Validering av en digital tvilling som utfører styrketrening

Hypotese: Det er antatt at avansert fagspesifikk muskel- og skjelettmodellering i kombinasjon med mobil overvåkingsteknologi som er innebygd i iPhone og Apple Watch muliggjør nøyaktig prediksjon av endringer i muskelstyrke og muskelstørrelse i underekstremitetene etter en 8-ukers styrketreningsintervensjon av sentrale muskel-senegrupper assosiert med stabilitet i kneleddet.

Primært mål: Forutsigelse av endringer i muskelstyrke i underekstremitetene på grunn av ulike styrketreningsvolum ved hjelp av avansert beregningsmodellering, biomekanisk analyse og mobil overvåkingsteknologi. Av spesiell interesse er prediksjonen av 1RM og prediksjonen av forholdet mellom hamstrings og quadriceps styrke (H:Q ratio) sammenlignet med isokinetiske styrketester som gullstandard. Forskning har tydelig vist at kvantifiseringen av 1RM er grunnleggende viktig når det kommer til utforming av sikre og effektive motstandstreningsprogrammer.

Sekundærmål: Vurdering av endringer i muskelstørrelse i underekstremitetene på grunn av ulike styrketreningsvolum ved bruk av HMF-teknikken. Av spesiell interesse er prediksjonen av muskelvolum ved bruk av HMF-teknikken sammenlignet med data fra MR som gullstandard, samt prediksjonen av tilpasning i henholdsvis hamstrings og quadriceps CSA på grunn av styrketreningsintervensjonen ved bruk av HMF versus data fra ultralyd.

Viktige grunnlinjefaktorer som sannsynligvis vil påvirke de primære og sekundære endepunktene er erfaring med styrketrening og kjønn. Utvalgsstørrelsen og populasjonsgruppen er spesifisert for å muliggjøre analyse av kjønnsspesifikke forskjeller på studieresultater. Derved er inklusjons-/eksklusjonskriteriene og studieprotokollen, inkludert et treningsrelatert spørreskjema, definert for å minimere skjevheten i treningserfaring.

Prosjektdesign Dette prosjektet i idrettsvitenskap er utformet som en bekreftende kvalitativ studie i anvendt forskning som involverer friske deltakere. Begrunnelsen for dette prosjektet er å forutsi endringer i muskelstyrke og muskelstørrelse på grunn av styrketrening ved bruk av beregningsmodellering og mobil overvåkingsteknologi. Spesielt vil etterforskerne fremme nye tilnærminger innen fagspesifikk anatomisk-basert modellering og mobil overvåking, som tidligere har blitt testet i forskningsmiljøet, og som nå brukes på en intervensjonsstudie hos friske frivillige for å forutsi tilpasninger i muskelstyrke og muskel. størrelse i forhold til styrketreningsvolum.

Studiedesign: Spesifikasjonene til styrketreningsintervensjonen er nøye utformet basert på den nåværende forskningsstatusen på feltet, og i tråd med styrketreningsanbefalinger innen muskel- og skjeletthelse, kondisjon og rehabilitering. Spesielt vil etterforskerne gjennomføre et 8-ukers intervensjonsprogram for styrketrening av de viktigste muskel-senegruppene assosiert med stabilitet i kneleddet (hamstrings, quadriceps og triceps surae), med studiegruppen (n=36, med 18F og 18M) blir tilfeldig allokert til ulike nivåer av treningsvolum (Gruppe#1: ingen trening, Gruppe#2: 1 trening per uke, Gruppe#3: 3 treninger per uke) med samme antall fag og kjønnsfordeling i hver gruppe. Hver deltaker vil utføre styrketreningen selvstyrt i sin valgte treningsspesifikke setting. Klare retningslinjer for oppvarming, type og gjennomføring av øvelser vil bli gitt til alle deltakere. Styrkeøvelsene er standardøvelser for å styrke kneekstensjon og fleksjon: knebøy, beinpress, ryggekstensjon, hælheving og enkeltleddsøvelser.

Studieparametere: Antropometriske parametere inkluderer kroppshøyde, kroppsvekt, segmentomkrets, somatotype, kroppsform, muskel-CSA og muskelvolum i underekstremitetene. Antropometriske parametere vil bli vurdert ved hjelp av HMF-tilpasning i kombinasjon med data fra 3D-kroppsskanning og antropometriske målinger i henhold til ISAK-standarder. Endringer i CSA i hamstrings og quadriceps vil bli sammenlignet mellom HMF og data fra ultralyd før og etter styrketreningsintervensjon. Styrke- og treningsspesifikke parametere inkluderer leddbevegelse, leddakselerasjon, totale leddmomenter, antall repetisjoner, 1RM og H:Q ratio. Styrke- og treningsspesifikke parametere vil bli vurdert ved hjelp av biomekanisk analyse ved bruk av data fra optisk bevegelsesfangst og iOS Strength Control-appen, og sammenlignet med data fra isokinetiske styrketester som gullstandard. I tillegg vil data fra MR av underekstremitetene innhentes i en undergruppe på 12 deltakere (6F, 6M).

PROSJEKTBEFOLKNING OG STUDIEPROSEDYRER

Prosjektpopulasjon: Prosjektpopulasjonen er friske voksne forsøkspersoner som alle deltar i sitt eget styrketreningsprogram regelmessig ukentlig. Hovedmålet er å forutsi endringer i muskelstyrke (dvs. primære utfallsparametere: 1RM og H:Q ratio) etter ulike treningsvolumer av nøkkelmuskelgrupper assosiert med stabilitet i kneleddet. En kraftanalyse ble utført ved å bruke statistikguru.de for å vurdere den nødvendige prøvestørrelsen for den primære utfallsparameteren, 1RM. Basert på kraftanalysen, sikter etterforskerne mot totalt n=36 komplette datasett (n=12 per studiegruppe av styrketreningsintervensjonen), med en undergruppe på n=12 deltakere i tillegg planlagt for MR av de nedre lemmer ved baseline.

Den MR-baserte vurderingen av muskelvolum for validering av HMF-teknikken analyseres uavhengig av styrketreningsintervensjonen. Derved er nøyaktigheten til HMF-teknikken avhengig av den innledende generiske muskel- og skjelettmodellen som brukes for modelltilpasning, samt tilgjengelige emnespesifikke hudoverflate og antropometriske data.

Alle deltakere må bekrefte sin frivillige deltakelse med et skriftlig informert samtykke før de sendes til en studieprosedyre.