Wat als je precies kunt zien hoe specifieke spieren van een topsporter reageren op training?

In dit onderzoek wordt 3D-spierechografie voor het eerst gevalideerd voor armspieren bij elitezwemmers, met als doel individuele trainingssturing te verbeteren en de kloof tussen wetenschap en zwemsport te verkleinen. Het onderzoek wordt uitgevoerd door Michel de Haan, bewegingswetenschapper aan de Vrije Universiteit Amsterdam, onder begeleiding van dr. Guido Weide en prof. dr. Richard Jaspers als supervisors en experts op het gebied van spierfysiologie en 3D-echografie.

Michel combineert een brede sportachtergrond in honkbal, basketbal en voetbal met wetenschappelijke ervaring opgedaan aan de VU en Victoria University Melbourne. Die praktijkervaring kleurt zijn blik op wat sporters en coaches werkelijk nodig hebben.

Rechtstreekse vraag uit de praktijk

Vanuit de KNZB en InnoSportLab De Tongelreep ontstond een concrete behoefte, naar aanleiding van eerder onderzoek naar trainingsbelasting en fysieke eigenschappen van zwemmers. Coaches willen nauwkeurig kunnen volgen hoe spieren reageren op trainingsprikkels en hoe spieraanpassingen samenhangen met zwemprestaties. Met die informatie kunnen trainingen specifieker worden afgestemd op de individuele zwemmer.

‘Hoe passen spieren zich aan aan de training, en hoe hangen die veranderingen samen met sportprestaties?’

De m. triceps brachii: de sleutelrol

Bij borstcrawl wordt naar schatting 85 tot 90% van de voortstuwende kracht geleverd door de armen. De m. triceps brachii speelt daarin een sleutelrol bij de extensie van de arm. Onderwater-elektromyografie toont aan dat de triceps sterk wordt geactiveerd tijdens de propulsiefase, de fase waarin de zwemmer water naar achteren duwt om voorwaartse snelheid te genereren. Eerder onderzoek liet bovendien zien dat het totale spiervolume van de triceps sterk samenhangt met zwemprestaties. Inzicht in de spierarchitectuur van de triceps biedt daarmee direct aanknopingspunten voor prestatieoptimalisatie.

 

State of the art: 3D-spierechografie

3D-spierechografie maakt het mogelijk om op een niet-invasieve, snelle en nauwkeurige manier morfologische kenmerken van spieren te meten: spiervolume, vezellengte, pennatiehoek en fysiologische dwarsdoorsnede. De methode is al gevalideerd voor beenspieren zoals de m. vastus lateralis, maar nog niet voor armspieren. Lees meer over de voorafgaande toepassingen van 3D-spierechografie in de Nederlandse topsport. [link naar achtergrondpost]

De stap naar de m. triceps brachii is technisch complex. De drie koppen van de triceps vloeien distaal gedeeltelijk samen, waardoor de grens tussen de mediale en laterale kop niet altijd zichtbaar is en bestaande protocollen niet volstaan. Michel en zijn team ontwikkelden een nieuw protocol om het midlongitudinale vlak in het echobeeld te bepalen via gecodeerde anatomische referentiepunten. Dit protocol maakt het mogelijk om de afzonderlijke volumes van de drie koppen te integreren en spierarchitectuur betrouwbaar in kaart te brengen. De validatie vindt plaats via dissectieonderzoek op kadavers, waarbij 3D-echoscans worden vergeleken met directe spiermetingen.

Individueel profiel als vertrekpunt

Wanneer de methode is gevalideerd, kunnen coaches en sporters nauwkeurig inzicht krijgen in de spierarchitectuur van individuele zwemmers en die koppelen aan het bestaande fysiologische capaciteitsprofiel. Dat profiel omvat wedstrijddata, inspanningstesten, kracht, sprongvermogen en VO2max, waarbij Michel ook een meetmethode ontwikkelde voor VO2max bij zwemmers in het water.

De centrale vraag is steeds: wat moet jij fysiek kunnen leveren in jouw wedstrijd, en heb je die capaciteit ook daadwerkelijk? Spiervolume blijkt direct gelinkt aan sprintsnelheid. Op basis van dit profiel kan het trainingsprogramma gericht worden aangepast. Na een trainingsblok kan vervolgens worden geëvalueerd of de verwachte spieraanpassingen daadwerkelijk zijn opgetreden.

Bewegingswetenschappers zijn de primaire eindgebruikers. Zij voeren de metingen uit, interpreteren de resultaten en vertalen ze naar concrete trainingsadviezen.

Volgende stappen

Een concrete vervolgstap is de automatisering van de beeldanalyse via AI. Het handmatig verwerken van 3D-echoscans is tijdrovend en vereist specifieke expertise. Door AI in te zetten voor de analyse wordt de methode sneller en breder toepasbaar, ook voor klinische toepassingen zoals blessurepreventie. Kortere spiervezels hangen samen met stijfere spieren en verhoogd blessurerisico, wat kansen biedt voor terugkeer naar het veld na blessures.

De ambities reiken verder dan de zwemsport. Het protocol is potentieel toepasbaar in sporten waarbij armkracht of specifieke spiergroepen bepalend zijn voor prestatie, zoals schaatsen en turnen.

Erkenning

Het project ontving een ZonMW Sportinnovator voucher via AISS en een aanvullende AMS Sports grant. Michel ontving daarnaast een Outstanding Paper Award en een Poster Award van AMS.

Partners

Dit project is een samenwerking tussen de Faculteit der Gedrags- en Bewegingswetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam, het Amsterdam Institute of Sport Science (AISS), InnoSportLab De Tongelreep en de KNZB. De directe verbinding tussen wetenschap, innovatiecentra en dagelijkse topsportpraktijk ondersteunt de implementatie van nieuwe kennis op de trainingsvloer.

De impact wordt gevolgd via concrete indicatoren: het aantal zwemmers dat een scan ontvangt, de mate van gebruik van scanresultaten door coaches en onderzoekers, en de verspreiding van kennis via wetenschappelijke publicaties.
Vragen over dit project? Mail naar info@aiss.nl.