Hvordan muskel- og seneegenskaber bidrager til funktionsændringer før og efter knæudskiftning

Slidgigt fører til degeneration af de artikulerende overflader af lårbenet og skinnebenet, hvor slutstadiets intervention er udskiftning af disse artikulerende overflader ved hjælp af en total knæarthroplastik (TKA) kirurgisk procedure. For patienter, der gennemgår TKA, er der et betydeligt fald i funktionsevnen i hele ventetiden fra operationshenvisning til operationsdatoen. Efter operationen er der en forbedring i funktion hos disse patienter, men de når ikke samme funktionsniveau som raske personer, der ikke har gennemgået TKA. For objektivt at måle funktionelle evner kan forskellige test af styrke, mobilitet og balance vurderes. Til dato er der ikke udført nogen undersøgelse for at evaluere, hvordan disse objektive mål for funktionsevne ændrer sig gennem venteperioden før operationen, og hvordan dette sammenlignes med niveauer efter operation. For at få en yderligere forståelse af mekanismerne bag disse ændringer i funktion, kan fysiologiske målinger af muskler og sener anvendes ved hjælp af elektrisk test og ultralydsbilleddannelse. Ved at evaluere ændringer i fysiologi sideløbende med ændringer i funktion hos TKA-patienter og raske kontroller, kan vi opnå en bedre forståelse af de mekanismer, der ligger til grund for observerbare ændringer i funktion hos patienter, der gennemgår TKA, og hvordan dette kan sammenlignes med normale fysiologiske ændringer i raske kontroller.

Patienter, der gennemgår total udskiftning af knæet, vil besøge laboratoriet ved 5 separate test lejligheder (1, umiddelbart efter henvisning til TKA; 2, midtpunkt mellem henvisning og operation; 3, 2 uger før operationen; 4, 6 uger efter operationen; 5, 6 måneder efter operationen. Ved hver testsession vil deltagerne begynde med at udfylde spørgeskemaer relateret til overordnet funktionsevne. De vil derefter udføre funktionelle test af over- og underkroppen for at få mål for lemmerafhængig funktionsevne. Efter funktionelle mål vil hvilemål af muskler og sener, der omgiver knæ- og quadriceps muskelgruppen, blive opnået ved hjælp af en kombination af ultralydsbilleddannelse og målinger på hudoverfladen. Deltagerne vil derefter blive udstyret med overfladeelektromyografi (sEMG) elektroder på musklerne, der udgør quadriceps og hamstrings muskelgrupper for at måle muskelaktivitet under de efterfølgende foranstaltninger. Muskelrefleksaktivitet vil blive vurderet gennem sub-maksimal og maksimal elektrisk stimulering af femoralisnerven via kulstofstimuleringselektroder placeret på hudoverfladen. Deltagerne vil derefter udføre tre maksimale frivillige kontraktioner (MVC), der kræver, at de strækker deres ben så hårdt som muligt mod krafttransduceren. Stimulering vil blive anvendt før, under og efter MVC'erne for at vurdere niveauet af muskelaktivering. Fra MVC'erne vil der blive etableret submaksimale sporingsopgaver på 5,10,25,50 og 75% MVC. Ved at bruge kraften, der vises på en skærm foran deltagerne, vil de blive bedt om at producere sammentrækninger op til disse kraftniveauer og opretholde kraftniveauet i 5 sekunder for at kvantificere kraftstabiliteten. Under disse sub-maksimale sporingsopgaver vil ultralydssonden blive placeret på krydset mellem quadriceps-musklen og senen for at registrere seneforlængelse til kvantificering af senes mekaniske egenskaber.

Disse procedurer vil blive udført for det kirurgiske ben på 30 patienter, der gennemgår TKA for at sammenligne forskelle mellem benene på tværs af tidspunkter, og 30 raske kontroldeltagere, der ikke gennemgår TKA, som er alders- og kønsvarende til patientgruppen, vil også udføre disse målinger på deres ikke-dominante ben ved at bruge den samme afstand mellem testsessionerne. Målinger vil blive sammenlignet mellem det kirurgiske af patienter og det ikke-dominerende ben af ​​raske kontroller for at evaluere forskelle over tid i patientgruppen, og hvordan dette sammenlignes med normale ændringer i en rask population over samme tidsperiode. Denne undersøgelse vil forsøge at bestemme, hvilke mål for fysiologiske ændringer forud for operationen bedst forudsiger optimering af patientens funktion og forbedring efter operationen.