Waiting
Elaborazione accesso...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Düzenli Handrim Tekerlekli Sandalye İtkisi Sırasında Harici Güç Çıkışının Belirlenmesi ve Kontrolü

Published: February 5, 2020 doi: 10.3791/60492
Automatic Translation
1, 1, 1, 1,2, 3,4, 1,5
1Center for Human Movement Sciences, University Medical Center Groningen, 2Amsterdam Rehabilitation Research Center Reade, Amsterdam, 3Research Institute MOVE, Faculty of Behavioral and Human Movement Sciences, VU University, 43M, Delft University of Technology, Delft, 5Center for Rehabilitation, University Medical Center Groningen

Summary

Dış güç çıkışının doğru ve standart olarak değerlendirilmesi, manuel tekerlekli sandalye itme de fizyolojik, biyomekanik ve algılanan stres, gerinim ve kapasitenin değerlendirilmesinde çok önemlidir. Bu makalede, laboratuvarda ve ötesinde tekerlekli sandalye itme çalışmaları sırasında güç çıkışını belirlemek ve kontrol etmek için çeşitli yöntemler sunmaktadır.

Abstract

Manuel tekerlekli sandalye kullanımı dünya nüfusunun %1'i için çok önemlidir. İnsan destekli tekerlekli mobilite araştırma önemli ölçüde olgunlaştı, hangi gelişmiş araştırma teknikleri son yıllarda kullanılabilir hale yol açmıştır. Tekerlekli mobilite performansı, izleme, eğitim, beceri edinimi ve rehabilitasyon, günlük yaşam ve spor tekerlekli kullanıcı arayüzü optimizasyonu anlayışını artırmak için, ölçüm kurulumları daha fazla standardizasyon ve analizler gereklidir. Önemli bir basamak, rehabilitasyon uygulamalarını, günlük yaşam faaliyetlerini geliştirmeyi amaçlayan deneylerin yorumlanması ve karşılaştırılması için çok önemli olan dış güç çıkışının (Watt cinsinden ölçülür) doğru ölçümü ve standardizasyonudur. ve adaptif spor. Yer üstü, koşu bandı ve ergometre tabanlı testler sırasında doğru güç çıkışı tayininin farklı metodolojileri ve avantajları ayrıntılı olarak sunulmuş ve tartışılmıştır. Yer üstü itme test için en harici geçerli modu sağlar, ancak standardizasyon zahmetli olabilir. Koşu bandı itme mekanik olarak yerüstü itme benzer, ancak tornalama ve hızlanma mümkün değildir. Bir ergometre en kısıtlı ve standardizasyon nispeten kolaydır. Amaç, teorinin daha da geliştirilmesini ve araştırma tesisleri ve dünya çapında uygulanan klinik ve spor bilimleri arasında uygulanmasını kolaylaştırmak için iyi uygulama ve standardizasyonu teşvik etmektir.

Introduction

Dünya nüfusunun yaklaşık % 1'i tekerlekli hareketliliğe bağımlı olduğu için bugün1,2, uluslararası araştırma çalışmalarının tutarlı bir akışı giderek rehabilitasyon1,3,mühendislik4gibi çeşitli alanlarda uluslararası hakemli dergilerde ortaya çıkar ve spor bilimleri5,6. Bu büyüyen bir bilgi tabanı ve insan ambulation bu ortak modunun karmaşıklığı anlaşılmasına yol açar. Ancak, rehabilitasyon ve adaptif spor uygulamalarında sürekli gelişim ve uygulama için, araştırma da daha fazla uluslararası değişim ve işbirliği için bir ihtiyaç vardır. Bu tür işbirlikçi ağların ayrılmaz bir parçası deneysel ve ölçüm prosedürleri ve teknolojinin standardizasyonu geliştirilmiştir. Ayrıca, sağlıklı ve aktif bir yaşam tarzı bireyin ömrü 7 üzerinde korunur ise laboratuvar ve / veya alanında tekerlekli sandalye-kullanıcı kombinasyonu performansının doğru izleme tutarlı uygulanması optimal bir bireysel işleyişi ve katılımı için önemlidir7,8,9.

Deneysel olarak, sabit durum veya pik egzersiz koşulları sırasında manuel tekerlekli sandalye itme10,11 genellikle tekerlekli sandalye kullanıcı arayüzü12,13, kas-iskelet sistemi yükleme 14,15,16, ve motor öğrenme ve beceri edinimi17,18incelenmesi amacıyla döngüsel üst vücut hareketi olarak yaklaşılır . Döngüsel hareketlerin kombine biyomekanik ve fizyolojik kavramları "Güç dengesi" kullanımına izin, başlangıçta Van Ingen Schenau tarafından tanıtılan bir modelleme yaklaşımı19 hız pateni ve bisiklet için, ve daha sonra manuel tekerlekli hareketlilik tanıtıldı8,20,21. Şekil 1 manuel tekerlekli sandalye itme için bir güç dengesi diyagramı gösterir. Tekerlekli sandalye kullanıcı kombinasyonu ve onun üç merkezi bileşeni (tekerlekli sandalye, kullanıcı ve arayüzleri) için kritik performans belirleyici faktörlerin bir seçim, sol tarafta (biyo) mekanik ve fizyolojik güç paydaları ve denklemleri düzeni içine yakınsıyor.

Güç çıkışı spor ve günlük yaşam bağlamında önemli bir sonuç parametresi nerede pik güç çıkışı hem uyarlanmış spor da artan performans ya da günlük yaşam faaliyetleri sırasında çalışma kolaylığı temsil edebilir22. Ayrıca, enerji tüketimi ile birlikte brüt mekanik verimlilik17,18,23 (yani, daha yetenekli bir birey dış güç çıkışı aynı miktarda üretmek için daha az iç enerji gerektirir) açısından performansı değerlendirmek için kullanılabilir. Deneysel bir bakış açısıyla, güç çıkışı sıkıca bir test sırasında kontrol edilmesi gereken bir parametre, güç çıkışı değişiklikleri itme süresi gibi tüm performans sonuçları üzerinde doğrudan etkisi vardır, çünkü kurtarma süresi24, ve mekanik verimlilik25. Sonuç olarak, manuel tekerlekli sandalye itme ile ilgili tüm çalışmalar için güç çıkışının kontrol ve raporlaması esastır.

Yer üstü testi geçerlilik açısından altın standarttır (yani, atalet, hava sürtünme, optik akış, ve dinamik hareket)26, henüz dış güç çıkışı, hız standardizasyonu ve ilgili çevre koşulları nın standardizasyonu çok daha zordur, ve zaman içinde tekrarlanabilirlik uğrar. Yer üstü tekerlekli sandalye ile ilgili çalışmalar 1960'larda27,28 başladı ve tekerlekli hareketlilik fiziksel gerginlik üzerinde duruldu. Veri yorumlama ve anlamada çok önemli olmasına rağmen8,20, dış güç çıkışı kavramları farklı yüzeylerde farklı faaliyetler gerçekleştirirken iç metabolik maliyet gözlem ile sınırlıydı. Günümüzde, ölçüm tekerlekleri güç çıkışı ölçmek için kullanılabilir29,30 ve kıyı aşağı testleri31,32 itme ve böylece güç çıkışı sırasında sürtünme kayıpları çıkarmak için yapılabilir.

Farklı laboratuvar tabanlı teknolojiler tekerlekli sandalye özgü egzersiz testi için geliştirilmiştir33, farklı boyutlarda ve koşu bandı markaları ergometreler çok sayıda arasında değişen. Koşu bantları geçerlilik açısından yer üstü test yakın olarak kabul edilir34 ve tekerlekli sandalye egzersiz testi için 1960'lardan beri kullanılmaktadır35,36. Testten önce koşu bandının eğimi ve hızı düzenli olarak kontrol edilmelidir. Hatta aynı marka ve yapmak koşu bandı önemli ölçüde farklı olabilir ve zaman içinde davranışlarında değişiklik37. Dış güç çıkışının belirlenmesi için, bir sürükleme testi20,36 haddeleme ve iç sürükleme kuvveti38bireysel tekerlekli sandalye kullanıcı kombinasyonunun toplam için kullanılır . Sürükleme testi için kuvvet sensörü de periyodik olarak kalibre edilmelidir. Protokolün zaman içinde ve denekler arasında genel dış yük açısından deneysel bireyselleştirilmesi için, bir kasnak sistemi(Şekil 2)yükleme önceki eğim bağımlı degradeler için alternatif olarak tasarlanmıştır36.

Standart tekerlekli sandalye egzersiz testi için başka bir alternatif sabit ergometre kullanımı olmuştur33, basit off-raf ergometre çözümleri39 doğru son derece özel bilgisayar tabanlı ve enstrümante ergometreler40. Çok azı ticari olarak mevcuttur. Ergometre teknolojisindeki muazzam çeşitlilik ve mekanik özellikler, test sonuçları arasında bilinmeyen büyük derecelerde değişkenlik sunar33. Ergometreler ve tekerlekli sandalyelerin birbirine bağlanması veya doğal olarak tasarımla kaynaşması gerekir. Hava sürtünme mevcut değildir ve algılanan atalet tekerlekler üzerinde simüle atalet ile sınırlıdır, ve hareket gövde deneyimli, baş, ve silah itme sırasında, tekerlekli sandalye kullanıcı aslında sabit iken. Ergometre sprint veya anaerobik test yanı sıra izometrik test için izin verir, tekerlekler yeterince bloke edilebilir eğer.

Laboratuvar tabanlı çalışmalarda manuel tekerlekli mobilite araştırmaları için temel bir metodoloji sunulmuştur. Ayrıca, alan tabanlı tekerlekli sandalye araştırma metodolojisi ve potansiyel sonuçları hakkında kısa bir bakış açısı sağlanmaktadır. Merkezi odak noktası, hem saha hem de laboratuvar tabanlı deneylerde harici güç çıkışının (W) kontrol ve ölçülmesidir. Spirometri yoluyla iç güç çıkışının belirlenmesi de eklenir, bu genellikle brüt mekanik verimliliği belirlemek için kullanılır. İyi uygulamanın uygulanmasının yanı sıra, deneysel standardizasyon ve uluslararası bilgi alışverişi üzerine tartışmalar da üretmektir. Bu çalışma öncelikle handrim tekerlekli sandalye itme ve bilimsel literatürde manuel tekerlekli hareketlilik en belirgin formu olduğu için bunların ölçümü ele alınacaktır. Ancak, aşağıda tartışılan kavramlar diğer tekerlekli sandalye itme mekanizmaları için eşit derecede geçerlidir (örneğin, kaldıraçlar,kranklar 41).

Mevcut protokol, 1,11 m/s'de sabit hal itiş gücü sırasında yer üstü, koşu bandı ve tekerlekli sandalye ergometre tabanlı testler sırasında güç çıkışının standardizasyonu ve ölçültümüdür. Örnek olarak, yuvarlanma sürtünme ilk bir kıyı aşağı testi ile yerüstü test tespit edilecektir. Bu sürtünme tahmini kullanılarak, güç çıkışları koşu bandında ve ergometre testlerinde araştırma literatüründeki mevcut protokoller kullanılarak ayarlanır. Koşu bandı testleri için sürtünme sürükleme testi ile belirlenecek ve güç çıkışı bir kasnak sistemi kullanılarak ayarlanacaktır. Ergometre testleri için, dış güç çıkışını yer üstü testiile eşleştirmek için bilgisayar kontrollü bir ergometre kullanılır.

Protocol

Bu çalışma, Groningen Üniversitesi Tıp Merkezi'ndeki yerel etik komite (Etik Komite İnsan Hareketi Bilimleri) tarafından onaylanmıştır. Tüm katılımcılar yazılı bilgilendirilmiş onayı imzaladı.

1. Çalışma tasarımı ve kurulumu

  1. Katılımcıya talimat vermek ve kurumun Etik Komitesi'ne uygun olarak bilgilendirilmiş onam almak.
  2. Fiziksel Aktiviteye Hazırlık Anketi42,43ile temel bir değerlendirme yaparak katılımcıların fiziksel aktiviteye hazır olup olmadığını belirleyin.
  3. Bir tıp doktoru ile hasta taraması yapın.
  4. Tüm katılımcılar için sabit bir güç çıkışına (örneğin, 1,11 m/s'de 10−20 W), göreceli bir güç çıkışına (örneğin, 1,11 m/s'de 0,25 W/kg gövde ağırlığı) veya ilgi yüzeyine dayalı "gerçekçi" bireysel güç çıkışına (bir kıyı dan aşağı testine dayalı) karar verin.
  5. Katılımcının test etmeden önce yerüstü, koşu bandı ve ergometre koşullarına aşina olmasına izin verin.
  6. Her ölçümden önce lastik basıncını ve genel tekerlekli sandalye mekaniğini kontrol edin ve gerekirse lastikleri 600 kPa'ya kadar şişirin.
    NOT: Kardiyopulmoner üst vücut çalışması ve brüt mekanik verimlilik (ME) için geçerli sabit durum sonuçları elde etmek için, bir submaksimal başına 3 dakika minimum süreye uymak gerekir (en fazla 70% pik egzersiz kapasitesi) egzersiz bloğu altında bir solunum değişimi oranı ile sabit devlet egzersiz elde etmek için 144,45. Özellikle handrim itme, tekerlekli sandalye hızı rahat veya uygulanabilir aralığı (0.56−2.0 m/ s) motor kontrol sorunlarıdışlamakiçin kalmalıdır 46,47,48, hangi güç artışları tercihen direnç artışlar tarafından kontrol edilir anlamına gelir.

2. Yer üstü testi sırasında dış güç çıkışı

  1. İlgi yüzeyinde sahil aşağı testi gerçekleştirin. Katılımcıyı aktif bir pozisyonda ve mümkün olduğunca standart hale getirin: ayak dayamada ayaklar, eller kucakta ve dümdüz ileriye bakmak (pozisyon itiş sırasında pozisyonu yansıtmalıdır).
    NOT: Her hareket kütle merkezini değiştirir, bu da yuvarlanma direncini değiştirir.
  2. Tekerlekli sandalyeyi yüksek hıza yükseltin.
    NOT: Bu da katılımcı tarafından yapılabilir.
  3. Tekerlekli sandalye müdahale olmadan tam bir durma noktasına yavaşlasın.
  4. Yavaşlama sırasındaki zaman ve hız verilerini kaydedin (örn. ölçüm tekerlekleri veya atalet ölçüm birimleriyle). Bkz. bölüm 2.4.1 ve 2.4.2.
    1. Ölçüm tekerlekleri kullanarak verileri kaydedin.
      1. Tekerlekli sandalyenin tekerleklerini bir ölçüm tekerleği ve atalet mankeni(Malzeme Tablosu)ile değiştirin, tercihen katılımcı tekerlekli sandalyede değilken.
        NOT: Bu örnek OptiPush tekerleği içindir. Diğer tekerlekler farklı kalibrasyon gereksinimleri olabilir.
      2. Açma/kapama düğmesini kullanarak ölçüm direksiyonunu açın.
      3. USB Bluetooth alıcısı ve ilişkili yazılım ile dizüstü bilgisayarı açın.
      4. Bilgisayardaki yazılımı açın.
      5. Doğru iletişim bağlantı noktasını (COM) seçerek tekerleği yazılıma bağlayın. Listede doğru COM bağlantı noktası görünmüyorsa, listeyi güncelleştirmek ve yeniden denemek için yenile'ye basın. İlerituşuna basın.
      6. İstemci Kurulumu ekranında gerekli alanları doldurun. İlerituşuna basın.
        NOT: Tekerlek Boyutu ve Tekerlek Tarafı ayarlarına özellikle dikkat edin.
      7. Tekerlek kurulumunda Başlat tuşuna basarak ve kırmızı daire yeşile dönene kadar handrim'e dokunmadan tekerleği yavaşça döndürerek ofset verileri toplayın. Alternatif olarak, yordam son tekerlek kurulumundan bu yana zaten gerçekleştirildiyse, bu adımı atlamak için Atla'ya basın. İlerituşuna basın.
      8. Veri toplamak için Veri Toplama ekranında Kaydet'e basın. Şu andan itibaren normal sahil protokolüne devam edin.
        NOT: Ölçüm tekerleği verilerinin analizi için komut dosyaları Ek Malzeme 1'demevcuttur.
    2. Atalet ölçüm birimlerini (IU) kullanarak verileri kaydedin.
      1. IME'leri(Malzeme Tablosu)tekerlekli sandalyeye takın: her tekerlek göbeğinde bir tane ve koltuğun altındaki merkezde bir tane. Hangi IMU'nun daha sonra başvuru için nereye ve hangi yönde bağlı olduğunu yazın.
      2. IMUs'ları açın ve IMUs'ları NGIMU Senkronize Ağ Yöneticisi çalıştırılabilir kullanarak bilgisayara bağlayın.
      3. Veri toplamak için Araçlar'agidin, ardından Data Logger'ıseçin ve Başlat'abasın. Şu andan itibaren normal sahil protokolüne devam edin.
        NOT: IMU verilerinin analizi için komut dosyaları Ek Malzeme 2mevcuttur.
  5. Kıyıdan aşağı yordamı (2.1-2.4) tekrarlayın ve pürüzlü yüzeylerin etkisini azaltmak için ileri geri veri toplayın.
  6. bilgisayarda coast_down_test yazılımı açın. Kıyıdan aşağı veri dosyasını (ölçüm çarkı veya IMU) almak için Veri Aktar'a basın. Sağdaki grafikteki kaydırıcıyı kullanarak ve Grab seçiminebasarak verilerdeki alt bölümleri seçin.
  7. Ayarlar bölümünde katılımcı ve tekerlekli sandalye ağırlığını ayarlayın. Basın Sonuçları Hesapla. Ortalama yuvarlanma sürtünmesini (N) ve yuvarlanma sürtünme katsayısını yazın. Tüm (meta)verileri daha sonraki başvurulara kaydetmek için Dışa Aktar'a basın.
    NOT: Hava sürükleme nedeniyle sabit sürtünme nin varsayılamazolması durumunda (örneğin, çoğu spor ortamlarında) analiz biraz daha karmaşık hale gelir. Protokol aynıdır, ancak başlangıç hızı muhtemelen daha yüksek olmalıdır. Bu durumda, doğrusal olmayan bir diferansiyel denklemin çözülmesi ve bu denklemin bir eğri fitter (örneğin, Levenberg-Marquardt)49ile uygun olması gerekir.



    Bu denklemde anlık hız ve yavaşlama başında ilk hızdır. hıza bağlı sürtünmeyi yansıtır ve hızbağımsız sürtünmeyi yansıtır (). Sahil-aşağı testlerinin analizi için komut dosyaları Ek Malzeme 3 ve grafik kullanıcı arabirimi (GUI) adım 2.7 kullanılan sahil aşağı testlerin analizi için Ek Malzeme mevcuttur 4.

3. Koşu bandı testi sırasında dış güç çıkışı

  1. Koşu bandı karakterizasyonu
    1. Yüklenmiş koşu bandının kayış hızını kalibre edilmiş bir takometre ile ölçün ve hangi koşu bandı ayarının kullanılması gerektiğini belirleyin (örn. 1,11 m/s için koşu bandının ekranda 4,0 km/s yerine 4,1 km/s olarak ayarlanması gerekir).
      NOT: Alternatif olarak, kayış uzunluğunu ölçerek ve kronometre/video kamera ile zamanı kaydederken on dönüş sayarak kayış hızını belirleyin.
    2. Bir açı sensörü kullanarak koşu bandı açılarını ölçün. Ölçümleri tekrarlayarak tutarlılığı kontrol edin ve ölçümleri azalan sırada tekrarlayarak histeri olup olmadığını kontrol edin.
      NOT: Güvenirlikleri düşükse, her ölçüm sırasında koşu bandı hızını takometre ve açı larla kontrol edin.
  2. Sürükleme testi: kalibrasyon
    1. Kalibrasyondan önce sürükleme test kuvveti sensörünün güç kaynağını en az 30 dakika açın.
    2. Kuvvet transdüserini dikey olarak askıya alın ve kendi kendini tesviye eden lazer veya açı sensörüyle hizalayın.
    3. Sürükleme testi bilgisayarını kurun ve kuvvet sensörünü bilgisayara bağlayın. Sürükleme testi bilgisayarındaki ADA3 yazılımını açın ve Kalibrasyon kuvvet sensörünebasın.
    4. Bilinen (kalibre edilmiş) ağırlıkları (1 kg'lık artışlarla 10 kg) sensöre takın ve dijital değerleri kaydedin.
    5. ADA3 yazılımında devam ederek uygulanan yük ile ölçülen gerilim arasındaki ilişkiyi belirlemek için doğrusal bir regresyon denklemi uygulayın.
    6. Kök-ortalama kare hatası (RMSE) 0,13 N37'yiaşarsa tekrarlayın (3.2.1-3.2.5).
  3. Sürükle testi gerçekleştirme
    1. Ölçümden önce güç kaynağını en az 30 dakika açın.
    2. Sürükleme testi bilgisayarını kurun ve kuvvet sensörünü bilgisayara bağlayın. Sürükleme testi bilgisayarındaki ADA3 yazılımını açın ve Power tablo ölçümlerinibasın.
    3. Tekerlekli sandalye kullanıcı kombinasyonunu koşu bandına yerleştirin. Katılımcıyı aktif bir pozisyonda ve mümkün olduğunca standart hale getirin: ayak dayamada ayaklar, eller kucakta ve dümdüz ileriye bakmak (pozisyon itiş sırasında pozisyonu yansıtmalıdır). Katılımcıya test boyunca aynı konumu korumasını emredin.
    4. ADA3 yazılımı kullanılarak bağlı hiçbir halat ile kayıt kuvveti ile yük hücresiofdofd ölçün. Tamam tuşunabasın.
    5. Tekerlekli sandalyeyi hafif bir halatla kuvvet dönüştürücüye bağlayın. Yük hücresi nin ve halatın tekerlekli sandalyenin arka tekerlek aksıyla yatay olarak hizalandığından emin olun.
    6. Bu durumda kayışı istenilen hıza kadar hızlandırın, bu durumda 1,11 m/s (ekranda 4,1 km/s).
    7. Koşu bandının eğimini artırın, koşu bandının ve tekerlekli sandalye kullanıcı kombinasyonunun konumunun sabit olana kadar bekleyin ve kuvveti ve açıyı kaydedin. 10 giderek dik açıları (%0,5 artışlarla %1,5-6) tekrarlayın.
    8. Next'etıklayarak ADA3 yazılımını kullanarak açı ve kuvveti kullanarak doğrusal bir regresyon sığdırın. Koşu bandının sıfır açısındaki kuvveti hesaplayın.
      NOT: Koşu bandı açısında bir ofset varsa regresyon denkleminin kesişme si kullanılamaz.
    9. Doğrusal regresyon çizgisinin RMSE'si 0,5 N37'yiaşarsa sürükleme testini (3.3.3-3.3.8) tekrarlayın.
  4. Koşu bandında güç çıkışı ayarlama
    1. İstenilen güç çıkışını hesaplayın ve test hızını belirleyin.
      NOT: Geçerli protokol için bu, adım 2.7'de elde edilen sonuçlara eşittir.
    2. Sürükleme testi sürtünmesini (3.3.8 adımdan) hedef sürtünmeden (adım 2.7'den) çıkararak gerekli kasnak ağırlığını hesaplayın.
    3. Makarayı koşu bandının önüne veya arkasına yerleştirin ve ortalanmış olduğundan emin olun. Makarayı tekerlekli sandalyeye takın ve ipin düz olduğundan emin olun. Katılımcıya kasnaktaki ağırlığın tekerlekli sandalyeyi hareket ettirebileceğini öğretin.
    4. Bilinen düşük kütleli bir sepet ve karabina kullanarak ağırlığı (genellikle 0-1 kg arasında) kasnak sistemine takın. İstenilen güç çıkışı elde edilene kadar gerekirse ağırlığı yavaşça artırın.
      NOT: Alternatif olarak, bir sürükleme testinden güç tablosuna göre koşu bandının açısını değiştirerek güç çıkışını değiştirin.

4. Ergometre tabanlı test sırasında dış güç çıkışı

  1. Ölçümden önce ergometreyi en az 30 dk açın. İlişkili yazılımı bilgisayarda başlatın.
  2. Katılımcı widget'ına basın, sonra Ekle'ye basın.... Katılımcıya bir kimlik verin ve katılımcının vücut ağırlığını girin. Tamam tuşunabasın.
  3. Cihaz menüsündeki tekerlekli sandalye simgesine basın. Tekerlekli sandalye şartnamelerini formda doldurun. Tamam tuşunabasın.
    NOT: Vücut ağırlığı değişkeni önemlidir, çünkü ergometre tarafından sağlanan simülasyonu etkileyecektir.
  4. Protokol widget'ına basın. Ekle'yi seçerek özel bir protokol oluşturun.... Özel Protokol'u seçin ve İlerituşuna basın. Protokole uygun bir ad verin ve Oluşturtuşuna basın.
  5. Aşamalar'ı seçin ve Sahne ve Direnç Ekle'yi tıklatın. Bölüm 2'deki kıyı aşağı testi ile elde edilen sürtünme katsayısına direncini ayarlayın. Hedef hızı 4 km/s'ye ayarlayın ve Tamam tuşuna basın (Şekil 3).
  6. Katılımcı ekranını ayarlayın. Tüm widget'ları ekrandan kaldırın. Widget ekle'yi tıklatın ve Tekerlekli Sandalye yön widget'ını seçin ve ekrana sürükleyin(Şekil 4).
  7. Hizalama sistemini kullanarak tekerlekli sandalyeyi silindirlere hizalayın. Dört kemerli sistemi kullanarak tekerlekli sandalyeyi bağlayın. Tekerleklerin ergometreye değip dokunmadığını ve düzgün hizalandığından kontrol edin.
  8. Katılımcıyı aktif bir pozisyonda ve mümkün olduğunca standart hale getirin: ayak dayamada ayaklar, eller kucakta ve dümdüz ileriye bakmak (pozisyon itiş sırasında pozisyonu yansıtmalıdır). Katılımcıya test boyunca aynı konumu korumasını emredin.
  9. Cihaz menüsündeki Crosshair düğmesine basarak ergometreyi ilişkili yazılımla kalibre edin ve Kalibrasyon başlat'a basın.
    NOT: Ergometre verilerinin analizi için kullanılan komut dosyaları Ek Malzeme 5'temevcuttur.

5. El kenarı tekerlekli sandalye itme sırasında güç çıkışı iç tahminleri

  1. Herhangi bir kalibrasyon veya testten önce spirometreyi en az 45 dakika açın.
  2. Türbin, referans gaz, oda havası ve gecikme için kalibrasyonlar da dahil olmak üzere ilgili yazılımı kullanarak spirometreyi fabrika yönergelerine göre kalibre edin.
    NOT: Her testöncesi oda havası ve referans gaz kalibrasyonları yapılmalıdır.
    1. Bir türbin kalibrasyonu gerçekleştirin.
      1. Kalibrasyon menüsünde Türbin'e basın. Türbini bir optoelektronik okuyucu ile spirometreye bağlayın. Kalibrasyon şırıngasını bilinen bir ses ile türbine bağlayın.
      2. Ünite hazır olduğunda, piston ile altı kontrollü ve tam vuruş gerçekleştirin. Çıkış simgesine basın.
    2. Referans gaz kalibrasyonu gerçekleştirin.
      1. Kalibrasyon menüsünde Referans gazına basın. Basınç regülatörünü bilinen bir karışık gaz konsantrasyonu ile kalibrasyon silindirine bağlayın.
        NOT: Silindir açık olmalıdır, ancak basınç regülatörü kapatılmalıdır.
      2. Örnekleme hattını spirometrenin örnekleme konektörüne bağlayın ve diğer ucunu niçin bağlantısını bırakın. Spirometre analizörleri sifonu çeksin. Örnekleme hattının solunan gazlardan uzak olduğundan emin olun.
      3. Spirometre tarafından istendiğinde, numune alma hattının serbest ucunu kalibrasyon silindirindeki basınç regülatörüne bağlayın ve regülatörü açın. Kalibrasyon sona erdikten sonra Çıkış simgesiyle çıkın.
    3. Bir oda hava kalibrasyonu gerçekleştirin.
      1. Örnekleme hattını spirometredeki örnekleme konektörüne bağlayın ve diğer ucunu serbest bırakın. Kalibrasyon sona erdikten sonra Çıkış simgesiyle çıkın.
    4. Gecikme kalibrasyonu gerçekleştirin.
      1. Türbini optoelektronik okuyucuya bağlayın ve örnekleme tüpünü bağlayın. Her ikisinin de spirometreye bağlı olduğundan emin olun.
      2. Akustik sinyal ile nefes senkronize. Bu operatör tarafından gerçekleştirilebilir.
        NOT: Bu yordam, bir örnekleme tüpü her değiştirilse tekrarlanmalıdır. Katılımcıya vermeden önce bu yordam için kullanılan maskeyi temizleyin veya değiştirin.
      3. Kalibrasyon sona erdikten sonra Çıkış simgesiyle çıkın.
  3. Spirometre maskesini katılımcının üzerine takın. Konunun yüzünün etrafında sıkı bir mühür oluşturmak için baş kapağındaki elastik bantları ayarlayın.
    NOT: İsteğe bağlı olarak kalp atış hızı monitörünü spirometreye bağlayın ve katılımcının kalp atış hızı kemerini takmasına izin verin.
  4. Spirometrenin hortumuna sabitleki, böylece hareket lezini bozamaz.
  5. Testtuşuna basın, ardından spirometrenin ekranına yeni bir konu girin.
  6. Submaksimal egzersiz testi için nefes-nefes modunu seçin. Kayıt başlatmak için spirometreüzerinde Kayıt tuşuna basın.
    NOT: Spirometre verilerinin analizi için komut dosyaları Ek Malzeme 6mevcuttur.

6. Test prosedürü

  1. Katılımcıya istenilen hızda (1,11 m/s) 4 dk sabit hal egzersizi yapmasını öğretin.
    1. Katılımcıya istenilen hızda (ortalama) kalmak için hız geri bildirimini kullanmasını öğretin.
      NOT: Hız, ölçüm tekerleğinden veya IMUs'lardan yer üstü durumunda kendi dizüstü bilgisayarlarından gösterilebilir. Dizüstü bilgisayarlarda bacaklarda fiksasyona izin veren kanca ve döngü kayışları vardır.
    2. Katılımcıya koşu bandı durumu için koşu bandının ortasında (ortalama) kalmasını emret.
    3. Katılımcıya ergometre durumundaki ergometre ekranındaki hız ve başlık geri bildirimine bakmasını ve (ortalama olarak) hedef aralığında tutmasını sağlayın.
  2. Kronometreyi ve spirometreyi (adım 5.6) aynı anda başlatın.
    NOT: Bu, nefes-nefes spirometri kullanırken basarak başlangıç zamanlama farkı ihmal edilebilir olduğu gibi harici bir tetikleyici olmadan yapılabilir.
  3. 30'dan sonra tekerlekli sandalye itme gücüne başla.
    NOT: Koşu bandı ve ergometre koşulları için bu, koşu bandının veya ergometrenin başlatılması anlamına gelir. Bir ölçüm tekerleği (adım 2.4.1.8) veya IMUs (adım 2.4.2.3) kullanırken de bu başlatın.
    1. Pistin köşelerini işaretlemek için yerüstü durumundaki tur düğmesini kullanın.
  4. Sınav sırasında 4 dakika daha kaldıktan sonra, önceden haber vermeden, katılımcıya tekerlekli sandalyeyi itmeyi bırakmasını emredin.
    NOT: Koşu bandı durumunda kemer durmadan önce birkaç ek itme gerekir.

Representative Results

Söz konusu yordam kullanılarak, güç çıkışı 17 tanıdık (uygulama iki 30 dk oturumları) bir overground ileri geri kıyı aşağı testi (ortalama beş deneme) ile güçlü gövdeli katılımcılar için tespit edilmiştir. Sahil-aşağı profili pürüzsüz bir hastane koridorunda bir ölçüm tekerleği ile karakterize edildi. Daha sonra katılımcılar yerüstü (25.0 x 9.0 m devre), koşu bandı (2.0 x 1.2 m) ve ergometre tekerlekli sandalye itme sırasında ölçüldü. Koşu bandı ve ergometre yöntemlerindeki güç çıkışı, bu yazıda açıklanan protokoller kullanılarak yer üstü durumuyla eşleşti.

Güç çıkışı eşit uzunlukta bir aşinalık bloğu sonra tekerlekli sandalye itme dört blok 4 dakika boyunca aynı ölçüm tekerleği elde edildi. Her bloğun sadece son dakikası analiz için kullanıldı. Yerüstü itiş verileri için sadece uzun düzlükler (25 m) kullanılmıştır. Tüm veriler (ön)işleme Python 3.7 'de (Python Software Foundation) gerçekleştirildi. ICC tahminleri ve %95'lik güven aralıkları R 3.3.4 (R Core Team) olarak tek derecelendirme, mutlak anlaşma, rastgele etki modeli kullanılarak hesaplanmıştır.

Tekerlekli sandalye kullanıcı sisteminin ortalama toplam ağırlığı 92.6 kg (± 8.3) idi. Kıyıdan aşağı testten beklenen ortalama güç çıkışı 9.7 W (± 1.6) idi. Ölçüm tekerleğinden hesaplanan güç çıkışı yer üstü 8.1 W (± 1.4), koşu bandı 7.8 W (± 1.9) ve ergometre 8.7 W (± 2.2) tekerlekli sandalye itme için daha düşüktü. Hedef güç çıkışı ile ölçülen güç çıkışı arasındaki ortalama fark sırasıyla -1,6 (± 1,6), -1,8 (± 1,4), -1,0 (± 1,0) W'dir. Bu sonuçlar tablo 1, Şekil 5ve Şekil 6'dada gösterilmiştir.

Yer üstü itme için güç çıkışı, hedef çıkışla zayıf-orta (ICC: 0,38, CI: 0,00-0,73) bir anlaşma gösterdi. Buna karşılık, koşu bandı itme kötü-to-good (ICC: 0.45, CI: 0.00-0.79) anlaşma ve ergometre itme kötü-to-mükemmel (ICC: 0,77, CI: 0,11-0,93) anlaşma gösterdi. Mutlak hata, ergometredeki itme gücü çıkışıyla negatif olarak korelasyon (r = -0,55, p = 0,02) değil, diğer iki koşul için (yer üstü: r = 0,47, p = 0,06; koşu bandı: r = 0,22, p = 0,40) ile ilişkiliydi.

Koşullar arasındaki anlaşma zayıf-orta (ICC: 0.49, CI: 0.20-0.74) idi. İç-modalite (üç 4 dakika blok arasında) güvenilirlik iyi-overground için mükemmel (ICC: 0.91, CI: 0.82-0.97) ve koşu bandı (ICC: 0.97, CI: 0.93-0.99) itme ve orta--mükemmel ergometre itme (ICC: 0.97, CI: 0.79-0.01) idi. Ergometre zaman içinde daha kötü performans gösterdiği ortaya çıktı, bu da anova (F(2, 32) = 64,7 , p < 0,01) ile doğrulandı, ancak yerüstü (F(2, 32) = 0,9 , p = 0,418) ve koşu bandı (F(2, 32) = 0,9 , p = 0,402 itiş gücü için zaman etkisi yoktu.

Figure 1
Şekil 1: Manuel tekerlekli sandalye itme gücüne uygulanan güç dengesi. Pout: dış güç çıkışı (W); ME: brüt mekanik verimlilik (%); F: yani direnme kuvveti; V: ortalama kıyı hızı; C: itme veya döngü başına çalışma (J); fr: itme veya çevrim sıklığı (1/s); Pint: iç kayıplar (W); Phava: aerodinamik direnç (W); Prulo: yuvarlanma sürtünme (W); Pdahil: eğim (W) nedeniyle kayıplar. Bu rakam van der Woude ve ark.20'denyeniden basılmıştır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 2
Şekil 2: Koşu bandı kurulumu. Sol: Kasnak kurulum itme sırasında bir koşu bandı üzerinde dış güç çıkışı artırmak için. Sağ: Koşu bandı tekerlekli sandalye itme sırasında sürtünme kuvvetlerini ölçmek için test kurulumunu sürükleyin. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 3
Şekil 3: Tekerlekli sandalye ergometresi için protokol ayarları penceresi. Güç çıkışı bir güç çıkışı ve bir hedef hızı veya yuvarlanan sürtünme ve hedef hızı seçerek ayarlanabilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 4
Şekil 4: Tekerlekli sandalye ergometresi hakkında bir çizgi çizimi şeklinde geri bildirim. Sol ve sağ silindir hızları çizilir. Katılımcılar düz bir çizgide giderken sabit bir hızda tutmaya çalışmalıdır (ekran çizgisini yatay tutarak). Hız verileri, ayarlarda değiştirilebilen bir kayar pencereyle düzeltilir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 5
Şekil 5: Yer üstü (OG), koşu bandı (TM) ve ergometre (WE) tekerlekli sandalye itme sırasında kıyı-aşağı sürtünme ve ölçülen güç çıkışı arasındaki göreceli ve mutlak fark dağılımları. Bıyıklar 1.5 x interquartile aralığı gösterir. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Figure 6
Şekil 6: Kıyıdan aşağı sürtünme ve yerüstü (sol), koşu bandı (orta) ve ergometre (sağ) tekerlekli sandalye itme sırasında ölçülen güç çıkışı için Bland-Altman arsa. Koyu gri noktalı çizgiler bir kombinasyon için birleştirilmiş ortalamayı gösterir ve kırmızı noktalı çizgiler ortalama + 1,96 standart sapmalardır. Bu rakamın daha büyük bir sürümünü görüntülemek için lütfen buraya tıklayın.

Değer iki taraflı (W)2 Hedefle fark Hedef le fark (%) Hedef (abs) ile fark Hedef PO (ICC) ile anlaşma3 Bloklar arası güvenilirlik (ICC)3
Hedef PO1 9.68 (± 1.57) Navdar Navdar Navdar. Navdar Navdar.
Yerüstü PO 8.12 (± 1.41) -1,56 (± 1,57) -15.30 (± 13.70) 1.72 (± 1.57) 0,38 (0,00−0,73)* 0,91 (0,82−0,97)*
Koşu bandı PO 7.84 (± 1.92) -1,84 (± 1,38) -18,98 (± 13,42) 1.91 (± 1.16) 0,45 (0,00−0,79)* 0,97 (0,93−0,99)*
Ergometre PO 8.65 (± 2.24) -1,02 (± 0,97) -11,82 (± 11,94) 1.16 (± 0.78) 0,77 (0,11−0,93)* 0,97 (0,71−0,99)*
1. Kıyı-aşağı sürtünme hesaplanır. 2. Ölçüm tekerleği ile belirlenir. 3. İki yönlü, mutlak anlaşma, % 95 güven aralıkları ile sabit raters. * p < 0.001.

Tablo 1: Set güç çıkışı ve gerçek güç çıkışının bir ölçüm tekerleği ile ölçülmesi.

Faktörler Yuvarlanma direnci
Vücut kütlesi ↑ ↑
Tekerlekli sandalye kütlesi ↑ ↑
Lastik basıncı ↑
Tekerlek boyutu ↑ ↓
Sertlik zemin ↑
Kamber açısı ↑ ?
Toe-in/out ↑ ↑↑
Castor şimmi ↑ ↑
Arka tekerleklerde kütle merkezi ↓
Katlanır çerçeve ↑
Bakım - ↑

Tablo 2: Manuel tekerlekli sandalye itme sırasında yuvarlanma sürtünmeve güç çıkışını etkileyen faktörler. Bu tablo van der Woude ve ark.8'denyeniden basılmıştır.

Ek Malzeme 1. Bu dosyayı görüntülemek için lütfen buraya tıklayın (İndirmek için sağ tıklatın).

Ek Malzeme 2. Bu dosyayı görüntülemek için lütfen buraya tıklayın (İndirmek için sağ tıklatın).

Ek Malzeme 3. Bu dosyayı görüntülemek için lütfen buraya tıklayın (İndirmek için sağ tıklatın).

Ek Malzeme 4. Bu dosyayı görüntülemek için lütfen buraya tıklayın (İndirmek için sağ tıklatın).

Ek Malzeme 5. Bu dosyayı görüntülemek için lütfen buraya tıklayın (İndirmek için sağ tıklatın).

Ek Malzeme 6. Bu dosyayı görüntülemek için lütfen buraya tıklayın (İndirmek için sağ tıklatın).

Discussion

Önceki bölümlerde farklı laboratuvar tabanlı yöntemler için güç çıkışının belirlenmesi ve standardizasyonu için erişilebilir bir metodoloji sunulmuştur. Ayrıca, sabit durum itme sırasında set güç çıkışı ve ölçülen güç çıkışı arasında bir karşılaştırma yapıldı. Sistematik hata nın yanı sıra bazı değişkenlikler de mevcutken, sunulan araçlar alternatiften daha iyidir: hiç standartlaştırmamak. Bu sonuçlar, ölçülen güç çıkışı rapor ve set güç çıkışı başka bir çalışmaya benzer50. Ayrıca, koşullar arasındaki anlaşma, farklı yöntemler kullanılarak yapılan çalışmalar karşılaştırırken ekstra dikkat edilmesi gerektiğini gösteren, zayıf-orta düzey bir anlaşmaydı. Beklendiği gibi, ergometre durumu operatörün bakış açısından standartlaştırmak için en kolay ortamı sundu. Ergometre yüksek sürtünme ayarlarında daha iyi performans gösterdi. Bloklar (3 x 4 dk) bir modalite içinde iyi-mükemmel ve orta-mükemmel anlaşma gösterdi. İlginçtir, ergometre muhtemelen sensör sürüklenme nedeniyle, zaman içinde daha kötü bir performans sergiledi. Bu nedenle, her blok arasında ergometre yeniden kalibre etmek ihtiyatlı olabilir. Bu sonuçların düşük yoğunluklu sabit durum egzersizi için olduğunu ve farklı protokoller için farklılık gösterebileceğini unutmayın.

Tekerlekli sandalye kullanıcı kombinasyonunda küçük mekanik veya ergonomik değişiklikler deneysel sonuçlar üzerinde büyük bir etkisi olabilir12,51. Malzeme bakımı ve araç mekanik prensiplerinin tam farkındalığı performans sonuçları ve deneyin geçerliliği için gereklidir. Araç mekaniği (örneğin, kütle, tekerlek boyutları, lastik tipi ve basıncı, hizalama) ve uygun (örneğin, ön-kıç pozisyonu, kütle merkezi, kütle, ön düzlem) tekerlekli sandalye-kullanıcı kombinasyonu çevre koşulları ile birlikte haddeleme ve hava sürükleme belirleyecektir. Kütle ve kütle merkezinin yönünü büyük arka tekerlekler ve önünde küçük castor jantlar ile ilgili olarak haddeleme sürükleyin etkileyecektir. Yuvarlanma sürtünmesini etkileyen faktörlerin bir özeti Tablo 2'desunulmuştur. Ayrıca, tekerlekli sandalye genellikle bireyselleştirilmiştir. Her testteki müdahale koşullarının (örn. araç mekaniği veya arayüz) dışında, tekerlekli sandalye koşulları da sabit olmalı ve şasi, koltuk ve lastikler de dahil olmak üzere araç mekaniği kontrol edilmelidir. Lastikler testler üzerinde sabit bir basınç ve bireyler arasında olması gerekir. Önemli kontrol noktaları52 olası sürtünme noktaları, arka tekerlek pozisyonu ve tekerlek hizalama potansiyel değişiklikler36,53,54,55.

Yer altı testleri aynı zamanda kardiyopulmoner zorlanma, kinematik veya kinetik sonuçlar için göstergelerin her biri için ambulant teknolojisi gerektirir. Bu karşılanabilir, ancak karmaşık ölçümlerin pratikliği araştırma dışı bir ortamda sınırlıdır. Sahil aşağı testleri bireysel tekerlekli sandalye kullanıcı kombinasyonu ve haddeleme yüzeyi için özeldir. Ancak, statik, bu yüzden tekerlekli sandalye kullanıcı kombinasyonu tüm özelliklerini yakalamak olmayabilir56. Özellikle kütle merkezindeki değişikliklere karşı hassastırlar, bu da kıyı-aşağı testi ile ölçülen yer üstü güç çıkışı arasındaki küçük farkları açıklayabilir. Bu sınırlamalar aynı zamanda tekerlekli sandalye kullanıcısının statik bir pozisyonunu üstlenen sürükleme testi ve ergometre kalibrasyonunda da bulunur.

Sürükleme testi, her bir tekerlekli sandalye kullanıcısı kombinasyonunun yuvarlanma ve iç sürükleme direncini ölçer. Tekerlekli sandalyenin araç mekaniğine karşı açıkça hassastır, aynı zamanda kullanıcının konumu ve vücut yönelimi dir. Standart bir prosedür esastır20,36, sabit bir kemer hızında, kullanıcı tekerlekli sandalye kombinasyonu yamaç açıları bir dizi koşu bandı çerçevesinde tek boyutlu kalibre kuvvet dönüştürücü bağlı olan kayış üzerinde çekilir(Şekil 2). Tekerlekli sandalyenin merkez ekseninin yüksekliğine göre ayarlanabilen yük hücreleri için bir koşu bandı adaptörü gereklidir. Doğrusal regresyon analizi kullanılarak, kayış hızı ve sürükleme kuvveti ile ortalama dış güç çıkışı sağlayan belirli bir tekerlekli sandalye kullanıcısı kombinasyonu için koşu bandı kayışı üzerindeki ortalama sürükleme kuvvetinin sabit bir tahmini sağlar. Sürükleme testi, testin farklı operatörler tarafından yürütülmesindeki küçük farklılıklar açısından sağlamdır (örn. ipin konumu)37.

Bazen görünüşte basit bir test varsayılır rağmen, sürükleme testinin test unsurlarının her temel teorisi ve prosedürlerin tüm ayrıntıları üzerinde eğitim anlaşılması nı gerektirir8. Kıyı aşağı testine benzer şekilde, bu test özellikle kütle merkezindeki değişikliklere karşı hassastır. Ayrıca, gerinim ölçer tabanlı kuvvet dönüştürücülerinin davranışı ve hassasiyeti, tutarlı kalibrasyon ağırlıkları (yani kalibrasyon ağırlıklarının hassasiyeti, montaj sırası)20,36,37, yanı sıra koşu bandının hız veya eğim açısındaki değişikliklere duyarlı sürükleme testinin herhangi bir prosedürü dikkate alınmalıdır. Bu koşu bandı kendisi kontrol edilmesi ve de37kalibre gerektiği anlamına gelir. Bu tür gürültü üreten fenomenlerin tutarlı farkındalığı günlük deneylerde izlenmeli ve yürütülmelidir.

Güç çıkışı tabanlı simülasyonların hassasiyeti ve sonuçları tamamen deneyleri yürütenlerin standardizasyonuna, uygulamasına ve eğitimine bağlıdır. De Groot ve ark.51tarafından gösterildiği gibi, koşu bandı, ergometre veya diğer elektronik motor tahrikli cihazların çeşitliliği bir sorun olabilir. Nüfusa dayalı veriler karşılığında, bu farklılıkların test sonuçları üzerindeki potansiyel rolünün farkında olmak gerekir. Herhangi bir tekerlekli sandalye deneyinde, herhangi bir alt grup veya ölçüm koşulu için test koşullarının doğru bir açıklaması ve hız, direnç ve güç çıkışı için gerçek değerlerin açık sunumu sunulmalıdır.

Tekerlekli sandalye deneyinde, test örneğinin heterojenliği gerçek tekerlekli sandalye kullanıcılarına odaklanırken kaçmak zordur. Bunlar arasında, omurilik yaralanması olan insanlar en sık araştırmaya tabidir, onlar hayatlarının geri kalanı için istikrarlı bir omurilik lezyonu olma eğilimindedir çünkü. Lezyon düzeyi, tamlığı, cinsiyeti, yaşı, yeteneği ve eğitim durumu bu çalışma gruplarının heterojenliğini belirler57. Çok merkezli işbirliği ile katılımcı sayısını artırmak bu atlatmak ve deneme gücünü artırmak için önemli bir yoldur57, rehabilitasyon erken aşamalarında bile10. Bu kağıt umarım rehabilitasyon ve adaptif spor toplulukları nda tekerlekli sandalye deney iã§in genç bir tartıŠma atısır ve uzlaÅ macılık taŠımacılÄ±Ä Ä± ile mevcut ve yeni araÅ tırmacı aÄ ları ile uluslararası iÅ birliÄ i ve bilgi alıŠveriÅ ine yol açmıŠtır. Yeterli test altyapısının kullanılabilirliği, klinik rehabilitasyon, adaptif sporlar ve ötesindeki ilerlemenin tutarlı bir şekilde izlenmesine ve değerlendirilmesine olanak tanır.

Disclosures

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Acknowledgments

Bu makalenin hazırlanması, Samenwerkingsverband Noord-Nederland'ın (OPSNN0109) bir bağışı ile finanse edilmiş ve Ekonomik İşler Bakanlığı'nın Bilgi ve İnovasyon Için Üst Konsorsiyumu'nun PPP ödeneği ile finanse edilmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
'coast_down_test' software University Medical Center Groningen - Custom made
ADA3 software University Medical Center Groningen - Custom made
Angle sensor Mitutoyo Pro 360
Calibration weights (0-10kg in 1kg increments) University Medical Center Groningen - Custom made
Drag test force sensor (20kg) AST KAP-E/Z
Extra wide treadmill Motek-forcelink 14-890-0387
IMU sensor set X-IO Technologies NGIMU
Inertial dummy Max Mobility Optipush
Lightweight rope - - Custom made
Lode Ergometry Manager Lode LEM 10
Measurement wheel Max Mobility Optipush
Pulley system University Medical Center Groningen - Custom made
Spirometer COSMED K-5
Stopwatch Oneplus 6T Phone stopwatch
Tachometer Checkline CDT-2000HD
Treadmill attachment for drag test University Medical Center Groningen - Custom made
Weights for pulley (0-2kg in 5g increments) University Medical Center Groningen - Custom made
Wheelchair Küsschall K-series
Wheelchair roller ergometer Lode Esseda

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Flemmer, C. L., Flemmer, R. C. A review of manual wheelchairs. Disability and Rehabilitation: Assistive Technology. 11 (3), 177-187 (2016).
  2. WHO. World Report on Disability 2011. , WHO Press. Geneva, Switzerland. (2011).
  3. Liu, X., Liu, N., Zhou, M., Lu, Y., Li, F. Bibliometric analysis of global research on the rehabilitation of spinal cord injury in the past two decades. Therapeutics and Clinical Risk Management. 15, 1-14 (2019).
  4. Coe, P. L. Aerodynamic characteristics of wheelchairs. NASA Technical Memorandum 80191. , (1979).
  5. Khoo, S., Li, C., Ansari, P. The Top 50 Most Cited Publications in Disability Sport: A Bibliometric Analysis. Perceptual and Motor Skills. 125 (3), 525-545 (2018).
  6. Cooper, R. A. Wheelchair research progress, perspectives, and transformation. Journal of Rehabilitation Research & Development. 49 (1), 1-5 (2012).
  7. de Groot, S., et al. WHEEL-I: development of a wheelchair propulsion laboratory for rehabilitation. Journal of Rehabilitation Medicine. 46 (6), 493-503 (2014).
  8. van der Woude, L. H., Veeger, H. E., Dallmeijer, A. J., Janssen, T. W., Rozendaal, L. A. Biomechanics and physiology in active manual wheelchair propulsion. Medical Engineering & Physics. 23 (10), 713-733 (2001).
  9. van der Woude, L. H., de Groot, S., Janssen, T. W. Manual wheelchairs: Research and innovation in rehabilitation, sports, daily life and health. Medical Engineering & Physics. 28 (9), 905-915 (2006).
  10. de Groot, S., et al. Course of gross mechanical efficiency in handrim wheelchair propulsion during rehabilitation of people with spinal cord injury: a prospective cohort study. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 86 (7), 1452-1460 (2005).
  11. van Koppenhagen, C. F., et al. Patterns of Changes in Wheelchair Exercise Capacity After Spinal Cord Injury. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 94 (7), 1260-1267 (2013).
  12. van der Woude, L. H., et al. Wheelchair racing: effects of rim diameter and speed on physiology and technique. Medicine & Science in Sports & Exercise. 20 (5), 492-500 (1988).
  13. van der Woude, L. H. V., et al. Seat height: effects on submaximal handrim wheelchair performance during spinal cord injury rehabilitation. Journal of Rehabilitation Medicine. 41 (3), 143-149 (2009).
  14. Veeger, H. E., Rozendaal, L. A., van der Helm, F. C. Load on the shoulder in low intensity wheelchair propulsion. Clinical Biomechanics. 17 (3), 211-218 (2002).
  15. Veeger, H. E. J., Vanderwoude, L. H. V., Rozendal, R. H. Load on the upper extremity in manual wheelchair propulsion. Journal of Electromyography and Kinesiology. 1 (4), 270-280 (1991).
  16. Arnet, U., van Drongelen, S., Scheel-Sailer, A., van der Woude, L. H., Veeger, D. H. Shoulder load during synchronous handcycling and handrim wheelchair propulsion in persons with paraplegia. Journal of Rehabilitation Medicine. 44 (3), 222-228 (2012).
  17. Vegter, R., de Groot, S., Lamoth, C., Veeger, D., Van der Woude, L. Initial Skill Acquisition of Handrim Wheelchair Propulsion: A New Perspective. IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. , (2013).
  18. Vegter, R. J., Lamoth, C. J., de Groot, S., Veeger, D. H., van der Woude, L. H. Inter-individual differences in the initial 80 minutes of motor learning of handrim wheelchair propulsion. PLoS One. 9 (2), e89729 (2014).
  19. van Ingen Schenau, G. J. Cycle power: a predictive model. Endeavour, New Series. 12, (1988).
  20. van der Woude, L. H., de Groot, G., Hollander, A. P., van Ingen Schenau, G. J., Rozendal, R. H. Wheelchair ergonomics and physiological testing of prototypes. Ergonomics. 29 (12), 1561-1573 (1986).
  21. Vegter, R. J. K., de Groot, S., Hettinga, F. J., Veeger, H. E. J., van der Woude, L. H. V. Design of Manually Propelled Wheelchairs: Optimizing a Wheelchair-User Combination. , http://cirrie.buffalo.edu (2010).
  22. Janssen, T., et al. Relationship between physical strain during standardised ADL tasks and physical capacity in men with spinal cord injuries. Spinal Cord. 32 (12), 844 (1994).
  23. de Klerk, R., Lutjeboer, T., Vegter, R. J. K., van der Woude, L. H. V. Practice-based skill acquisition of pushrim-activated power-assisted wheelchair propulsion versus regular handrim propulsion in novices. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 15 (1), 56 (2018).
  24. Vanderwoude, L. H. V., et al. Manual wheelchair propulsion-Effects of power output on physiology and technique. Medicine & Science in Sports & Exercise. 20 (1), 70-78 (1988).
  25. Hintzy, F., Tordi, N. Mechanical efficiency during hand-rim wheelchair propulsion: effects of base-line subtraction and power output. Clinical Biomechanics. 19 (4), 343-349 (2004).
  26. Chénier, F., Champagne, A., Desroches, G., Gagnon, D. H. Unmatched speed perceptions between overground and treadmill manual wheelchair propulsion in long-term manual wheelchair users. Gait & Posture. 61, 398-402 (2018).
  27. Broucha, L., Krobath, H. Continuous recording of cardiac and respiratory functions in normal and handicapped people. Human Factors. 9 (6), 567-572 (1967).
  28. Clarke, K. Caloric costs of activity in paraplegic persons. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 47, 427-435 (1966).
  29. Guo, L., Kwarciak, A. M., Rodriguez, R., Sarkar, N., Richter, W. M. Validation of a biofeedback system for wheelchair propulsion training. Rehabilitation Research and Practice. 2011, (2011).
  30. Cooper, R. A. SMARTWheel: From concept to clinical practice. Prosthetics and Orthotics International. 33 (3), 198-209 (2009).
  31. DiGiovine, C., Cooper, R., Dvornak, M. 'Magnificent Milestones and Emerging Opportunities in Medical Engineering' (Cat. No. 97CH36136). Proceedings of the 19th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. 97, IEEE. 1888-1891 (1997).
  32. Theisen, D., Francaux, M., Fay, A., Sturbois, X. A new procedure to determine external power output during handrim wheelchair propulsion on a roller ergometer: a reliability study. International Journal of Sports Medicine. 17 (08), 564-571 (1996).
  33. de Klerk, R., et al. Measuring handrim wheelchair propulsion in the lab: a critical analysis of stationary ergometers. IEEE Reviews in Biomedical Engineering. , In press (2019).
  34. van Ingen Schenau, G. J. Some fundamental aspects of the biomechanics of overground versus treadmill locomotion. Medicine & Science in Sports & Exercise. 12 (4), 257-261 (1980).
  35. Voigt, E. D., Bahn, D. Metabolism and pulse rate in physically handicapped when propelling a wheel chair up and incline. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine. 1 (3), 101-106 (1969).
  36. Bennedik, K., Engel, P., Hildebrandt, G. Der Rollstuhl. , Schindele Verlag. (1978).
  37. de Groot, S., Zuidgeest, M., van der Woude, L. H. Standardization of measuring power output during wheelchair propulsion on a treadmill Pitfalls in a multi-center study. Medical Engineering & Physics. 28 (6), 604-612 (2006).
  38. Veeger, H. E., van der Woude, L. H., Rozendal, R. H. Wheelchair propulsion technique at different speeds. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine. 21 (4), 197-203 (1989).
  39. Brattgard, S. O., Grimby, G., Hook, O. Energy expenditure and heart rate in driving a wheelchair ergometer. Scandinavian Journal of Rehabilitation Medicine. 2, 143-148 (1970).
  40. Niesing, R., et al. Computer-controlled wheelchair ergometer. Medical & Biological Engineering & Computing. 28 (4), 329-338 (1990).
  41. van der Woude, L. H., Dallmeijer, A. J., Janssen, T. W., Veeger, D. Alternative modes of manual wheelchair ambulation: an overview. American Journal of Physical Medicine & Rehabilitation. 80 (10), 765-777 (2001).
  42. Thomas, S., Reading, J., Shephard, R. J. Revision of the Physical Activity Readiness Questionnaire (PAR-Q). Canadian Journal of Sport Sciences. 17 (4), 338-345 (1992).
  43. Chisholm, D., et al. PAR-Q validation report: the evaluation of a self-administered pre-exercise screening questionnaire for adults. Victoria: Canada: BC Ministry of Health and Welfare. , (1978).
  44. Poole, D. C., Jones, A. M. Oxygen uptake kinetics. Comprehensive Physiology. 2 (2), 933-996 (2011).
  45. Whipp, B. J., Wasserman, K. Oxygen uptake kinetics for various intensities of constant-load work. Journal of Applied Physiology. 33 (3), 351-356 (1972).
  46. Veeger, H. E., van der Woude, L. H., Rozendal, R. H. Within-cycle characteristics of the wheelchair push in sprinting on a wheelchair ergometer. Medicine & Science in Sports & Exercise. 23 (2), 264-271 (1991).
  47. van der Scheer, J. W., de Groot, S., Vegter, R. J., Veeger, D. H., van der Woude, L. H. Can a 15m-overground wheelchair sprint be used to assess wheelchair-specific anaerobic work capacity? Medical Engineering & Physics. 36 (4), 432-438 (2014).
  48. Van der Woude, L., Van Croonenborg, J., Wolff, I., Dallmeijer, A., Hollander, A. Physical work capacity after 7 wk of wheelchair training: effect of intensity in able-bodied subjects. Medicine & Science in Sports & Exercise. 31 (2), 331-341 (1999).
  49. Fuss, F. K. Influence of mass on the speed of wheelchair racing. Sports Engineering. 12 (1), 41-53 (2009).
  50. Vegter, R. J., Lamoth, C. J., De Groot, S., Veeger, D. H., Van der Woude, L. H. Variability in bimanual wheelchair propulsion: consistency of two instrumented wheels during handrim wheelchair propulsion on a motor driven treadmill. Journal of Neuroengineering and Rehabilitation. 10 (1), 9 (2013).
  51. de Groot, S., Vegter, R. J., van der Woude, L. H. Effect of wheelchair mass, tire type and tire pressure on physical strain and wheelchair propulsion technique. Medical Engineering & Physics. 35 (10), 1476-1482 (2013).
  52. Khasnabis, C., Mines, K., Organization, W. H. Wheelchair service training package: basic level. , World Health Organization. (2012).
  53. Frank, T., Abel, E. Drag forces in wheelchairs. Ergonomics of Manual Wheelchair Propulsion: State of the Art. Concerted Action 'Mobility Restoration for Paralyzed Persons'. Van der Woude, L. H. V., Meijs, P. J. M., Van der Grinten, B. A., De Boer, Y. A. , IOS Press. Amsterdam, Netherlands. 255-267 (1993).
  54. Kauzlarich, J. Wheelchair rolling resistance and tire design. Biomedical Aspects of Manual Wheelchair Propulsion: The State of the Art IIIAssistive Technology Research Series. Van der Woude, L. H. V., Hopman, M. T. E., Van Kemenda, C. H. , IOS Press. Amsterdam, Netherlands. 158-172 (1999).
  55. Brubaker, C. E., McLaurin, C. A. Ergonomics of wheelchair propulsion. Wheelchair III: report of a wheelchair on specially adapted wheelchairs and sports wheelchairs. , 22-37 (1982).
  56. Eydieux, N., et al. Changes in wheelchair biomechanics within the first 120 minutes of practice: spatiotemporal parameters, handrim forces, motor force, rolling resistance and fore-aft stability. Disability and Rehabilitation: Assistive Technology. , 1-9 (2019).
  57. de Groot, S., et al. Demographics of the Dutch multicenter prospective cohort study 'Restoration of mobility in spinal cord injury rehabilitation'. Spinal Cord. 44 (11), 668-675 (2006).

Tags

Tıp Sayı 156 tekerlekli sandalyeler itiş tekniği motor becerileri verimlilik ergonomi ergometri biyomekanik fenomenler
Düzenli Handrim Tekerlekli Sandalye İtkisi Sırasında Harici Güç Çıkışının Belirlenmesi ve Kontrolü
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

de Klerk, R., Vegter, R. J. K.,… More

de Klerk, R., Vegter, R. J. K., Leving, M. T., de Groot, S., Veeger, D. H. E. J., van der Woude, L. H. V. Determining and Controlling External Power Output During Regular Handrim Wheelchair Propulsion. J. Vis. Exp. (156), e60492, doi:10.3791/60492 (2020).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter