Wpływ zmęczenia na test Forward-Step-Down

Celem tego badania jest zbadanie wpływu wolicjonalnego testu maksymalnego wysiłku sercowo-naczyniowego (Protokół Bruce'a na bieżni) na wyniki testu Forward-Step-Down (FSD) oraz zbadanie, jak wyniki w teście FSD zmieniają się przy wielu punktów czasowych następujących po teście zmęczeniowym.

Nasze hipotezy dla tego badania są następujące:

• Zerowy (H0): Uczestnicy nie wykażą zmiany wyniku w teście FSD po przeprowadzeniu testu Bruce'a w żadnym punkcie czasowym.
• Alternatywny (H1): Uczestnicy zademonstrują zmianę wyniku w teście FSD po przeprowadzeniu testu Bruce'a w jednym lub wielu powtórzonych pomiarach.

Wykazano, że test FSD koreluje z jakością ruchu. Deficyty siły i elastyczności, które skutkują upośledzeniem ruchu, są związane z wynikami testu określającego „umiarkowaną” jakość ruchu. Zmęczenie może odgrywać rolę w zwiększonym ryzyku kontuzji, a zmęczeni uczestnicy licznych badań wykazują upośledzone wzorce ruchowe, które zwiększają ryzyko kontuzji. W tym czasie wiele narzędzi przesiewowych używanych do określenia wpływu zmęczenia na zdolność zawodnika do kontynuowania gry/treningu obejmowało ruchy dynamiczne lub wybuchowe i opierało się na wskaźnikach, takich jak rotacja wewnętrzna kości udowej lub kąty przywodzenia stawu biodrowego przy pierwszym kontakcie z nachyleniem wzorce ruchowe. Te wskaźniki biomechaniczne mogą być trudne do zaobserwowania przez personel nieprofesjonalny, co ogranicza ich użycie poza kliniką. Obecnie nie ma badań nad rolą testu FSD w ocenie zmian we wzorcu ruchowym, które wynikają ze zmęczenia.

Obecnie literatura uznaje, że zmęczenie powoduje zmianę wzorców ruchowych. W kilku badaniach zbadano wpływ zmęczenia na wykonywanie trudnych ruchów, takich jak plyometryczne skoki w dół, cięcie, skakanie i bieganie oraz lądowanie. Jednak przy takich ocenach wyższego poziomu istnieje zwiększone ryzyko kontuzji, jeśli są wykonywane przy zmęczeniu. Dlatego test niższego poziomu, taki jak test FSD, byłby idealny jako bezpieczne i skuteczne narzędzie przesiewowe do oceny wpływu bodźca zmęczeniowego (gra) na jakość ruchu danej osoby. Jak stwierdzono powyżej, test FSD został zatwierdzony jako miara jakości ruchu, z akceptowalną niezawodnością międzyrasową. Ponadto wykazano, że słaba jakość ruchu podczas testu FSD koreluje z kilkoma upośledzeniami, takimi jak siła odwodziciela stawu biodrowego i słaba elastyczność. Istniejąca literatura omawia wpływ odwodzicieli stawu biodrowego na ustawienie kolana i ryzyko urazu stawu kolanowego. Dlatego test funkcjonalny, który ocenia nie tylko jakość ruchu, ale także identyfikuje możliwe przyczyny słabego ruchu, byłby idealny do zapobiegania urazom. Badania wykazały różnicę w równowadze posturalnej po zmęczeniu tlenowym w zależności od czasu, jaki upłynął od zmęczenia, ze słabą wydajnością bezpośrednio po, ale lepszą wydajnością 10 minut po ustaniu bodźca zmęczeniowego. Dlatego w tym badaniu zbadany zostanie test FSD po jednej, pięciu i dziesięciu minutach po protokole zmęczenia sercowo-naczyniowego, aby dostrzec różnice wydajności w jakości ruchu związane z czasem/regeneracją. Różnice te mogą być istotne, ponieważ jeśli test FSD może być używany jako narzędzie przesiewowe do badania poziomu zmęczenia danej osoby, ważne jest również, aby znać odpowiedni czas na użycie testu w celu uzyskania dokładnych wyników.

W tym badaniu test Bruce'a jest stosowany do osiągnięcia zmęczenia sercowo-naczyniowego. Klinicznie jest to test predykcyjny „VO2max” (maksymalna objętość zużycia tlenu) i ma być kontynuowany do punktu awarii (test maksymalny). W prawdziwym teście VO2max uczestnik przeprowadza test sercowo-naczyniowy, dopóki spirometria oddechowa nie zmierzy plateau VO2 lub zużycia tlenu między dwoma obciążeniami. Wskazuje to na maksymalne fizjologiczne limity sercowo-naczyniowe tego uczestnika. Podczas prawdziwego testu VO2max analizowane są gazy oddechowe, tętno, ciśnienie krwi, a czasami pobierane są próbki mleczanu krwi. Razem te wartości decydują o sukcesie w osiągnięciu prawdziwego testu VO2max, wykazują zmęczenie układu krążenia i zapewniają bezpieczeństwo uczestnika. Często ten punkt nie jest osiągany u osób nieprzeszkolonych lub niezdrowych.

Wykonanie prawdziwego testu VO2max jest droższe i bardziej czasochłonne dla uczestnika niż wykonanie maksymalnego lub submaksymalnego stopniowanego testu wysiłkowego. Dlatego protokół Bruce wykorzystuje wyprowadzenie matematyczne do przewidywania VO2max na podstawie wyników uczestnika na Bruce. Aby oszacować dokładne przewidywanie VO2max i zapewnić zmęczenie układu sercowo-naczyniowego, docelowe tętno jest często ustawiane w granicach 10 uderzeń na minutę od maksymalnego tętna przewidzianego dla wieku przy użyciu formuły o niższym błędzie, takiej jak formuła Tanaki. Dlatego w tym badaniu przewidywane dla wieku maksymalne tętno uczestników zostanie obliczone przy użyciu wzoru opracowanego przez Tanaka z akceptowalną zmiennością w granicach 10 uderzeń na minutę przy maksymalnym tętnie mierzonym podczas Bruce'a. Formuła Tanaki jest dokładna dla populacji zdrowych mężczyzn i kobiet. W tym badaniu „zdrowy” jest definiowany jako należący do kategorii „niskiego ryzyka” ćwiczeń, zgodnie z określeniem American College of Sports Medicine, i jest jednym z kryteriów włączenia do tego badania.

• Przed przeprowadzeniem testów uczestnicy zostaną zatwierdzeni i przebadani pod kątem kryteriów włączenia i wyłączenia pod koniec zajęć z fizjologii wysiłku w semestrze letnim 2018. Nastąpi to, zanim uczniowie rozpoczną swoje laboratoria testów wysiłkowych, w których wykonywany jest protokół Bruce'a. Po wyrażeniu zgody uczestnicy przystąpią do testów w trakcie czterotygodniowego okresu zbierania danych w semestrze letnim 2018.
• Każdy uczestnik przeprowadzi testy wstępne i końcowe tego samego dnia. Test FSD przed zmęczeniem ma miejsce tuż przed protokołem zmęczenia (Bruce), a test końcowy nastąpi po jednej, pięciu i dziesięciu minutach po zakończeniu protokołu zmęczenia. Zmierzone zostanie początkowe tętno spoczynkowe, podobnie jak tętno w 0, 30 i 60 sekundach po zakończeniu Bruce'a, aby zapewnić odpowiednią reakcję tętna na ćwiczenia dla zdrowej młodej osoby dorosłej, zgodnie z kryteriami włączenia uczestników o „niskim ryzyku” na zdarzenia niepożądane podczas intensywnych ćwiczeń.
• Przewidywany czas pozyskania wszystkich niezbędnych uczestników to do 4 tygodni.
• Szacowany czas wykonania analizy pierwotnej przez badaczy to 3 miesiące
• Szacunkowy czas przygotowania manuskryptu do publikacji to 1 rok.

To badanie będzie oparte na powtarzanych pomiarach, a wszyscy uczestnicy zostaną poddani ocenie testu FSD zarówno przed, jak i po zmęczeniu. Ocenę FSD przeprowadzi dwóch ortopedycznych specjalistów fizjoterapeutów. Badacze przejrzą wytyczne punktacji zgodnie z artykułem Parku i przećwiczą punktację testu przed zebraniem danych, aby zapewnić dobrą wiarygodność między terrarami. Wyniki testu FSD od każdego oceniającego zostaną uśrednione po zebraniu danych i przed analizą danych, przy czym każdy oceniający nie zna wyniku drugiego przed uśrednieniem wyników. Uczestnikami będą zdrowi studenci fizjoterapii. Zmęczenie zostanie wywołane za pomocą protokołu Bruce'a stosowanego do oceny maksymalnej wydolności sercowo-naczyniowej. Użyta bieżnia to HP Cosmos Quasar (HP Cosmos, Niemcy). Używane czujniki tętna to monitory Polar (Polar Electro Inc, Bethpage, NY)

Test FSD ocenia uczestnika pod względem jakości ruchu podczas powtarzanego zejścia ze stopnia 20 cm. Noga z obciążeniem będzie nogą dominującą (nogą, której uczestnik użyłby do kopnięcia piłki), jak zastosowano w eksperymencie Park i wsp. Test FSD składa się z pięciu powtarzanych ruchów kroku w przód w dół, z jednym wynikiem przyznawanym za cały zestaw pięciu powtórzeń. Dla każdego zestawu pięciu ruchów oceniający obserwuje i wystawia jeden wynik dla tego zestawu pięciu ruchów. Do analizy danych badacze wykorzystają średnią z każdego wyniku dla każdego testu FSD. Na przykład, w teście wstępnym dla uczestnika, jeśli jeden badacz uzyskał w teście wstępnym FSD 2/6, a drugi badacz uzyskał w teście wstępnym 1/6, „uśredniony” wynik testu wstępnego uczestnika test to 1,5/6. Ta sama procedura zostanie powtórzona dla trzech testów FSD po teście.

Protokół Bruce'a jest samoograniczający się, a uczestnicy zatrzymują się przy maksymalnym wysiłku. Maksymalny wysiłek zostanie zdefiniowany jako mieszczący się w granicach 10 uderzeń na minutę od przewidywanego maksymalnego tętna uczestników, obliczonego według wzoru „208-(0,7 x wiek)” wyprowadzonego przez Tanaka z populacji zdrowych mężczyzn i kobiet. Odcięcie tętna w granicach 10 uderzeń na minutę zostało użyte jako punkt odniesienia dla osiągnięcia maksymalnego wysiłku w teście maksymalnego wysiłkowego w oparciu o obliczone maksymalne tętno przy użyciu wzoru Tanaka. Ocena postrzeganego wysiłku (RPE) uczestników według Borga również zostanie zarejestrowana jako część protokołu Bruce'a; jednakże, ponieważ uczestnicy wiedzą, że będą musieli wykonać test FSD zgodnie z protokołem Bruce'a, badacze użyją tętna zamiast RPE jako miernika wysiłku ze względu na jego bardziej obiektywny charakter i aby uniknąć możliwego zagrożenia dla ważności zmęczenia protokół. Podczas protokołu Bruce'a prędkość i nachylenie bieżni są zwiększane co trzy minuty, aż badany dobrowolnie zatrzyma test przy maksymalnym wysiłku. Tętno i RPE są monitorowane co minutę podczas protokołu Bruce'a, z oceną ciśnienia krwi przed i po teście na bieżni w ramach zajęć z fizjologii ćwiczeń.