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

De vraag voor de zwemsport ontstond bij de KNZB en InnoSportLab De Tongelreep, 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. Dit project maakt deel uit van een breder consortium met PSV, KNZB, InnoSportLab De Tongelreep, Vrije Universiteit Amsterdam en Anna TopSupport Centrum, waarbinnen 3D-spierechografie parallel wordt doorontwikkeld voor verschillende topsporttoepassingen.

‘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 en wordt binnen ditzelfde consortium toegepast bij PSV-spelers. Voor armspieren is de validatie nog niet uitgevoerd.

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 binnen het consortium is de automatisering van de beeldanalyse via AI. Deze AI-versnelling wordt ontwikkeld in samenwerking met PSV, in eerste instantie voor de m. vastus lateralis op basis van data van PSV-spelers. Daarna volgt uitrol naar andere spiergroepen, waaronder de triceps bij zwemmers. AISS ondersteunt vanuit het voucher-traject de vertaling van deze ontwikkelingen naar bredere implementatie, ook voor klinische toepassingen zoals blessurepreventie.

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

Het Sportinnovator voucher-project is in samenwerking tussen AISS, de Faculteit der Gedrags- en Bewegingswetenschappen van de Vrije Universiteit Amsterdam, InnoSportLab De Tongelreep en de KNZB. Het maakt deel uit van een breder consortium met PSV, KNZB, InnoSportLab De Tongelreep, Vrije Universiteit Amsterdam en Anna TopSupport Centrum, dat het overkoepelende onderzoek gezamenlijk opzette en financierde. AISS ondersteunt binnen dit verband Michel de Haan met implementatie en valorisatie.

Vragen over dit project? Mail naar info@aiss.nl.