable de esfuerzo de 3 minutos en un ergómetro de bicicleta frenado 3 , 4 , 5 , 6 . Esta prueba se utilizó para determinar la potencia crítica, pero también se aplicó a las pruebas de ejercicio con los atletas, así como a la investigación 7 , 8 , 9 . Como esta prueba se utilizó principalmente para el rendimiento de las extremidades inferiores, como en el remo 7 y el ciclismo 3 , 5 , una similar tSe necesitaba un protocolo más avanzado para el ejercicio de la parte superior del cuerpo. Las disciplinas deportivas que utilizan principalmente la parte superior del cuerpo podrían ser posibles beneficiarios de este nuevo protocolo de prueba, además de los atletas o individuos con un deterioro de los músculos inferiores del cuerpo ( por ejemplo, una amputación o un deterioro de los miembros debido a una lesión de la médula espinal). Por lo tanto, un protocolo de prueba en el ergómetro de manivela de brazo es una buena herramienta para probar fácilmente el rendimiento del ejercicio de la parte superior del cuerpo en una variedad de atletas de diferentes disciplinas deportivas.

La existencia de una prueba de ergometría de manivela de brazo Wingate de 30 s muy parecida 10 , 11 ayudó con el desarrollo de un protocolo para una prueba de ergometría de manivela de 3 minutos. Su duración es muy similar a la de una carrera en silla de ruedas de 1.500 m. Por lo tanto, este nuevo protocolo de prueba de los 3 minutos, todo el brazo manivela ergómetro prueba se puso a prueba para su prueba de retest confiabilidad [ 12] . En general, la fiabilidad de esteS protocolo de prueba fue excelente, por lo que podría ser una herramienta de prueba en el futuro en el campo de la prueba del ejercicio de la parte superior del cuerpo. Sin embargo, el uso de esta prueba de ejercicio requiere atención, especialmente cuando se prueba a los individuos con una lesión de la médula espinal. Por lo tanto, el objetivo de este artículo experimental es demostrar un protocolo detallado que describe no sólo la configuración de la prueba y el análisis de los resultados de la prueba, sino que también indica las diferencias entre la prueba de individuos sanos y atletas con una lesión de la médula espinal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

El estudio fue aprobado por el comité de ética local (Ethikkommission Nordwest- und Zentralschweiz, Basilea, Suiza), y el consentimiento informado por escrito se obtuvo de los participantes antes de iniciar el estudio.

1. Preparación de la Prueba e Instrucción del Participante

  1. Ergómetro de manivela
    1. Antes de abrir el software, encienda el ergómetro de manivela del brazo que depende de la velocidad de giro.
    2. Elija el protocolo de prueba para la prueba ergométrica completa de 3 minutos.
      1. Inserte un nuevo protocolo con un calentamiento de 120 s, 180 s de duración de la prueba, y un período de reanudación de 720 s. Elija este protocolo de prueba y abra una nueva hoja de participante.
    3. Para cada nueva prueba, determine la masa corporal del participante de antemano.
    4. Ajustar el factor de par relativo a 0,2 para individuos sanos y parapléjicos ( por ejemplo, para un participante de 100 kg con un factor de par relativo de 0,2, un par de 20 Nm resultados) 12 .
      1. Aplicar un factor de torsión menor para participantes tetrapléjicos dependiendo del nivel de lesión de la lesión de la médula espinal; Se necesitan dos o más ensayos de familiarización para determinar el factor de par relativo óptimo para el participante relevante.
      2. Realizar una prueba de familiarización de la misma manera que se describe en la sección 2. Si no aparece ningún pico después de imprimir los datos de la prueba de familiarización, o si el participante no fue capaz de manivela durante los 3 min, realizar un segundo ensayo de familiarización con una menor Factor de torsión Dé a los participantes un descanso de al menos dos días entre cada ensayo.
  2. Ajustes de la prueba de ejercicio
    1. Ajuste la altura de la manivela del brazo y anótela para reproducir los mismos ajustes de prueba en la próxima sesión de prueba. Ajuste y registre la distancia entre el ergómetro de manivela y el participante.
      1. Para determinar la altura, medir la distaNce entre el suelo y la fijación de la manivela. Para registrar la distancia entre la manivela y el participante, mida y registre la distancia entre la pared y la fijación de la silla. Ajuste el eje del cigüeñal del brazo a una altura horizontal a la articulación del hombro.
    2. Anote la distancia entre la fijación de la pared y la silla o la distancia entre el ergómetro y la fijación de la silla. Ajuste los ajustes de la silla de acuerdo a si el participante es a) capaz, b) parapléjico, o c) tetraplégico.
      1. Si el participante está capacitado, haga que el participante se sienta en la silla proporcionada por el distribuidor.
      2. Si el participante es parapléjico y necesita sentarse en su propia silla de ruedas, utilice un juego de fijación para fijar la silla de ruedas al ergómetro de manivela. Si el participante no necesita su propia silla de ruedas, haga que el participante se siente en la silla proporcionada por el distribuidor.
      3. Si el participante es tetraplégico, fije su parte superior del cuerpoSilla proporcionada por el distribuidor o a su propia silla de ruedas y posiblemente fijar sus manos a los pedales. Para fijar la parte superior del cuerpo, use una correa con cierre de gancho y lazo. Para la fijación de la mano, utilice una pulsera en pacientes tetrapléjicos.
  3. Mediciones adicionales
    1. Asegúrese de que la solución del sistema de lactato se vuelve a llenar antes de usar el analizador de lactato. Inserte un nuevo sensor de chip cada seis meses. Utilice la solución de control de calidad (12 mM) todos los días y la solución de control de calidad 3 mM cada dos semanas.
      1. Coloque la solución de control de calidad de 12 mM en la ranura "STD 1" cada mañana.
      2. Para mejorar aún más la calidad, añada soluciones de control de calidad de 3 mM en el hueco "1" y "2" y ejecute una medición presionando "start" cada dos semanas. La medición debe resultar en un rango entre 2,96 y 3,10 mM.
    2. Para determinar la concentración total de lactato en sangre antes yDespués de la prueba de ergometría de manivela de 3 minutos, obtenga una concentración basal de lactato. Desinfecte el lóbulo de la oreja con un desinfectante antes de extraer una muestra de sangre del lóbulo de la oreja usando un capilar de 10 μl. Use una lanceta para obtener la muestra de sangre entera.
      1. Cuando el capilar esté completamente lleno de sangre, póngalo en la taza de hemólisis.
        NOTA: Estos vasos están disponibles comercialmente y se llenan previamente con una solución hemolizante. Agitar la solución hasta que la sangre se mezcla completamente antes de ponerla en la bandeja del analizador de lactato.
      2. Ejecutar una calibración antes de analizar la concentración de lactato. Coloque la copa de control de calidad en el analizador de lactato (ver paso 1.3.1.1). Asegúrese de que la calibración da como resultado una concentración de lactato de 12 mM; De lo contrario, sustituya el sensor de chip.
      3. Coloque las muestras en las ranuras numeradas, comenzando con "1" para la muestra que se tomó primero.
        NOTA: Una vez finalizada la calibración, las muestras son measAutomáticamente por el sistema de sensores de chip.
    3. Para determinar el heartrate, coloque un cinturón de heartrate alrededor del pecho del participante y fije el monitor del heartrate al ergómetro del manivela del brazo. Inicie la medición pulsando el botón rojo de arranque en el monitor. Si no se visualiza el corazón en el reloj, humedezca el cinturón del corazón con agua para asegurar una buena grabación del heartrate.
    4. Para determinar el consumo de oxígeno durante el calentamiento y durante la prueba total de 3 min, calibre el carro metabólico antes de la prueba. Ejecute la calibración automática de volumen y gas inmediatamente antes de la prueba y antes de poner la máscara.
      1. Abra la calibración automática de volumen en el software y pulse el botón de inicio. Guarde los resultados si el error está por debajo del 3% en la pantalla.
      2. Abra la calibración de gas en el software, así como el gas de calibración, y comience con la calibración automática.
        NOTA: El gas de calibración consta de 5% de CO 2 ,16% de O $$ y 79% de N $$ . Cuando se visualizan 8 botones verdes en la pantalla al final de la calibración, la calibración es exitosa y los resultados se pueden almacenar. Cierre la botella de gas para asegurarse de que no haya fugas de gas.
      3. Asegúrese de que la masa corporal real del participante se inserta en el programa de computadora. Después de que el participante sea elegido por el motor de búsqueda en el ordenador, seleccione "ergospirometría" en el software y comience con la medición de concentración de aire ambiente presionando el botón de inicio.
      4. Para ejecutar esta calibración, saque el sensor del espirómetro y presione el botón de inicio. La calibración finaliza cuando aparece "ok" en el ordenador.
      5. Mientras tanto, durante la calibración, coloque la máscara de oxígeno en el participante.
      6. Cuando la medición de la concentración de aire ambiente haya terminado y el programa esté listo para medir, vuelva a colocar el sensor en el espirómetro. Luego, ponga todo el espirómetro en la cavidad oF la máscara; El dispositivo está ahora listo para medir el consumo de oxígeno.
      7. Además, fije la manguera del espirómetro en alguna parte ( por ejemplo, en el hombro con una cinta adhesiva) para que no interfiera durante el ejercicio de manivela del brazo.

2. Ejecución del Protocolo de Ejercicio

  1. Calentar
    1. 1 minuto antes de comenzar el calentamiento, comience a medir el consumo de oxígeno en reposo cuando el participante se sienta en el ergómetro de manivela sin moverse ni hablar. Pulse el botón de inicio en el programa de software.
    2. Al mismo tiempo, inicie la medición del heartrate presionando el botón rojo. Medir el heartrate durante el calentamiento, así como durante y después de la prueba.
    3. Realizar un calentamiento normalizado durante 2 min a 20 W antes del inicio de la prueba. Durante los últimos 30 s del calentamiento, mantener constante la cadencia a 60 rpm. Cuenta los últimos 10 s del calentamiento de 30 s.
  2. Prueba de ejercicio total de 3 min
    1. Al final de la cuenta atrás, asegúrese de dar una señal de inicio clara gritando "ir". Después de dar la señal de inicio, permita que el participante se acelere.
    2. Instruya al participante para que acelere el ergómetro de manivela hasta la máxima velocidad posible justo al comienzo de la prueba. Mantenga la cadencia a la máxima velocidad posible durante toda la prueba. Por razones de estandarización, no anime a los participantes durante las pruebas.
    3. Dar información sobre la duración cada 30 s. Finalizar la prueba después de una duración de 3 min.
  3. Tiempo de reutilización y análisis posterior
    1. Después de terminar la prueba de 3 min, medir la concentración de lactato final, si se desea, y después cada 2 min durante los siguientes 10 min. Vuelva a usar el mismo sitio de punción para el muestreo de sangre que se usó antes de la prueba.
    2. Detener la medición del consumo de oxígeno después de terminar estos 3 Min pulsando el botón de parada. Retire la máscara de oxígeno. Guarde la medida del consumo de oxígeno en el ordenador pulsando el botón de salida y haciendo clic en "Sí" cuando el software solicita el almacenamiento de datos.
      NOTA: Los datos se almacenan en el programa de software y se pueden convertir fácilmente en un documento de csv más adelante.
    3. Para exportar los datos, pulse el botón "Exportar" para convertir el archivo en un documento csv para su posterior análisis. Detenga la medición del ritmo cardíaco presionando el botón de parada en el lado izquierdo del monitor del corazón después de que todas las muestras de sangre hayan sido extraídas del lóbulo de la oreja.

3. Análisis de datos e interpretación de los resultados

  1. Parámetros de rendimiento
    1. Analizar varios parámetros diferentes después de terminar esta prueba de rendimiento.
      Primero, guarde la prueba y exportela a una hoja de cálculo.
    2. Calcular la potencia media (P =_upload / 55485 / 55485eq1.jpg "/> Ecuación Más de 3 min, la potencia de pico, y la potencia mínima entre estos 3 min 12 .
      NOTA: la potencia máxima (P pico ) es la potencia máxima durante los 3 min. La potencia se mide en intervalos de 0,2 s. La potencia de pico es la más alta y la mínima (P min ) la medición de potencia más baja.
    3. Calcular el índice de fatiga como la disminución de la potencia por segundo desde la potencia de pico hasta la potencia final (P Pico [W] - P min [W]) / (t min [s] - t pico [s])).
    4. Calcule el trabajo total durante 3 minutos añadiendo el trabajo realizado cada segundo (Trabajo [J] = resistencia [kg] * revoluciones por minuto * distancia del volante [m] * tiempo [min]).
    5. Calcular el tiempo desde el inicio hasta la potencia máxima (tiempo hasta la potencia máxima = t pico [s]). Además, calcule el pico relativo ( pe relativoAk = P pico / kg de masa corporal) y la potencia media (media relativa P = media P / kg masa corporal) dividiendo los valores absolutos por la masa corporal del participante.
    6. Divida la prueba de 3 minutos en 30 segmentos para comprobar la estrategia de estimulación y la fatiga durante estos 3 minutos. Calcular la potencia media para cada segmento de 30 s ( media P = EcuaciónEcuación .
  2. Otras medidas
    1. Coloque todas las muestras de sangre en las ranuras numeradas del analizador de lactato sanguíneo y ejecute las mediciones automáticamente presionando "analizar". Imprima las concentraciones de lactato en la sangre para un análisis posterior encendiendo la impresora.
    2. Transmitir las mediciones del corazón a la computadora usando un dispositivo de infrarrojos del fabricante. Abra el software del monitor del corazon e importe los datos del heartrateMonitor al software. Almacenar los datos localmente y, si lo desea, exportarlos a una hoja de cálculo para análisis posterior ( por ejemplo, análisis de segmentos) 13 .
    3. Establezca un marcador justo al principio de los 3 min y al final de los 3 min, permitiendo que el calor medio, máximo y mínimo sea calculado automáticamente para este segmento.
      NOTA: El software del software promedia el heartrate automáticamente a intervalos de 5 s.
    4. Exportar los datos de consumo de oxígeno a un archivo csv (paso 2.3) y abrirlos en una hoja de cálculo para su análisis 14 . Calcule el consumo medio de oxígeno en reposo: (VO 2_rest = EcuaciónEcuación Y durante los 3 min (VO 2_180s = EcuaciónEcuación , Así como el picoConsumo de oxígeno y consumo de oxígeno durante los segmentos de 30 s: (VO 2_30s = EcuaciónEcuación .
      NOTA: Los datos para el consumo de oxígeno se miden aliento por aliento y luego se promedian automáticamente durante una duración de 15 s por segmento. El consumo máximo de oxígeno es el valor más alto en un intervalo de 15 s durante la prueba de ejercicio de 3 minutos.
  3. Estadística
    1. Utilice la prueba de Shapiro-Wilk, la gráfica de QQ y las pruebas de Kolmogorov Smirnov para verificar la distribución normal de los datos. Si los datos están distribuidos normalmente, se presentan como la media y la desviación estándar (SD).
    2. Analizar la fiabilidad test-retest utilizando el coeficiente de correlación intra-clase (ICC, 3,1 modelo) [ 15] .
    3. Calcular la fiabilidad absoluta y relativa utilizando el error estándar de la medición (SEM), coeffic(CV), la diferencia real más pequeña (SRD) y el intervalo de confianza del 95% del ICC 16 .
      NOTA: La ICC debe interpretarse de acuerdo con la clasificación de Munro 17 : 0,26 a 0,49 refleja una baja correlación; 0,50 a 0,69 refleja una correlación moderada; 0,70 a 0,89 refleja una alta correlación; Y 0,90 a 1,0 indica una correlación muy alta. La fiabilidad absoluta se debe presentar como el SRD, CV y ​​SEM, y la fiabilidad relativa debe ser en la forma de la CPI 16 , 18 .
    4. Analizar los cambios significativos entre las dos sesiones de prueba utilizando una prueba t pareada. Para mostrar el acuerdo de los conjuntos de datos de ambas sesiones de prueba, utilice Bland-Altman 19 parcelas. Utilizar software estadístico para realizar el análisis de datos; Establecer un nivel de significación estadística de 0,05 en todo.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

La fiabilidad test-retest se comprobó en 21 personas no fumadoras entrenadas de forma recreativa (pero no específicamente entrenadas en la parte superior del cuerpo) (9 varones, 12 mujeres, edad: 34 ± 11 años, masa corporal: 69,6 ± 11,1 kg y altura: 175,5 pm 6,9 cm). En la tabla 1 se muestran los resultados de las confiabilidades relativa y absoluta test-retest 12 . La potencia de pico comparado entre la prueba y retest se presenta en la Figura 1 [ 12] . Una Bland Altman parcela para esta prueba-reteso se presenta en la Figura 2 [ 12] . Posteriormente, se utilizó este test ergométrico de manivela de brazo de 3 minutos en 17 cuerpos sanos (edad: 38 ± 7 años, altura: 183 ± 13 cm y masa corporal: 79 ± 6 kg), 10 parapléjicos y 7 participantes tetrapléjicos ( Tabla 2 ). Los datos individuales que representan a un participante sano así como tetraplégico se presentan iN Figura 3 . Los participantes con capacidad física mostraron una potencia máxima de 483 ± 94 W, mientras que los participantes parapléjicos y tetrapléjicos tuvieron una potencia de pico de 375 ± 101 W y 98 ± 49 W, respectivamente. La potencia media fue de 172 ± 20 W, 157 ± 28 W y 40 ± 14 W para los participantes sanos, parapléjicos y tetrapléjicos, respectivamente. Se encontraron diferencias significativas en la potencia media y pico entre los participantes sanos y tetraplégicos (p <0,001), así como entre los participantes parapléjicos y tetrapléjicos (p <0,001). La concentración de lactato final fue de 8,9 ± 2,4 mM en participantes sanos, 10,6 ± 2,9 mM en participantes parapléjicos y 4,0 ± 0,8 mM en participantes tetrapléjicos. El heartrate promedio durante la prueba de 3 minutos fue de 155 ± 9,2 bpm en cuerpos sanos, 163 ± 6,2 bpm en parapléjicos y 113 ± 15,9 bpm en participantes tetrapléjicos. Una vez más, el heartrate de participantes tetraplégicos fue signi (P <0,001), así como a participantes sanos (p <0,001). El consumo de oxígeno medido durante una prueba de tres minutos de duración se presenta en la Figura 4 .

Figura 1
Figura 1: Potencia media comparada entre las dos pruebas de ejercicio de 3 minutos en un ergómetro de manivela 12 . La línea continua representa el mejor ajuste y la línea discontinua la línea de identidad. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 2
Figura 2: Gráfico de Bland-Altman para la potencia máxima 12 . SD = desviación estándar.Ve.com/files/ftp_upload/55485/55485fig2large.jpg "target =" _ blank "> Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

figura 3
Figura 3: Datos individuales de la prueba de ergometría de manivela de 3 minutos para todo el brazo, así como para un participante tetraplégico. Izquierda = participante sano; Derecho = participante tetraplégico; Línea azul = potencia de salida; Línea verde = cadencia. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Figura 4
Figura 4: Consumo de oxígeno durante una prueba de 3 minutos de ergometría de manivela de brazo en un participante sano. El punto de tiempo cero representa el inicio de la prueba de 3 min. El datA se presentan como los datos sin procesar que se miden respiración por respiración.

ICC 95% CI SEM% SRD% CV
Potencia máxima [W] 0,961 [0,907; 0,984] 2 5,6 6,66
Potencia media [W] 0,984 [0,960; 0,993] 0,6 1,6 3.13
Potencia mínima [W] 0,964 [0,914; 0,985] 1,4 4 6,05
Tiempo hasta el pico [s] 0,379 [-0,052; 0,691] 22,5 62,4 11,37
Índice de fatiga 0,940 [0,858; 0,975] 3.6 9,9 9,43
Rel. Potencia de pico [W /kg] 0,922 [0,818; 0,968] 2,8 7,8 6,45
Rel. Potencia media [W / kg] 0,950 [0,882; 0,979] 1.1 3.2 3.46
Trabajo total [J] 0,984 [0,960; 0,993] 0,6 1,6 3.13

Tabla 1: Fiabilidad test-retest para todos los parámetros 12 . ICC = coeficiente de correlación intraclase; IC = confianza en el intervalo; SEM = error estándar de la medición; SRD = diferencia real más pequeña; CV = coeficiente de variación; Rel. = Relativo.

Participante parapléjico Nivel de la lesión AIS Edad (y) Masa corporal (kg) Altura (cm)
P01 Th12 UN 47 80 184
P02 Th10 UN 43 73 183
P03 Th11 UN 55 72 174
P04 L1 UN 26 64 150
P05 Th12 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
Media 41 73 176
Dakota del Sur 12,1 6,8 10,4
Participante tetraplegico Nivel de la lesión AIS Edad (y) Masa corporal(kg) Altura (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 sesenta y cinco 75 190
41 73 180
Dakota del Sur 13,6 9,9 9,3

Tabla 2: Datos antropométricos de participantes parapléjicos y tetrapléjicos. A = American Spinal Injury Association, escala de deterioro, Th = torácica, L = lumbar, C = cervical, SD = desviación estándar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Las pruebas de esfuerzo en atletas lesionados de médula espinal son cruciales para el seguimiento del rendimiento del ejercicio durante varios meses o años de entrenamiento. Sólo unas pocas pruebas de ejercicio existen para comprobar el desempeño de ejercicio de alta intensidad a corto plazo en el ergómetro de manivela. Este método describe en detalle cómo una prueba de ejercicio que ya fue examinada por su fiabilidad en el ciclismo 5 y el remo 7 podría aplicarse al ergómetro de manivela. Para obtener resultados fiables y significativos, dos factores son muy importantes: en primer lugar, la preparación del participante para esta prueba de ejercicio y la segunda, la estandarización de la prueba. Por lo tanto, se indica al participante que entre al laboratorio en un estado de reposo, lo que significa que no hay entrenamiento intenso durante los dos días previos a la prueba. La ingesta de alimentos ( por ejemplo, nutrición rica en carbohidratos 24 h antes de la prueba) y el sueño ( por ejemplo, al menos 7 h de sueño durante las dos noches antes de la prueba)En cuenta. Además, antes de realizar la primera prueba de ejercicio "real", se debe realizar un ensayo de familiarización para asegurar que el participante entienda el protocolo de la prueba. La segunda condición se refiere a la estandarización del protocolo de prueba, que incluye el calentamiento, el inicio de la prueba y las estrategias de fijación para la silla de ruedas y las manos (paso 1.2). Estos ajustes deben mantenerse idénticos para cada prueba con la misma persona. Además, la altura de la manivela puede influir en la potencia de salida y el consumo de oxígeno 20 . Además, la posición de la empuñadura podría ser clínicamente relevante en términos de dolor en el hombro después del ejercicio 21 . Además, la unión abdominal podría influir en la función respiratoria y el transporte de oxígeno [ 22] , pero parece aumentar la estabilidad del tronco y el rendimiento del ejercicio [ 23] . Por lo tanto, lo mejor es registrar los ajustes y fijaciones en detalle para reproducirCondiciones equivalentes en la siguiente prueba.

Los resultados de las Figuras 1 y 2 indicaron que esta prueba de manivela de brazo de 3 minutos es confiable en participantes sanos y puede utilizarse para realizar pruebas de investigación o ejercicio 12 . Al comparar participantes sanos, parapléjicos y tetrapléjicos entre sí, se encontraron diferencias entre estos tres grupos. Los participantes con capacidad de cuerpo y parapléjico mostraron resultados muy similares para la potencia máxima y media, mientras que los participantes tetrapléjicos realizaron una potencia significativamente menor. Hallazgos similares se mostraron al comparar la prueba de Wingate de 30 s para los participantes parapléjicos 11 con la de los participantes tetrapléjicos 10 . Debido a los diferentes niveles de lesión de estos participantes lesionados de la médula espinal, varios músculos se ven afectados por el deterioro. Por lo tanto, con un nivel de lesión más alto ( por ejemplo, en pa tetraplegicRticipants), una masa muscular menos activa da como resultado una salida de potencia más baja ( Tabla 2 ). Para disminuir la variabilidad de la lesión, sólo se incluyeron individuos con un nivel de lesión entre 5 cervicales (C5) y 7 (C7) y con una lesión medular motora y sensorial completa para representar participantes tetrapléjicos. Sin embargo, incluso entre estos participantes, puede producirse una alta variabilidad interindividual. Los individuos con una lesión por debajo de C5 sólo tienen Musculus (M.) bíceps activado en los brazos, mientras que los individuos con una lesión por debajo de C7 muestran actividad en los músculos del brazo de M. biceps brachii, M. extensor radialis y M. triceps 24 . Por lo tanto, incluso con criterios de inclusión muy estrechos como los mencionados aquí, el grupo de participantes era muy heterogéneo en términos de función muscular. En cuanto a los participantes parapléjicos y sanos, se podría esperar una mayor potencia en los participantes sanos, debido a la estabilidad total del tronco y al músculo respiratorio no afectadoFunción. Nuestros resultados no mostraron diferencias significativas en el rendimiento de potencia entre estos dos grupos, aunque los participantes sanos tuvieron un mejor desempeño. Esto puede deberse a que nuestros participantes en el estudio estaban menos entrenados en comparación con los participantes parapléjicos. Es posible que, incluso con menor estabilidad del tronco y función respiratoria inferior, los participantes parapléjicos estuvieran más adaptados al arranque del brazo, lo que podría haber compensado sus desventajas.

Aunque este protocolo de prueba parece ser fiable en individuos sanos, la fiabilidad test-retest podría estar limitada en individuos tetrapléjicos. La potencia de salida en los participantes tetraplégicos mostró una variabilidad interindividual muy alta, lo que podría explicarse por las diferencias en la función muscular y el poder ( por ejemplo, músculo activo dependiente del nivel de la lesión). No obstante, Jacobs, Johnson, Somarriba y Carter mostraron una fiabilidad muy alta en la versión más corta deEsta prueba (prueba Wingate de 30 s) en atletas tetraplégicos 10 . Asumimos que la fiabilidad podría ser lo suficientemente buena durante una duración más larga ( es decir, 3 min en este protocolo), pero no lo probó. La falta de una prueba de reevaluación de la fiabilidad de la investigación en individuos con tetraplegia es una limitación. Por lo tanto, antes de usar este protocolo de prueba en un grupo de individuos con tetraplejía, se recomienda comprobar la fiabilidad del protocolo en primer lugar. Otra limitación del estudio consiste en la estandarización de las estrategias de fijación en los participantes con una estabilidad de núcleo muy baja ( por ejemplo, individuos con un alto nivel de lesión, como en la tetraplejía). Para fijarlos a la silla, una correa debe ser atada alrededor de la silla y del participante. Por lo tanto, puede ser difícil registrar la altura de la correa y la forma en que se tiró con fuerza. En un estudio futuro, sería beneficioso probar si la estanqueidad de tal correa influye en la potencia de salida en el protocolo de prueba.

Sin embargo, esta prueba es una buena herramienta para probar a atletas de diferentes disciplinas deportivas que involucran el ejercicio de la parte superior del cuerpo. Además, como la estrategia de estimulación de ir all-out derecho en el comienzo de la prueba está predefinida, no hay estrategia de estimulación individual está presente.

En conclusión, esta prueba parece ser una herramienta confiable para probar el rendimiento del ejercicio durante una duración de 3 min y es similar a corto plazo, el ejercicio de alta intensidad de rendimiento. Un ensayo de familiarización es necesario antes de su aplicación en atletas o en investigaciones de investigación con el fin de minimizar los efectos de aprendizaje de la prueba 1 a la prueba 2. Además, se necesita más investigación para comprobar la fiabilidad test-retest en los participantes o atletas con tetraplegia.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Los autores no tienen nada que revelar.

Acknowledgments

Agradecemos la ayuda de Martina Lienert y Fabienne Schaufelberger durante las pruebas de ejercicio, así como de PD Claudio Perret, PhD por su asesoramiento científico.

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