Vliv kognitivně-založených neuromuskulárních cvičení na reakční dobu, společné vnímání polohy, proprioceptivní vnímání síly a rovnováhu u jedinců, kteří podstoupili operaci předního zkříženého vazu

Poranění předního zkříženého vazu (ACL) patří mezi nejčastější poranění kolena, ke kterým dochází v důsledku kontaktních i bezkontaktních mechanismů, jako je náhlé zpomalení, změny směru nebo přistání po skoku, a vede k narušení stability a biomechaniky kolena. Ve Spojených státech se odhaduje, že existuje 100 000 až 200 000 případů ročně, zatímco celosvětový výskyt ruptur ACL se blíží 2 milionům případů ročně. Léčba poranění ACL může být konzervativní nebo chirurgická. Konzervativní léčba je považována za životaschopnou možnost pro specifické populace, jako jsou sportovci, kteří se nezapojují do činností vyžadujících změny směru, jedinci bez významné nestability kolena a osoby s nižší úrovní aktivity. Poranění ACL má za následek slabost kvadricepsů a hamstringů, sníženou propriocepci kolenního kloubu a poruchu rovnováhy.

K obnovení anatomie a biomechaniky kolena se provádí artroskopická rekonstrukce ACL ke stabilizaci kolena a prevenci sekundárních poranění, přičemž ve Spojeném království se ročně provádí přibližně 30 000 procedur. I když je komplexní rehabilitace kritickou složkou léčby poranění ACL, ať už je léčena konzervativně nebo chirurgicky, v současné době neexistuje žádný zlatý standard rehabilitačního přístupu pro tak rozsáhlé poranění.

Typ použitého rehabilitačního protokolu je jedním z nejvýznamnějších faktorů ovlivňujících výsledky rekonstrukce ACL. Rehabilitační protokoly se v posledních několika desetiletích podstatně vyvinuly, přičemž nejčastěji se používají tradiční rehabilitace, zrychlená rehabilitace a rehabilitační protokoly založené na kritériích. Tyto protokoly mají za cíl zvýšit svalovou sílu, zlepšit propriocepci a zajistit stabilizaci kolena, přičemž načasování a typy cvičení jsou určeny obdobím biologického hojení a remodelace štěpu.

Rehabilitační protokoly založené na kritériích, relativně nový přístup, mají za cíl poskytnout pacientovi specifickou rehabilitaci a maximalizovat pokrok. Tento protokol, vyvinutý v roce 2016 Královskou holandskou společností pro fyzikální terapii (KNGF), je rozdělen do tří fází: raná, střední a pozdní fáze. Pro postup do další fáze musí pacienti splnit specifické cíle pro každou fázi, které jsou ověřeny objektivním a subjektivním testováním. Efektivita a kvalita časné a střední rehabilitace významně ovlivňuje dlouhodobé výsledky. Mezi cíle rané rehabilitace, trvající přibližně dva měsíce, patří snížení výpotku, obnovení kloubního rozsahu pohybu a minimalizace svalové atrofie. Během středního stádia, které trvá od druhého do šestého měsíce, se pozornost přesouvá k dosažení plné kontroly extenze kolena, obnovení 80% svalové síly v operované končetině ve srovnání s nezraněnou stranou a obnovení schopnosti skákání. Tato fáze zahrnuje cvičení jako posilování flexorů a extenzorů kolen, cvičení s uzavřeným kinetickým řetězcem, funkční cvičení, balanční cvičení, plyometrická cvičení a neuromuskulární cvičení.

Neuromuskulární kontrola je nezbytná pro zahájení pohybu a vyžaduje integraci smyslových informací z proprioceptivních, kinestetických, vizuálních a vestibulárních zdrojů, stejně jako kortikálních a spinálních motorických příkazů. Tato kontrola je rozhodující pro efektivní provedení pohybu. Nedávné studie naznačují, že poranění ACL nejsou izolovaná kloubní poškození, která ovlivňují pouze stabilitu a biomechaniku, ale také přímo ovlivňují neuromuskulární kontrolu kolene prostřednictvím mechanoreceptorů umístěných v ACL. Tato poranění vedou k neurofyziologickým účinkům na senzomotorické řízení. Po poranění ACL mohou tyto somatosenzorické změny vést k deficitům v posturální a motorické kontrole, což vede ke zpomalení reakčních časů dolních končetin. Navíc nociceptivní aktivita související s bolestí a otoky v kombinaci se sníženým vnímáním polohy kloubu a kinestézií zhoršuje kvalitu pohybu. Poruchy neuromuskulární kontroly, proprioceptivní deficity a poruchy somatosenzorických vstupů v důsledku poškozených mechanoreceptorů mohou přetrvávat po dobu 9-12 měsíců, což zdůrazňuje potřebu cílených cvičení během střední fáze rehabilitace.

Komplexní integrace vestibulárních, vizuálních a somatosenzorických vstupů, nezbytných pro situační uvědomění, zvýšenou bdělost a schopnost volit mezi zdroji pozornosti, může podpořit rozvoj neurokognitivních funkcí. Cílem kognitivních neuromuskulárních cvičení je zlepšit reakční časy pacientů, smysl pro polohu kloubů, proprioceptivní sílu a neurokognitivní funkce, jako je rovnováha, a zároveň zlepšit motorickou kontrolu a stabilitu kolena. Příkladem kognitivních neuromuskulárních cvičení je metoda Life Kinetik (LK), kterou vyvinul Lutz v Německu v roce 2007. Tato metoda se používá k podpoře neurálního učení, podpoře neuroplasticity a snížení neurologických symptomů. Během těchto cvičení se zrakové nebo kognitivní úkoly kombinují s fyzickou aktivitou pro trénink mozku, s cílem zlepšit koncentraci, dovednosti při řešení problémů, reflexy, rovnováhu a koordinaci. Tato cvičení zahrnují provádění více komplexních úkolů, které vyžadují aktivní a nepřetržité myšlení během pohybů. Vyšetřovatelé předpokládají, že komplexní úkoly zahrnuté v těchto cvičeních mohou pozitivně ovlivnit reakční dobu, smysl pro pozici kloubu, proprioceptivní sílu a rovnováhu, které jsou po rekonstrukci ACL narušeny.

Přehled literatury ukazuje, že studie zkoumající smysl pro polohu kloubu, neurokognitivní kontrolu a reakční dobu u pacientů podstupujících rekonstrukci ACL jsou omezené. Kromě toho výzkum zkoumající reakci nebo dobu detekce dolních končetin, vyplývající z narušených somatosenzorických vstupů po poraněních ACL, je také vzácný. Zatímco byly provedeny studie neuromuskulárních cvičení v rehabilitačních programech ACL, nebyl identifikován žádný výzkum zaměřený na kognitivní neuromuskulární cvičení. Absence zlaté standardní rehabilitační metody pro rekonstrukci ACL v literatuře podnítila pokračující výzkum nových léčebných modalit a jejich účinků. Nedávno se objevila kognitivní neuromuskulární cvičení jako slibná metoda pro zlepšení kognitivních schopností, smyslu pro pozici kloubů, percepční síly a rovnováhy.

Tato studie je navržena tak, aby prozkoumala účinky kognitivních neuromuskulárních cvičení na reakční dobu, smysl pro polohu kloubu, proprioceptivní smysl pro sílu a poruchy rovnováhy pozorované u pacientů po rekonstrukci předního zkříženého vazu (ACL). S výsledky získanými z této studie se výzkumníci snaží poskytnout nový pohled na rehabilitační přístupy při rekonstrukci ACL, kde neexistuje žádná léčba zlatého standardu, a přispět do literatury objektivními a na důkazech podloženými údaji týkajícími se účinků kognitivních neuromuskulárních cvičení na senzomotorické, neuromuskulární a proprioceptivní smysly.

Studijní populace a vzorek Studie bude zahrnovat jedince obou pohlaví ve věku 20-40 let. Pacienti po chirurgickém zákroku nejprve podstoupí 8týdenní domácí rehabilitační program, jak popsal McNeil et al., s týdenním sledováním, aby se vyhodnotil jejich pokrok. Na konci 8. týdne budou do studie zařazeni pacienti, kteří splňují kritéria pro časnou fázi rehabilitačního přístupu založeného na kritériích. Tito účastníci pak budou následovat 8týdenní rehabilitační program, dvakrát týdně, v souladu s rehabilitačním protokolem na základě kritérií střední fáze. Všechny rehabilitační sezení budou probíhat osobně pod dohledem zkušeného fyzioterapeuta. Měření budou provedena před rehabilitací a na konci 8-týdenního programu. Velikost vzorku byla vypočtena pomocí G*Power 3.1 a celkem 27 účastníků bylo určeno s 80% výkonem.

Nástroje pro sběr dat Budou shromažďovány demografické údaje, včetně věku, pohlaví, tělesné hmotnosti, výšky, BMI, alkoholických a kuřáckých návyků, zraněné končetiny, doby mezi zraněním a operací a zaměstnání.

Měření bolesti: Intenzita bolesti bude hodnocena pomocí numerické škály bolesti (0 = žádná bolest, 10 = nejhorší představitelná bolest).

Měření reakční doby dolních končetin: FITLIGHT Corp, bezdrátový systém světelných senzorů, bude použit k měření reakční doby. Účastníci deaktivují náhodně svítící senzory pomocí postižených a nepostižených dolních končetin. Varianty úkolů budou zahrnovat kognitivní duální úkoly (např. počítání zpět po pěti) a motorické duální úkoly (např. házení a chytání míče) k posouzení výkonu dvou úkolů.

Snímání polohy kloubu: Pasivní snímání polohy kloubu bude vyhodnoceno pomocí úlohy změny polohy kloubu při flexi kolene 15° a 45°, přičemž měření se provádí pomocí aplikace pro chytré telefony „Clinometer“. Začleněny budou také kognitivní a motorické úkoly.

Proprioceptivní vnímání síly: Proprioceptivní vnímání síly bude hodnoceno pomocí zařízení StabilizerTM biofeedback. Účastníci provedou izometrické kontrakce a budou zaznamenány rozdíly mezi cílovými a skutečnými hodnotami síly. Zahrnuty budou také kognitivní a motorické duální úlohy.

Test statické rovnováhy: Testy v postoji na jedné noze vyhodnotí statickou rovnováhu za podmínek otevřených očí. Podmínky dvou úkolů budou zahrnovat verbální úkoly (např. pojmenování slov začínajících na konkrétní písmena) a motorické úkoly (např. držení podnosu s šálkem vody).

Úroveň aktivity: Úroveň aktivity před zraněním bude měřena pomocí Tegnerovy škály aktivity, která hodnotí aktivitu od 0 (žádná aktivita) do 10 (soutěž na elitní úrovni).

IKDC Subjective Knee Form: Symptomy, funkce a úrovně aktivity kolena budou hodnoceny pomocí formuláře Subjective Knee Evaluation Form International Knee Documentation Committee (IKDC). Celkové skóre se pohybuje od 0 do 100, přičemž vyšší skóre znamená lepší funkci.

Protokol léčby

Účastníci, kteří splňují kritéria progrese, podstoupí 8týdenní rehabilitační program ve střední fázi (dvakrát týdně). Pacienti budou náhodně rozděleni do dvou skupin:

Skupina 1: Cvičení prováděná bez vedlejších úkolů. Skupina 2: Cvičení prováděná s kognitivními nebo motorickými duálními úkoly (např. rytmické počítání, obrácený pravopis, manipulace s míčem).

Příklad cvičení (8.–16. týden):

Cvičení na posílení kvadricepsů a hamstringů, Posilování kyčlí, bederní pánve a lýtka, Cvičení s uzavřeným kinetickým řetězcem, Funkční cvičení (např. dřepy, výpady, leg press), Trénink rovnováhy (např. a zavřené oči).

Cvičení bude zahrnovat 8-12 opakování ve 3 sériích, což zajistí optimální zatížení bez nadměrného namáhání hojících se tkání. Bolest a otoky budou pečlivě sledovány a intenzita cvičení bude upravena podle potřeby. Rezistence začíná na 40-50 % kapacity nepostižené končetiny a postupuje na 70-80 % v závislosti na funkčním stavu pacienta.