有氧循环中血流限制的有效性

实验设计和样本量：本研究是一项随机对照试验，有五组，每组 11 名参与者 (N=55)。 使用 GPower 估计样本量，使用 5 组组内和组间重复测量设计，并进行三次随访（0、3、6 周），产生大于 80% 的功效，包括 10% 的损耗或缺失数据。 人群：招募21-35岁的健康成年人。 所有群体的招聘人数将尽可能接近男女平等，因为据记载，参与评估 BFR 培训有效性的干预研究的女性人数不超过 17%。 参与研究的其他标准包括参加培训和测试课程、身体健康、熟悉身体活动和锻炼，包括骑固定自行车。 如果参加者有以下任何一项，他们将被排除在外：1) 在过去三个月中下肢或腰部肌肉骨骼受伤，2) 美国运动医学学院确定的有氧运动试验禁忌症 [12] ], 3) 任何血流限制训练的禁忌症，4) 达到或超过推荐的 ACSM 运动指南，即每周 5 次 >20 分钟的有氧运动和 > 2 天/周的强化运动 [12]，以及 5)女性参与者怀孕（自我报告）。 在参加研究和进行任何测试之前，每位参与者都需要阅读并签署机构审查委员会批准的知情同意书。 将使用随机数生成器随机分配五组 11 名参与者中的 55 名参与者。 这五个组将随机分配如下：1) 对照 (Con)，2) 60% 双侧闭塞 BFR (60BILAT)，3) 80% 双侧闭塞 BFR (80BILAT)，60% 单侧 BFR 闭塞 (60UNIT)，和 80%单侧 BFR 闭塞 (80UNIT)。

仪器和结果：单腿平衡将使用平衡系统 SD（Biodex Medical Systems, Inc, Shirley, NY）测量。 该设备通过使用经过验证的平衡误差评分系统 (BESS) 通过在以下条件下闭眼测量摇摆来测量静态和动态多向平衡：1) 双腿坚固表面，2) 单腿坚固表面，3)串联姿势坚固的表面，以及 4) 在泡沫（不稳定的）表面上重复之前的测试。 平衡和姿势稳定性是运动表现和日常生活活动的基本组成部分，因此必须对其进行评估，以衡量不同情况下的变化，例如受伤、疲劳、脑震荡等。 此外，最近的证据表明，BFR 训练可以改善功能活动的平衡，但唯一的证据是在老年人群中。 膝关节稳定性将在 30 厘米台阶平台上进行 5 次重复单腿台阶测量，并使用 10 台摄像机（120Hz 采样率）运动分析捕捉系统（Qualisys AB，瑞典哥德堡）时间同步到无线肌电图 (EMG) 系统（Trigno, Delsys, Inc., Natick, MA）。 EMG 数据将通过三个预放大 (Ag) 电极（Trigno, Delsys Inc., Natick, MA；带宽：450 ± 50 Hz > 80 dB/dec；总通道噪声：<0.75uV）从股内侧肌两侧收集、股直肌和股外侧肌，频率为 2kHz，并通过二阶巴特沃斯滤波器进行滤波。 膝关节稳定性是康复的重要结果，因为它是正确对齐以防止受伤的基础 [14]，而肌肉激活是膝关节不稳定的主要限制因素之一，有助于防止受伤。 鉴于有证据表明 BFR 训练通过使用 EMG 增加了肌肉募集和肌肉激活，因此必须确定这种改进是否转化为功能活动期间更好的运动控制和膝关节稳定性。 将使用等速测力计（System 4 Pro，Biodex Medical Systems，Inc，Shirley，NY）以每秒 60˚ 和 180˚ 度的速度测量股四头肌和腿筋的肌肉力量。 测力计将根据制造商的建议进行校准。 几项调查发现 BFR 训练后等速肌力有所改善。 因此，通过等速测力计评估肌肉力量将允许在研究和当前文献之间进行比较。 有氧能力将在固定式测力计（Velotron、Quarq Technology、Spearfish、SD）中的循环测力计方案中测量，同时连接到气体分析仪（TruOne 2400，Parvomedics，盐湖城，犹他州）以评估耗氧量 [VO2 （毫升/分钟）]。 这是一个探索性结果，因为预计 15 分钟循环运动中的有氧运动不会改善心血管代谢性能。 然而，Abe 等人在 2010 年报告了最大摄氧量的改善，其方案与本研究中使用 BFR 袖带骑自行车 15 分钟的方案类似。 因此，通过评估 VO2，该研究将能够确定有氧运动期间 BFR 训练是否有任何好处，并将我们的结果与使用 BFR 袖带的小型自行车证据进行比较。

程序：同意参与后，将记录人口统计和人体测量信息。 测量后，参与者将根据 Qualisys CAST 模型配备反光标记，使用适当的低过敏性双面反光标记作为个人标记，并使用带 Velcro 的弹性绷带进行反光。 EMG 电极放置将遵循 Ortiz 等人先前发布的标准化设置。 为了尽量减少疲劳对任务性能的影响，测试顺序将按以下顺序保持不变：1) BESS，2) 单腿下台，3) 等速测试，以及 4) 有氧能力。 对于 BESS，测试顺序将根据平台计算机屏幕上显示的协议进行。 参与者将闭眼执行所有测试 20 秒，条件之间休息 10 秒。 每个参与者将首先执行三个稳定条件（双腿、单腿、串联），然后在平衡平台上放置 6 厘米厚的泡沫垫后执行相同的条件。 将为单腿 BFR 组的参与者写一条特别说明，指出哪条腿用于 BFR 袖带。 单腿降压将从 30 厘米步开始执行，每条腿交替进行 3 次 5 步重复。 每个参与者最初将双脚站在台阶上。 在发出“走”的命令后，他们将抬起相应的腿并用非承重腿踩下地板（力板）并返回到原始站立位置。 这个过程将连续连续执行五次。 外翻运动将通过 3 维运动系统和 EMG 通过整个五个单腿站立时间时期进行跟踪。 将在参与者接触测力板的位置测量外翻。 三个中间试验的最高外翻和 EMG 振幅 (RMS) 将被考虑用于分析。 将为单腿 BFR 组的参与者写一条特别说明，指出哪条腿用于 BFR 袖带。 对于疲劳分析，将考虑五次运动分析试验的平均值和 EMG 信号的整个频率进行分析。 股四头肌和腿筋的肌肉力量评估将遵循降压评估。 每个参与者将根据标准化位置坐在测力计上。 首先测试右腿，然后是左腿。 对于单腿 BFR 组的参与者，将写一条特别注释，指出哪条腿用于 BFR 袖带。 测功机计算机设定的标准化协议将以每秒 60° 和 180° 的速度运行。 在每个速度的测试之前，将在每个速度下进行三到五次重复的熟悉热身，然后休息一分钟。 总共将以 60˚/秒的速度执行五次收缩，以 180˚/秒的速度重复执行 10 次。 有氧能力将通过标准化的最大循环测力计协议进行评估。 在此协议期间，将直接从代谢分析仪测量 VO2 最大值、VO2 峰值和心率。 休息 10 分钟以获得静息心率后，参与者将以 25 瓦的负载以 70 转/分钟的速度开始踩踏板。 将持续实时监测心率 (HR)，前三分钟结束时的心率将用于确定进一步的负荷增加。 测试将一直持续到参与者达到以下一项或多项标准： 使用心率储备公式达到其预测心率的 80%； (([220-age] - 静息心率) x 80%) + 静息心率，达到 RER >1.0，或者氧曲线趋于平稳。 干预： 对照组：对照组将在固定自行车测力计上以 70 转/分钟的速度进行 15 分钟的自行车运动，每周三次，持续六周。 受试者将在整个训练过程中佩戴 Polar 心率监测器，以记录他们在 15 分钟训练期间的心率反应。 BFR 组：所有四个 BFR 组将在使用 BFR 袖带时执行与对照组相同的训练。 该训练计划遵循每周佩戴 BFR 袖带 45-60 分钟的固定骑行建议。 BFR 组的每位参与者都将接受 Delfi（Delfi Medical Innovations, Inc., Vancouver BC, Canada）定义的协议，包括将 BFR 袖带放在大腿上部，同时参与者仰卧在桌子上重力来确定完全遮挡，然后导出所需遮挡的百分比（60% 或 80%）。

数据分析：将筛选数据的正态性、同方差性和异常值。 将进行独立的 t 检验以比较组间的人口统计（年龄、体重、身高、BMI）变量。 组内和组间 (5) 按时间 (3) 重复测量 ANOVA 与相互作用将用于比较组的所有感兴趣的结果。 事后分析将用于跟踪组、时间和组之间的显着差异（按时间交互）。