Walidacja cyfrowego bliźniaka wykonującego trening siłowy

Hipoteza: Postawiono hipotezę, że zaawansowane modelowanie układu mięśniowo-szkieletowego w połączeniu z technologią mobilnego monitorowania wbudowaną w iPhone'a i Apple Watch pozwala na dokładne przewidywanie zmian w sile mięśni i wielkości mięśni kończyn dolnych po 8-tygodniowym treningu siłowym kluczowych grup mięśniowo-ścięgnistych związanych ze stabilnością stawu kolanowego.

Cel główny: Prognozowanie zmian siły mięśniowej kończyn dolnych w wyniku różnych objętości treningu siłowego za pomocą zaawansowanego modelowania komputerowego, analizy biomechanicznej i mobilnej technologii monitorowania. Szczególnie interesujące jest przewidywanie 1RM i przewidywanie stosunku siły ścięgien podkolanowych do mięśnia czworogłowego (stosunek H:Q) w porównaniu z testami wytrzymałości izokinetycznej jako złotym standardem. Badania wyraźnie wykazały, że ilościowe określenie 1RM jest fundamentalnie ważne, jeśli chodzi o projektowanie bezpiecznych i skutecznych programów treningu oporowego.

Cel drugorzędny: Ocena zmian wielkości mięśni kończyn dolnych pod wpływem różnych objętości treningu siłowego techniką HMF. Szczególnie interesujące jest przewidywanie objętości mięśni przy użyciu techniki HMF w porównaniu z danymi z MRI jako złotym standardem, a także przewidywanie adaptacji ścięgien podkolanowych i mięśnia czworogłowego CSA w wyniku interwencji treningu siłowego przy użyciu odpowiednio HMF w porównaniu z danymi z ultradźwięków.

Kluczowymi czynnikami wyjściowymi, które prawdopodobnie będą miały wpływ na pierwszorzędowe i drugorzędowe punkty końcowe, są doświadczenie w treningu siłowym i płeć. Wielkość próby i grupa populacji są określone, aby umożliwić analizę różnic w wynikach badań związanych z płcią. W ten sposób kryteria włączenia/wyłączenia i protokół badania, w tym kwestionariusz związany ze szkoleniem, są zdefiniowane w celu zminimalizowania błędu wynikającego z doświadczenia szkoleniowego.

Projekt projektu Ten projekt w naukach o sporcie został zaprojektowany jako potwierdzające badanie jakościowe w badaniach stosowanych z udziałem zdrowych uczestników. Celem tego projektu jest przewidywanie zmian w sile i wielkości mięśni w wyniku treningu siłowego przy użyciu modelowania komputerowego i mobilnej technologii monitorowania. W szczególności badacze będą rozwijać nowatorskie podejścia do modelowania anatomicznego i monitorowania mobilnego, które były wcześniej testowane w środowisku badawczym, a obecnie są stosowane w badaniu interwencyjnym na zdrowych ochotnikach w celu przewidywania adaptacji siły mięśni i mięśni wielkość w stosunku do objętości treningu siłowego.

Projekt badania: Specyfika interwencji treningu siłowego została starannie opracowana w oparciu o aktualny stan badań w tej dziedzinie i zgodnie z zaleceniami dotyczącymi treningu siłowego w zakresie zdrowia układu mięśniowo-szkieletowego, sprawności i rehabilitacji. W szczególności badacze przeprowadzą 8-tygodniowy program interwencji treningu siłowego kluczowych grup mięśni i ścięgien związanych ze stabilnością stawu kolanowego (ścięgna podkolanowe, mięsień czworogłowy i triceps surae) z grupą badaną (n=36, z 18F i 18M) są losowo przydzielani do różnych poziomów objętości treningu (Grupa nr 1: brak szkolenia, Grupa nr 2: 1 trening tygodniowo, Grupa nr 3: 3 treningi tygodniowo) z taką samą liczbą przedmiotów i rozkładem płci w każdej grupie. Każdy uczestnik samodzielnie wykona trening siłowy w wybranych przez siebie warunkach treningowych. Wszystkim uczestnikom zostaną przekazane jasne wytyczne dotyczące rozgrzewki, rodzaju i prowadzenia ćwiczeń. Ćwiczenia siłowe to standardowe ćwiczenia wzmacniające wyprost i zgięcie kolana: przysiady, wyciskanie nóg, wyprosty pleców, unoszenie pięty oraz ćwiczenia pojedynczych stawów.

Parametry badania: Parametry antropometryczne obejmują wysokość ciała, masę ciała, obwody segmentowe, somatotyp, kształt ciała, CSA mięśni i objętość mięśni kończyn dolnych. Parametry antropometryczne zostaną ocenione za pomocą dopasowania HMF w połączeniu z danymi ze skanowania ciała 3D oraz pomiarami antropometrycznymi według standardów ISAK. Zmiany w CSA ścięgien podkolanowych i mięśnia czworogłowego zostaną porównane między HMF a danymi z USG przed i po interwencji treningu siłowego. Parametry specyficzne dla siły i treningu obejmują ruch stawów, przyspieszenie stawów, całkowite momenty w stawach, liczbę powtórzeń, 1RM i stosunek H:Q. Parametry specyficzne dla siły i treningu zostaną ocenione za pomocą analizy biomechanicznej z wykorzystaniem danych z optycznego przechwytywania ruchu i aplikacji iOS Strength Control, a następnie porównane z danymi z izokinetycznych testów wytrzymałościowych jako złoty standard. Dodatkowo dane z MRI kończyn dolnych zostaną pozyskane w podgrupie 12 uczestników (6K, 6M).

PROJEKT POPULACJA I PROCEDURY BADANIA

Populacja projektu: Populacja projektu to zdrowe osoby dorosłe, które regularnie co tydzień uczestniczą we własnym programie treningu siłowego. Głównym celem jest przewidywanie zmian w sile mięśni (tj. podstawowe parametry wyniku: 1RM i stosunek H:Q) po różnych objętościach treningowych kluczowych grup mięśniowych związanych ze stabilnością stawu kolanowego. Analiza mocy została przeprowadzona przy użyciu statistikguru.de w celu oceny wymaganej wielkości próby dla głównego parametru wyniku, 1RM. W oparciu o analizę mocy badacze dążą do uzyskania łącznie n=36 kompletnych zestawów danych (n=12 na grupę badawczą interwencji treningu siłowego), z podgrupą n=12 uczestników dodatkowo zaplanowanych na MRI dolnego kończyny na linii podstawowej.

Oparta na rezonansie magnetycznym ocena objętości mięśni w celu walidacji techniki HMF jest analizowana niezależnie od interwencji treningu siłowego. W związku z tym dokładność techniki HMF zależy od początkowego ogólnego modelu układu mięśniowo-szkieletowego, który jest używany do dopasowania modelu, a także od dostępnych danych dotyczących powierzchni skóry i danych antropometrycznych dotyczących danej osoby.

Wszyscy uczestnicy muszą potwierdzić swój dobrowolny udział pisemną świadomą zgodą przed poddaniem się jakiejkolwiek procedurze badawczej.