Валидация цифрового двойника, выполняющего силовые тренировки

Гипотеза: предполагается, что усовершенствованное моделирование опорно-двигательного аппарата в сочетании с технологией мобильного мониторинга, встроенной в iPhone и Apple Watch, позволяет точно прогнозировать изменения мышечной силы и размера мышц нижних конечностей после 8-недельного силового тренинга. основных мышечно-сухожильных групп, связанных со стабильностью коленного сустава.

Основная цель: Прогнозирование изменения мышечной силы нижних конечностей при различных объемах силовой тренировки с помощью передовых технологий компьютерного моделирования, биомеханического анализа и мобильного мониторинга. Особый интерес представляет прогнозирование 1ПМ и прогноз соотношения между силой подколенных сухожилий и четырехглавой мышцы бедра (отношение H:Q) по сравнению с тестами на изокинетические силы в качестве золотого стандарта. Исследования ясно показали, что количественная оценка 1ПМ принципиально важна, когда речь идет о разработке безопасных и эффективных программ тренировок с отягощениями.

Второстепенная цель: оценка изменений размера мышц нижних конечностей в результате различных объемов силовых тренировок с использованием техники HMF. Особый интерес представляет прогнозирование мышечного объема с использованием метода HMF по сравнению с данными МРТ в качестве золотого стандарта, а также прогнозирование адаптации в поперечном сечении подколенных сухожилий и четырехглавой мышцы благодаря вмешательству силовой тренировки с использованием HMF по сравнению с данными УЗИ соответственно.

Ключевыми исходными факторами, которые, вероятно, будут влиять на первичные и вторичные конечные точки, являются опыт силовых тренировок и пол. Размер выборки и группа населения указаны для того, чтобы можно было проанализировать гендерные различия в результатах исследования. Таким образом, критерии включения/исключения и протокол исследования, включая вопросник, связанный с обучением, определяются таким образом, чтобы свести к минимуму предвзятость опыта обучения.

Дизайн проекта Этот проект в спортивной науке разработан как подтверждающее качественное исследование в прикладных исследованиях с участием здоровых участников. Смысл этого проекта заключается в прогнозировании изменений мышечной силы и размера мышц в результате силовых тренировок с использованием вычислительного моделирования и технологии мобильного мониторинга. В частности, исследователи будут продвигать новые подходы к предметному анатомическому моделированию и мобильному мониторингу, которые ранее были протестированы в исследовательских условиях, а теперь применяются в интервенционном исследовании на здоровых добровольцах для прогнозирования адаптации мышечной силы и мышечной массы. размер по отношению к объему силовой тренировки.

Дизайн исследования: особенности силовых тренировок тщательно разработаны на основе текущего состояния исследований в этой области и в соответствии с рекомендациями по силовым тренировкам для здоровья опорно-двигательного аппарата, фитнеса и реабилитации. В частности, исследователи проведут 8-недельную программу силовых тренировок ключевых групп мышц и сухожилий, связанных со стабильностью коленного сустава (подколенные сухожилия, четырехглавая и трехглавая мышцы голени), с исследуемой группой (n = 36, с 18F и 18M). были случайным образом распределены по разным уровням объема тренировок (группа № 1: без тренировок, группа № 2: 1 тренировка в неделю, группа № 3: 3 тренировки в неделю) с одинаковым количеством субъектов и гендерным распределением в каждой группе. Каждый участник будет выполнять силовую тренировку самостоятельно в выбранной им конкретной тренировочной обстановке. Всем участникам будут даны четкие рекомендации по разминке, типу и проведению упражнений. Силовые упражнения представляют собой стандартные упражнения для укрепления разгибания и сгибания колена: приседания, жим ногами, разгибания спины, подъемы пяток и упражнения для отдельных суставов.

Параметры исследования: Антропометрические параметры включают рост, массу тела, сегментарные окружности, соматотип, форму тела, ППС мышц и объем мышц нижних конечностей. Антропометрические параметры будут оцениваться с помощью подгонки HMF в сочетании с данными 3D-сканирования тела и антропометрическими измерениями в соответствии со стандартами ISAK. Изменения в CSA подколенных сухожилий и четырехглавой мышцы будут сравниваться между HMF и данными ультразвука до и после вмешательства силовой тренировки. Силовые и тренировочные параметры включают движение в суставах, ускорение в суставах, суммарные моменты в суставах, количество повторений, 1ПМ и соотношение H:Q. Силовые и тренировочные параметры будут оцениваться с помощью биомеханического анализа с использованием данных оптического захвата движения и приложения iOS Strength Control и сравниваться с данными тестов изокинетической силы в качестве золотого стандарта. Кроме того, данные МРТ нижних конечностей будут получены в подгруппе из 12 участников (6F, 6M).

НАСЕЛЕНИЕ ПРОЕКТА И ПРОЦЕДУРЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Население проекта: Население проекта — это здоровые взрослые субъекты, которые регулярно еженедельно участвуют в своей собственной программе силовых тренировок. Основная цель состоит в том, чтобы предсказать изменения мышечной силы (т.е. первичные параметры результата: 1RM и отношение H:Q) после различных объемов тренировки ключевых групп мышц, связанных со стабильностью коленного сустава. Анализ мощности был проведен с использованием statistikguru.de для оценки необходимого размера выборки для параметра основного результата, 1RM. Основываясь на анализе мощности, исследователи стремятся получить в общей сложности n = 36 полных наборов данных (n = 12 на группу исследования силовых тренировок), с подгруппой из n = 12 участников, дополнительно запланированных для МРТ нижних конечностей. конечности на исходном уровне.

Оценка мышечного объема на основе МРТ для проверки техники HMF анализируется независимо от силовых тренировок. Таким образом, точность метода HMF зависит от исходной общей модели скелетно-мышечной системы, которая используется для подбора модели, а также от имеющихся данных о поверхности кожи и антропометрических данных конкретного субъекта.

Все участники должны подтвердить свое добровольное участие письменным информированным согласием, прежде чем их отправят на какую-либо процедуру исследования.