Resumen
Antecedentes
Total, repetición única y fase de contracción específica (concéntrica y excéntrica) de tiempo bajo tensión (TUT) son importantes descriptores de ejercicio, ya que están vinculados a la respuesta fisiológica y clínica en el ejercicio y la rehabilitación.
Objetivo
Investigar la validez y confiabilidad de TUT total, repetición única y tut de fase de contracción durante los ejercicios de abducción de hombro, basados en datos de un sensor de estiramiento adjunto a una banda de ejercicio elástica.
Métodos
Se realizó un estudio de validez concurrente y confiabilidad entre evaluadores con dos evaluadores. Doce participantes realizaron cinco series de 10 repeticiones de ejercicios de abducción de hombros con una banda de ejercicio elástica. Los ejercicios se registraron en video para evaluar la validez concurrente entre TUT de los datos del sensor de estiramiento y de las grabaciones de video (estándar de oro). El acuerdo entre los métodos se calculó utilizando los límites de acuerdo (LOA), y la asociación se evaluó por coeficientes de correlación de Pearson. La confiabilidad entre evaluadores se calculó utilizando coeficientes de correlación intraclase (ICC 2.1).
Resultados
Tut total, repetición única y tut específica de fase de contracción, determinado a partir de datos de video y sensor de estiramiento, estaban altamente correlacionados (R> 0.99). El acuerdo entre los métodos fue alto, ya que LOA varió de 0.0 a 3.1 segundos para TUT total (2.6%de TUT media), de -0.26 a 0.56 segundos para TUT de repetición única (6.9%), y de -0.29 a 0.56 segundos para Tut específico de fase de contracción (13.2-21.1%). La fiabilidad entre evaluadores para TUT específico de la repetición única y la fase de contracción fue alta (ICC> 0.99). El acuerdo entre evaluadores fue alto, ya que LOA varió de -2.11 a 2.56 segundos para TUT total (4.7%), de -0.46 a 0.50 segundos para Tut de repetición única (9.7%) y de -0.41 a 0.44 segundos para Tut específico de fase de contracción (5.2-14.5%).
Conclusión
Los datos de un sensor de estiramiento adjunto a una banda de ejercicio elástica son una medida válida del tiempo total y de repetición única bajo tensión, y el procedimiento es altamente confiable. Este método permitirá a los médicos e investigadores cuantificar objetivamente si los ejercicios en el hogar se realizan como prescritos, con respecto a la tensión por debajo.
Introducción
En la rehabilitación de los pacientes, los ejercicios en el hogar con bandas de ejercicios elásticas a menudo se prescriben después de una instrucción inicial exhaustiva por parte del médico o fisioterapeuta que prescribe (1–3). Las bandas de ejercicio elásticas tienen varias cualidades que las hacen preferibles en la rehabilitación y los entornos clínicos. Proporcionan resistencia ajustable y se ha demostrado que son efectivos en los ensayos clínicos en el hombro, el cuello, la rodilla y el dolor de la cadera (4–7). Sin embargo, el cumplimiento de los programas de ejercicio en el hogar a menudo parece ser insuficiente (5,8–11).
Recientemente demostramos que los datos almacenados automáticamente de un sensor de estiramiento adjunto a una banda de ejercicio elástica estándar podrían usarse para identificar con precisión la adherencia de entrenamiento y la calidad del entrenamiento de fuerza de la aobducción de los hombros (12). En el estudio actual, utilizamos la misma tecnología para investigar si los datos almacenados del sensor de estiramiento podrían usarse para cuantificar el tiempo bajo tensión (TUT) del entrenamiento de resistencia a la abducción del hombro.
TOTT TUT se refiere al tiempo total de todas las fases de contracción concéntricas, cuasi isométricas y excéntricas en un solo conjunto de entrenamiento (13). Junto con la velocidad de carga y el movimiento, es un descriptor importante de entrenamiento de fuerza, ya que refleja el factor de tiempo del estímulo de entrenamiento de fuerza (13–15). Fisiológicamente, se ha demostrado que Mayor Tut aumenta la síntesis de proteínas miofibrilares más que TUT menos después de una sola sesión de entrenamiento de fuerza de trabajo coincidente en sujetos sanos (16). Tut específico de fase de contracción se refiere al tiempo de las fases individuales de Tut (fases de contracción concéntricas, cuasi isométricas y excéntricas) en una sola repetición (13,17). Las fases de contracción específicas, incluidas su TUT, también son descriptores importantes de entrenamiento de fuerza (13,17). Fisiológicamente, la evidencia de los estudios en animales sugiere que las contracciones excéntricas pueden gobernar mecanismos específicos responsables de la curación del tendón, mientras que las contracciones concéntricas aisladas pueden no tener efectos similares (18–20). Sin embargo, la evidencia clínica sugiere que la combinación de contracciones concéntricas y excéntricas puede ser más efectiva que las contracciones excéntricas solas en el resultado clínico en Aquiles y la tendinopatía rotuliana (21). En sujetos sanos, las contracciones excéntricas provocan mayores aumentos en la resistencia y la hipertrofia en comparación con las contracciones concéntricas (22). Por lo tanto, la cuantificación de Tut total y fase específica de fase de contracción del entrenamiento de resistencia realizado de los secuestradores del hombro es importante para determinar si el entrenamiento ejecutado constituye un estímulo fisiológico y clínico suficiente. En particular, esto es importante si los ejercicios se realizan en el hogar después de una instrucción inicial por un médico o fisioterapeuta. Las herramientas simples capaces de medir TUT durante los ejercicios con bandas de ejercicios elásticas actualmente no están disponibles.
Por lo tanto, el objetivo del estudio fue investigar la validez y la confiabilidad del TUT específico de la repetición única y la fase de contracción durante los ejercicios de abducción de hombro, basados en datos de una configuración simple que incluía un sensor de estiramiento adjunto a una banda de ejercicio elástica estándar.
Métodos
Declaración de ética
Todos los participantes recibieron información verbal y escrita sobre los procedimientos del estudio, y se obtuvo el consentimiento informado por escrito de acuerdo con la Declaración de Helsinki. El comité de ética en la región del norte de Dinamarca y la Agencia de Datos Danés aprobaron el estudio (2012-2410). El participante en Figuras 1 y 2 ha dado consentimiento informado por escrito, como se describe en el formulario de consentimiento PLoS, para la publicación de su fotografía.
Diseño
El estudio fue un estudio concurrente de validez y confiabilidad entre evaluadores. El estudio investigó si fuera posible determinar Tut Total, TUT único y TUT específico de fase de contracción durante los ejercicios de abducción de hombro, basados en grabaciones de datos de un sensor de estiramiento adjunto a una banda de ejercicio elástica. Las grabaciones de video se usaron como un estándar de oro y se grabaron de manera concordante, por lo que cada evaluador podría determinar, tanto a partir de las grabaciones de video como a los datos del sensor de estiramiento, el TUT total, TUT de repetición única y Tut específico de fase de contracción. El informe del estudio sigue las pautas para informar los estudios de confiabilidad y acuerdo (GRRAS) (23).
Participantes
Se reclutó una muestra de conveniencia de 12 voluntarios sanos del personal del hospital local. Tenían entre 21 y 29 años de edad y libres de síntomas de las extremidades superiores.
Arrugador
Se reclutaron dos evaluadores con diferentes experiencia clínica y tecnológica utilizando ejercicio de banda elástica. Por lo tanto, consideramos a los dos evaluadores representativos de una población más grande de evaluadores que, en un entorno futuro, usarían el equipo de sensor de estiramiento que se está investigando. El evaluador 1 fue un fisioterapeuta de investigación masculino con tres años de experiencia en investigación y 10 horas de experiencia previa en la calificación de datos de sensores de estiramiento. Rater 2 era fisioterapeuta femenina con tres años de experiencia clínica y sin experiencia previa en la calificación de datos de sensor de estiramiento. Rater 1 ya tenía experiencia en la calificación de grabaciones de video y datos de sensor de estiramiento y no recibió práctica adicional. El evaluador 2 recibió 30 minutos de práctica en la calificación de datos del sensor de estiramiento de los participantes que no formaban parte de la muestra actual del estudio.
Equipo
Banda de ejercicio con sensor de estiramiento y elástico
El sensor elástico de estiramiento se basó en la tecnología diseñada por Danfoss PolyPower (Nordborg, Dinamarca) y hecha a medida para la aplicación. Actúa como un material capacitivo elástico que se puede estirar en una dirección. Para medir el cambio en la capacitancia del sensor de estiramiento, se construyó un circuito eléctrico con un temporizador. El circuito se construyó de tal manera que un cambio en la capacitancia del sensor de estiramiento correspondiera a un cambio en la frecuencia del temporizador, lo que nos permitió medir cuánto se estiraba el sensor (para más detalles, ver Kappel et al ((24)). El sensor estaba unido a la banda elástica por dos clips que hacían que el sensor se transfiera fácilmente a otras bandas de ejercicio elásticas, Figura 1. El sensor se conectó a través de un conector USB a una caja pequeña que contiene el circuito eléctrico, el temporizador y el registrador de datos. La frecuencia de muestreo de la caja era de 200 Hz. El sensor es robusto y las propiedades del material son robustas para los cambios durante el uso (24). Se montó un interruptor en el mango de la banda de ejercicio elástica, de modo que la grabación de datos se iniciara cada vez que se presionara el mango. La banda elástica era una banda de ejercicio de banda thera azul estándar, que se usa comúnmente en estudios de rehabilitación (1,4,5,25). Antes de recopilar los datos del ejercicio, probamos el interruptor del mango presionándolo un total de 100 veces. Cada vez que se presionó el mango, la recopilación de datos comenzó según lo previsto, y la información correcta sobre la fecha y la hora del día se almacenó en la tarjeta de memoria (12).
El ejercicio
Los participantes recibieron instrucciones de realizar ejercicios de secuestro de hombro de 0 a 90 grados de abducción. Se les dijo que realizaran 10 repeticiones a una velocidad autodeterminada, lo que significa que no había restricción para realizar ninguna de las fases de contracción a una velocidad predeterminada o a una carga relativa (máxima de repetición). Sin embargo, aseguramos que no había holgura presente en la banda de ejercicios a 0 grados de abducción, lo que significa que la tensión en la banda elástica aumentó en todo el secuestro del hombro con un pico al final del secuestro debido a la tensión elástica. Este enfoque fue elegido para garantizar una amplia gama de diferentes velocidades de ejercicios. Todos los participantes realizaron cinco series de 10 repeticiones con un descanso de 2 minutos entre cada conjunto. Los ejercicios se realizaron frente a una pared blanca y se registraron con una lente de 50 mm en una Canon 5D Mark II montada en un trípode, Figura 2. El video se grabó en una resolución de 1920×1080 píxeles a 24 cuadros por segundo. Por lo tanto, la frecuencia de muestreo era diferente entre el sensor de estiramiento y las grabaciones de video (200 Hz. Vs. 24 Hz.) Y no sincronizada. Sin embargo, esto no debería plantear un placer para los hallazgos del estudio, ya que el diseño se asemeja a los estudios de validez realizados en la dinamometría portátil versus la dinamometría isocinética (estándar de oro) donde la sincronización es imposible y la frecuencia de muestreo es diferente entre los métodos.
Clasificación
Datos de sensor de estiramiento
La calificación de los datos del sensor de estiramiento se realizó analizando los datos del sensor de estiramiento con Matlab 2011a (MathWorks, Nattick, EE. UU.). Un programa de MATLAB escrito a medida transformó los datos del sensor de estiramiento en una imagen que muestra el estiramiento del sensor en función del tiempo (ver ejemplo en Figura 3y código MATLAB en la información de soporte, Apéndice S1). Posteriormente, el cursor del ratón se usó manualmente para seleccionar los puntos de tiempo observados visualmente que correspondían a las fases específicas de contracción. El inicio de la fase concéntrica se definió como el último punto de datos antes de que la señal comenzara a aumentar, ver Figura 4. El final de la fase concéntrica (el inicio de la fase cuasi isométrica) se definió como el primer punto de datos después de que la señal dejó de aumentar. El final de la fase cuasi isométrica (inicio de la fase excéntrica) se definió como el último punto de datos antes de la rápida disminución de la señal. El final de la fase excéntrica se definió como el primer punto de datos donde no hubo más disminución en la señal. En algunos participantes, una transición gradual desde el final de …
