Porovnání nástrojů biofeedbacku k trénování aktivace transversus abdominis u zdravých subjektů

1. Úvod Bolest v kříži je definována jako bolest v dolní části zad, která je dostatečně silná na to, aby omezila vaše obvyklé aktivity nebo změnila váš denní režim na více než 1 den, která může, ale nemusí ustupovat z jedné nebo obou nohou a trvá nejméně jeden den. Bolest musí být na zádech, v mezích spodního žebra a dolního hýžďového záhybu. Bolest dolní části zad (LBP) může být dále rozdělena na „specifický LBP“, podle definice na LBP, který lze připsat známé příčině, nebo na „nespecifický LBP“ (NSLBP), definovaný jako LBP, který nelze přiřadit k známá příčina. LBP je jednou z hlavních příčin funkčních omezení a pracovní neschopnosti, která přináší velké finanční náklady jak pro jednotlivce, tak pro společnost. Podle studie Global load Disease z roku 2010 je LBP klasifikován na 6. místě v celkové zátěži ve srovnání s 290 jinými patologiemi. Globální prevalence LBP se pohybuje mezi 11 % a 84 % a své maximální hodnoty by dosáhla ve věku 80 let. Proto by dopad LBP byl důležitější ve společnostech, kde je očekávaná délka života vyšší, jako je Kanada a Spojené státy. Kromě toho by stárnutí bylo doprovázeno zvýšením frekvence silné bolesti zad, stejně jako zvýšením prevalence bolesti a dalších symptomů a stavů spojených s bolestí dolní části zad, což by způsobilo vyšší sociální a funkční omezení. Je to také jedna z hlavních příčin fyzioterapeutických konzultací, které k jejímu řešení využívají terapeutická cvičení, jako je trénink hlavních svalů. Dodnes však není známo, která metoda má mít přednost při výuce kontrakcí těchto svalů u starších lidí.
2. Přehled literatury Jedním z oblíbených přístupů fyzikální terapie k řešení LBP je trénink svalů jádra, konkrétně transversus abdominis (TrA). U zdravého jedince si trupové svaly udrží stabilitu trupu tím, že před distálním pohybem provedou sled posturálních úprav, aby se zabránilo jakékoli ztrátě rovnováhy. Toto jemné doladění se děje dříve, než může dojít k jakékoli kinestetické nebo senzorické zpětné vazbě, je považováno za plánované centrálním nervovým systémem (CNS). Přesto se ukázalo, že tyto posturální úpravy u pacientů s LBP chybí a přetrvávají i po odeznění epizody LBP, což může přispívat k recidivě LBP. Stárnutí je navíc doprovázeno snížením motorického ovládání trupu, které je součástí LBP u starších osob. Naštěstí se ukázalo, že tyto posturální úpravy TrA jsou opět trénovatelné.

Naučit se kontrakci TrA se často stává docela výzvou, protože její kontrakce nevytváří žádný viditelný pohyb. Vyžaduje od pacienta pochopení a/nebo dobrý pocit z požadované kontrakce. Pro pomoc při výuce TrA mohou fyzioterapeuti (PT) použít jeden z mála nástrojů zpětné vazby, které se v tomto ohledu ukázaly jako účinné. Biofeedback je technika, při které jsou pacientovi v reálném čase předávány biologické informace, které jsou jinak pacientovi neznámé. Tyto informace přesahují to, co je pro tyto pacienty obvykle dostupné. Ve fyzikální terapii pochází biofeedback z biomechanické míry fyziologické míry lidského těla. Přidání biofeedbacku k obvyklé fyzioterapeutické intervenci umožňuje pacientovi kontrolovat fyzické úpravy, o kterých se předpokládalo, že jsou řízeny CNS, jako jsou například úpravy držení těla. Umožňuje také lepší vyladění úkolů a zapojuje pacienta do proaktivnější terapie. V literatuře jsou zdokumentovány dva neinvazivní biofeedbackové nástroje používané na klinikách pro jejich účinnost při výuce kontrakce TrA a pro jejich validitu pro měření její aktivace, rehabilitační ultrazvukové zobrazování (RUSI) a tlaková biofeedback jednotka (PBU). ).

Využití RUSI fyzioterapeuty roste. RUSI je neinvazivní technika, která poskytuje okamžitou vizuální zpětnou vazbu o změnách tloušťky svalů břišní stěny, odrážející kontrakci těchto svalů, konkrétněji TrA. To se provádí přenosem ultrazvukového obrazu na obrazovku produkovaného sondou umístěnou na břiše účastníka. Sonda vysílá ultrazvukové vlny, které procházejí tkáněmi a poté se vrací do sondy ve formě ozvěn. RUSI by detekoval nábor TrA při kontrakci tak nízké, jako je 12 % maximální dobrovolné kontrakce (MVC), a nábor vnitřního šikmého (OI) při kontrakci na 22 % MVC. Tato vizuální zpětná vazba ve spojení s obvyklým vysvětlením náboru TrA snižuje počet studií potřebných k účinnému náboru TrA u pacientů s bolestmi zad a bez nich ihned po tréninku a v krátkodobém sledování.

PBU je jednoduché a levné zařízení, které měří změnu tlaku v tříkomorovém vaku naplněném vzduchem umístěném pod bederní páteří pacienta vleže na zádech (poloha na zádech). Pohyb bederní páteře na tříkomorovém vaku vyvolaný falešnou kontrakcí TrA mění intenzitu tlaku a tato změna je vidět na nastavitelném měřidle, a proto se jí lze vyhnout. Nicméně Lima a kol. (2012) prokázali nízkou souvislost mezi tlakem naměřeným pomocí PBU a povrchovou elektromyografií (EMG) (r = 0,2, p < 0,2), se senzitivitou a specificitou 60 %. Systematický přehled stejného autora dospěl k závěru, že inter- a intra-hodnotící spolehlivost se pohybuje od střední po dobrou (intra-class korelace (ICC) 0,42 až 0,82 a 0,5 až 0,81, v tomto pořadí) a konstruktová validita od střední po vynikající ( ICC od 0,48 do 0,90). Nicméně je to široce používaný přístroj pro výuku TRA ve fyzioterapii kvůli jeho nízké ceně a snadnému použití.

Pouze tři studie porovnávaly účinnost RUSI a PBU na nábor TrA u mladých i asymptomatických jedinců a na bolesti v kříži. Bajaj a kol. (2010) uvádějí, že pacienti s bolestí dolní části zad trénovaní s RUSI získávají rychleji schopnost získat TrA (významné snížení počtu pokusů potřebných k aktivaci TrA a počtu dní potřebných ke konsolidaci učení) než ti, kteří byli prováděni s PBU. Lee a kol. (2016) randomizovali vzorek mladých a asymptomatických jedinců do tří skupin podle typu zpětné vazby použité při tréninku: taktilní, RUSI nebo PBU. Primárním měřením byla tloušťka TrA měřená ultrazvukem. Zvýšení tloušťky TrA (odrážející lepší aktivaci TrA) bylo pozorováno ve všech třech skupinách. Ve srovnání se skupinou s taktilní zpětnou vazbou měla skupina RUSI významně vyšší tloušťku TrA. Nakonec Wooldridge a kol. (2014) porovnávali okamžitý efekt tréninku s různými typy zpětné vazby (PBU, RUSI a PBU + RUSI) v populaci podobné populaci Lee et al. (průměrný věk = 22,2 let). Autoři neuvádějí žádný významný rozdíl v aktivaci TrA, měřené různými parametry extrahovanými z ultrazvukových snímků, před a po tréninku a mezi skupinami.

Stručně řečeno, ačkoli dvě studie ukazují, že nábor TRA by byl efektivnější po školení s RUSI, heterogenita intervencí a výsledků měření znamená, že současná úroveň důkazů neumožňuje rozhodnout o její nadřazenosti u mladých lidí. Výsledky těchto studií navíc nelze zobecnit na starší populaci. Stárnutí může narušit očekávané posturální úpravy a efektivní způsob tréninku u mladých lidí nemusí být pro starší lidi rozhodující. Konečně žádná studie neověřila, zda trénink náboru TrA, který se obvykle provádí v poloze na zádech, umožňuje přenos naučených dovedností do jiných funkčnějších pozic, jako je poloha ve stoje, pro některý z nástrojů.

Cíl Hlavním cílem této studie je porovnat okamžitý (před laboratorním) efektem náborového tréninku TRA s RUSI s efektem tréninku s PBU na tloušťku TrA, což je nepřímá míra náboru měřená v poloze na zádech. (SP) u zdravé starší populace. Sekundárními cíli je (1) určit, zda jeden z nástrojů zpětné vazby je účinnější při usnadnění preferenčního náboru TrA oproti šikmým svalům a (2) určit, zda je jeden z nástrojů zpětné vazby účinnější při přenosu náborové kapacity TrA z SP do stoje. Hlavním předpokladem je, že v SP bude tloušťka TrA po výuce s RUSI větší než při výuce s PBU. Sekundární hypotézy jsou 1) RUSI umožní přednostní nábor TrA; a 2) tloušťka TrA ve stoje bude po učení s RUSI větší.

Metody V ideálním případě je účinnost intervence hodnocena randomizovanou kontrolovanou studií (RCT). Předpokladem pro RCT jsou však následující: 1) věrohodnost dříve prokázaného účinku; 2) prokázání, že výzkumné postupy jsou dobře zavedené v reálných situacích a 3) možnost náboru velkého počtu účastníků. Věrohodnost účinků je stále ověřována v nové populaci pomocí platných a spolehlivých nástrojů. Vyšetřovatelé navrhují experimentální laboratorní studii „před-po“, aby dokumentovali okamžité účinky. Nezávislou proměnnou bude typ použité zpětné vazby (RUSI vs PBU) během tréninku náboru TrA a závislou proměnnou bude tloušťka TrA, nepřímá míra náboru TrA.

Účastníci:

Vyšetřovatelé naberou 40 lidí ve věku mezi 60 a 80 lety podle nepravděpodobnostní metody odběru vzorků z náborové banky Nabù Centra pro výzkum stárnutí (CdRV) a nepravděpodobnostní metody odběru podle potřeby. Tito účastníci budou randomizováni do dvou intervenčních skupin: RUSI nebo PBU. Randomizace bude stratifikována podle pohlaví (ve stejném poměru) pomocí zapečetěných obálek a tabulky náhodných čísel. Účastníci musí být ve věku 60 až 80 let a být v dobrém zdravotním stavu (žádné chronické stavy omezující aktivity nebo vyžadující včasnou péči) bez bolestí zad po dobu delší než 12 měsíců a bez bolesti méně než 1 týden. Neměli by mít možnost konkrétně uzavřít smlouvu o TrA (tj. bez kontrakce šikmých vnitřních (OI) nebo šikmých zevních (OE) svalů v reakci na jednoduchý pokyn). Ti, kteří jsou schopni uzavřít svůj TrA specificky, budou vyloučeni a budou vedeny statistiky popisující tento vzorek. Účastníci budou muset žít v komunitě nebo v semi-autonomní rezidenci a budou vyloučeni účastníci s anamnézou operace páteře, břicha nebo dolních končetin, neurologickým nebo respiračním problémem, strukturální skoliózou, indexem tělesné hmotnosti vyšším než 30, kardiostimulátorem, nižší Mini Mental State Examination (MMSE) na 24 let nebo předchozí zkušenost s výcvikem TrA. Výběrové řízení bude pokračovat, dokud nebude dosaženo plné velikosti vzorku s přípustnými účastníky.

Velikost vzorku :

Velikost vzorku (n=40) byla vypočtena tak, aby respektovala velikost účinku 0,7 s chybou alfa 5 %.

Postup pro sběr dat:

Zájemci o účast budou kontaktovat koordinátora projektu, aby si ověřili svou způsobilost a naplánovali si schůzku. Po příjezdu do Výzkumného centra Centra hospitalier universitaire de Sherbrooke (CRCHUS) je člen výzkumného týmu přivítá a ověří jejich schopnost získat TrA, aby potvrdil jejich způsobilost k účasti. Budou požádáni, aby uzavřeli TrA na základě standardizovaného ústního pokynu a přítomnosti nebo nepřítomnosti kontrakce (tj. pohyb svalových vláken) bude kontrolován ultrazvukem. Jednotlivci, kteří budou vyloučeni z důvodu jejich schopnosti uzavřít TRA, obdrží od fyzioterapeuta radu, která je poskytována v současné praxi ke zlepšení jejich výkonu při uzavírání smlouvy s TRA. Formulář souhlasu bude předložen a vysvětlen těm, kteří splní toto poslední kritérium zařazení. Jakmile je získán jejich svobodný a informovaný souhlas, budou účastníci randomizováni do dvou intervenčních skupin. Uvedou svůj věk a budou změřeny a zváženy. Tato data budou použita k popisu vzorku. Budou také požádáni o vyplnění dotazníku k diagnostice přítomnosti močové inkontinence (QUID), který bude použit jako kovariance v analýzách.

Zásahy (nezávislé proměnné):

Skupina RUSI: Účastníci se seznámí s anatomií svalů břišní stěny a obecným fungováním RUSI. Poté budou vyzváni, aby zaujali pozici SP s pokrčenými koleny. Zpětná vazba se bude skládat z ultrazvukového obrazu přenášeného do režimu jasu (B). Za účelem získání obrazu TrA bude sonda umístěna do poloviny mezi 12. žebrem a hřebenem kyčelní kosti. Sonda bude posunuta laterálně tak, aby okraj torako-bederní fascie byl na pravém okraji obrazovky, aby byly jasně vidět 3 svaly břišní stěny, tj. šikmý vnější (OE), šikmý (OI) a TrA, podle způsobu popsaného Teyhenem et al. (2005). Účastníci získají potřebné vzdělání k porozumění obrazu a požadovanému náboru podle standardizovaného protokolu. Poté budou požádáni, aby provedli 15 kontrakcí držených 10 sekund TrA s viditelným zesílením TrA na monitoru RUSI přesahujícím měření v klidu (viditelné na monitoru). Mezi každou kontrakcí bude umožněna minutová přestávka, aby se předešlo únavě. Účastníci budou muset během 15 testů sledovat RUSI monitor. Tyto parametry byly stanoveny z předchozích studií.

Skupina PBU: Účastníci obdrží stejné instrukce o anatomii svalů břišní stěny a obecné informace o zařízení PBU. Budou vyzváni, aby zaujali stejnou pozici jako u skupiny RUSI (SP, kolena pokrčená). Zpětná vazba bude vizualizovat intenzitu tlaku na číselníku STABILIZÉRU PBU. PBU bude umístěna pod bederní páteř účastníků a nafouknuta na 40 mmHg, jak doporučuje výrobce. Účastníci získají vzdělání nezbytné k pochopení nástroje a požadovaného náboru podle standardizovaného protokolu. Poté budou požádáni, aby provedli 15 kontrakcí TrA po dobu 10 sekund při udržování konstantního tlaku na 40 mmHg ± 2 mmHg. Mezi každou kontrakcí bude přidělena minuta odpočinku. Účastníci budou muset během 15 testů sledovat číselník PBU.

Pro obě skupiny bude intervence poskytovat stejný fyzioterapeut (léčba PT) se zkušenostmi s používáním obou nástrojů a délka lekcí (anatomie a obecné informace) bude stejná.

Závislá proměnná a měřicí nástroje:

Závislou proměnnou je změna tloušťky svalu TrA mezi klidovým stavem a stavem náboru měřená z ultrazvukového obrazu (LOGIQ E, GE Healthcare, 13 Mega Hertz (MHz) lineární sonda, v B-módu). Před a po zákroku budou pořízeny tři snímky v SP, v klidové poloze ve flektovaném koleni (hlavní cíl) a během náborového manévru TrA provedeného podle následujících pokynů: „nádech, výdech, pak vraťte pupek zpět do váš páteř“. Tři další snímky budou zaznamenány ve stoje (sekundární objektiv 1), a to jak v klidu, tak při náboru TrA podle stejné instrukce. Během těchto měření bude ultrazvukový přístroj uspořádán tak, aby účastníci neviděli na obrazovku. Snímek bude pořízen sondou v příčném plánu a umístěnou uprostřed mezi 12. žebrem a hřebenem kyčelního kloubu. Bude posunut laterálně, aby měl okraj hrudní a bederní fascie na pravém okraji obrazovky, což umožní jasný obraz 3 svalů břišní stěny (tj. OE, OI a TrA). Úhel na kůži bude upraven tak, aby byla zajištěna nejlepší kvalita obrazu tím, že bude zachována stejná poloha kolmo ke kůži. Použití anatomických markerů spíše než povrchových markerů na kůži zlepší spolehlivost a reprodukuje klinickou realitu. Na konci výdechu budou provedena klidová a aktivační opatření pro standardizaci účinku dýchání. Tato metoda byla prokázána jako validní a spolehlivá pro nepřímé měření aktivace svalů břišní stěny u asymptomatických jedinců. Toto opatření bylo také ověřeno u starší populace. Kromě změny tloušťky TrA (hlavní proměnná) budou pro účely sekundární analýzy použity další parametry, jako je aktivační poměr (AR) a preferenční aktivační poměr (PAR). Obrazový záznam a zákrok provede fyzioterapeut (měření PT) s touto odborností. Bude oslepena účastnická skupina.

Analýza:

K popisu vzorku bude použita deskriptivní analýza. Vyšetřovatelé budou porovnávat změnu tloušťky TrA před a po intervenci pomocí Wilcoxonových testů podepsaných řádků pro závislé skupiny. Poté budou porovnány průměry pro každou skupinu (RUSI vs. PBU, mladí a starší) pomocí testů součtu Wilcoxonových hodnocení pro nezávislé skupiny. Analýzy kovariancí (ANCOVA) budou použity ke studiu vlivu přítomnosti močové inkontinence (kategoriální proměnné) na změny tloušťky TrA. V případě chybějících nebo neplatných údajů bude post hoc provedena analýza citlivosti. Analýza bude provedena pomocí statistického balíčku pro společenské vědy (SPSS v.25).

5. Potenciální zkreslení Účastníci a ošetřující fyzioterapeut nebudou kvůli intervenci zaslepeni, ale fyzioterapeut odpovědný za analýzu a zachycení obrazu nebude vědět o skupinách randomizace. Skutečnost, že hlavní nástroj pro měření proměnné (tloušťka TrA) je také používán jako nástroj zpětné vazby pro jednu ze skupin, by mohla vyvolat zkreslení intervence. Upozorňujeme však, že pro měření hlavní proměnné žádný účastník neuvidí monitor; nebudou proto mít žádnou vizuální zpětnou vazbu. Kontakt sondy na břiše během ultrazvukového měření však poskytne hmatovou stimulaci podobnou té, které byla exponována skupina RUSI během operace. Je možné, že to zvýhodňuje realizaci úkolu účastníky této skupiny během měření hlavní proměnné. Vyšetřovatelé se však domnívají, že tento efekt bude mít triviální dopad. Omezení ostatních měřicích nástrojů by dále ohrozila platnost nebo proveditelnost naší studie (např. hluk v povrchové EMG nebo implantované EMG, což je invazivní postup).

6. Klinické přínosy Bylo prokázáno, že věk a NSLBP ovlivňují motorickou kontrolu svalů stabilizujících trup. Znalosti jsou omezené a nekonsensuální pro mladou populaci a chybějící pro starší lidi. Jde tedy o první studii, která se konkrétně zaměřuje na výcvik TrA u populace starších lidí. Tento výzkumný projekt nám umožní realizovat první kroky (věrohodnost účinku RUSI a PBU u zdravých starších lidí, vyladění postupů, testování postupů náboru a sběru dat), abychom odůvodnili větší RCT porovnávající dva nástroje zpětné vazby s podporovat nábor TrA, snížit bolest a zlepšit funkci v populaci trpící NSLBP. Vzhledem k vysoké prevalenci NSLBP v běžné populaci a zejména u seniorů je důležité identifikovat nejúčinnější nástroj pro optimalizaci rehabilitace (lepší účinnost a kratší doba).