Effekten av trötthet på Forward-Step-Down-testet

Syftet med denna studie är att undersöka effekterna som ett frivilligt maximalt kardiovaskulärt ansträngningstest (Bruce Treadmill Protocol) har på utförandet av Forward-Step-Down (FSD)-testet, och att undersöka hur prestanda på FSD-testet förändras vid flera tidpunkter efter utmattningstestet.

Våra hypoteser för denna studie är följande:

• Null (H0): Deltagarna kommer inte att visa en förändring i poängen på FSD-testet efter utförandet av Bruce-testet vid någon tidpunkt.
• Alternativ (H1): Deltagarna kommer att visa en förändring i poäng på FSD-testet efter att Bruce-testet utförts vid en eller flera av de upprepade mätningarna.

FSD-testet har visat sig korrelera med rörelsekvalitet. Brister i styrka och flexibilitet som resulterar i rörelsestörningar är förknippade med poäng på testet som avgränsar "måttlig" rörelsekvalitet. Trötthet kan spela en roll för ökad skaderisk, med trötta deltagare i många studier som visar på komprometterade rörelsemönster som ökar risken för skada. Vid denna tidpunkt involverade många av screeningsverktygen som användes för att bestämma effekten av trötthet på en spelares förmåga att fortsätta spela/öva dynamiska eller explosiva rörelser, och förlitar sig på indikatorer som lårbensrotation eller höftadduktionsvinklar vid första kontakt till betyg rörelsemönster. Dessa biomekaniska indikatorer kan vara svåra för icke-professionell personal att observera, vilket begränsar deras användning utanför en klinik. Det finns för närvarande ingen forskning om FSD-testets roll vid bedömning av förändringar i rörelsemönster som är ett resultat av trötthet.

Litteraturen erkänner för närvarande att trötthet resulterar i förändrade rörelsemönster. Flera studier har undersökt vilken inverkan trötthet har på att utföra utmanande rörelser, såsom plyometriska dropphopp, skärning, hoppning och löpning samt landning. Men med högre nivåbedömningar som dessa finns det en ökad risk för skador om de utförs när du är trött. Därför skulle ett test på lägre nivå, såsom FSD-testet, vara idealiskt som ett säkert och effektivt screeningverktyg för att titta på effekten av trötthetsstimulans (spel) på en persons rörelsekvalitet. Som nämnts ovan har FSD-testet validerats som ett mått på rörelsekvalitet, med acceptabel interrater-tillförlitlighet. Dessutom har dålig rörelsekvalitet under FSD-testet visat sig korrelera med flera funktionsnedsättningar såsom höftabduktorstyrka och dålig flexibilitet. Befintlig litteratur diskuterar höftabduktörernas inverkan på knäposition och risk för knäskada. Därför skulle ett funktionstest som bedömer inte bara rörelsekvalitet utan identifierar möjliga orsaker till dålig rörelse vara idealiskt för att förebygga skador. Forskning har visat skillnad i postural balans efter aerob trötthet beroende på tiden sedan trötthet, med dålig prestation direkt efter men förbättrad prestation 10 minuter efter att trötthetsstimulansen stoppats. Därför kommer denna studie att undersöka FSD-testet vid en, fem och tio minuter efter det kardiovaskulära trötthetsprotokollet för att urskilja prestationsskillnader i rörelsekvalitet relaterade till tid/återhämtning. Dessa skillnader kan vara viktiga eftersom om FSD-testet kan användas som ett screeningverktyg för att undersöka en persons trötthetsnivå, är det viktigt att också veta lämplig tidpunkt att använda testet för att få korrekta resultat.

I denna studie används Bruce-testet för att uppnå kardiovaskulär trötthet. Kliniskt är det ett "VO2max" (maximal volym av syreförbrukning) förutsägelsetest och är avsett att fortsätta till punkten för fel (maximalt test). I ett sant VO2max-test utför deltagaren det kardiovaskulära testet tills respiratorisk spirometri mäter en platå av VO2, eller syreförbrukning, mellan två arbetsbelastningar. Detta är en indikation på den deltagares maximala kardiovaskulära fysiologiska gränser. Under ett äkta VO2max-test analyseras andningsgaser samt hjärtfrekvens, blodtryck och ibland tas blodlaktatprover. Tillsammans bestämmer dessa värden framgången med att nå ett sant VO2max-test, visar kardiovaskulär trötthet och garanterar deltagarens säkerhet. Ofta nås inte denna punkt hos otränade eller ohälsosamma individer.

Att utföra ett äkta VO2max-test är dyrare och mer tidskrävande för deltagaren än att utföra ett maximalt eller submaximalt graderat träningstest. Därför använder Bruce-protokollet matematisk härledning för att förutsäga VO2max från deltagarens prestation på Bruce. För att uppskatta en exakt förutsägelse av VO2max och säkerställa kardiovaskulär trötthet, ställs målpulsen ofta in på 10 slag/min från den åldersförutsagda maximala hjärtfrekvensen när man använder en formel med lägre fel, såsom Tanaka-formeln. Därför kommer deltagarnas åldersförutsagda maxpuls i denna studie att beräknas med hjälp av formeln som härleds av Tanaka med en acceptabel variabilitet inom 10 slag/min vid den maximala hjärtfrekvensen uppmätt under Bruce. Tanaka-formeln är korrekt för en population av friska män och kvinnor. I denna studie definieras "hälsosam" som att vara i kategorin "låg risk" för träning enligt American College of Sports Medicine, och är ett av inklusionskriterierna för denna studie.

• Innan testet utförs kommer deltagarna att godkännas och screenas för inklusions- och exkluderingskriterier i slutet av en träningsfysiologisk klass under sommarterminen 2018. Detta kommer att ske innan eleverna börjar sina övningstestlabb där Bruce-protokollet utförs. Efter samtycke kommer deltagarna att gå vidare till testningen under den fyra veckor långa datainsamlingsperioden under sommarterminen 2018.
• Varje deltagare kommer att utföra för- och eftertestningen samma dag. FSD-testet före utmattning sker precis före utmattningsprotokollet (Bruce), och eftertestningen kommer att ske vid en, fem och tio minuter efter att utmattningsprotokollet har slutförts. Initial vilopuls kommer att mätas, liksom hjärtfrekvensen vid 0, 30 och 60 sekunder efter avslutad Bruce för att säkerställa lämpliga hjärtfrekvenssvar på träning för en frisk ung vuxen enligt inklusionskriterierna för deltagare som är "låg risk" för biverkningar under kraftig träning.
• Den förväntade varaktigheten för att få alla nödvändiga deltagare är upp till 4 veckor.
• Den beräknade tiden för undersökningarna att utföra den primära analysen är 3 månader
• Den beräknade tiden att förbereda manuskriptet för publicering är 1 år.

Denna studie kommer att vara en design med upprepade åtgärder, där alla deltagare genomgår FSD-testbedömningar både före och efter trötthet. Två ortopediska specialistfysioterapeuter kommer att utföra FSD-bedömningarna. Utredarna kommer att granska riktlinjerna för poäng enligt Park-artikeln, och kommer att öva på att poängsätta testet innan datainsamlingen för att säkerställa god interterrater-tillförlitlighet. Poängen på FSD-testet från varje bedömare kommer att beräknas i medeltal efter datainsamling och före dataanalys, med varje bedömare blindad för den andras poäng innan medelvärdet beräknas. Deltagarna kommer att vara friska fysioterapistudenter. Trötthet kommer att induceras via Bruce-protokollet som används vid bedömning av maximal kardiovaskulär kapacitet. Löpbandet som används är en HP Cosmos Quasar (HP Cosmos, Tyskland). Pulsmätarna som används är Polar-mätare (Polar Electro Inc, Bethpage, NY)

FSD-testet betygsätter deltagaren på rörelsekvalitet under ett upprepat steg ned från ett 20 cm steg. Det viktbärande benet kommer att vara det dominerande benet (det ben som deltagaren skulle använda för att sparka en boll) som användes i Park et al-experimentet. FSD-testet består av fem upprepade rörelser av steget framåt, med en poäng för hela uppsättningen av fem repetitioner. För varje uppsättning av fem rörelser, observerar bedömaren och producerar ett poäng för den uppsättningen av fem rörelser. För dataanalys kommer utredarna att använda genomsnittet av varje poäng för varje FSD-test. Till exempel, på förtestet för en deltagare, om en utredare fick 2/6 för förtestets FSD och den andra utredaren fick förtestet 1/6, det "genomsnittliga" betyget för deltagarens pre- testet är 1,5/6. Samma procedur skulle upprepas för de tre FSD-testerna efter testet.

Bruce-protokollet är självbegränsat med deltagare som stannar vid maximal ansträngning. Maximal ansträngning kommer att definieras som inom 10 slag/min från deltagarnas förväntade maximala hjärtfrekvens, beräknad med formeln "208-(0,7 x ålder)" härledd av Tanaka från en population av friska män och kvinnor. Pulsgränsen inom 10 slag/min har använts som ett riktmärke för att uppnå maximal ansträngning i ett maximalt träningstest baserat på den beräknade maximala hjärtfrekvensen med Tanakas formel. Deltagarnas Borg Rating of Perceived Exertion (RPE) kommer också att registreras som en del av Bruce-protokollet; Men eftersom deltagarna vet att de kommer att behöva utföra FSD-testet enligt Bruce-protokollet, kommer utredarna att använda hjärtfrekvens istället för RPE som ett mått för ansträngning på grund av dess mer objektiva karaktär och för att undvika ett möjligt hot mot trötthetens giltighet protokoll. Under Bruce-protokollet ökas löpbandets hastighet och lutning var tredje minut tills försökspersonen frivilligt stoppar testet vid maximal ansträngning. Hjärtfrekvens och RPE övervakas varje minut under Bruce-protokollet, med bedömning av blodtrycket före och efter löpbandstestet som en del av träningsfysiologiklassen.