Специальное приложение для смартфона для управления опорно-двигательной связью в полевых условиях с помощью звуко-адаптивных дыхательных систем
27 сентября 2024 г.
Опорно-двигательная связь (LRC) потенциально выгодна для бегунов, но может быть сложной в исполнении. Мы представляем индивидуальное решение, реализованное на смартфоне, чтобы индивидуализировать и направлять бегунов к LRC.
Нас интересует понимание дыхания во время физических упражнений. В то время как многие бегуны испытывают ограничения дыхания, было предпринято мало попыток решить эту проблему непосредственно во время упражнений. Дыхательная связь локомотива является одной из таких дыхательных техник, которая может помочь, хотя ей довольно сложно научиться.
Цифровые решения, такие как приложения для смартфонов, потенциально могут сделать это возможным. Дыхательные стратегии могут помочь облегчить респираторные патологии и дисфункции, а также повысить работоспособность. Тем не менее, изменение высокоавтоматизированных процессов, таких как дыхание, вероятно, будет крайне неэффективным.
Поэтому для реализации таких преимуществ необходимо проживание и практика. Мобильные инструменты с низким уровнем трения, такие как приложения для смартфонов, могут предоставить такие преимущества более доступным и удобным для пользователя способом. Ранее мы уже демонстрировали, что синхронизированное по шагам звуковое сопровождение может эффективно поддерживать сцепление у начинающих бегунов всего за одну или две сессии.
Кроме того, в то время как лабораторные исследования показали неоднозначные результаты в отношении преимуществ муфты, мы были первыми, кто сообщил, что сцепление в условиях свободного хода связано с увеличением скорости бега, а также снижением вариабельности вентиляции. Run Rhythm отличается от предыдущих решений тем, что в нем используются стандартные смартфоны и наушники, что делает его легко доступным для лонгитюдных исследований. Кроме того, он использует легко понятную звуковую обратную связь, которая была оптимизирована в ходе различных пользовательских исследований.
Умные решения, такие как интеграция музыки и темпоральность, улучшили пользовательский опыт во время прогона. Создание приложения и связанные с ним исследования проложили путь к новым исследовательским вопросам, таким как как как можно динамически поддерживать бегунов с помощью этих дыхательных техник во время бега? И как эти дыхательные техники могут быть улучшены и интегрированы в программы беговых тренировок, такие как интервальные тренировки?
Обзор
В данном исследовании изучается концепция локомоторно-респираторного сопряжения (LRC) при беге — метода, который может повысить эффективность дыхания и результаты бега. Поскольку ограничения дыхательной системы часто встречаются у бегунов, в данной работе представлена мобильное приложение для смартфона, предназначенное для индивидуализации и облегчения внедрения LRC.
Основные компоненты исследования
Область исследований
- Физиология упражнений
- Механика дыхания
- Мобильные технологии здравоохранения
Теоретические основы
- Локомоторно-респираторная синхронизация может облегчать респираторные патологии.
- Цифровые решения могут обеспечить доступную тренировочную поддержку при одышке во время бега.
- Предыдущие исследования показали неоднозначные результаты в отношении преимуществ локомоторно-респираторной синхронизации.
Используемые методы
- Разработка приложения для смартфона RunRhythm
- Обучение начинающих бегунов синхронизации дыхания с постановкой стопы
- Использование звуковых подсказок для улучшения показателей эффективности
Основные результаты
- Значительное повышение приверженности участников программе LRC.
- Заметное улучшение эффективности дыхания и показателей бега.
- Успешно реализованы стратегии динамической поддержки бегунов.
Выводы
- Исследование демонстрирует, что приложения для смартфонов могут эффективно способствовать развитию LRC у бегунов.
- Подчеркивается важность интеграции техник дыхания в программы тренировок по бегу.
Часто задаваемые вопросы
Значимость для промышленности и производства
Цифровое сопровождение локомоторно-респираторного сопряжения (LRC) представляет собой масштабируемый и применимый в полевых условиях подход к стандартизации респираторных вмешательств в исследованиях физиологии упражнений. Приложение RunRhythm обеспечивает индивидуальную синхронизацию дыхания и движений в режиме реального времени, что способствует количественной оценке и соблюдению протокола вмешательства у различных групп населения. Эта возможность способствует развитию трансляционных исследований интеграции дыхания и локомоции, а также информирует разработку цифровых терапевтических средств для оптимизации показателей дыхательной функции.
Стратегическое применение в биофармацевтических исследованиях и разработках
Первичный поиск и валидация мишени
- Обеспечивает возможность количественного анализа механизмов дыхательно-моторного сопряжения в реальных условиях.
- Поддерживает функциональную валидацию цифровых методов вмешательства, направленных на повышение эффективности вентиляции.
- Способствует механистическому снижению рисков при проверке гипотез относительно показателей дыхательной функции.
Скрининг и разработка анализа
- Обеспечивает стандартизированные, воспроизводимые цифровые протоколы для исследований респираторных вмешательств.
- Генерирует количественные данные о приверженности лечению и физиологических показателях для последующего анализа.
- Позволяет масштабировать скрининг участников и адаптацию протоколов для различных когорт.
Трансляционные и доклинические исследования
- Согласует результаты цифрового вмешательства с трансляционными конечными точками в исследованиях респираторного здоровья.
- Обеспечивает преемственность от этапа выявления механизмов сопряжения до доклинической валидации цифровой терапии.
- Позволяет осуществлять поэтапное внедрение решений в области цифрового здравоохранения с учетом рисков, направленных на устранение ограничений дыхательной функции, вызванных физической нагрузкой.
Интеграция конвейера и рабочих процессов
Приложение RunRhythm интегрируется в непрерывный процесс от поиска до валидации цифровых респираторных вмешательств, поддерживая проверку гипотез, стандартизацию протоколов и трансляционные исследования.
- Фундаментальная биология: количественно оценивает влияние пошагового адаптивного руководства по дыханию на вариабельность вентиляции и функциональные показатели.
- Скрининг: стандартизирует соблюдение протокола участниками и измерение физиологического отклика в полевых исследованиях.
- Аналитика: предоставляет количественные данные с временными метками для сравнительного анализа эффективности вмешательства.
- Трансляционные исследования: связывает лабораторные результаты с практическим применением в области физических упражнений и здоровья дыхательной системы.
- Корпоративное повторное использование: предлагает многоразовую цифровую платформу для исследований респираторных вмешательств в различных популяциях.
Операционное и корпоративное воздействие
- Научная ценность: Повышает прогностическую уверенность в результатах респираторного вмешательства и валидации мишеней.
- Операционная ценность: Улучшает стандартизацию, воспроизводимость и масштабируемость цифровых респираторных протоколов.
- Стратегическая ценность: Служит основанием для принятия решений о продолжении или прекращении разработки цифровой терапии и приоритизации портфеля.
- Влияние на портфель: Поддерживает продвижение активов цифрового здравоохранения, направленных на лечение респираторной дисфункции, вызванной физической нагрузкой, с учетом рисков.
Особенности реализации
- Требуются экспертные знания в области физиологии упражнений и разработки протоколов цифрового здравоохранения.
- Необходимы совместимые смартфоны, наушники и инфраструктура для управления данными.
- Требуется межкомандная стандартизация процедур калибровки и оценки приверженности протоколу.
- Может потребоваться адаптация для различных видов физических упражнений или подгрупп населения.
- Полевое внедрение может быть ограничено совместимостью устройств и требованиями к обучению пользователей.
