Træthed induceret af overjordisk kørestolsfremdrift hos personer med en rygmarvsskade: Savner eller anstrenger de øvre lemmer?

Baggrund og begrundelse:

Kørestole er de vigtigste hjælpemidler, der bruges af personer med en rygmarvsskade (SCI). En dansk undersøgelse rapporterede f.eks., at 83,5 % af 236 personer brugte en manuel kørestol og 27 % en el-kørestol, hvoraf nogle brugte både en manuel og en elektrisk kørestol. Den gentagne karakter af kørestolsfremdrift i kombination med, at skulderen er udsat for skader, resulterer i en høj forekomst af personer med en SCI med skuldersmerter. Adskillige faktorer har været forbundet med skuldersmerter, men de nøjagtige veje er stadig uklare. For at forbedre skadesforebyggelsen, som ville have en betydelig effekt på skuldersmerter, er det vigtigt at fokusere på biomekaniske og neuromuskulære risikofaktorer, der kan modificeres ved træning. Træthed kan have en negativ effekt på fremdriftsmekanikken og øge risikoen for skader yderligere. Tidligere undersøgelser har induceret træthed ved indgreb på et løbebånd eller med et ergometer. Det er dog vigtigt at undersøge funktionel træthed, da effekten af ​​træthed er opgaveafhængig. Til dato er der ingen klar forståelse af virkningen af ​​funktionel træthed på biomekaniske og neuromuskulære risikofaktorer hos personer med SCI under kørestolsfremdrift.

Mål:

Hovedformål: Hvilken rolle spiller muskeltræthed i at ændre neuromuskuloskeletale og bevægelige kropsfunktioner og strukturer relateret til skuldersmerter hos personer med SCI? Mål1: At definere, hvordan muskeltræthed forårsaget af kørestolsfremdrift ændrer biomekaniske og neuromuskulære risikofaktorer for skulderskader, hvilket fører til skuldersmerter, hos personer med SCI.

Mål 2: At evaluere, hvordan ændringer i fremdriftsbiomekanikken på grund af fremdriftsinduceret træthed er forbundet med ændringer i seneudseende relateret til tendinopati hos personer med SCI.

Mål 3: At identificere prædiktorvariabler (f.eks. aktivitetsniveauer og muskelstyrke) for personer med SCI, som er modtagelige for træthed forårsaget af kørestolsfremdrift.

Studiedesign: Gentagne tiltag indenfor fagdesign

Til denne undersøgelse vil 50 deltagere blive rekrutteret via den schweiziske spinal Cord Injury Cohort-undersøgelsesdatabase. Antallet af 48 deltagere blev beregnet ud fra en prøvestørrelsesestimation fra en undersøgelse, der undersøgte en højintensiv kørestolsfremdrivningsaktivitet, der fandt, at ekkogenicitetsforholdet ændrede sig signifikant fra 1,97 ± 0,74 til 1,73 ± 0,56 (p=0,038) (efter den intense kørestolsfremdrivningsaktivitet. For at observere denne ændring på 0,24 forskel i ekkogenicitetsforhold for bicepssenen ved 80 % statistisk effekt og alfa=0,05, Der er brug for 48 deltagere. For at tage højde for frafald og manglende data vil der blive rekrutteret 50 deltagere. Alle deltagere vil opfylde de definerede inklusionskriterier og ekskluderes, når de opfylder eksklusionskriterierne.

Dataindsamling:

Deltagerne vil blive testet i løbet af en session på fire timer efter, at de har læst og underskrevet det informerede samtykke. Under testsessionen vil følgende målinger blive udført:

Deltagerens karakteristika og aktivitetsniveauer: Sociodemografiske variabler, skadekarakteristika, tilstedeværelse af kontrakturer og spasticitet vil blive defineret med et generelt spørgeskema. Ydermere vil aktivitetsniveauet blive defineret med den fysiske aktivitetsskala for personer med fysiske handicap (PASIPD).

Deltagerens vægt vil blive målt.

Kvantitativ ultralyd før træthed: Ultralydsmålinger af biceps brachii og supraspinatus senen i hvile vil blive indsamlet med Quantitative Ultrasound Protocols (QUS). Denne teknik er blevet brugt tidligere og har bevist stærk pålidelighed og validitet for målinger af skuldersmerter og tendinopati. Mere specifikt, for biceps senens længdebillede vil deltagerne blive placeret med deres ikke-dominante arm bøjet 90˚ ved albuen og deres håndled hvilende på det ipsilaterale lår. Billeder vil blive taget, så fibrene er justeret vinkelret på transduceren, hvilket optimerer kvantificeringen af ​​fiberjustering og senetykkelse. For at markere hudplaceringen af ​​præ-træthedsmålingen vil en stålreferencemarkør blive tapet til huden i den distale ende af transduceren. Det distinkte interferensmønster, der skabes af markøren øverst på billederne, bruges til at definere det område af interesse (ROI), hvorpå beregningerne udføres. For det tværgående billede af supraspinatus vil deltagerne blive placeret med deres ikke-dominante håndflade placeret på lænden, skulderen strakt og albuen bøjet bagud. Stålmarkøren er nu tapet til huden i den proksimale ende af transduceren, og den bredeste del af senen afbildes. De specifikke positioner optimerer billedkvaliteten og gentageligheden af ​​billedbehandlingsprotokollen. Endvidere vil tre på hinanden følgende målinger af den ikke-dominante hånds akromio-humerale afstand blive indsamlet under ubelastede og belastede forhold (under push-up i kørestol, én gang uden yderligere instruktioner og én gang med instruktion om at trække skuldrene tilbage) som det er blevet gjort gjort tidligere.

Den samme uddannede investigator vil udføre alle ultralydsmålinger.

Maksimal sprint- og styrketest: En 15m over jorden sprinttest vil blive udført for at definere anaerob arbejdskapacitet. Ydermere vil der blive udført et maksimalt isometrisk fremadskub mod modstand på kørestolen for at måle maksimal styrke. Disse tests er blevet brugt tidligere. Under begge test vil eksterne kræfter blive opsamlet ved 100 Hz med SmartWheel. 15m spurten har til formål at definere den anaerobe arbejdskapacitet. Deltagerne vil blive bedt om at køre så hurtigt som muligt fra en kegle til en anden stående 15 meter fra hinanden, hvilket vil resultere i et resultat af den maksimale ensidige effekt. For det isometriske maksimale skub vil kørestolen med SmartWheel være forbundet via et reb til en krafttransducer og en væg. Deltageren vil blive bedt om at skubbe så hårdt som muligt i 5 sekunder med hænderne oven på drivringen for at måle den maksimale påførte kraft.

Kørestolsfremdrift før træthed: Deltageren vil blive bedt om at drive sin kørestol på løbebåndet i to forsøg på 90 sekunder ved to kraftudgangsforhold (mellem og hård). Under forsøgene vil der blive indsamlet 3D-kinematik af overekstremiteten, 3D-kinetik påført kørestolens drivring og muskelaktivering af muskler, der er aktive under kørestolsfremdrift.

Træthedsprotokollen: Figur 8-protokollen (træthedsintervention) kræver, at deltagerne kører tre gange så mange omgange som muligt i fire minutter hver. Hver omgang på fire minutter er adskilt af 90 sekunders hvile. Hver omgang består af et højre- og venstresving og to komplette stop efter en halv omgang. Målinger under protokollen inkluderer skalaen Rate of Perceived Exertion (RPE), hjertefrekvens og fremdriftskinetik.

Kørestolsfremdrift og Kvantitativ ultralyd efter træthed: Der vil blive udført samme målinger som i pre-fatigue testene.

Statistiske overvejelser:

Formål 1: At undersøge effekten af ​​muskeltræthed induceret af kørestolsfremdrift på biomekaniske og neuromuskulære risikofaktorer for skulderskader, der fører til skuldersmerter, hos personer med SCI.

Hypotese 1: Muskeltræthed induceret af kørestolsfremdrift vil resultere i væsentlige ændringer i biomekaniske og neuromuskulære risikofaktorer relateret til skulderpatologi.

Afhængige variabler af interesse er slagfrekvens, glenohumeral kontaktkraft, netto ledmomenter, kinematiske og normaliserede muskelkræfter under kørestolsfremdrift, seneudseende af m. biceps brachii og m. supraspinatus og acromio-humeral afstand. En statistisk parametrisk kortlægning (SPM) envejs gentagne målinger ANOVA vil blive brugt til at vurdere meningsfulde variationer over tid for hver kontinuerlig variabel under kørestolsfremdrift (alfa=0,05).

Mål 2: At bestemme sammenhængen mellem ændringer i fremdriftsbiomekanik og ændringer i seneudseende relateret til tendinopati post-fatigue hos personer med SCI.

Hypotese 2: Der vil være en positiv sammenhæng mellem ændringer i fremdriftsbiomekanikken og ændringer i seneudseende af m.biceps og m.supraspinatus, når der kontrolleres for køn, skadesniveau og fuldstændighed, helbredstilstande, bevægeudslag og vægt.

Uafhængige variabler vil være ændringer i fremdriftsbiomekanikken, som ændrede sig væsentligt efter træthedsprotokollen, og afhængige variabler vil omfatte ændringer i seneudseende af m.biceps og m.supraspinatus. Kovariater vil være køn, skadens niveau og fuldstændighed, helbredstilstande (spasticitet og kontrakturer), bevægelsesområde og vægt. Multivariabel lineær regressionsanalyse vil blive brugt til at teste hypotesen

Mål 3: At undersøge sammenhængen mellem modtageligheden for træthed og personens karakteristika (aktivitetsniveauer og muskelstyrke) hos personer med SCI.

Hypotese 3: Der vil være en negativ sammenhæng mellem ændringer i fremdriftsbiomekanikken (herunder slagfrekvens, skulderbladskinematik og glenohumeral kontaktkraft) og både aktivitetsniveauer og muskelstyrke, når der kontrolleres for køn, niveau og fuldstændighed af skader, helbredstilstande (spasticitet og kontrakturer), bevægelsesområde og vægt.

Uafhængige variabler vil være fremdriftsbiomekanik, der ændrede sig væsentligt efter træthedsprotokollen, og afhængige variabler vil omfatte fysisk aktivitetsniveau og muskelstyrke. Kovariater vil være køn, skadens niveau og fuldstændighed, helbredstilstande (spasticitet og kontrakturer), bevægelsesområde og vægt. Multivariabel lineær regressionsanalyse vil blive brugt til at teste hypotesen.