Name: determining and controlling external power output during regular handrim wheelchair propulsion
Uploaded: 2020-02-05T12:30:00
Duration: 8 min 55 s
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La preparación de este manuscrito fue apoyada financieramente por una subvención de Samenwerkingsverband Noord-Nederland (OPSNN0109) y fue cofinanciada por la asignación PPP de los principales consorcios para el conocimiento y la innovación del Ministerio de Asuntos Económicos.

Los autores no tienen nada que revelar.

En las secciones anteriores se presentó una metodología accesible para determinar y estandarizar la producción de energía para diferentes modalidades basadas en laboratorio. Además, se realizó una comparación entre la potencia establecida y la potencia medida durante la propulsión en estado estacionario. Si bien el error sistemático estaba presente, así como cierta variabilidad, las herramientas presentadas son mejores que la alternativa: no estandarizar en absoluto. Estos resultados son similares a otro estudio que reportó la potencia medida de salida y la potencia de ajuste50. Además, el acuerdo entre las condiciones era deficiente a moderado, lo que indica que se debía prestar una atención adicional al comparar estudios utilizando diferentes modalidades. Como era de esperar, la condición del ergometer presentaba el entorno más fácil de estandarizar desde la perspectiva del operador. El ergometro funcionaba mejor en los ajustes de alta fricción. Los bloques (3 x 4 min) dentro de una modalidad mostraron un acuerdo bueno a excelente y moderado a excelente. Curiosamente, el ergometer tuvo un peor desempeño con el tiempo, posiblemente debido a la deriva del sensor. Por lo tanto, podría ser prudente recalibrar el ergometer entre cada bloque. Tenga en cuenta que estos resultados son para el ejercicio de estado estable de baja intensidad y podrían diferir para diferentes protocolos.
Los cambios mecánicos o ergonómicos menores en la combinación silla de ruedas-usuario pueden tener un gran impacto en los resultados experimentales12,51. El mantenimiento de materiales y la plena conciencia de los principios mecánicos del vehículo son esenciales para los resultados de rendimiento y la validez del experimento. La mecánica del vehículo (por ejemplo, masa, tamaños de rueda, tipo de neumático y presión, alineación) y ajuste (por ejemplo, posición de ante popa, centro de masa, masa, plano frontal) de la combinación de silla de ruedas y usuarios determinarán la rodadura y la resistencia al aire en combinación con las condiciones ambientales. La masa y la orientación del centro de masa afectarán a la resistencia a la rodadura con respecto a las ruedas traseras más grandes y las ruedas de ricino más pequeñas en la parte delantera. En la Tabla 2se presenta un resumen de los factores que influyen en la fricción de larodadura. Además, la silla de ruedas a menudo se individualiza. Aparte de las condiciones de intervención (por ejemplo, mecánica del vehículo o interfaz) en cada prueba, las condiciones de la silla de ruedas también deben ser constantes y se debe comprobar la mecánica de su vehículo, incluido el bastidor, el asiento y los neumáticos. Los neumáticos deben estar a una presión fija sobre las pruebas y entre los individuos. Los puntos de control importantes52 son posibles puntos de fricción, la posición de la rueda trasera y posibles cambios en la alineación de las ruedas36,53,54,55.
Las pruebas sobre el terreno también requieren tecnología de ambulante para cada uno de los indicadores de tensión cardiopulmonar, cinemática o resultados cinéticos. Esto se puede cumplir, pero la practicidad de las mediciones complejas está limitada en un entorno que no es de investigación. Las pruebas de reducción de costa son específicas para la combinación individual de usuario de silla de ruedas y la superficie rodante. Sin embargo, son estáticos, por lo que es posible que no capturen todas las características de la combinación entre silla de ruedas y usuario56. Son especialmente sensibles a los cambios en el centro de masa, lo que podría explicar las pequeñas diferencias entre la prueba de costa abajo y la salida de potencia terrestre medida. Estas limitaciones también se encuentran en la prueba de arrastre y la calibración del ergometro, que también asumen una posición estática del usuario de la silla de ruedas.
La prueba de arrastre mide las fuerzas de resistencia de balanceo y arrastre interno de cada combinación individual silla de ruedas-usuario. Es claramente sensible a la mecánica del vehículo de la silla de ruedas, pero también la posición y la orientación de la carrocería del usuario. Un procedimiento estandarizado es esencial20,36, donde a una velocidad de correa constante, la combinación usuario-silla de ruedas se tira sobre la correa que se conecta a un transductor de fuerza calibrado unidimensional en el marco de la cinta de correr en una serie de ángulos de pendiente(Figura 2). Se requiere un adaptador de cinta de correr para células de carga que se pueda ajustar a la altura del eje central de la silla de ruedas. El uso del análisis de regresión lineal proporciona una estimación estática de la fuerza de arrastre media en la cinta de cinta de correr a cero inclinación para una combinación determinada de silla de ruedas-usuario, que proporciona la salida de potencia externa media con el producto de la velocidad de la correa y la fuerza de arrastre. La prueba de arrastre es robusta con respecto a pequeñas diferencias en la ejecución de la prueba por diferentes operadores (por ejemplo, la posición de la cuerda)37.
Aunque a veces se supone una prueba aparentemente simple, cada uno de los elementos de prueba de la prueba de arrastre requiere la comprensión de la teoría subyacente y el entrenamiento sobre todos los detalles de los procedimientos8. Al igual que la prueba de reducción de costa, esta prueba es especialmente sensible a los cambios en el centro de masa. Por otra parte, el comportamiento y la sensibilidad de los transductores de fuerza basados en medidores de tensión, su calibración consistente (es decir, la precisión de los pesos de calibración, secuencia de montaje)20,36,37, así como cualquiera de los procedimientos de la prueba de arrastre que son sensibles a los cambios en la velocidad o ángulo de inclinación de la cinta de correr todos tienen que ser considerados. Esto significa que la cinta de correr en sí necesita ser revisada y calibrada también37. La conciencia constante de tales fenómenos generadores de ruido debe ser rastreada y ejecutada en la experimentación diaria.
La precisión de las simulaciones basadas en la salida de potencia y sus resultados dependen totalmente de la estandarización, la práctica y la formación de quienes llevan a cabo los experimentos. La diversidad de cintas de correr, ergometros o cualquier otro dispositivo accionado por motor electrónico puede ser un problema, como lo muestra De Groot et al.51. A cambio de datos basados en la población, uno debe ser consciente del papel potencial de tales diferencias en los resultados de las pruebas. En cualquier experimento en silla de ruedas, se debe presentar una explicación adecuada de las condiciones de prueba y una presentación abierta de los valores reales de velocidad, resistencia y potencia de salida para cualquier subgrupo o condición de medición.
En la experimentación en silla de ruedas, la heterogeneidad de la muestra de prueba es difícil de escapar cuando se centra en los usuarios reales de sillas de ruedas. Entre ellos, las personas con una lesión de la médula espinal son más frecuentemente sujetas a investigación, porque tienden a tener una lesión estable de la médula espinal por el resto de sus vidas. El nivel de lesión, la integridad, el sexo, la edad, el talento y el estado de formación determinan la heterogeneidad de dichos grupos de estudio57. Aumentar el número de participantes a través de la colaboración multicéntrico es una forma importante de eludir esto y aumentar el poder de la experimentación57,incluso en las primeras etapas de la rehabilitación10. Es de esperar que este documento sea un trampolín para un amplio debate sobre la experiencia en sillas de ruedas en las comunidades de rehabilitación y deportes adaptativos que, con suerte, conduce a la colaboración internacional y al intercambio de conocimientos a través de las redes existentes y nuevas de investigadores. La disponibilidad de una infraestructura de pruebas adecuada permite un seguimiento y una evaluación coherentes del progreso en rehabilitación clínica, deportes adaptativos y más allá.

Con un estimado de un 1% de la población mundial que depende de la movilidad de las ruedas hoy1,2, un flujo constante de trabajo de investigación internacional emerge cada vez más en revistas internacionales revisadas por pares en diversos campos como la rehabilitación1,3, ingeniería4, y ciencias del deporte5,6. Esto conduce a una creciente base de conocimiento y comprensión de las complejidades de este modo común de la ambulación humana. Sin embargo, para el desarrollo continuo y la implementación en la rehabilitación y las prácticas deportivas adaptativas, es necesario un mayor intercambio internacional y colaboración en investigación. Integral a estas redes colaborativas son la mejora de la estandarización de los procedimientos experimentales y de medición y la tecnología. Además, la implementación coherente de un seguimiento preciso del rendimiento de la combinación silla de ruedas-usuario en el laboratorio y/o en el campo es importante para un funcionamiento y participación individual óptimos, mientras que un estilo de vida saludable y activo se mantiene a lo largo de la vida útil del individuo7,8,9.
Experimentalmente, la propulsión manual en silla de ruedas durante las condiciones de ejercicio en estado estacionario o pico10,11 se aborda a menudo como movimiento cíclico de la parte superior del cuerpo con el fin de examinar la interfaz de usuario de silla de ruedas12,13, carga musculoesquelética14,15,16, y el aprendizaje motor y adquisición de habilidades17,18. Las nociones biomecánicas y fisiológicas combinadas de movimientos cíclicos permiten el uso del "Balance de potencia", un enfoque de modelado que fue introducido inicialmente por Van Ingen Schenau19 para patinaje de velocidad y ciclismo, y más tarde introducido en la movilidad manual con ruedas8,20,21. La Figura 1 muestra un diagrama de balance de potencia para la propulsión manual de sillas de ruedas. Converge a partir de una selección de factores críticos determinantes del rendimiento para la combinación silla de ruedas-usuario y sus tres componentes centrales (la silla de ruedas, el usuario y su interfaz), en el lado izquierdo en el diseño de los denominadores y ecuaciones de potencia (bio)mecánica y fisiológica.
La potencia de salida es un parámetro de resultado importante en los contextos de los deportes y la vida diaria, donde la potencia máxima de la potencia puede representar tanto un mayor rendimiento en deportes adaptados como la facilidad de funcionamiento durante las actividades en la vida diaria22. Además, en combinación con el consumo de energía se puede utilizar para evaluar el rendimiento en términos de eficiencia mecánica bruta17,18,23 (es decir, donde un individuo más cualificado requeriría menos energía interna para producir la misma cantidad de potencia externa). Desde una perspectiva experimental, la potencia de salida es un parámetro que debe controlarse estrechamente durante una prueba, ya que los cambios en la potencia de salida son de influencia directa en todos los resultados de rendimiento, como el tiempo de inserción, el tiempo de recuperación24y la eficiencia mecánica25. En consecuencia, el control y la generación de energía de notificación son esenciales para todos los estudios relacionados con la propulsión manual de sillas de ruedas.
Las pruebas sobre tierra son el estándar de oro en términos de validez (es decir, inercia, fricción del aire, flujo óptico y movimiento dinámico)26,pero la estandarización de la salida de potencia externa, la velocidad y las condiciones ambientales asociadas es mucho más difícil, y la repetibilidad con el tiempo se ve afectada. Los estudios sobre sillas de ruedas comenzaron en la década de 196027,28 y se centraron en la tensión física de la movilidad con ruedas. Aunque crucial en la interpretación y comprensión de datos8,20, las nociones sobre la producción de energía externa se limitaron a la observación del costo metabólico interno al realizar diferentes actividades en diferentes superficies. Hoy en día, las ruedas de medición se pueden utilizar para medir la potencia de salida29,30 y pruebas de reducción31,32 se pueden realizar para inferir las pérdidas de fricción durante la propulsión y, por lo tanto, la potencia de salida.
Se desarrollaron diferentes tecnologías basadas en laboratorio para las pruebas de ejercicio específicas de sillas de ruedas33,que van desde una multitud de ergometros hasta marcas de diferentes tamaños y marcas de cintas de correr. Las cintas de correr se consideran las más cercanas a las pruebas sobre el terreno en términos de validez34 y se han utilizado desde la década de 1960 para las pruebas de ejercicio en silla de ruedas35,36. Antes de la prueba, la pendiente y la velocidad de la cinta de correr deben comprobarse regularmente. Incluso las cintas de correr de la misma marca y marca pueden diferir considerablemente y cambiar en su comportamiento en el tiempo37. Para la determinación de la potencia externa, se utiliza una prueba de arrastre20,36 para el total de la combinación de silla de ruedas individual y usuario38. El sensor de fuerza para la prueba de arrastre también tiene que ser calibrado periódicamente. Para la individualización experimental del protocolo en términos de carga externa global de ruedas a lo largo del tiempo y entre sujetos, se ha diseñado un sistema de poleas(Figura 2)como alternativa para los gradientes anteriores dependientes de la pendiente de carga36.
Otra alternativa para las pruebas de ejercicio en silla de ruedas estandarizadas ha sido el uso de erómetros estacionarios33,desde soluciones simples de ergometros fuera de la estantería39 hacia ergometros basados en computadora sin informática altamente especializados40. Muy pocos están disponibles comercialmente. La enorme diversidad en la tecnología del ergometro y las características mecánicas introduce grandes grados desconocidos de variabilidad entre los resultados de la prueba33. Los ergometros y las sillas de ruedas deben estar conectados o fusionados intrínsecamente por diseño. La fricción del aire no está presente y la inercia percibida se limita a la inercia simulada en las ruedas, y el movimiento experimentado en el tronco, la cabeza y los brazos durante la propulsión, mientras que el usuario de la silla de ruedas es esencialmente estacionario. El ergometro permite pruebas sprint o anaeróbicas, así como pruebas isométricas, si las ruedas pueden bloquearse adecuadamente.
Se presenta una metodología básica para la investigación manual de movilidad con ruedas en estudios basados en laboratorio. Además, se proporciona una breve perspectiva sobre la metodología de investigación de sillas de ruedas sobre el terreno y sus posibles resultados. El enfoque central es controlar y medir la potencia externa (W) en experimentos de campo y basados en laboratorio. También se añade la determinación de la potencia interna a través de la espirometría, ya que esto se utiliza a menudo para determinar la eficiencia mecánica bruta. Aparte de la aplicación de las buenas prácticas, el objetivo es elaborar debates sobre la normalización experimental y el intercambio internacional de información. El estudio actual abordará principalmente la propulsión de las sillas de ruedas de mano y su medición, ya que es la forma más destacada de movilidad con ruedas manuales en la literatura científica. Sin embargo, las nociones que se describen a continuación son igualmente válidas para otros mecanismos de propulsión en silla de ruedas (por ejemplo, palancas, manivelas41).
El protocolo actual describe la estandarización y medición de la potencia de salida durante las pruebas basadas en ergometro de altura, cinta de correr y silla de ruedas durante la propulsión en estado estacionario a 1,11 m/s. Por ejemplo, la fricción de rodadura se determinará primero en las pruebas sobre el terreno con una prueba de costa hacia abajo. Usando esta estimación de fricción, las salidas de potencia se establecerán en las pruebas de la cinta de correr y el erómetro utilizando los protocolos disponibles de la literatura de investigación. Para las pruebas de cinta de correr, la fricción se determinará con una prueba de arrastre, y la potencia de salida se ajustará utilizando un sistema de poleas. Para las pruebas de ergometro, se utiliza un ergoómetro controlado por ordenador para hacer coincidir la salida de energía externa con la prueba de tierra.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>&#39;coast_down_test&#39; software</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ADA3 software</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Angle sensor</td>
			<td>Mitutoyo</td>
			<td>Pro 360</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calibration weights (0-10kg in 1kg increments)</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drag test force sensor (20kg)</td>
			<td>AST</td>
			<td>KAP-E/Z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extra wide treadmill</td>
			<td>Motek-forcelink</td>
			<td>14-890-0387</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>IMU sensor set</td>
			<td>X-IO Technologies</td>
			<td>NGIMU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inertial dummy</td>
			<td>Max Mobility</td>
			<td>Optipush</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lightweight rope</td>
			<td>-</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lode Ergometry Manager</td>
			<td>Lode</td>
			<td>LEM 10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Measurement wheel</td>
			<td>Max Mobility</td>
			<td>Optipush</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pulley system</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spirometer</td>
			<td>COSMED</td>
			<td>K-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stopwatch</td>
			<td>Oneplus</td>
			<td>6T</td>
			<td>Phone stopwatch</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tachometer</td>
			<td>Checkline</td>
			<td>CDT-2000HD</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Treadmill attachment for drag test</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weights for pulley (0-2kg in 5g increments)</td>
			<td>University Medical Center Groningen</td>
			<td>-</td>
			<td>Custom made</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wheelchair</td>
			<td>K&#252;sschall</td>
			<td>K-series</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wheelchair roller ergometer</td>
			<td>Lode</td>
			<td>Esseda</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

determining and controlling external power output during regular handrim wheelchair propulsion

El uso de una silla de ruedas manual es fundamental para el 1% de la población mundial. La investigación sobre la movilidad con ruedas impulsada por humanos ha madurado considerablemente, lo que ha llevado a que las técnicas de investigación mejoradas estén disponibles en las últimas décadas. Para aumentar la comprensión del rendimiento de la movilidad con ruedas, el monitoreo, el entrenamiento, la adquisición de habilidades y la optimización de la interfaz entre silla de ruedas y usuario en rehabilitación, vida diaria y deportes, mayor estandarización de las configuración de medición y análisis. Un escalón crucial es la medición precisa y la estandarización de la potencia externa (medida en vatios), que es fundamental para la interpretación y comparación de experimentos destinados a mejorar la práctica de rehabilitación, las actividades de la vida diaria, y deportes adaptativos. Las diferentes metodologías y ventajas de la determinación precisa de la potencia de salida durante las pruebas terrestres, de cinta de correr y basadas en el ergómetro se presentan y discuten en detalle. La propulsión sobre el terreno proporciona el modo más válido externamente para las pruebas, pero la estandarización puede ser problemática. La propulsión de la cinta de correr es mecánicamente similar a la propulsión sobre terrestre, pero no es posible girar y acelerar. Un ergometro es el más restringido y la estandarización es relativamente fácil. El objetivo es estimular las buenas prácticas y la estandarización para facilitar el desarrollo de la teoría y su aplicación entre las instalaciones de investigación y las ciencias clínicas y deportivas aplicadas en todo el mundo.

Usando el procedimiento antes mencionado, se determinó la salida de energía para 17 participantes familiarizados (dos sesiones de 30 minutos de práctica) participantes capaces con una prueba de deida y bajada por tierra (media de cinco ensayos). El perfil de costa abajo se caracterizó con una rueda de medición en un pasillo de hospital suave. Después, los participantes fueron medidos durante el terreno (25,0 x 9,0 m de circuito), la cinta de correr (2,0 x 1,2 m) y la propulsión del ergometro para sillas de ruedas. La potencia de salida en las modalidades de la cinta de correr y el ergometro se igualó con la condición de sobretierra utilizando los protocolos descritos en este documento.
La salida de potencia se obtuvo de la misma rueda de medición durante tres bloques de 4 minutos de propulsión en silla de ruedas después de un bloque de familiarización de igual longitud. Sólo se utilizó el último minuto de cada bloque para el análisis, asumiendo la propulsión en estado estacionario. Para los datos de propulsión sobre el suelo sólo se utilizaron las rectas largas (25 m). Todos los datos (pre)procesamiento se realizaron en Python 3.7 (Python Software Foundation). Las estimaciones de la CPI y sus intervalos de confianza del 95% se calcularon en R 3.3.4 (R Core Team), utilizando un modelo de efectos aleatorios de una sola calificación, de absoluto acuerdo.
El peso medio combinado del sistema de usuario de sillas de ruedas fue de 92,6 kg (8,3 euros). La potencia media esperada de la prueba de reducción de costa fue de 9,7 W (1,6). La potencia de salida calculada a partir de la rueda de medición fue inferior a la propulsión de la silla de ruedas de 8,1 W (1,4, 1,4 W), a la cinta de correr de 7,8 W (1,9) y al ergometro de 8,7 W (2,2). La diferencia media entre la potencia objetivo y la potencia de salida medida fue de -1,6 (1,6), -1,8 (1,4), -1,0 (1,0) W para la propulsión de sobremoldeo, cinta de correr y ergometro, respectivamente. Estos resultados también se muestran en la Tabla 1, la Figura 5y la Figura 6.
La potencia de propulsión para propulsión terrestre mostró un acuerdo de pobre a moderado (ICC: 0,38, CI: 0,00-0,73) con la salida objetivo. Por el contrario, la propulsión de la cinta de correr mostró un acuerdo de mala a buena (ICC: 0,45, CI: 0.00-0.79) y la propulsión del ergometro mostró un acuerdo de pobre a excelente (ICC: 0.77, CI: 0.11-0.93). El error absoluto se correlacionó negativamente con la potencia de salida para la propulsión en el ergometro (r -0,55, p a 0,02), pero no para las otras dos condiciones (sobre el terreno: r a 0,47, p a 0,06; cinta de correr: r a 0,22, p a 0,40).
El acuerdo entre condiciones fue de falta a moderada (ICC: 0,49, CI: 0,20-0,74). La fiabilidad dentro de la modalidad (entre los tres bloques de 4 minutos) era buena a excelente para el sobreelsuelo (ICC: 0,91, CI: 0,82-0,97) y la cinta de correr (ICC: 0,97, CI: 0,93-0,99) propulsión y de moderado a excelente para propulsión de ergometro (ICC: 0,97, CI: 0,71-0.99). El ergometro parecía tener un peor desempeño con el tiempo, lo que fue confirmado por un ANOVA de medidas repetidas (F(2, 32) a 64,7 , p < 0,01), pero no hubo efecto de tiempo para el sobreelsuelo (F(2, 32) a 0,9 , p a 0,418) y a la cinta de correr (F(2, 32) a 0,9 , p a 0,402).
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig1.jpg"> Figura 1: Equilibrio de potencia aplicado a la propulsión manual en silla de ruedas. SalidaP : salida de potencia externa (W); ME: eficiencia mecánica bruta (%); F: fuerza media de resistencia; V: velocidad media de la costa; A: trabajo por empuje o ciclo (J); fr: frecuencia de pulsaciones o ciclos (1/s); Pint: pérdidas internas (W); Paire: resistencia aerodinámica (W); RolloP : fricción de rodadura (W); Pincl: pérdidas debidas a inclinación (W). Esta cifra se reimprime de van der Woude et al.20. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig1large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig2.jpg"> Figura 2: Configuración de la cinta de correr. Izquierda: Configuración de la polea para aumentar la potencia externa de salida en una cinta de correr durante la propulsión. Derecha: Ajuste de prueba de arrastre para medir las fuerzas de fricción durante la propulsión de la silla de ruedas de la cinta de correr. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig2large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig3a.jpg"> Figura 3: Ventana de configuración del protocolo para el ergometro de silla de ruedas. La salida de potencia se puede establecer eligiendo una salida de potencia y una velocidad de objetivo o una fricción de rodadura y una velocidad de objetivo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig3large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig4.jpg"> Figura 4: Comentarios sobre el ergometro de silla de ruedas en forma de trazado de líneas. Se trazan las velocidades de los rodillos izquierdo y derecho. Los participantes deben tratar de mantener una velocidad constante mientras van en línea recta (manteniendo la línea en pantalla horizontal). Los datos de velocidad se suavizan con una ventana deslizante que se puede cambiar en los ajustes. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig4large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig5.jpg"> Figura 5: Distribuciones de diferencia relativa y absoluta entre la fricción de la costa hacia abajo y la potencia de salida medida durante la propulsión de tierra (OG), cinta de correr (TM) y ergometro (WE). Los bigotes muestran 1.5x la gama intercuartil. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig5large.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/60492/60492fig6.jpg"> Figura 6: Gráfica Bland-Altman para fricción de costa abajo y potencia de salida medida durante la propulsión en silla de ruedas (izquierda), cinta de correr (centro) y ergometro (derecha). Las líneas de puntos gris oscuro indican la media agrupada para una combinación y las líneas de puntos rojas son la media + 1,96 desviaciones estándar. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/60492fig6alarge.jpg" target="_blank">Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>Valor a dos cara (W)2
</td>
			<td>Diferencia con el objetivo</td>
			<td>Diferencia con el objetivo (%)</td>
			<td>Diferencia con el objetivo (abs)</td>
			<td>Acuerdo con PO objetivo (ICC)3
</td>
			<td>Fiabilidad entre bloques (ICC)3
</td>
		</tr>
<tr>
<td>PO objetivo1
</td>
			<td>9,68 (1,57 euros)</td>
			<td>N.a</td>
			<td>N.a</td>
			<td>N.a.</td>
			<td>N.a</td>
			<td>N.a.</td>
		</tr>
<tr>
<td>PO sobre el terreno</td>
			<td>8,12 (1,41 euros)</td>
			<td>-1,56 (1,57 euros)</td>
			<td>-15,30 (13,70 euros)</td>
			<td>1,72 (1,57 euros)</td>
			<td>0,38 (0,00 a 0,73)*</td>
			<td>0,91 (0,82 x 0,97)*</td>
		</tr>
<tr>
<td>Po de la cinta de correr</td>
			<td>7,84 (1,92 euros)</td>
			<td>-1,84 (1,38 euros)</td>
			<td>-18,98 (13,42 euros)</td>
			<td>1,91 (1,16 euros)</td>
			<td>0,45 (0,00 a 0,79)*</td>
			<td>0,97 (0,93 x 0,99)*</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ergometer PO</td>
			<td>8,65 (2,24 euros)</td>
			<td>-1,02 (0,97 euros)</td>
			<td>-11,82 (11,94 euros)</td>
			<td>1,16 (0,78 euros)</td>
			<td>0,77 (0,11-0,93)*</td>
			<td>0,97 (0,71-0,99)*</td>
		</tr>
<tr>
<td colspan="7">1. Calculado a partir de la fricción de costa abajo. 2. Determinado con rueda de medición. 3. Acuerdo bidireccional y absoluto, tasadores fijos con intervalos de confianza del 95%. * p < 0.001.</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabla 1: Comparación de la potencia establecida y la potencia real de salida medida con una rueda de medición.
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td>Factores</td>
			<td>Resistencia a la rodadura</td>
		</tr>
<tr>
<td>Masa corporal ?</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>Masa de silla de ruedas ?</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>Presión de los neumáticos ?</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>Tamaño de la rueda ?</td>
			<td>↓</td>
		</tr>
<tr>
<td>Suelo de dureza ?</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>Angulo de Camber ?</td>
			<td>?</td>
		</tr>
<tr>
<td>Dedo del pie/salida ?</td>
			<td>•</td>
		</tr>
<tr>
<td>Castor shimmy ?</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>Centro de masa en las ruedas traseras</td>
			<td>↓</td>
		</tr>
<tr>
<td>Marco plegable</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
<tr>
<td>Mantenimiento de la aplicación ?</td>
			<td>↑</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabla 2: Factores que influyen en la fricción de la rodadura y la potencia de salida durante la propulsión manual de la silla de ruedas. Esta tabla se reimprime de van der Woude et al.8.
Material Suplementario 1. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement1.zip" target="_blank">Haga clic aquí para ver este archivo (haga clic con el botón derecho para descargar).</a>
Material Suplementario 2. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement2.zip" target="_blank">Haga clic aquí para ver este archivo (haga clic con el botón derecho para descargar).</a>
Material Suplementario 3. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement3.zip" target="_blank">Haga clic aquí para ver este archivo (haga clic con el botón derecho para descargar).</a>
Material Suplementario 4. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement4.zip" target="_blank">Haga clic aquí para ver este archivo (haga clic con el botón derecho para descargar).</a>
Material Suplementario 5. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement5.zip" target="_blank">Haga clic aquí para ver este archivo (haga clic con el botón derecho para descargar).</a>
Material Suplementario 6. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/60492/supplement6.zip" target="_blank">Haga clic aquí para ver este archivo (haga clic con el botón derecho para descargar).</a>

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Determining and Controlling External Power Output During Regular Handrim Wheelchair Propulsion

La evaluación precisa y estandarizada de la potencia externa es crucial en la evaluación del estrés fisiológico, biomecánico y percibido, la tensión y la capacidad en la propulsión manual de la silla de ruedas. El artículo actual presenta varios métodos para determinar y controlar la potencia de salida durante los estudios de propulsión en silla de ruedas en el laboratorio y más allá.

Determinación y control de la salida de energía externa durante la propulsión regular de la silla de ruedas Handrim

The use of a manual wheelchair is critical to 1% of the world&#39;s population. Human powered wheeled mobility research has considerably matured, which ...

El control y la salida de potencia de notificación son esenciales para toda la investigación de propulsión de sillas de ruedas. Estas técnicas de medición permiten la medición y estimación de la potencia de salida que luego podemos aplicar a la propulsión de sillas de ruedas sobre tierra, pero también para mediciones en la cinta de correr o en el ergómetro. La propulsión de sillas de ruedas es una actividad de tensión con un alto riesgo de lesiones en el hombro e inactividad, por lo que necesitamos técnicas de investigación adecuadas.Estos métodos no son sólo para la propulsión diaria de sillas de ruedas, sino que también se pueden utilizar para deportes en silla de ruedas o durante la rehabilitación. Demostrando los procedimientos estarán Marika Leving, una de las post-docs de nuestro equipo, y Rick de Klerk, uno de los doctores. Para realizar una prueba de costa abajo, haga que el participante se siente en una posición activa lo más estandarizada posible con los pies en el reposapiés, las manos en el regazo y mirando hacia adelante.El posicionamiento del participante en la silla de ruedas es crucial y debe reflejar la posición durante las mediciones. Para registrar los datos de desaceleración utilizando IMU, conecte una IMU a cada cubo de rueda y una al centro de la silla debajo del asiento. Anote qué IMU está asociada donde y en qué orientación para referencia posterior y utilice el ejecutable de NextGen IMU Synchronized Network Manager para activar y conectar las IMU.Para recopilar los datos de tiempo y velocidad, abra la pestaña herramientas, seleccione el registrador de datos y haga clic en Iniciar. A continuación, acelere brevemente la silla de ruedas a alta velocidad e inmediatamente deje que la silla de ruedas se detenga a un punto muerto completo sin interferencias mientras registra los datos de tiempo y velocidad. Después del último análisis, abra el software de prueba coast down en el ordenador y establezca el peso del participante.Seleccione importar datos para importar el archivo de datos de costa abajo. Utilice el control deslizante para seleccionar las secciones de la costa hacia abajo en los datos, haciendo clic en la selección de captura después de cada selección de datos. Cuando se hayan seleccionado todos los datos, haga clic en Calcular resultados y observe la fricción media de rodadura y el coeficiente de fricción de rodadura.Para realizar una prueba de arrastre, al menos 30 minutos antes de la medición, encienda la fuente de alimentación de la cinta de correr y configure el ordenador de prueba de arrastre y el sensor de fuerza. En el software de la computadora de prueba de arrastre, haga clic en mediciones de la tabla de potencia y asegúrese de que el participante esté en la cinta de correr en la posición activa estandarizada. Para medir el desplazamiento de la célula de carga, primero registre la fuerza sin cuerda unida.Al final de la medición, haga clic en Aceptar. Conecte la silla de ruedas al transductor de fuerza con una cuerda ligera que garantice que la célula de carga y la cuerda estén alineadas horizontalmente con el eje de la rueda trasera de la silla de ruedas. Acelere la correa a la velocidad deseada y aumente la inclinación de la cinta de correr. Cuando la posición de la combinación de usuario de la cinta de correr y la silla de ruedas sea estable, registre la fuerza y el ángulo.A continuación, utilice el ángulo y la fuerza para ajustar una ecuación de regresión lineal y haga clic en Aceptar y Aceptar para calcular la fuerza en el ángulo cero de la cinta de correr. Para ajustar la toma de corriente, reste la fricción de la prueba de arrastre de la fricción objetivo para calcular el peso de la polea requerido y coloque la polea delante o detrás de la cinta de correr asegurándose de que la polea esté centrada. Fije la polea a la silla de ruedas y asegúrese de que la cuerda esté nivelada.Informe al participante que el peso de la polea puede mover la silla de ruedas y utilizar una cesta de masa baja conocida y un mosquetón para fijar un peso de cero a un kilogramo al sistema de poleas. A continuación, aumente lentamente el peso según sea necesario hasta que se logre la salida de potencia deseada. Para la salida de energía externa durante las pruebas basadas en ergómetros, encienda el ergómetro al menos 30 minutos antes de realizar la prueba y abra el software asociado en el equipo.Haga clic en el widget participante y agregue y asigne al participante un ID.Introduzca el peso corporal del participante y haga clic en Aceptar. Haga clic en el icono de silla de ruedas, introduzca las especificaciones de la silla de ruedas y haga clic en Aceptar. Haga clic en el widget de protocolo. Para crear un protocolo personalizado, seleccione agregar y protocolo personalizado y haga clic en Siguiente. Asigne al protocolo un nombre adecuado y haga clic en crear.Para establecer la resistencia al coeficiente de fricción obtenido de la prueba de costa abajo, seleccione etapas y haga clic en añadir etapa y resistencia. Establezca el coeficiente de resistencia en 0,01, la velocidad objetivo del participante a cuatro kilómetros por hora y la duración fija de uso en 16 y haga clic en Aceptar. Para configurar la pantalla del participante, elimine todos los widgets de la pantalla y haga clic en Agregar widget. A continuación, seleccione el widget de dirección de silla de ruedas y arrastre el widget a la ventana principal.Utilice el sistema de alineación para alinear la silla de ruedas en los rodillos y utilice el sistema de cuatro correas para sujetar la silla de ruedas. Compruebe que las ruedas no estén tocando el ergómetro y estén correctamente alineadas y coloque al participante en la posición activa estandarizada. Para calibrar el ergómetro en el software asociado, haga clic en el icono de la cruz y pulse Iniciar calibración.Para estimar la potencia interna durante la propulsión de la silla de ruedas handrim, encienda el espirómetro al menos 45 minutos antes de cualquier calibración o prueba. Utilice el software asociado para calibrar el espirómetro de acuerdo con las directrices de fábrica. Coloque la máscara del espirómetro en el participante.Ajuste las bandas elásticas de la tapa de la cabeza para crear un sello hermético alrededor de la cara y asegure la manguera del espirómetro para que no interfiera con el movimiento. A continuación, pulse el icono de prueba para iniciar el análisis. Seleccione un nuevo asunto en la pantalla del espirómetro.Para las pruebas de ejercicio submáximo, seleccione el modo de aliento por aliento. Para iniciar la grabación, pulse la tecla de grabación. En este análisis, las distribuciones de diferencia relativa y absoluta entre la fricción de la costa hacia abajo y la potencia medida durante la propulsión de la silla de ruedas sobre tierra, la cinta de correr y el ergómetro se determinan con una salida de potencia inferior general calculada para la propulsión sobre el suelo.El análisis de Bland-Altman para la fricción de la costa hacia abajo y la potencia medida de la salida durante la propulsión de la silla de ruedas sobre tierra, cinta de correr y ergómetro confirmaron estos hallazgos. Recuerde que la salida de potencia estimada sólo es válida para la posición en la que estuvo el participante durante la calibración y depende en gran medida de la superficie. Después de este procedimiento, podemos utilizar ruedas de registro y medición de precisión para calcular las fuerzas en el hombro.Debido a estas técnicas, ahora somos capaces de monitorear y estandarizar la potencia de salida, lo que facilita la colaboración. El sujeto no debe usar ropa suelta o colgando durante ninguna de las pruebas.

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