Validación de un gemelo digital que realiza entrenamiento de fuerza

Hipótesis: se plantea la hipótesis de que el modelado musculoesquelético avanzado específico del sujeto en combinación con la tecnología de monitoreo móvil integrada en el iPhone y Apple Watch permite una predicción precisa de los cambios en la fuerza muscular y el tamaño muscular en las extremidades inferiores después de una intervención de entrenamiento de fuerza de 8 semanas. de grupos músculo-tendinosos clave asociados con la estabilidad de la articulación de la rodilla.

Objetivo Principal: Predicción de los cambios en la fuerza muscular de los miembros inferiores debido a diferentes volúmenes de entrenamiento de fuerza mediante la tecnología avanzada de modelado computacional, análisis biomecánico y monitoreo móvil. De particular interés es la predicción de 1RM y la predicción de la relación entre la fuerza de los isquiotibiales y los cuádriceps (relación H:Q) en comparación con las pruebas de fuerza isocinética como estándar de oro. La investigación ha demostrado claramente que la cuantificación de 1RM es fundamentalmente importante cuando se trata del diseño de programas de entrenamiento de fuerza seguros y eficientes.

Objetivo Secundario: Evaluación de los cambios en el tamaño muscular de los miembros inferiores debido a diferentes volúmenes de entrenamiento de fuerza utilizando la técnica HMF. De particular interés es la predicción del volumen muscular mediante la técnica HMF frente a datos de resonancia magnética como estándar de oro, así como la predicción de la adaptación en isquiotibiales y cuádriceps CSA debido a la intervención de entrenamiento de fuerza mediante HMF frente a datos de ultrasonido, respectivamente.

Los factores clave de referencia que probablemente influirán en los criterios de valoración primarios y secundarios son la experiencia en entrenamiento de fuerza y ​​el género. El tamaño de la muestra y el grupo de población se especifican para permitir el análisis de las diferencias específicas de género en los resultados del estudio. De este modo, se definen los criterios de inclusión/exclusión y el protocolo de estudio, incluido un cuestionario relacionado con la formación, para minimizar el sesgo de la experiencia formativa.

Diseño del proyecto Este proyecto en ciencias del deporte está diseñado como un estudio cualitativo confirmatorio en la investigación aplicada que involucra a participantes sanos. El fundamento de este proyecto es predecir los cambios en la fuerza muscular y el tamaño muscular debido al entrenamiento de fuerza usando tecnología de modelado computacional y monitoreo móvil. En particular, los investigadores avanzarán enfoques novedosos en el modelado anatómico específico del sujeto y la monitorización móvil, que se probaron previamente en el entorno de la investigación y ahora se están aplicando a un estudio de intervención en voluntarios sanos para predecir adaptaciones en la fuerza muscular y la musculatura. tamaño en relación con el volumen de entrenamiento de fuerza.

Diseño del estudio: los detalles de la intervención de entrenamiento de fuerza se diseñaron cuidadosamente en función del estado actual de la investigación en el campo y de acuerdo con las recomendaciones de entrenamiento de fuerza en la salud, el estado físico y la rehabilitación musculoesqueléticos. En particular, los investigadores llevarán a cabo un programa de intervención de entrenamiento de fuerza de 8 semanas de los grupos músculo-tendón clave asociados con la estabilidad de la articulación de la rodilla (isquiotibiales, cuádriceps y tríceps sural), con el grupo de estudio (n=36, con 18F y 18M) siendo asignados aleatoriamente a diferentes niveles de volumen de entrenamiento (Grupo #1: sin entrenamiento, Grupo #2: 1 entrenamiento por semana, Grupo #3: 3 entrenamientos por semana) con el mismo número de sujetos y distribución de género en cada grupo. Cada participante realizará el entrenamiento de fuerza de forma autodirigida en el entorno específico de entrenamiento elegido. Se darán a todos los participantes pautas claras para el calentamiento, el tipo y la realización de los ejercicios. Los ejercicios de fuerza son ejercicios estándar para fortalecer la extensión y flexión de la rodilla: sentadillas, prensa de piernas, extensiones de espalda, levantamiento de talones y ejercicios de una sola articulación.

Parámetros de estudio: Los parámetros antropométricos incluyen altura corporal, peso corporal, circunferencias segmentarias, somatotipo, forma corporal, CSA muscular y volumen muscular de los miembros inferiores. Los parámetros antropométricos se evaluarán mediante el ajuste HMF en combinación con datos de escaneo corporal 3D y medidas antropométricas de acuerdo con los estándares ISAK. Los cambios en la CSA de los isquiotibiales y cuádriceps se compararán entre HMF y los datos de ultrasonido antes y después de la intervención de entrenamiento de fuerza. Los parámetros específicos de fuerza y ​​entrenamiento incluyen movimiento articular, aceleración articular, momentos articulares totales, conteo de repeticiones, 1RM y relación H:Q. Los parámetros específicos de fuerza y ​​entrenamiento se evaluarán mediante análisis biomecánicos utilizando datos de captura de movimiento óptico y la aplicación iOS Strength Control, y se compararán con datos de pruebas de fuerza isocinética como estándar de oro. Además, los datos de resonancia magnética de las extremidades inferiores se adquirirán en un subgrupo de 12 participantes (6F, 6M).

POBLACIÓN DEL PROYECTO Y PROCEDIMIENTOS DE ESTUDIO

Población del proyecto: La población del proyecto son sujetos adultos sanos que participan semanalmente en su propio programa de entrenamiento de fuerza. El objetivo principal es predecir los cambios en la fuerza muscular (es decir, parámetros de resultado primarios: 1RM y relación H:Q) después de diferentes volúmenes de entrenamiento de grupos musculares clave asociados con la estabilidad de la articulación de la rodilla. Se realizó un análisis de poder usando statistikguru.de para evaluar el tamaño de muestra requerido para el parámetro de resultado primario, 1RM. Con base en el análisis de potencia, los investigadores apuntan a un total de n = 36 conjuntos de datos completos (n = 12 por grupo de estudio de la intervención de entrenamiento de fuerza), con un subgrupo de n = 12 participantes programados adicionalmente para MRI de la parte inferior extremidades al inicio.

La evaluación del volumen muscular basada en resonancia magnética para la validación de la técnica HMF se analiza independientemente de la intervención de entrenamiento de fuerza. Por lo tanto, la precisión de la técnica HMF depende del modelo musculoesquelético genérico inicial que se utiliza para el ajuste del modelo, así como de la superficie de la piel específica del sujeto y los datos antropométricos disponibles.

Todos los participantes deben confirmar su participación voluntaria con un consentimiento informado por escrito antes de someterse a cualquier procedimiento de estudio.