Vliv kombinovaného cvičení a NMES na sílu, propriocepci a reakční dobu u skafolunátní nestability

Mezi poraněními horních končetin jsou často pozorována poranění ruky/zápěstí. Ruka je důležitý orgán, který umožňuje jednotlivcům vykonávat každodenní činnosti. Problémy s rukou a zápěstím mohou způsobit omezení v činnostech dané osoby a bránit osobě v plnění každodenních životních rolí. To může vést ke snížení kvality života.

Pokud jde o biomechanické vlastnosti, vnější vazy zápěstí vykazují větší elasticitu, ale jsou méně odolné vůči tahu, což má za následek nižší trvanlivost ve srovnání s většinou vnitřních vazů. V důsledku toho jsou vnější vazy náchylné k ruptuře v mediálních částech, zatímco vnitřní vazy jsou náchylnější k poškození ruptury spíše než k úplnému natržení (1).

Scapholunate (SL) kloubní vztah je zajištěn několika karpálními vazy. Nejdůležitější z nich je scapholunate interosseous ligamentum (SLIL; scapholunate interosseous ligament) (2). Poranění SLIL má za následek nestabilitu skafolunátního kloubu (3). Skafolunátní nestabilita je nejčastější karpální instabilita (4). Pokud se tato nestabilita neléčí, mechanický vztah mezi karpálními kostmi je trvale narušen, což má za následek progresivní degenerativní změny v radiokarpálních a středních karpálních kloubech (5). Tyto degenerativní změny se nazývají skafolunátní pokročilý kolaps (SLAC) a jsou nejčastější příčinou osteoartrózy zápěstí (6). U nestability SL obvykle představuje mechanismus poranění extenze a pád na ruku při ulnární deviaci. Kombinovaný obraz karpální nestability a degenerativní artritidy se nazývá skafolunátní pokročilý kolaps (SLAC) (7).

Skutečnost, že scaphoideum a lunate mají různé kloubní struktury, jim umožňuje rotovat různými rychlostmi během flexe a extenze zápěstí. Kromě toho jsou dorzální vlákna SLIL krátká a silná a palmární vlákna jsou volná a elastická, což umožňuje různé rotace scaphoideum a lunate během flexních a extenzních pohybů. Při zatížení má scaphoideum tendenci jít do flexe a lunate má tendenci jít do extenze. Tyto různé pohybové vzorce scaphoideum a lunate vedou k vysoké potenciální energii uložené ve SLIL vazu. Když dojde k prasknutí vazu, očekává se, že se karpální kosti díky této energii přesunou na opačnou stranu. Po ruptuře SLIL se tedy scaphoideum ohýbá a lunát jde do extenze v důsledku tažného efektu triquetrum přes lunatriquetrální interosseální ligamentum (LTIL). Tento vzorec nestability se nazývá dorzální interkalární segmentová nestabilita (DISI) (7).

Až donedávna většina biomechanických teorií naznačovala, že stabilita zápěstí byla určena především tvarem kloubu a interakcí mezi vazy a pouzdry. Dynamické stabilizační mechanismy jiných kloubů, jako je koleno nebo rameno, byly rozsáhle zkoumány. Menší důraz byl kladen na pochopení toho, jak svaly a šlachy přispívají ke stabilitě zápěstí. Během posledních 15 let však na toto téma začal vrhat světlo rostoucí zájem a výzkum. Ve skutečnosti bylo od roku 2011 publikováno více než 350 článků o propriocepci zápěstí. Jedním ze spouštěčů této skutečnosti byl popis mechanoreceptorů v zápěstních vazech Hagertem et al. Propriocepce souvisí se stabilitou kloubu. Termín "stabilita zápěstí" se týká schopnosti zápěstí udržovat rovnováhu při zátěži (kinetické) a/nebo během pohybu (kinematické) a může silně přetrvávat, aniž by se kroutilo a stalo se symptomatickým. Stabilní zápěstí se při fyziologické zátěži nekroutí a dokáže upravit své vnitřní vyrovnání tak, aby se stalo pevným blokem, ze kterého lze rozkládat síly. Kinetická stabilita zápěstí vyžaduje mnoho přispívajících faktorů, včetně kostní morfologie, robustních statických (vazy) a silných dynamických stabilizátorů (svaly předloktí a šlachy protínající zápěstí), zachovalé artikulační povrchy a kompetentní senzorický a motorický systém, který zahrnuje nervy spojující statické a dynamické stabilizátory. Selhání kteréhokoli z těchto pěti faktorů může vést k nestabilitě zápěstí (13).

Nestabilita SL nastává v důsledku narušení normálního vyrovnání kostí tvořících zápěstí v důsledku poškození SLIL vazů. Často je přehlížena, protože může být spojena s jinými problémy ruky/zápěstí [14,15]. Nestability SL jsou obvykle charakterizovány bolestí zápěstí, ke které dochází při zatížení. Vzorec bolesti vznikající v důsledku nestability SL se během aktivity zvyšuje. Bolest může vést ke ztrátě normálních pohybů kloubů a snížení síly úchopu. To vede k nekompetentnosti v činnostech každodenního života a sebeobsluze a ke snížení funkční úrovně (16-18). Při léčbě problémů s nestabilitou SL jsou zvažovány různé faktory.

V posledních letech studie kinetiky karpu, kinematiky a vlastností vazů vrhly světlo na konzervativní léčebné přístupy (21–23). Byly vyvinuty různé rehabilitační přístupy, zejména při vyšetřování vazů a svalů, které přispívají ke stabilitě karpu [24,25]. Ve studii Hagerta et al. (26), bylo publikováno, že jedním z nejdůležitějších faktorů přispívajících ke stabilitě karpu je proprioceptivní a neuromuskulární kontrola zápěstního kloubu. Ve své studii zkoumající strukturální a nervové vlastnosti zápěstních vazů zaznamenali, že vazy přiléhající k dorzálnímu a tricuetru, zejména skafolunátní interoseální vaz (SLIL), byly bohaté na mechanoreceptory (27). Navíc byla prokázána přítomnost ligamentomuskulárních reflexů, které způsobují aktivitu ve svalech předloktí v důsledku elektrické stimulace SLIL.

Bylo prokázáno, že zejména m. flexor carpi ulnaris (FCU), m. flexor carpi radialis (FCR), extensor carpi radialis longus (ECRL), m. extensor carpi ulnaris (ECU) a m. extensor carpi radialis brevis (ECRB) hrají v dynamickém stabilizaci zápěstí. Ve studii Garcia-Ellias et al. (29), bylo prokázáno, že tyto svaly mění vzdálenost mezi karpálními kostmi tím, že karpální kosti pronují nebo supinují. V důsledku těchto studií se objevila myšlenka, že dalším zraněním lze zabránit aktivací správných svalů po poškození vazů (29).

Ve své studii o mrtvolách Salva-Coll et al. zkoumali pohybové vzorce FCU, FCR, ECRL, ECU a svalů Abductor Pollicis Longus (APL) na karpálních kostech. Bylo zjištěno, že svaly FCU, ECRL a APL způsobily supinaci obou karpálních řad, zejména flexi proximální karpální řady (30). Bylo pozorováno, že sval FCR supinuje scaphoideum a pronuje tricuetrum a capitatum. Bylo zjištěno, že sval ECU významně pronuje jak distální, tak proximální karpální řadu (31). Bylo zjištěno, že karpální supinace zúžila skafolunátní interval, zatímco pronace jej rozšířila. Proto svaly ECRL, APL a FCR, které jsou definovány jako „scapholunate friendly“ po úrazech SLL, získaly na významu při rehabilitaci karpální nestability, protože zužují skafolunátní prostor (32). Bylo také hlášeno, že je třeba se vyvarovat činnosti ECU.

Studie uvádějí, že současná excitace ECR, FCR a FCU a jejich svalů může zajistit globální stabilitu zápěstního kloubu. Proto se koaktivační cvičení doporučuje zařadit do rehabilitačního programu pro zvýšení dynamické stability (7) Elektrická stimulace je široce využívána pro posilování kosterního svalstva.

Neuromuskulární elektrická stimulace (NMES) je metoda, která reorganizuje centrální nervový systém, způsobuje biochemické, fyziologické a histologické změny svalových vláken, zabraňuje svalové atrofii a usnadňuje obnovu svalové síly a funkce u pacientů s lézemi centrálního nervového systému (33). Studie ukázaly, že NMES aplikovaný na unilaterální končetinu poskytuje zvýšení svalové síly (34).

V literatuře se uvádí, že NMES způsobuje zvýšení hodnot pennačního úhlu a fyziologické průřezové plochy (PCSA) svalů v důsledku některých fyziologických procesů [35,36]. Zejména proudy pod 50 Hz jsou vhodné pro svaly s krátkou délkou vlákna a vysokými hodnotami PCSA, protože obsahují dlouhé trvání. Jinými slovy, nízkofrekvenční dlouhodobé výběry budou vhodné pro pennate svaly. U svalů s nízkými hodnotami PCSA a vysokými hodnotami délky vláken budou parametry výběru odlišné. Pro tyto svaly by měly být preferovány frekvence nad 70 Hz a velmi krátké (přibližně 200 µs) trvání a doby stimulace by měly být krátké (35-37).

Shardong a kol. (38) prokázali, že svalová síla vzrostla po osmi týdnech intervence NMES u pacientů s chronickým selháním ledvin, ale tloušťka svalu 2 a pennační úhel se nezměnily. Proměnné parametry NMES (frekvence, amplituda, trvání, umístění elektrod atd.) byly ukázány jako důvod těchto protichůdných výsledků týkajících se účinků NMES (39).

V současné literatuře publikované Salva-Coll et al. v roce 2023 se má za to, že může dojít k nerovnováze flexorů a extenzorů svalů předloktí v důsledku poškození ligamentomuskulárního reflexního mechanismu vznikajícího při SLL po poranění SLL. Bylo hlášeno, že výše uvedené svaly ECRL, ECRB, APL, FCR jsou důležité při rehabilitaci karpální nestability, protože zužují skafolunátní prostor a je třeba se vyhnout aktivitě ECU. V kazuistikách je popsáno, že je aplikována neuromuskulární rehabilitace dynamických stabilizátorů tohoto zápěstí, která je považována za „SL joint friendly“. V rehabilitaci se také rozšířilo použití oblouku pohybu zvaného pohyb házení šipek. Bylo prokázáno, že minimalizuje zátěž na SLIL a je široce používanou aplikací v pooperační SLIL rehabilitaci (40). Tyto přístupy byly odvozeny ze základní vědecké literatury, rehabilitačních konceptů dostupných pro jiná anatomická místa a biomechanických vyšetření zápěstí. Existují však omezené důkazy vysvětlující účinnost těchto postupů. V literatuře nejsou žádné randomizované klinické studie nebo doporučené postupy, které by doporučovaly ideální konzervativní rehabilitační strategie pro poranění SLIL. Vzhledem k nedostatku literatury je stále nevyhnutelné, aby rehabilitační lékaři zasahovali u pacientů s poraněním SLIL.

Vliv NMES na izokinetickou svalovou sílu, sílu úchopu, kloubní propriocepci u pacientů se skafolunátem není v literatuře znám. Je důležité porozumět účinku NMES na svaly uvedené výše jako šetrné k SL kloubům, aby bylo dosaženo účinnějšího výsledku léčby u pacientů.

V literatuře nejsou žádné studie, které by aplikovaly NMES na svaly přátelské k SL u pacientů s nestabilitou SL. V existujících studiích existují studie, které zahrnují obecný trénink zápěstí po operaci. Mezi těmito studiemi nebyly žádné studie zkoumající izokinetickou svalovou sílu a vytrvalost extenzorů zápěstí a flexorů po zátěžovém tréninku. Kromě toho ve stávajících studiích nebyly u pacientů s SL po úrazu nalezeny randomizované kontrolované studie měřící reakční dobu horních končetin, proprioceptivní vjem a sílu přenosu bolesti zápěstí. Pro funkčnost horních končetin jsou však velmi důležité proprioceptivní vjem, reakční rychlost a reakční doba. Navíc je zřejmé, že představa o svalové síle extenzorů a flexorů s izokinetickými měřeními bude utvářet rehabilitační protokoly jinak.

V této studii jsme se zaměřili na zkoumání vlivu cvičebního tréninku kombinovaného s neuromuskulární elektrickou stimulací na svalovou sílu, proprioceptivní vjem, reakční dobu a funkčnost u pacientů se skafolunátní nestabilitou.