Protocolo Experimental de um Teste de Exercício de Manivela de Braga de 3 minutos, em todos os casos, em indivíduos com feridas e indivíduos não capacitados.

Resumo

Apresentamos um protocolo para testar o poder aeróbico e anaeróbio dos músculos do corpo superior ao longo de uma duração de 3 min em indivíduos com capacidade para os indivíduos, assim como em paraplégicos e tetraplégicos. O protocolo apresenta modificações específicas em sua aplicação para o exercício do corpo superior em indivíduos com ou sem deficiência.

Resumo

São necessários protocolos de exercício confiáveis ​​para testar mudanças no desempenho do exercício em atletas de elite. Melhorias de desempenho nestes atletas podem ser pequenas; Portanto, ferramentas sensíveis são fundamentais para o exercício da fisiologia. Atualmente, existem muitos testes de exercícios que permitem o exame da capacidade de exercício em atletas potentes, com protocolos principalmente para exercício de corpo inteiro ou corpo inteiro. Há uma tendência para testar os atletas em uma configuração específica do esporte que se assemelha muito às ações que os participantes estão acostumados a realizar. Apenas alguns protocolos testam a capacidade de exercício de curto prazo de alta intensidade em participantes com comprometimento da parte inferior do corpo. A maioria desses protocolos é muito específica para esporte e não é aplicável a uma ampla gama de atletas. Um protocolo de teste bem conhecido é o teste Wingate de 30 s, que está bem estabelecido no ciclismo e no teste de exercícios de manivela do braço. Este teste analisa o desempenho do exercício de alta intensidade ao longo de uma duração de tempo de 30 sN. Para monitorar o desempenho do exercício por uma duração mais longa, um método diferente foi modificado para aplicação na parte superior do corpo. O teste ergométrico de manivela de braço completo de 3 minutos permite que os atletas sejam testados de forma específica para corridas de cadeira de rodas de 1.500 m (em termos de duração do exercício), bem como para exercícios do corpo superior, como remo ou ciclismo manual. Para aumentar a confiabilidade com condições de teste idênticas, é crucial replicar com precisão as configurações, como a resistência ( ou seja, o fator de torque) e a posição dos participantes ( ou seja, a altura da manivela, a distância entre a manivela e a Participante e a fixação do participante). Outra questão importante diz respeito ao início do teste de exercícios. As revoluções fixas por minuto são necessárias para padronizar as condições de teste para o início do teste de exercícios. Este protocolo de exercício mostra a importância de operações precisas para reproduzir condições e configurações de teste idênticas.

Introdução

Existem vários testes de exercícios que determinam com precisão o aumento do desempenho do exercício em atletas de elite ao longo de um período de treinamento de ^{1 , 2 , 3 , 4 , 5} . Um desses testes é o teste de exercício confiável de ³ minutos em um ergômetro de ciclagem travado ^{3 , 4 , 5 , 6} . Este teste foi usado para determinar o poder crítico, mas também foi aplicado ao teste de exercícios com atletas, bem como a pesquisa ^{7 , 8 , 9} . Como este teste foi usado principalmente para o desempenho das extremidades inferiores, como no remo ⁷ e no ciclismo ^{3 , 5} , um t similarFoi necessário um protocolo para o exercício do corpo superior. As disciplinas do esporte que usam principalmente a parte superior do corpo podem ser possíveis beneficiários de um novo protocolo de teste, além de atletas ou indivíduos com comprometimento dos músculos do corpo inferior ( por exemplo, uma amputação ou comprometimento dos membros por lesão da medula espinhal). Por isso, um protocolo de teste no braço ergômetro do braço é uma boa ferramenta para testar facilmente o desempenho do exercício do corpo superior em uma variedade de atletas de diferentes disciplinas esportivas.

A existência de um teste de ergometria de manivela do braço Wingate muito parecido de 30 s com ^{10 , 11} ajudou com o desenvolvimento de um protocolo para um ensaio ergométrico de manivela de braço completo de 3 minutos. Sua duração é muito semelhante à de uma corrida de cadeira de rodas de 1.500 m. Por conseguinte, este novo protocolo de teste do teste ergométrico de manivela de braço completo de 3 min foi testado quanto à sua confiabilidade test-retest ¹² . Em geral, a confiabilidade do thiO protocolo de teste de s foi excelente, por isso poderia ser uma futura ferramenta de teste no campo do teste de exercícios do corpo superior. No entanto, o uso deste teste de exercício requer atenção, especialmente quando se testam indivíduos com lesão da medula espinhal. Portanto, o objetivo deste artigo experimental é demonstrar um protocolo detalhado que descreve não apenas as configurações de teste e a análise dos resultados do teste, mas também indica as diferenças entre testar pessoas com capacidade física e atletas com lesão da medula espinhal.

Protocolo

O estudo foi aprovado pelo comitê de ética local (Ethikkommission Nordwest- und Zentralschweiz, Basel, Suíça), e o consentimento informado por escrito foi obtido dos participantes antes de iniciar o estudo.

1. Preparação do teste e instrução do participante

1. Armômetro de manivela
   1. Coloque a energia no acelerador de roda do braço dependente da velocidade de rotação antes de abrir o software.
   2. Escolha o protocolo de teste para o ensaio ergométrico completo de 3 min.
      1. Insira um novo protocolo com um aquecimento de 120 s, 180 s de duração do teste e um período de cooldown de 720 s. Escolha este protocolo de teste e abra uma nova folha de participantes.
   3. Para cada novo teste, determine previamente a massa corporal do participante.
   4. Defina o fator de torque relativo para 0,2 para indivíduos com capacidade física e paraplégica ( por exemplo, para um participante de 100 kg com um fator de torque relativo de 0,2, um torque de 20 resultados Nm) ¹² .
      1. Aplique um menor fator de torque para participantes tetraplégicos, dependendo do nível de lesão da lesão da medula espinhal; São necessários dois ou mais ensaios de familiarização para determinar o fator de torque relativo ideal para o participante relevante.
      2. Execute um teste de familiarização da mesma maneira que descrito na seção 2. Se nenhum pico aparecer depois de imprimir os dados do ensaio de familiarização, ou se o participante não puder manivela durante todo o 3 min, execute um segundo teste de familiarização com um menor Fator de torque. Dê aos participantes um descanso de pelo menos dois dias entre cada teste.
2. Configurações de teste de exercícios
   1. Ajuste a altura da manivela do braço e grave-a para replicar as configurações de teste idênticas na próxima sessão de teste. Ajuste e grave a distância entre o braço ergométrico e o participante.
      1. Para determinar a altura, medir a distaEntre o chão e a fixação da manivela. Para registrar a distância entre a manivela e o participante, medir e registrar a distância entre a parede e a fixação da cadeira. Ajuste o eixo da manivela do braço para uma altura horizontal para a articulação do ombro.
   2. Registre a distância entre a fixação da parede e a cadeira ou a distância entre o ergômetro ea fixação da cadeira. Ajuste as configurações da cadeira de acordo com se o participante é a) valente, b) paraplégico, ou c) tetraplégico.
      1. Se o participante estiver apto para o corpo, peça ao participante que se sente na cadeira fornecida pelo distribuidor.
      2. Se o participante é paraplégico e precisa sentar-se em sua própria cadeira de rodas, use um conjunto de fixação para consertar a cadeira de rodas no ergômetro da manivela do braço. Se o participante não precisar de sua própria cadeira de rodas, peça ao participante que se sente na cadeira fornecida pelo distribuidor.
      3. Se o participante for tetraplégico, conserte a parte superior do corpoCadeira fornecida pelo distribuidor ou para a sua própria cadeira de rodas e possivelmente consertar as mãos nos pedais. Para consertar a parte superior do corpo, use uma cinta com fecho de gancho e laço. Para fixação manual, use uma pulseira em pacientes tetraplégicos.
3. Medições adicionais
   1. Certifique-se de que a solução do sistema de lactato seja recarregada antes de usar o analisador de lactato. Insira um novo sensor de chip a cada seis meses. Use a solução de controle de qualidade (12 mM) todos os dias e a solução de controle de qualidade 3 mM a cada duas semanas.
      1. Coloque a solução de controle de qualidade 12 mM no slot "STD 1" todas as manhãs.
      2. Para aumentar ainda mais a qualidade, adicione soluções de controle de qualidade 3 mM no espaço "1" e "2" e execute uma medição pressionando "iniciar" a cada duas semanas. A medição deve resultar em um intervalo entre 2,96 e 3,10 mM.
   2. Para determinar a concentração de lactato do sangue total antes e umApós o teste ergométrico de manivela de braço completo de 3 min, obtenha uma concentração inicial de lactato. Desinfecte o lóbulo da orelha com um desinfetante antes de extrair uma amostra de sangue do lóbulo da orelha usando um capilar de 10 μL. Use uma lanceta para obter a amostra de sangue total.
      1. Quando o capilar estiver completamente cheio de sangue, coloque-o no copo de hemólise.
         NOTA: Estas copas estão comercialmente disponíveis e pré-cheias com uma solução de hemolização. Agite a solução até o sangue ser completamente misturado antes de colocá-lo na bandeja do analisador de lactato.
      2. Execute uma calibração antes de analisar a concentração de lactato. Coloque o copo de controle de qualidade no analisador de lactato (ver passo 1.3.1.1.). Certifique-se de que a calibração resulte em uma concentração de lactato 12 mM; Caso contrário, substitua o sensor de chip.
      3. Coloque as amostras nas ranhuras numeradas, começando com "1" para a amostra que foi tomada primeiro.
         NOTA: após a conclusão da calibração, as amostras são medidasAutomaticamente pelo sistema de sensor de chip.
   3. Para determinar o heartrate, coloque um cinto de heartrate em torno do tórax do participante e conserte o monitor do heartrate no ergômetro da manivela do braço. Comece a medição pressionando o botão vermelho de partida no monitor. Se nenhum musculação for exibida no relógio, molhe o cinto do coração com água para garantir uma boa gravação do coração.
   4. Para determinar o consumo de oxigênio durante o aquecimento e durante o teste completo de 3 min, calibre o carrinho metabólico antes do teste. Execute o volume automático e a calibração do gás imediatamente antes do teste e antes de colocar a máscara.
      1. Abra a calibração automática do volume no software e pressione o botão Iniciar. Armazene os resultados se o erro for inferior a 3% na tela.
      2. Abra a calibração do gás no software, bem como o gás de calibração, e comece com a calibração automática.
         NOTA: O gás de calibração consiste em 5% de CO ₂ ,16% O ₂ e 79% N ₂ . Quando 8 botões verdes são exibidos na tela no final da calibração, a calibração é bem-sucedida e os resultados podem ser armazenados. Feche a garrafa de gás para garantir que não haja vazamento de gás.
      3. Certifique-se de que a massa corporal real do participante é inserida no programa de computador. Depois que o participante é escolhido pelo motor de pesquisa no computador, escolha "ergospirometria" no software e comece com a medição da concentração de ar ambiente pressionando o botão Iniciar.
      4. Para executar esta calibração, retire o sensor do espirômetro e pressione o botão Iniciar. A calibração é concluída quando "ok" é exibido no computador.
      5. Enquanto isso, durante a calibração, coloque a máscara de oxigênio no participante.
      6. Quando a medição da concentração de ar ambiente é concluída e o programa está pronto para medir, coloque o sensor de volta no espirômetro. Em seguida, coloque todo o espirômetro na cavidade oF a máscara; O dispositivo agora está pronto para medir o consumo de oxigênio.
      7. Além disso, conserte a mangueira do espirômetro em algum lugar ( por exemplo, no ombro com uma fita adesiva) para que não interfira durante o exercício da manivela.

2. Execução do Protocolo de Exercício

1. Aquecer
   1. 1 min antes de iniciar o aquecimento, comece a medir o consumo de oxigênio em repouso quando o participante se senta no braço ergométrico sem mover ou falar. Pressione o botão Iniciar no programa de software.
   2. Ao mesmo tempo, comece a medição do heartrate pressionando o botão vermelho. Medir o coração durante o aquecimento, bem como durante e após o teste.
   3. Execute um aquecimento padronizado durante 2 min a 20 W antes do início do teste. Durante os últimos 30 s do aquecimento, mantenha constante a cadência a 60 rpm. Conte os últimos 10 s do aquecimento de 30 s.
2. 3 minutos de teste de exercicio completo
   1. No final da contagem regressiva, certifique-se de dar um sinal de partida claro, gritando "ir". Depois que o sinal de início é dado, permitir que o participante se acelere.
   2. Instrua o participante a acelerar o acelerador da manivela do braço até a máxima velocidade possível no início do teste. Mantenha a cadência na velocidade máxima possível durante todo o teste. Por motivos de padronização, não incentive os participantes durante os testes.
   3. Dê informações sobre a duração a cada 30 s. Concluir o teste após uma duração de 3 min.
3. Cooldown e pós análise
   1. Depois de terminar o teste total de 3 minutos, mida a concentração final de lactato, se desejado, e a partir de então, a cada 2 min, durante os próximos 10 min. Reutilize o mesmo local de punção para amostragem de sangue, como foi usado antes do teste.
   2. Pare a medição do consumo de oxigênio após terminar estes 3 Min. Pressionando o botão de parada. Remova a máscara de oxigênio. Salve a medição do consumo de oxigênio no computador pressionando o botão de saída e clicando em "sim" quando o software solicitar o armazenamento de dados.
      NOTA: Os dados são armazenados no programa de software e podem ser facilmente convertidos em um documento csv mais tarde.
   3. Para exportar os dados, pressione o botão "Exportar" para converter o arquivo em um documento csv para posterior análise. Pare a medição do heartrate pressionando o botão de parada no lado esquerdo do monitor de musculatura depois de todas as amostras de sangue terem sido retiradas do lóbulo da orelha.

3. Análise de dados e interpretação dos resultados

1. Parâmetros de desempenho
   1. Analise vários parâmetros diferentes após o término desta prova de desempenho.
      Primeiro, salve o teste e exporte-o para uma planilha.
   2. Calcule a potência média (P significa =_upload / 55485 / 55485eq1.jpg "/> Ao longo de 3 min, a potência de pico e a potência mínima entre esses 3 min. ¹² .
      NOTA: a potência de pico (P _pico ) é a potência máxima durante o conjunto 3 min. A potência é medida em intervalos de 0,2 s. A potência de pico é a potência máxima e mínima (P _min ) a menor medida de potência única.
   3. Calcule o índice de fadiga como o declínio de energia por segundo do pico de potência para a potência final ((p _pico [W] - P _min [W]) / (t _min [s] - t _pico [s])).
   4. Calcule o total de trabalho ao longo de 3 minutos, adicionando o trabalho feito a cada segundo (Trabalho [J] = resistência [kg] * revoluções por min * distância do volante [m] * tempo [min]).
   5. Calcule o tempo desde o início até a potência de pico (tempo para pico de potência = t _pico [s]). Além disso, calcule o pico relativo (PAk = P _pico / kg de massa corporal) e a potência média (média relativa P = P _média / kg massa corporal) dividindo os valores absolutos pela massa corporal do participante.
   6. Divida o teste total de 3 minutos em segmentos de 30 segundos para verificar a estratégia de estimulação e a fadiga ao longo desses 3 min. Calcule a potência média para cada segmento de 30 segundos (P significa = .
2. Outras medidas
   1. Coloque todas as amostras de sangue nas ranhuras numeradas do analisador de lactato sanguíneo e execute as medidas automaticamente pressionando "analisar". Imprima as concentrações de lactato no sangue para posterior análise, ligando a impressora.
   2. Transmita as medidas de musculação para o computador usando um dispositivo infravermelho do fabricante. Abra o software do monitor do heartrate e importe os dados do heartraTe monitor para o software. Armazene os dados localmente e, se desejado, exporte-o para uma planilha para posterior análise ( por exemplo, análise de segmento) ¹³ .
   3. Defina um marcador no início dos 3 min e no final dos 3 minutos, permitindo que o músculo médio, máximo e mínimo seja calculado automaticamente para este segmento.
      OBSERVAÇÃO: O conteúdo do coração é calculado a média automaticamente pelo software em intervalos de 5 s.
   4. Exporte os dados para o consumo de oxigênio em um arquivo csv (etapa 2.3) e abra-o em uma planilha para análise ¹⁴ . Calcule o consumo médio de oxigênio em repouso: (VO _{2_rest} = E durante os 3 min (VO _{2_180s} = , Bem como o picoConsumo de oxigênio e consumo de oxigênio durante os segmentos de 30 _segmentos (VO _{2_30s} = .
      NOTA: Os dados para o consumo de oxigênio são medidos com respiração por respiração e, em seguida, em média, durante uma duração de 15 s por segmento. O consumo máximo de oxigênio é o valor mais alto durante um intervalo de 15 segundos durante o teste de exercícios de 3 min.
3. Estatisticas
   1. Use o teste de Shapiro-Wilk, o QQ-plot e os testes de Kolmogorov Smirnov para verificar a distribuição normal dos dados. Se os dados são normalmente distribuídos, apresente-o como a média e o desvio padrão (SD).
   2. Analise a confiabilidade test-retest utilizando o coeficiente de correlação intra-classe (ICC; modelo 3,1) ¹⁵ .
   3. Calcule a confiabilidade absoluta e relativa usando o erro padrão da medição (SEM), coefficIent de variação (CV), menor diferença real (SRD) e intervalo de confiança de 95% do ICC ¹⁶ .
      NOTA: O ICC deve ser interpretado de acordo com a classificação de Munro ¹⁷ : 0,26 a 0,49 reflete uma baixa correlação; 0,50 a 0,69 reflete uma correlação moderada; 0,70 a 0,89 reflete uma alta correlação; E 0,90 a 1,0 indica uma correlação muito alta. A confiabilidade absoluta deve ser apresentada como SRD, CV e SEM, e a confiabilidade relativa deve ser na forma do ICC ^{16 , 18} .
   4. Analise as mudanças significativas entre as duas sessões de teste usando um teste t pareado. Para mostrar o acordo dos conjuntos de dados de ambas as sessões de teste, use Bland-Altman ¹⁹ parcelas. Usar software estatístico para realizar análise de dados; Estabeleceu um nível de significância estatística de 0,05 durante todo o período.

Resultados

A confiabilidade test-retest foi verificada em 21 indivíduos não-fumantes treinados (mas não especificamente no corpo superior), não fumantes (9 machos, 12 fêmeas, idade: 34 ± 11 anos, massa corporal: 69,6 ± 11,1 kg e altura: 175,5 ± 6,9 cm). A Tabela 1 mostra os resultados para as confiabilidade relativa e absoluta teste-reteste ¹² . O pico de potência comparado entre o teste e o reteste é apresentado na Figura 1

Discussão

O teste de exercícios em atletas feridos na medula espinhal é crucial para rastrear o desempenho do exercício ao longo de vários meses ou anos de treinamento. Existem apenas alguns testes de exercícios para verificar o desempenho de exercícios de curto prazo e de alta intensidade no ergômetro da manivela do braço. Este método descreve detalhadamente como um teste de exercício que já foi examinado quanto à sua confiabilidade no ciclismo ⁵ e a remo ⁷ pode ser apl...

Materiais

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