Rychlost rozvoje točivého momentu a dobrovolná aktivace kvadricepsu u pacientů s osteoartrózou kolena: kvantitativní analýza před a po jediném sezení manuální fyzikální terapie

Účastí v této studii se nezmění standard péče poskytované v průběhu rehabilitace pacienta ve fyzikální terapii. Během úvodního hodnocení fyzikální terapie člen výzkumného týmu určí, zda by se pacient chtěl studie zúčastnit, a pokud se tak rozhodne, dostane souhlas. Na základě klinické prezentace standardní hodnocení určí primární omezení kolenního kloubu a okolních měkkých tkání a nastíní nejlepší postup manuální fyzikální terapie, který bude považován za vhodný.

Pokud se pacient rozhodne zúčastnit, absolvuje předtestovou maximální izometrickou kontrakci na přístroji na extenzi kolena na klinice fyzikální terapie; toto je cvičební zařízení běžně používané k posílení čtyřhlavého svalu stehenního u pacientů s různými typy patologií dolních končetin. Pacienti budou během tohoto screeningového předběžného testu sledováni na jakékoli změny bolesti v souladu se standardními operačními postupy služby fyzikální terapie; ti, u kterých se bolest zvýší o více než 3/10 bodů na numerické škále hodnocení bolesti od výchozího stavu, budou z této studie vyloučeni a budou započítáni jako selhání obrazovky; všichni ostatní budou zahrnuti do studie. Pacientovi pak bude poskytnuta schůzka s výzkumným týmem v Army-Baylor Center for Rehabilitation Research Biomechanics Lab v armádním lékařském centru a škole, kde proběhnou veškeré formální testy pro tuto studii. Všechna laboratorní data budou sbírána pro bilaterální dolní končetiny.

Když se subjekt ohlásí do laboratoře, dojde k následující sekvenci. Bude jim poskytnut vstupní formulář pro sběr všech výchozích údajů, index osteoartrózy na univerzitách Western Ontario a McMaster University a číselné skóre hodnocení bolesti. Skóre bolesti bude vyvoláno během testovacích postupů, aby byla zajištěna bezpečnost a pohodlí pacienta podle standardních operačních postupů hodnocení bolesti služby PT. Práh tlaku bolesti bude získán pomocí ručního algometru jako doplňku k numerické škále hodnocení bolesti pro lepší kvantifikaci úrovně bolesti. Měření prahu bolesti bude shromažďováno bilaterálně přes břicho svalu tibialis, přibližně 2,5 cm laterálně a 5 cm níže od tuberkula tibie. Poté bude proveden test Timed up and Go pomocí akcelerometru, který pacient nosí kolem pasu a bilaterálně na hřbetu chodidla, aby se kvantifikovala rychlost, ve které dokončil test mezi různými fázemi (sed/stoj, chůze, otáčení ). Poté bude následovat první izometrické testování ke stanovení základní dobrovolné aktivace kvadricepsu a rychlosti rozvoje točivého momentu.

Subjekty podstoupí hodnocení neuromuskulární funkce pomocí kombinace dobrovolných a vyvolaných kontrakcí. Všechny testovací postupy budou provedeny nejprve na nepostižené končetině a poté na postižené končetině. Nejprve budou testovány elektricky vyvolané kontraktilní vlastnosti, poté bude následovat volní síla, dobrovolná aktivace a poté rychlost vývoje točivého momentu.

Subjekty budou sedět na židli pro testovací a rehabilitační systém HUMAC NORM s kyčlemi a koleny ohnutými do 85 stupňů a 60 stupňů. Nástavec na holeni z dynamometru bude zajištěn kolem bérce subjektů tak, aby distální konec podložky byl přibližně 5 cm proximálně k distálnímu konci tibie vpředu.

Přes svalová břicha distálního vastus medialis a proximálního vastus lateralis budou aplikovány samolepicí elektrody pro svalovou stimulaci velikosti 2 palce a 4 palce. Subjekty pak podstoupí vyvolané záškuby začínající při 50 mA (400 V, 1000 µs šířka pulzu) za použití svalového a nervového stimulátoru s konstantním proudem (Digitimer Ltd., Model DS7R, Hertfordshire, Anglie), zatímco sedí v klidu. Tento proces bude pokračovat, dokud vyvolaný točivý moment nedosáhne plató, kdy bude ukončen. Účelem tohoto testování je určit nejnižší intenzitu proudu potřebnou k vyvolání maximálního točivého momentu kvadricepsu pro každý subjekt. Množství proudu potřebné k dosažení špičkového vyvolaného záškubového momentu bude použito pro všechny budoucí vyvolané kontrakce. Poté budou vlastnosti rychlosti svalů hodnoceny pomocí 3 maximálních záškubů, následovaných 3 maximálními dublety při 100 Hz, všechny 10 sekund od sebe. To bude provedeno celkem pro 6 vyvolaných kontrakcí. Účelem toho je získat informace týkající se vlastností periferní rychlosti svalu (např. rychlosti nárůstu a relaxace točivého momentu).

Dále bude posouzeno testování maximální volní izometrické kontrakce. Testování síly začne tím, že subjekty provedou 3 submaximální (50%, 75%, 90% maximální úsilí) izometrické extenze kolena, aby se seznámily. Po seznámení provedou subjekty alespoň 2 maximální dobrovolné izometrické kontrakce čtyřhlavého svalu stehenního, aby se určila maximální síla dobrovolného extenzoru kolena, kterou může každý subjekt vyvinout. Pro spolehlivost budou výzkumníci vyžadovat dvě kontrakce, které produkují podobné hodnoty točivého momentu (definované jako ne více než 5% rozdíl mezi pokusy). Poté, co byl spolehlivě identifikován špičkový točivý moment, bude testována aktivace kvadricepsu pomocí techniky interpolovaného dubletu (IDT).[30] Tento test zahrnuje alespoň dvě pětisekundové maximální dobrovolné izometrické kontrakce, během kterých je zaveden dublet o intenzitě stimulu stanovené v kroku jedna, když točivý moment produkovaný subjektem dosáhne prahu stanoveného během testování maximální dobrovolné izometrické kontrakce. Druhý stimul stejné intenzity je vydán krátce poté, co se subjekt po každém pokusu vrátí do klidu, aby se vyhodnotil sval v jeho potencovaném stavu. Mezi jednotlivými zkouškami bude poskytnuta dvouminutová přestávka. K dosažení spolehlivosti mezi testy podobné testování síly budou výzkumníci vyžadovat dvě kontrakce, které produkují podobné hodnoty dobrovolné aktivace (definované jako ne více než 5% rozdíl v dobrovolné aktivaci mezi testy).

Rychlost vývoje točivého momentu bude měřena po dokončení pokusů maximální dobrovolné izometrické kontrakce. Bude dokončeno celkem pět platných opakování v trvání přibližně jedné sekundy pro každou kontrakci. Aby to bylo možné považovat za platný pokus, musí velikost točivého momentu dosaženého během těchto krátkých kontrakcí překročit 75 % maximální dobrovolné izometrické kontrakce. Mezi kontrakcemi bude poskytnuta přestávka 30 sekund, aby byl umožněn dostatečný odpočinek. Pro každou kontrakci bude poskytnuta nadšená a hlasitá verbální narážka. Budou použity pokyny „kopnout co nejrychleji a nejtvrději“, protože bylo hlášeno, že slovní narážky ovlivňují typ pohybu, který pacient provádí. Vizuální zpětná vazba a hlasité verbální povzbuzování budou použity k vyvolání co největšího množství svalové aktivace.

Léčba bude zahájena do deseti minut po dokončení první izometrické zkoušky v Army-Baylor Center for Rehabilitation Research. Výzkumníci využijí pragmatický přístup manuální fyzikální terapie, který je přizpůsoben každému subjektu. Tento přístup bude využívat techniky cílené manuální terapie pro kolenní kloub a měkké tkáně s doplňkovými terapeutickými cvičeními ke zvýšení zjištěného postižení pohybu. Veškerou léčbu bude provádět fyzioterapeut s certifikací pro pokročilou manuální fyzioterapii. Poskytovaná léčba bude podložena důkazy a je standardní péčí pro poskytovatele vyškoleného v manuální fyzikální terapii. Načasování léčebného sezení je v souladu s tím, co je běžně pozorováno na klinice fyzikální terapie a bude trvat přibližně 30 minut.

Kontrolní skupina dostane stejné množství času tváří v tvář fyzioterapeutovi. Intervence bude zahrnovat 30minutovou edukační lekci o osteoartróze kolene, která bude zahrnovat různá témata, včetně stručného popisu patofyziologie, diagnózy, prognózy a různých možností léčby, které jsou kromě rehabilitace k dispozici. Výzkumníci poskytnou letáky o obecném cvičení a společných aktivitách a zakončí briefing s otázkami a odpověďmi.

Pro sběr dat po léčbě se každý subjekt podrobí testování na maximální dobrovolnou izometrickou kontrakci, dobrovolnou aktivaci a rychlost vývoje točivého momentu stejným způsobem, jak je popsáno výše. Pro testování dobrovolné aktivace bude použita stejná intenzita stimulu stanovená během sběru dat před léčbou. Kromě toho subjekty nebudou vyžadovat po léčbě hodnocení kontraktilních vlastností jejich skupiny čtyřhlavého svalu. Důvodem neopakování tohoto hodnocení je, že elektricky vyvolané kontraktilní vlastnosti kvantifikují pouze periferní fyziologické vlastnosti svalu a záměrem této studie je měřit změny přisuzované centrálnímu pohonu (tj. změny v motorické kůře a/nebo míše).

Bezprostředně po 30minutovém léčebném sezení subjekty zopakují načasovaný test a půjdou otestovat a ohodnotit svou bolest pomocí číselné stupnice hodnocení bolesti. Bezprostředně poté se subjekt podrobí testování maximální dobrovolné izometrické kontrakce, dobrovolné aktivace a testování rychlosti vývoje točivého momentu stejným způsobem, který byl popsán výše. Stejná nastavení stimulátoru použitá během předběžného testu budou použita pro následný test. Na závěr sběru dat vědci zajistí, že pacient má naplánovanou následnou schůzku na fyzioterapeutické klinice Brooke Army Medical Center pro zahájení jeho formální rehabilitace, čímž zajistí, že všem subjektům bude poskytnuta standardní péče o koleno. bolest. Vzhledem k tomu, že všechna data budou shromažďována v jeden den v rámci jedné relace, nebudou po dokončení laboratorního testování vyžadovány žádné e-maily ani telefonáty.