우리는 운동 검사 중에 Martina Lienert와 Fabienne Schaufelberger의 도움을 받았을뿐만 아니라 그의 과학적 조언을 위해 PD Claudio Perret 박사의 도움에 감사드립니다.

이 연구는 지역 윤리위원회 (Ethikkommission Nordwest- und Zentralschweiz, Basel, Switzerland)의 승인을 받았으며 연구를 시작하기 전에 참가자들로부터 서면 동의를 얻었습니다. 1. 시험 준비 및 참가자 교육 <ol><li> 암 크랭크 에르고 미터 <ol><li> 소프트웨어를 열기 전에 회전 속도에 따른 암 크랭크 에르고 미터의 전원을 켜십시오. </li><li> 3 분간 전면적 인 에르고 미터 테스트를위한 테스트 프로토콜을 선택하십시오. <ol><li> 120 초 워밍업, 180 초의 테스트 기간 및 720 초의 쿨 다운주기를 갖는 새로운 프로토콜을 삽입하십시오. 이 테스트 프로토콜을 선택하고 새 참가자 시트를 엽니 다. </li></ol></li><li> 새로운 테스트마다 참가자의 체질량을 미리 결정하십시오. </li><li> 유능한 사람과 마비한 사람의 경우 상대적인 토크 요소를 0.2로 설정하십시오 ( 예 : 상대적 토크 계수 0.2, 토크 20 Nm 결과) 12 . <ol><li> 척수 손상의 병변 수준에 따라 사지 마비 참가자에게 낮은 토크 요소를 적용하십시오. 관련 참가자에 대한 최적의 상대적 토크 팩터를 결정하기 위해서는 두 가지 이상의 친숙한 시도가 필요합니다. </li><li> 친숙화 시험에서 데이터를 인쇄 한 후 피크가 나타나지 않거나 참가자가 3 분 동안 크랭크를 돌릴 수없는 경우 더 낮은 수준의 두 번째 친숙화 시험을 수행하십시오 토크 팩터. 참가자들에게 각 시험 사이에 적어도 2 일의 휴식을주십시오. </li></ol></li></ol></li><li> 운동 테스트 설정 <ol><li> 암 크랭크의 높이를 조정하고 다음 테스트 세션에서 동일한 테스트 설정을 복제하도록 기록하십시오. 팔 크랭크 에르고 미터와 참가자 사이의 거리를 조정하고 기록하십시오. <ol><li> 높이를 결정하려면 dista를 측정하십시오.바닥과 크랭크의 고정 사이의 거리. 크랭크와 참가자 사이의 거리를 기록하려면 벽과 의자 고정 장치 사이의 거리를 측정하고 기록하십시오. 팔 크랭크 축을 어깨 관절에 수평 한 높이로 조정하십시오. </li></ol></li><li> 벽 고정 장치와 의자 사이의 거리 또는 에르고 미터와 의자 고정 장치 사이의 거리를 기록하십시오. 참가자가 a) 유능한 사람인지, b) 반신 마비적인 사람인지, 또는 c) 사지 마비인지에 따라 의자 설정을 조정하십시오. <ol><li> 참가자가 유능한 사람이면 배포자가 제공 한 의자에 앉게하십시오. </li><li> 참가자가 마비 환자 일 경우 자신의 휠체어에 앉을 필요가있는 경우 고정 장치를 사용하여 휠체어를 암 크랭크 에르고 미터에 고정하십시오. 참가자가 자신의 휠체어를 필요로하지 않는 경우 참가자는 배포자가 제공 한 의자에 앉게하십시오. </li><li> 참가자가 사지가 있다면, 상체를의자 또는 자신의 휠체어에 제공하고 페달에 손을 고정시킬 수 있습니다. 상체를 고정 시키려면 끈과 고리로 고정하십시오. 손 고정의 경우 사지 마비 환자의 손목 밴드를 사용하십시오. </li></ol></li></ol></li><li> 추가 측정 <ol><li> 락 테이트 분석기를 사용하기 전에 락 테이트 시스템 용액을 채우십시오. 6 개월마다 새로운 칩 센서를 삽입하십시오. 매일 2 주마다 품질 관리 솔루션 (12 mM)과 3 mM 품질 관리 솔루션을 사용하십시오. <ol><li> &quot;STD 1&quot;슬롯에 12 mM 품질 관리 솔루션을 매일 넣으십시오. </li><li> 품질을 더욱 향상 시키려면 갭 &quot;1&quot;과 &quot;2&quot;에 3 mM 품질 관리 솔루션을 추가하고 2 주마다 &quot;시작&quot;을 눌러 측정을 실행하십시오. 측정 결과는 2.96 ~ 3.10 mM 범위에 있어야합니다. </li></ol></li><li> 전에 혈액 전체의 젖산 농도를 확인하려면3 분간 all-out arm 크랭크 에르고 미터 테스트를 실시하고 기준 젖산 농도를 구하십시오. 10 μL 모세관을 사용하여 귓불에서 혈액 샘플을 채취하기 전에 소독제로 귓불을 소독하십시오. 전체 혈액 샘플을 얻기 위해 란셋을 사용하십시오. <ol><li> 모세 혈관에 혈액이 완전히 차면 용혈 컵에 넣습니다. 참고 :이 컵은 시판 중이며 용혈 솔루션이 미리 채워져 있습니다. 혈액이 젖산 분석기의 트레이에 넣기 전에 완전히 혼합 될 때까지 용액을 흔들어주십시오. </li><li> 젖산 농도를 분석하기 전에 보정을 실행하십시오. 품질 관리 컵을 젖산 분석기에 놓습니다 (1.3.1.1 단계 참조). 보정으로 인해 12-mM 젖산 농도가 발생하는지 확인하십시오. 그렇지 않으면 칩 센서를 교체하십시오. </li><li> 첫 번째로 찍은 샘플에 대해 &quot;1&quot;부터 시작하여 번호가 매겨진 슬롯에 샘플을 놓습니다. 참고 : 보정이 완료되면 샘플은 meas칩 센서 시스템에 의해 자동으로 검사됩니다. </li></ol></li><li> 심장 박동수를 결정하기 위해 참가자의 가슴 주위에 심장 박동 벨트를 놓고 심장 박동 모니터를 팔 크랭크 에르고 미터에 고정시킵니다. 모니터의 빨간색 시작 버튼을 눌러 측정을 시작하십시오. 심장 박동이 시계에 표시되지 않으면 심장 박동을 잘 기록 할 수 있도록 심장 박동 벨트를 물에 적셔주십시오. </li><li> 예열 중 및 3 분 전 테스트 중 산소 소비량을 확인하려면 테스트 전에 대사 용 카트를 보정하십시오. 검사 직전 및 마스크를 착용하기 전에 자동 볼륨 및 가스 교정을 실행하십시오. <ol><li> 소프트웨어에서 자동 볼륨 보정을 열고 시작 버튼을 누릅니다. 화면에 오류가 3 % 미만이면 결과를 저장하십시오. </li><li> 보정 가스뿐만 아니라 소프트웨어에서 가스 보정을 열고 자동 보정으로 시작하십시오. 참고 : 교정 가스는 5 % CO2,16 % O2 및 79 % N2. 보정이 끝나면 8 개의 녹색 버튼이 화면에 표시되면 보정이 성공적으로 끝나고 결과를 저장할 수 있습니다. 가스 누출이 없도록 가스통을 닫으십시오. </li><li> 참가자의 실제 체질량이 컴퓨터 프로그램에 삽입되었는지 확인하십시오. 참가자가 컴퓨터의 검색 엔진에 의해 선택되면 소프트웨어에서 &quot;ergospirometry&quot;를 선택하고 시작 버튼을 눌러 실내 공기 농도를 측정합니다. </li><li> 이 교정을 실행하려면 센서를 폐활량계에서 꺼내고 시작 버튼을 누릅니다. 컴퓨터에 &quot;ok&quot;가 표시되면 보정이 완료됩니다. </li><li> 한편, 교정 중에 산소 마스크를 참가자에게 올려 놓습니다. </li><li> 실내 공기 농도의 측정이 끝나고 프로그램이 측정 준비가되면 센서를 폐활량계에 다시 넣습니다. 그런 다음 전체 폐활계계를 공동에 넣습니다.마스크; 이제 장치는 산소 소비량을 측정 할 준비가되었습니다. </li><li> 또한, 팔목 크랭크 운동 중에 간섭이 없도록 폐활량계의 호스를 어딘가에 ( 예 : 어깨에 접착 테이프로) 고정하십시오. </li></ol></li></ol></li></ol> 2. 운동 프로토콜의 실행 <ol><li> 워밍업 <ol><li> 워밍업을 시작하기 1 분 전에 참가자가 움직이거나 말을하지 않고 팔 크랭크 에르고 미터에 앉아있을 때 휴식시 산소 소비량을 측정하기 시작합니다. 소프트웨어 프로그램의 시작 버튼을 누릅니다. </li><li> 동시에 빨간색 버튼을 눌러 심장 박동 측정을 시작하십시오. 워밍업 중과 시험 중 및 시험 후 심장 박동수를 측정하십시오. </li><li> 테스트 시작 전에 20W에서 2 분 동안 표준화 된 워밍업을 수행하십시오. 워밍업의 마지막 30 초 동안 케이던스를 60 rpm으로 일정하게 유지합니다. 30 초 워밍업의 마지막 10 초를 세어보세요. </li></ol&gt; </li><li> 3 분 전체 운동 테스트 <ol><li> 카운트 다운이 끝나면 &quot;go&quot;라는 소리로 명확한 시작 신호를 주어야합니다. 시작 신호가 주어지면 참가자가 가속 할 수있게하십시오. </li><li> 참가자에게 시험 시작시 가능한 최대 속도로 암 크랭크 에르고 미터를 가속하도록 지시합니다. 전체 시험 중 최대 속도로 종지를 유지하십시오. 표준화를 위해 시험 중에 참가자들을 격려하지 마십시오. </li><li> 30 초마다 지속 시간에 대한 정보를 제공하십시오. 3 분 동안 시험을 마친다. </li></ol></li><li> 쿨 다운 및 사후 분석 <ol><li> 3 분 모두 테스트를 마친 후 원하는 경우 최종 젖산 농도를 측정하고 그 후 10 분 동안 2 분마다 측정합니다. 검사 전에 사용한 것과 동일한 혈액 샘플링 용 천자 부위를 다시 사용하십시오. </li><li> 이 3 단계를 완료 한 후 산소 소비 측정을 중단하십시오.<html> 중지 버튼을 눌러 산소 마스크를 제거합니다. 소프트웨어가 데이터 저장을 요구할 때 종료 버튼을 누르고 &quot;예&quot;를 클릭하여 컴퓨터의 산소 소비량을 저장하십시오. 참고 : 데이터는 소프트웨어 프로그램에 저장되며 나중에 쉽게 CSV 문서로 변환 할 수 있습니다. </li><li> 데이터를 내보내려면 나중에 내보내기 위해 파일을 csv 문서로 변환하려면 &quot;내보내기&quot;버튼을 누릅니다. 모든 혈액 샘플을 귓볼에서 가져온 후 심장 박동 모니터의 왼쪽에있는 중지 버튼을 눌러 심장 박동 측정을 중단하십시오. </li></ol></li></ol> 3. 데이터 분석 및 결과 해석 <ol><li> 성능 매개 변수 <ol><li> 이 성능 테스트를 마친 후에 여러 매개 변수를 분석하십시오. 먼저 테스트를 저장하고 스프레드 시트로 내 보냅니다. </li><li> 평균 파워 (P mean =_upload / 55485 / 55485eq1.jpg &quot;/&gt; <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55485/55485eq2.jpg" /> 3 분 이상, 피크 전력 및 이들 3 분 간의 최소 전력 12 . 참고 : 피크 전력 (P 피크 )은 전체 3 분 동안 최대 전력입니다. 전력은 0.2 초 간격으로 측정됩니다. 피크 전력은 가장 높고 최소 전력 (Pmin)은 가장 작은 단일 전력 측정입니다. </li><li> 피크 파워에서 최종 파워까지의 초당 파워 감소로 피로 지수를 계산하십시오 ((P peak [W] - P min [W]) / (t min [s] - t peak [s])). </li><li> 매 초마다 수행 된 작업 (작업 [J] = 저항 [kg] * 분당 회전 수 * [m] * 시간 [분])을 추가하여 전체 작업량을 3 분간 계산합니다. </li><li> 시작부터 최대 출력까지의 시간을 계산하십시오 (최대 출력 = t peak [s]까지의 시간). 또한 상대 피크 (상대적 피크절대 값을 참가자의 체질량으로 나눔으로써 평균 파워 (상대 P 평균 = P 평균 / kg 체중)를 계산한다. </li><li> 이 3 분 동안 걸음 걸이 전략과 피로를 확인하기 위해 3 분 전체 테스트를 30 초 세그먼트로 나눕니다. 모든 30 초 세그먼트에 대한 평균 전력을 계산하십시오 (P mean = <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55485/55485eq3.jpg" /><img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55485/55485eq4.jpg" /> . </li></ol></li><li> 기타 측정 <ol><li> 모든 혈액 샘플을 혈액 젖산 분석기의 번호가 매겨진 슬롯에 넣고 &quot;분석&quot;을 눌러 자동으로 측정을 실행하십시오. 프린터를 켜서 나중에 분석 할 혈액의 젖산 농도를 인쇄하십시오. </li><li> 제조업체의 적외선 장치를 사용하여 심장 박동 측정을 컴퓨터로 전송합니다. 심장 박동 모니터의 소프트웨어를 열고 심박동에서 데이터 가져 오기소프트웨어 모니터. 데이터를 로컬에 저장하고 원할 경우 추후 분석을 위해 스프레드 시트로 내 보냅니다 ( 예 : 세그먼트 분석). 13 . </li><li> 3 분 시작과 3 분 끝에 마커를 설정하여 평균, 최대 및 최소 심장 박동수를이 세그먼트에 대해 자동으로 계산할 수 있습니다. 참고 : 심장 박동수는 5 초 간격으로 소프트웨어에 의해 자동으로 평균됩니다. </li><li> 산소 소비량에 대한 데이터를 csv 파일 (2.3 단계)로 내보내고 분석을 위해 스프레드 시트에서 엽니 다. 14 . 휴식시 평균 산소 소비량을 계산하십시오 : (VO 2_rest = <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55485/55485eq5.jpg" /><img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55485/55485eq6.jpg" /> 3 분 동안 (VO 2_180s = <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55485/55485eq1.jpg" /><img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55485/55485eq7.jpg" /> ,뿐만 아니라 피크산소 소비 및 30 초 세그먼트 동안의 산소 소비 : (VO 2_30s = <img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55485/55485eq3.jpg" /><img alt="방정식" src="/files/ftp_upload/55485/55485eq8.jpg" /> . 참고 : 산소 소비량 데이터는 호흡량을 측정 한 다음 세그먼트 당 15 초 동안 자동으로 평균 측정됩니다. 최고 산소 소비량은 3 분 운동 테스트 동안 15 초 간격으로 가장 높은 값입니다. </li></ol></li><li> 통계 <ol><li> Shapiro-Wilk 테스트, QQ- 플롯 및 Kolmogorov Smirnov 테스트를 사용하여 데이터의 정규 분포를 확인합니다. 데이터가 정상적으로 분포하는 경우 평균 및 표준 편차 (SD)로 제시하십시오. </li><li> 클래스 내 상관 계수 (ICC; 3,1 모델) 15 를 사용하여 테스트 - 테스트 신뢰도를 분석하십시오. </li><li> 측정의 표준 오차 (SEM)를 사용하여 절대 및 상대 신뢰도를 계산하고, 계수ICC의 변동성 (CV), 최소 실제 차이 (SRD) 및 95 % 신뢰 구간. 주 : ICC는 Munro`s classification 17 에 따라 해석되어야한다 : 0.26에서 0.49는 낮은 상관 관계를 반영한다; 0.50에서 0.69는 중간 상관 관계를 반영합니다. 0.70 ~ 0.89는 높은 상관 관계를 반영합니다. 0.90 ~ 1.0은 매우 높은 상관 관계를 나타냅니다. 절대적인 신뢰성은 SRD, CV 및 SEM으로 제시되어야하며 상대적인 신뢰도는 ICC 16 , 18 의 형태 여야합니다. </li><li> paired t-test를 사용하여 두 테스트 세션 간의 중요한 변화를 분석합니다. 두 테스트 세션의 데이터 세트에 대한 동의를 표시하려면 Bland-Altman 19 플롯을 사용하십시오. 통계 소프트웨어를 사용하여 데이터 분석을 수행하십시오. 통계적 유의 수준을 0.05로 설정한다. </li></ol></li></ol>

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척추 손상을 입은 운동 선수의 운동 테스트는 몇 달 또는 몇 년간의 훈련을 통해 운동 수행을 추적하는 데 중요합니다. 암 크랭크 에르고 미터에서 단기간의 높은 강도의 운동 성능을 확인하기위한 운동 테스트가 몇 가지 있습니다. 이 방법은 사이클 5 및 조정 7 에서 안정성에 대해 이미 검사 된 운동 테스트가 암 크랭크 에르고 미터에 적용될 수있는 방법을 자...

훈련 기간 1 , 2 , 3 , 4 , 5 과정에서 엘리트 선수의 운동 능력 증가를 정확하게 결정하는 몇 가지 운동 검사가 있습니다. 이러한 테스트 중 하나는 제동 된 사이클링 에르고 미터 3 , 4 , 5 , 6 에 대한 신뢰할 수있는 3 분 전체 운동 테스트입니다. 이 테스트는 중요한 파워를 결정하는 데 사용되었지만 운동 선수와 함께 운동 테스트를 수행하는 것은 물론 7 , 8 , 9 리서치에도 적용되었습니다. 이 테스트는 로잉 7 및 사이클링 3 , 5 와 같은 하체 성능에 주로 사용 되었기 때문에 비슷한 t상체 운동에 대한 esting 프로토콜이 필요했습니다. 상체를 주로 사용하는 스포츠 분야는 하체 근육의 손상을 입은 운동 선수 또는 개인 ( 예 : 절단 또는 척수 손상으로 인한 사지 손상) 외에도 새로운 테스트 프로토콜의 수혜자가 될 수 있습니다. 따라서 팔 크랭크 에르고 미터의 테스트 프로토콜은 다양한 스포츠 분야의 다양한 운동 선수의 상반신 운동 성능을 쉽게 테스트 할 수있는 좋은 도구입니다. 매우 유사한 30s Wingate arm 크랭크 에르고 미터 테스트 10 , 11 의 존재는 3 분 동안 all-out 팔 크랭크 에르고 미터 테스트를위한 프로토콜의 개발을 도왔습니다. 그 기간은 1,500m 휠체어 경주와 매우 유사합니다. 따라서이 3 분간의 all-out arm 크랭크 에르고 미터 테스트의 새로운 테스트 프로토콜은 테스트 - 테스트 신뢰성에 대해 테스트되었습니다. 전반적으로, 티의 안정성의 테스트 프로토콜이 우수하여 상체 운동 테스트 분야에서 미래의 테스트 도구가 될 수 있습니다. 그럼에도 불구하고이 운동 검사를 사용하려면 특히 척수 손상 환자를 검사 할 때주의가 필요합니다. 따라서이 실험 기사의 목적은 테스트 설정 및 테스트 결과 분석을 설명하는 상세한 프로토콜을 보여줄뿐 아니라, 유능한 신체 개인과 척수 손상을 가진 운동 선수를 테스트하는 것의 차이점을 나타냅니다.

<table><tbody><tr><td>Angio V2 arm crank ergometer</td><td>Lode BV, Groningen, NL</td><td>N/A</td><td>arm crank ergometer</td></tr><tr><td>Lode Ergometry Manager Software</td><td>Lode BV, Groningen, NL</td><td>N/A</td><td>Software</td></tr><tr><td>10 &amp;micro;l end-to-end capillary</td><td>EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany</td><td>0209-0100-005</td><td>Capillaries</td></tr><tr><td>haemolysis cup</td><td>EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany</td><td>0209-0100-006</td><td>hemolysis cup</td></tr><tr><td>lactate analyzer</td><td>Biosen C line, EKF-diagnostics GmbH</td><td>5213-0051-6200</td><td>lactate analyzer</td></tr><tr><td>Heart rate monitor, Polar 610i</td><td>Polar, Kempele, Finland</td><td>P610i</td><td>heart rate monitor</td></tr><tr><td>metabolic cart, Oxygen Pro</td><td>Jaeger GmbH</td><td>N/A</td><td>metabolic cart</td></tr><tr><td>oxygen mask, Hans Rudolph</td><td>Hans Rudolph Inc. , USA</td><td>113814</td><td>oxygen mask</td></tr><tr><td>statistical software, PSAW Software</td><td>SPSS Inc., Chicago USA</td><td>N/A</td><td>statistical software</td></tr><tr><td>desinfectant, Soft-Zellin</td><td>Hartmann GmbH, Austria</td><td>999979</td><td>desinfectant</td></tr><tr><td>Quality control cup, EasyCon Norm</td><td>EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany</td><td>0201-005.012P6</td><td>quality control</td></tr><tr><td>Quality control cup 3mmol/L</td><td>EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany</td><td>5130-6152</td><td>control cup</td></tr><tr><td>Chip sensor lactate analyzer</td><td>EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany</td><td>5206-3029</td><td>chip sensor</td></tr><tr><td>Lactate system solution</td><td>EKF-diagnostics GmbH, Barleben, Germany</td><td>0201-0002-025</td><td>lactate system solution</td></tr><tr><td>lancet, Mediware Blutlanzetten</td><td>medilab</td><td>54041</td><td>lancet</td></tr><tr><td>Calibration gas,&amp;nbsp;</td><td>Jaeger GmbH</td><td>36-MC G020</td><td>calibration gas</td></tr><tr><td>chair provided by distributor (ergoselect)</td><td>ergoline GmbH, Germany</td><td>N/A</td><td>chair provided by distributor</td></tr></tbody></table>

experimental protocol of a three-minute, all-out arm crank exercise test in spinal-cord injured and able-bodied individuals

엘리트 운동 선수의 운동 수행 변화를 테스트하려면 신뢰할 수있는 운동 프로토콜이 필요합니다. 이 운동 선수의 성능 향상은 작을 수 있습니다. 따라서 민감한 도구는 생리학을 실행하는 기본입니다. 주로 하체 운동 또는 전신 운동을위한 프로토콜을 사용하여 유능한 신체 운동 선수의 운동 능력을 검사 할 수있는 운동 검사가 많이 있습니다. 참가자가 수행하는 데 익숙한 동작과 매우 유사한 스포츠 관련 설정에서 운동 선수를 테스트하는 추세가 있습니다. 몇 가지 프로토콜만으로 하체가 손상된 참가자의 단기, 고강도 운동 능력을 테스트 할 수 있습니다. 이 프로토콜의 대부분은 매우 스포츠 관련이며 다양한 운동 선수에게 적용 할 수 없습니다. 잘 알려진 테스트 프로토콜 중 하나는 사이클링 및 암 크랭크 운동 테스트에서 잘 정립 된 30s Wingate 테스트입니다. 이 검사는 30 초 시간 동안 높은 강도의 운동 수행을 분석합니다.엔. 더 긴 기간 동안 운동 수행을 모니터하기 위해 상반신에 적용하기 위해 다른 방법이 수정되었습니다. 3 분간의 all-out 팔 크랭크 에르고 미터 테스트는 선수가 1,500m 휠체어 레이싱 (운동 기간 기준)과 로잉 또는 핸드 사이클링과 같은 상반부 운동에 특정한 방식으로 테스트 할 수 있도록합니다. 동일한 테스트 조건으로 신뢰성을 높이려면 저항 ( 즉, 토크 팩터)과 참가자의 위치 ( 예 : 크랭크 높이, 크랭크와 크랭크 사이의 거리)와 같은 설정을 정확하게 복제하는 것이 중요합니다. 참가자 및 참가자의 고정). 또 다른 중요한 문제는 운동 테스트의 시작과 관련됩니다. 분당 고정 회전 수는 운동 테스트 시작을위한 테스트 조건을 표준화해야합니다. 이 연습 프로토콜은 동일한 테스트 조건 및 설정을 재현하기위한 정확한 작업의 중요성을 보여줍니다.

시험 재검사 신뢰도는 레크리에이션 훈련을받은 (그러나 상체 훈련을받은 적이없는) 21 명 (남자 9 명, 여자 12 명, 연령 34 ± 11 세, 몸무게 69.6 ± 11.1kg, 신장 : 175.5 ± 6.9 cm). 표 1 은 상대적 및 절대적인 시험 재시험 신뢰도 12 에 대한 결과를 보여줍니다. 시험과 재시험 사이에서 비교 된 최고 출력은 그림 112에 제시되어 있다</s...

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Experimental Protocol of a Three-minute, All-out Arm Crank Exercise Test in Spinal-cord Injured and Able-bodied Individuals

우리는 하반신 마비 환자 및 사지 마비 환자뿐만 아니라 유치부에서 3 분 동안 상체 근육의 호기성 및 혐기성 동력을 시험하기위한 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜은 장애가 있거나없는 개인의 상반신 운동에 대한 적용에 대한 구체적인 수정을 제시합니다.

척수 손상 및 에이블 바디의 3 분간 전면 팔 크랭크 운동 테스트의 실험 프로토콜

Reliable exercise protocols are required to test changes in exercise performance in elite athletes. Performance improvements in these athletes may be ...

experimental-protocol-three-minute-all-out-arm-crank-exercise-test

Research

JoVE Journal

Medicine

9.6K 조회수.  Swiss Paraplegic Center Nottwil.  우리는 하반신 마비 환자 및 사지 마비 환자뿐만 아니라 유치부에서 3 분 동안 상체 근육의 호기성 및 혐기성 동력을 시험하기위한 프로토콜을 제시합니다. 이 프로토콜은 장애가 있거나없는 개인의 상반신 운동에 대한 적용에 대한 구체적인 수정을 제시합니다. 

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Methods to Quantify Pharmacologically Induced Alterations in Motor Function in Human Incomplete SCI

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, recovery from SCI typically involves long term rehabilitation. While recovery of walking ability is a primary goal in many patients early after injury, those with a motor incomplete SCI, indicating partial preservation of volitional control, may have the sufficient residual descending pathways necessary to attain this goal. However, despite physical interventions, motor impairments including weakness, and the manifestation of abnormal involuntary reflex activity, called spasticity or spasms, are thought to contribute to reduced walking recovery. Doctrinaire thought suggests that remediation of this abnormal motor reflexes associated with SCI will produce functional benefits to the patient. For example, physicians and therapists will provide specific pharmacological or physical interventions directed towards reducing spasticity or spasms, although there continues to be little empirical data suggesting that these strategies improve walking ability.
In the past few decades, accumulating data has suggested that specific neuromodulatory agents, including agents which mimic or facilitate the actions of the monoamines, including serotonin (5HT) and norepinephrine (NE), can initiate or augment walking behaviors in animal models of SCI. Interestingly, many of these agents, particularly 5HTergic agonists, can markedly increase spinal excitability, which in turn also increases reflex activity in these animals. Counterintuitive to traditional theories of recovery following human SCI, the empirical evidence from basic science experiments suggest that this reflex hyper excitability and generation of locomotor behaviors are driven in parallel by neuromodulatory inputs (5HT) and may be necessary for functional recovery following SCI. 
The application of this novel concept derived from basic scientific studies to promote recovery following human SCI would appear to be seamless, although the direct translation of the findings can be extremely challenging. Specifically, in the animal models, an implanted catheter facilitates delivery of very specific 5HT agonist compounds directly onto the spinal circuitry. The translation of this technique to humans is hindered by the lack of specific surgical techniques or available pharmacological agents directed towards 5HT receptor subtypes that are safe and effective for human clinical trials. However, oral administration of commonly available 5HTergic agents, such as selective serotonin reuptake inhibitors (SSRIs), may be a viable option to increase central 5HT concentrations in order to facilitate walking recovery in humans. Systematic quantification of how these SSRIs modulate human motor behaviors following SCI, with a specific focus on strength, reflexes, and the recovery of walking ability, are missing.
This video demonstration is a progressive attempt to systematically and quantitatively assess the modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation following the acute oral administration of an SSRI in human SCI. Agents are applied on single days to assess the immediate effects on motor function in this patient population, with long-term studies involving repeated drug administration combined with intensive physical interventions.

This video demonstrates modulation of reflex activity, volitional strength and ambulation through clinical and quantitative assessments in individuals with motor incomplete SCI as a result of acute oral administration of a serotonin reuptake inhibitor (SSRI).

인간의 불완전 SCI에 모터 기능에 Pharmacologically 유도 수선을 계량하는 방법

Spinal cord injury (SCI) is a debilitating disorder, which produces profound deficits in volitional motor control. Following medical stabilization, ...

연구

의학

Assessing Forelimb Function after Unilateral Cervical SCI using Novel Tasks: Limb Step-alternation, Postural Instability and Pasta Handling

Cervical spinal cord injury (cSCI) can cause devastating neurological deficits, including impairment or loss of upper limb and hand function. A majority of the spinal cord injuries in humans occur at the cervical levels. Therefore, developing cervical injury models and developing relevant and sensitive behavioral tests is of great importance. Here we describe the use of a newly developed forelimb step-alternation test after cervical spinal cord injury in rats. In addition, we describe two behavioral tests that have not been used after spinal cord injury: a postural instability test (PIT), and a pasta-handling test. All three behavioral tests are highly sensitive to injury and are easy to use. Therefore, we feel that these behavioral tests can be instrumental in investigating therapeutic strategies after cSCI.

Three new behavioral tests (forelimb step-alternation, postural instability test, pasta handling test) for evaluating forelimb function after cervical spinal cord injury in rodents are described.

소설 작업을 사용하여 일방적 경부 SCI​​ 후 앞다리의 기능을 평가 : 사지 스텝 교대, 자세 불안정 및 파스타 처리

Cervical spinal cord injury (cSCI) can cause devastating neurological deficits, including impairment or loss of upper limb and hand function. A majority ...

행동분석학

Paradigms of Lower Extremity Electrical Stimulation Training After Spinal Cord Injury

Skeletal muscle atrophy, increased adiposity and reduced physical activity are key changes observed after spinal cord injury (SCI) and are associated with numerous cardiometabolic health consequences. These changes are likely to increase the risk of developing chronic secondary conditions and impact the quality of life in persons with SCI. Surface neuromuscular electrical stimulation evoked resistance training (NMES-RT) was developed as a strategy to attenuate the process of skeletal muscle atrophy, decrease ectopic adiposity, improve insulin sensitivity and enhance mitochondrial capacity. However, NMES-RT is limited to only a single muscle group. Involving multiple muscle groups of the lower extremities may maximize the health benefits of training. Functional electrical stimulation-lower extremity cycling (FES-LEC) allows for the activation of 6 muscle groups, which is likely to evoke greater metabolic and cardiovascular adaptation. Appropriate knowledge of the stimulation parameters is key to maximizing the outcomes of electrical stimulation training in persons with SCI. Adopting strategies for long-term use of NMES-RT and FES-LEC during rehabilitation may maintain the integrity of the musculoskeletal system, a pre-requisite for clinical trials aiming to restore walking after injury. The current manuscript presents a combined protocol using NMES-RT prior to FES-LEC. We hypothesize that muscles conditioned for 12 weeks prior to cycling will be capable of generating greater power, cycle against higher resistance and result in greater adaptation in persons with SCI.

Spinal cord injury is a traumatic medical condition that may result in elevated risks of chronic secondary metabolic disorders. Here, we presented a protocol using surface neuromuscular electrical stimulation-resistance training in conjunction with functional electrical stimulation-lower extremities cycling as a strategy to ameliorate several of these medical problems.

척수 손상 후 더 낮은 말단 전기 자극 교육의 패러다임

Skeletal muscle atrophy, increased adiposity and reduced physical activity are key changes observed after spinal cord injury (SCI) and are associated with ...

Training Persons with Spinal Cord Injury to Ambulate Using a Powered Exoskeleton

Powered exoskeletons have become available for overground ambulation in persons with paralyses due to spinal cord injury (SCI) who have intact upper extremity function and are able to maintain upright balance using forearm crutches. To ambulate in an exoskeleton, the user must acquire the ability to maintain balance while standing, sitting and appropriate weight shifting with each step. This can be a challenging task for those with deficits in sensation and proprioception in their lower extremities. This manuscript describes screening criteria and a training program developed at the James J. Peters VA Medical Center, Bronx, NY to teach users the skills needed to utilize these devices in institutional, home or community environments. Before training can begin, potential users are screened for appropriate range of motion of the hip, knee and ankle joints. Persons with SCI are at an increased risk of sustaining lower extremity fractures, even with minimal strain or trauma, therefore a bone mineral density assessment is performed to reduce the risk of fracture. Also, as part of screening, a physical examination is performed in order to identify additional health-related contraindications. 
Once the person has successfully passed all screening requirements, they are cleared to begin the training program. The device is properly adjusted to fit the user. A series of static and dynamic balance tasks are taught and performed by the user before learning to walk. The person is taught to ambulate in various environments ranging from indoor level surfaces to outdoors over uneven or changing surfaces. Once skilled enough to be a candidate for home use with the exoskeleton, the user is then required to designate a companion-walker who will train alongside them. Together, the pair must demonstrate the ability to perform various advanced tasks in order to be permitted to use the exoskeleton in their home/community environment.

Training a person with paralysis to ambulate using a powered exoskeleton may present challenges. The goals are to present the candidate selection criteria and the training procedures for exoskeletal-assisted walking and other mobility skills that can be progressed as the participant's skill level improves.

척수 손상이있는 사람을 교육하는 것은 동력 형 외골격을 사용 Ambulate하기

Powered exoskeletons have become available for overground ambulation in persons with paralyses due to spinal cord injury (SCI) who have intact upper ...

생체공학

Standing Neurophysiological Assessment of Lower Extremity Muscles Post-Stroke

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a common tool used to measure the behavior of motor circuits in healthy and neurologically impaired populations. TMS is used extensively to study motor control and the response to neurorehabilitation of the upper extremities. However, TMS has been less utilized in the study of lower extremity postural and walking-specific motor control. The limited use and the additional methodological challenges of lower extremity TMS assessments have contributed to the lack of consistency in lower extremity TMS procedures within the literature. Inspired by the decreased ability to record lower extremity TMS motor evoked potentials (MEP), this methodological report details steps to enable post-stroke TMS assessments in a standing posture. The standing posture allows for the activation of the neuromuscular system, reflecting a state more akin to the system's state during postural and walking tasks. Using dual-top force plates, we instructed participants to equally distribute their weight between their paretic and non-paretic legs. Visual feedback of the participants' weight distribution was provided. Using image guidance software, we delivered single TMS pulses via a double-cone coil to the participants' lesioned and non-lesioned hemispheres and measured the corticomotor response of the paretic and non-paretic tibialis anterior and soleus muscles. Performing assessments in the standing position increased the TMS response rate and allowed for the use of the lower stimulation intensities compared to the standard sitting/resting position. Utilization of this TMS protocol can provide a common approach to assess the lower extremity corticomotor response post-stroke when the neurorehabilitation of postural and gait impairments are of interest.

This protocol describes the process for performing a neurophysiological assessment of the lower extremity muscles, tibialis anterior and soleus, in a standing position using TMS in people post-stroke. This position provides a greater probability of eliciting a post-stroke TMS response and allows for the use of reduced stimulator power during neurophysiological assessments.

Transcranial magnetic stimulation (TMS) is a common tool used to measure the behavior of motor circuits in healthy and neurologically impaired ...

Quantifying Arms and Legs Contributions during Repetitive Electrically-Assisted Sit-To-Stand Exercise in Paraplegics: A Pilot Study

Execution of Sit-to-Stand (SitTS) in incomplete spinal cord injury (SCI) patients involves motor function in both upper and lower extremities. The use of arm support, in particular, is a significant assistive factor while executing SitTS movement in SCI population. In addition, the application of functional electrical stimulation (FES) onto quadriceps and gluteus maximus muscles is one of the prescribed management for incomplete SCI to improve muscle action for simple lower limb movements. However, the relative contribution of upper and lower extremities during SitTS has not been thoroughly investigated. Two motor incomplete SCI paraplegics performed repetitive SitTS to fatigue exercise challenge. Their performance was investigated as a mixed-method case-control study comparing SitTS with and without the assistance of FES. Three sets of SitTS tests were completed with 5-min resting period allocated in between sets, with mechanomyography (MMG) sensors attached over the rectus femoris muscles bilaterally. The exercise was separated into 2 sessions; Day 1 for voluntary SitTS and Day 2 for FES-assisted SitTS. Questionnaires were conducted after every session to gather the participants&#39; input about their repetitive SitTS experience. The analysis confirmed that a SitTS cycle could be divided into three phases; Phase 1 (Preparation to stand), Phase 2 (Seat-off), and Phase 3 (Initiation of hip extension), which contributed to 23% &#177; 7%, 16% &#177; 4% and 61% &#177; 6% of the SitTS cycle, respectively. The contribution of arms and legs during SitTS movement varied in different participants based on their legs&#39; Medical Research Council (MRC) muscle grade. In particular, the applied arm forces start to increase clearly when the leg forces start to decline during standing. This finding is supported by the significantly reduced MMG signal indicating leg muscle fatigue and their reported feeling of tiredness.

Arms contribution in Sit-To-Stand (SitTS) is determined by the legs' muscle condition. Several compensating strategies were discovered in efforts to achieve complete SitTS cycles. These findings triangulate the spinal cord injury (SCI) persons' biomechanical measures with their subjective feeling of load borne by both their limbs throughout the SitTS approaches.

하반신 마비 환자에서 반복적인 전기 보조 기립 운동 중 팔과 다리 기여도 정량화: 파일럿 연구

Execution of Sit-to-Stand (SitTS) in incomplete spinal cord injury (SCI) patients involves motor function in both upper and lower extremities. The use of ...

공학

Induction and Assessment of Exertional Skeletal Muscle Damage in Humans

Contraction-induced muscle damage via voluntary eccentric (lengthening) contractions offers an excellent model for studying muscle adaptation and recovery in humans. Herein we discuss the design of an eccentric exercise protocol to induce damage in the quadriceps muscles, marked by changes in strength, soreness, and plasma creatine kinase levels. This method is simple, ethical, and widely applicable since it is performed in human participants and eliminates the interspecies translation of the results. Subjects perform 300 maximal eccentric contractions of the knee extensor muscles at a speed of 120&#176;/sec on an isokinetic dynamometer. The extent of the damage is measurable using relatively non-invasive isokinetic and isometric measures of strength loss, soreness, and plasma creatine kinase levels over several days following the exercise. Therefore, its application can be directed to specific populations in an attempt to identify mechanisms for muscle adaptation and regeneration.

This article describes a safe and reliable method to induce and quantify exertional skeletal muscle damage in human subjects.

유도와 인간의 운동시 골격근 손상의 평가

Contraction-induced muscle damage via voluntary eccentric (lengthening) contractions offers an excellent model for studying muscle adaptation and recovery ...

Activity-based Training on a Treadmill with Spinal Cord Injured Wistar Rats

Spinal cord injury (SCI) results in lasting deficits that include both mobility and a multitude of autonomic-related dysfunctions. Locomotor training (LT) on a treadmill is widely used as a rehabilitation tool in the SCI population with many benefits and improvements to daily life. We utilize this method of activity-based task-specific training (ABT) in rodents after SCI to both elucidate the mechanisms behind such improvements and to enhance and improve upon existing clinical rehabilitation protocols. Our current goal is to determine the mechanisms underlying ABT-induced improvements in urinary, bowel, and sexual function in SCI rats after a moderate to severe level of contusion. After securing each individual animal in a custom-made adjustable vest, they are secured to a versatile body weight support mechanism, lowered to a modified three-lane treadmill and assisted in step-training for 58 minutes, once a day for 10 weeks. This setup allows for the training of both quadrupedal and forelimb-only animals, alongside two different non-trained groups. Quadrupedal-trained animals with body weight support are aided by a technician present to assist in stepping with proper hind limb placement as necessary, while forelimb-only trained animals are raised at the caudal end to ensure no hind limb contact with the treadmill and no weight-bearing. One non-trained SCI group of animals is placed in a harness and rests next to the treadmill, while the other control SCI group remains in its home cage in the training room nearby. This paradigm allows for the training of multiple SCI animals at once, thus making it more time-efficient in addition to ensuring that our pre-clinical animal model mimics the clinical representation as close as possible, particularly with respect to the body weight support with manual assistance.

This protocol demonstrates our model of activity-based locomotor treadmill training for rats with spinal cord injury (SCI). Included is both quadrupedal and forelimb-only groups, in addition to two distinct types of non-trained control groups. Investigators are able to assess training effects on SCI rats using this protocol.

척수와 디딜 방 아에 활동 기반 교육 부상 Wistar 쥐

Spinal cord injury (SCI) results in lasting deficits that include both mobility and a multitude of autonomic-related dysfunctions. Locomotor training (LT) ...

신경과학

The Impact of Motor Task Conditions on Goal-Directed Arm Reaching Kinematics and Trunk Compensation in Chronic Stroke Survivors

Trunk compensation is the most common movement strategy to substitute for upper extremity (UE) motor deficits in chronic stroke survivors. There is a lack of evidence examining how task conditions impact trunk compensation and goal-directed arm reaching kinematics. This protocol aims to investigate the impact of task conditions, including task difficulty and complexity, on goal-directed arm reaching kinematics. Two non-disabled young adults and two chronic stroke survivors with mild UE motor impairment were recruited for testing the protocol. Each participant performed goal-directed arm reaches with four different task conditions (2 task difficulties [large vs. small targets] X 2 task complexities [pointing vs. picking up]). The task goal was to reach and point at a target or pick up an object located 20 cm in front of the home position as quickly as possible with a stylus or a pair of chopsticks, respectively, in response to an auditory cue. Participants performed ten reaches per task condition. A 3-dimensional motion capture camera system was used to record trunk and arm kinematics. Representative results showed that there was a significant increase in movement duration, movement jerkiness, and trunk compensation as a function of task complexity, but not task difficulty in all participants. Chronic stroke survivors showed significantly slower, jerkier, and more feedback-dependent arm reaches and significantly more compensatory trunk movements than non-disabled adults. Our representative results support that this protocol can be used to investigate the impact of task conditions on motor control strategies in chronic stroke survivors with mild UE motor impairment.

This protocol is intended to investigate the impact of task conditions on movement strategies in chronic stroke survivors. Further, this protocol can be used to examine if a restriction in elbow extension induced by neuromuscular electrical stimulation causes trunk compensation during goal-directed arm reaches in non-disabled adults.

만성 뇌졸중 생존자의 운동학 및 트렁크 보상에 도달하는 목표 지향 팔에 대한 모터 작업 조건의 영향

Trunk compensation is the most common movement strategy to substitute for upper extremity (UE) motor deficits in chronic stroke survivors. There is a lack ...

Development of a Novel Task-oriented Rehabilitation Program using a Bimanual Exoskeleton Robotic Hand

A robot-assisted hand is used for the rehabilitation of patients with impaired upper limb function, particularly for stroke patients with a loss of motor control. However, it is unclear how conventional occupational training strategies can be applied to the use of rehabilitation robots. Novel robotic technologies and occupational therapy concepts are used to develop a protocol that allows patients with impaired upper limb function to grasp objects using their affected hand through a variety of pinching and grasping functions. To conduct this appropriately, we used five types of objects: a peg, a rectangular cube, a cube, a ball, and a cylindrical bar. We also equipped the patients with a robotic hand, the Mirror Hand, an exoskeleton&#160;hand that is fitted to the subject&#8217;s affected hand and follows the movement of the sensor glove fitted to their unaffected hand (bimanual movement training (BMT)). This study had two stages. Three healthy subjects were first recruited to test the feasibility and acceptability of the training program. Three patients with hand dysfunction caused by stroke were then recruited to confirm the feasibility and acceptability of the training program, which was conducted on 3 consecutive days. On each day, the patient was monitored during 5 min of movement in a passive range of motion, 5 min of robot-assisted bimanual movement, and task-oriented training using the five objects. The results showed that both healthy subjects and subjects who had suffered a stroke in conjunction with the robotic hand could successfully grasp the objects. Both healthy subjects and those who had suffered a stroke performed well with the robot-assisted task-oriented training program in terms of feasibility and acceptability.

This study reports the development of a novel robot-assisted task-oriented program for hand rehabilitation. The developmental process consists of experiments using both healthy subjects and subjects who have had a stroke and suffered from subsequent motor control dysfunction.

바이매뉴얼 외골격 로봇 핸드를 이용한 새로운 과제 지향 재활 프로그램 개발

A robot-assisted hand is used for the rehabilitation of patients with impaired upper limb function, particularly for stroke patients with a loss of motor ...

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