Sammenligning af biofeedback-værktøjer til at træne Transversus Abdominis-aktivering hos raske forsøgspersoner

1. Introduktion Lænderygsmerter defineres som smerter i lænden, der er slem nok til at begrænse dine sædvanlige aktiviteter eller ændre din daglige rutine i mere end 1 dag, som måske går ned af et eller begge ben og varer mindst en dag. Smerten skal være omfattet af ryggen, inden for grænserne af det nederste ribben og den nedre glutealfold. Lænderygsmerter (LBP) kan yderligere opdeles i "specifik LBP", per definition en LBP, der kan tilskrives en kendt årsag, eller i "ikke-specifik LBP" (NSLBP), defineret som en LBP, der ikke kan associeres med en kendt årsag. LBP er en af ​​de førende årsager til funktionelle begrænsninger og sygefravær, hvilket medfører store økonomiske omkostninger for både individer og samfund. Ifølge 2010 Global Burn Disease-undersøgelsen er LBP klassificeret som den 6. i den samlede byrde sammenlignet med 290 andre patologier. Global forekomst af LBP er mellem 11% og 84%, og vil nå sin topværdi ved 80 år. Derfor ville virkningen af ​​LBP være vigtigere i samfund, hvor den forventede levetid er højere, såsom Canada og USA. Desuden vil aldring blive ledsaget af en stigning i hyppigheden af ​​alvorlige rygsmerter, såvel som en stigning i forekomsten af ​​smerter og andre symptomer og tilstande forbundet med lænderygsmerter, hvilket medfører højere sociale og funktionelle begrænsninger. Det er også en af ​​hovedårsagerne til fysioterapi konsultation, som bruger terapeutiske øvelser, såsom core muskeltræning til at løse det. Alligevel er det uvist i dag, hvilken metode der skal være privilegeret til at lære at trække disse muskler sammen hos ældre.
2. Litteraturgennemgang En af de foretrukne tilgange i fysioterapi til at behandle LBP er træning af kernemusklerne, specifikt transversus abdominis (TrA). Hos et sundt forsøgsperson vil kropsmusklerne opretholde kropsstabiliteten ved at foretage en sekvens af postural justering forud for distale bevægelser for at forhindre tab af balance. Denne finjusteringsjustering, der sker før nogen form for kinæstetisk eller sensorisk feedback kan ske, det betragtes som planlagt af centralnervesystemet (CNS). Alligevel har det vist sig, at disse posturale justeringer mangler hos patienter med LBP og vil fortsætte selv efter opløsningen af ​​LBP-episoden, hvilket kan bidrage til gentagelsen af ​​LBP. Ydermere er aldring også ledsaget af en formindskelse af motorisk kontrol af stammen, hvilket udgør en del af LBP hos ældre. Heldigvis har disse posturale justeringer af TrA vist sig at kunne trænes igen.

At lære at trække TrA'en sammen bliver ofte noget af en udfordring, da dets sammentrækning ikke skaber nogen synlig bevægelse. Det kræver en forståelse og/eller en god fornemmelse af den ønskede sammentrækning fra patienten. Til at hjælpe i undervisningen af ​​TrA kan fysioterapeuter (PT) bruge et af de få feedbackværktøjer, der har vist sig at være effektive i den henseende. Biofeedback er en teknik, hvor den biologiske information, der ellers er ukendt for patienten, overføres i realtid til denne. Den information går over, hvad der normalt er tilgængeligt for disse patienter. I fysioterapi kommer biofeedback fra det biomekaniske mål for fysiologisk mål for den menneskelige krop. Tilføjelse af biofeedback til en sædvanlig fysioterapiintervention gør det muligt for patienten at kontrollere fysiske justeringer, som man mente var kontrolleret af CNS, såsom posturale justeringer. Det giver også mulighed for en bedre tuning i opgaverne og engagerer patienten i en mere proaktiv terapi. I litteraturen er to ikke-invasive biofeedback-værktøjer, der anvendes i klinikker, dokumenteret for deres effektivitet til at hjælpe i undervisningen af ​​TrA-kontraktionen og for deres validitet til at måle dens aktivering, den rehabiliterende ultralydsbilleddannelse (RUSI) og trykbiofeedback-enheden (PBU) ).

Fysioterapeuternes brug af RUSI vokser. RUSI er en ikke-invasiv teknik til at give øjeblikkelig visuel feedback på ændringer i tykkelsen af ​​mavevægsmusklerne, hvilket afspejler sammentrækningen af ​​disse muskler, mere specifikt TrA. Dette gøres ved på en skærm at sende et ultralydsbillede produceret af en sonde placeret på deltagerens mave. Sonden udsender ultralydsbølger, som passerer gennem vævene og derefter vender tilbage til sonden i form af ekkoer. RUSI vil detektere rekruttering af TrA ved en kontraktion så lav som 12% af den maksimale frivillige kontraktion (MVC), og rekruttering af den interne skråning (OI), når den kontrakteres til 22% en MVC. Denne visuelle feedback, kombineret med de sædvanlige forklaringer på TrA-rekruttering, reducerer antallet af forsøg, der kræves for en effektiv rekruttering af TrA hos patienter med og uden lændesmerter umiddelbart efter træning og i den kortsigtede opfølgning.

PBU'en er et simpelt og billigt apparat, der måler trykændringen i en tre-rums pose fyldt med luft placeret under patientens lændehvirvel, mens han ligger på ryggen (rygliggende stilling). Bevægelsen af ​​lændehvirvelsøjlen på posen med tre rum frembragt af en falsk sammentrækning af TrA ændrer intensiteten af ​​trykket, og denne ændring kan ses på en justerbar måler, og derfor undgås. Imidlertid har Lima et al. (2012) har vist en lav sammenhæng mellem trykket målt med PBU og overfladeelektromyografien (EMG) (r = 0,2, p <0,2), med en sensitivitet og en specificitet på 60 %. En systematisk gennemgang af samme forfatter konkluderer, at inter- og intra-evaluativ reliabilitet spænder fra middel til god (intra-klasse korrelation (ICC) på henholdsvis 0,42 til 0,82 og 0,5 til 0,81) og en konstruktionsvaliditet, der spænder fra medium til fremragende ( ICC fra 0,48 til 0,90). Ikke desto mindre er det et meget brugt apparat til at lære TRA i fysioterapi på grund af dets lave omkostninger og brugervenlighed.

Kun tre studier sammenlignede effekten af ​​RUSI og PBU på rekruttering af TrA hos både unge og asymptomatiske individer og lænderygsmerter. Bajaj et al. (2010) rapporterer, at patienter med lænderygsmerter trænet med RUSI hurtigere opnår evnen til at rekruttere TrA (betydelig reduktion i antallet af forsøg, der kræves for at aktivere TrA og antallet af dage, der er nødvendige for at konsolidere læring) end dem, der udføres med PBU. Lee et al. (2016) randomiserede en stikprøve af unge og asymptomatiske individer i tre grupper i henhold til den type feedback, der blev brugt under træningen: taktil, RUSI eller PBU. Den primære måling var tykkelsen af ​​TrA målt med en ultralyd. En stigning i TrA-tykkelse (som afspejler en bedre TrA-aktivering) blev observeret i alle tre grupper. Sammenlignet med den taktile feedback-gruppe havde RUSI-gruppen signifikant højere TrA-tykkelse. Endelig beskriver Wooldridge et al. (2014) sammenlignede den umiddelbare effekt af træning med forskellige typer feedback (PBU, RUSI og PBU + RUSI) i en population svarende til den hos Lee et al. (gennemsnitsalder = 22,2 år). Forfatterne rapporterer ingen signifikant forskel i aktiveringen af ​​TrA, målt med forskellige parametre ekstraheret fra ultralydsbilleder, før og efter træning og mellem grupper.

Sammenfattende, selvom to undersøgelser viser, at rekruttering af TRA ville være mere effektiv efter træning med RUSI, betyder heterogeniteten af ​​interventioner og resultatmål, at det nuværende evidensniveau ikke tillader en beslutning om dens overlegenhed hos unge mennesker. Desuden kan resultaterne af disse undersøgelser ikke generaliseres til en ældre befolkning. Aldring kan forstyrre de forventede posturale justeringer, og en effektiv træningsform for unge er muligvis ikke afgørende for ældre. Endelig har ingen undersøgelse verificeret, om træningen af ​​rekruttering af TrA, som generelt udføres i liggende stilling, tillader overførsel af de indlærte færdigheder til andre mere funktionelle stillinger, såsom stående stilling, for et af værktøjerne.

Formål Hovedmålet med denne undersøgelse er at sammenligne den umiddelbare (præ-post laboratorie) effekt af en TRA rekrutteringstræning med RUSI med den af ​​træning med PBU på tykkelsen af ​​TrA, et indirekte mål for rekruttering målt i liggende stilling (SP) i en sund ældre befolkning. Sekundære mål er (1) at afgøre, om et af feedbackværktøjerne er mere effektivt til at lette præferencerekruttering af TrA versus skrå muskler og (2) at bestemme, om et af feedbackværktøjerne er mere effektivt til at overføre TrA'ens rekrutteringskapacitet fra SP til stående stilling. Hovedantagelsen er, at i SP vil tykkelsen af ​​TrA være større efter undervisningen med RUSI sammenlignet med undervisning med PBU. De sekundære hypoteser er 1) RUSI vil tillade en foretrukken rekruttering af TrA; og 2) tykkelsen af ​​TrA i stående stilling vil være større efter undervisningen med RUSI.

Metoder Ideelt set vurderes effektiviteten af ​​en intervention ved et randomiseret kontrolleret forsøg (RCT). Imidlertid er forudsætningen for en RCT som følger: 1) plausibilitet af tidligere påvist effekt; 2) demonstration af, at forskningsprocedurerne er veletablerede i virkelige situationer og 3) mulighed for at rekruttere et stort antal deltagere. Plausibiliteten af ​​effekter er stadig verificeret i en ny population med valide og pålidelige instrumenter. Efterforskerne foreslår en eksperimentel "før-efter" laboratorieundersøgelse for at dokumentere de umiddelbare virkninger. Den uafhængige variabel vil være den anvendte type feedback (RUSI vs PBU) under en TrA rekrutteringstræningssession, og den afhængige variabel vil være TrA-tykkelse, et indirekte mål for TrA-rekruttering.

Deltagere:

Efterforskerne vil rekruttere 40 personer i alderen mellem 60 og 80 i henhold til en ikke-sandsynlighedsprøvemetode fra Nabù rekrutteringsbanken for Center for Aldringsforskning (CdRV) og en ikke-sandsynlighedsprøvemetode efter bekvemmelighed. Disse deltagere vil blive randomiseret til to interventionsgrupper: RUSI eller PBU. Randomiseringen vil blive stratificeret efter køn (i lige store forhold) ved hjælp af forseglede kuverter og en tabel med tilfældige tal. Deltagerne skal være mellem 60 og 80 år og være ved godt helbred (ingen kroniske tilstande, der begrænser aktiviteter eller kræver punktlig pleje) uden rygsmerter i mere end 12 måneder og være fri for smerter i mindre end 1 uge. De bør ikke være i stand til at indgå kontrakt med TrA specifikt (dvs. uden sammentrækning af de skrå indre (OI) eller skrå ydre (OE) muskler som svar på en simpel instruktion). De, der er i stand til at kontrahere deres TrA specifikt, vil blive udelukket, og statistik vil blive opbevaret for at beskrive denne prøve. Deltagerne skal bo i samfundet eller i semi-autonom bopæl, og vil blive udelukket deltagere med en historie med rygmarvs-, abdominal- eller underekstremitetskirurgi, neurologiske eller respiratoriske problemer, strukturel skoliose, body mass index større end 30, pacemaker, sænke Mini Mental State Examination (MMSE) til 24 eller tidligere TrA træningserfaring. Ansættelsesprocedurerne fortsætter, indtil den fulde stikprøvestørrelse er nået med tilladte deltagere.

Prøvestørrelse:

Prøvestørrelsen (n=40) blev beregnet til at respektere en effektstørrelse på 0,7 med en alfa-fejl på 5 %.

Procedure for dataindsamling:

De interesserede i at deltage vil kontakte projektkoordinatoren for at bekræfte deres berettigelse og planlægge et møde. Ved ankomsten til forskningscentret for Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CRCHUS), vil et medlem af forskerholdet byde dem velkommen og bekræfte deres evne til at rekruttere TrA for at bekræfte deres berettigelse til at deltage. De vil blive bedt om at kontrahere TrA efter en standardiseret verbal instruktion og tilstedeværelse eller fravær af sammentrækning (dvs. bevægelse af muskelfibre) vil blive kontrolleret med ultralyd. Personer, der vil blive udelukket på grund af deres evne til at pådrage sig TRA, vil fra en fysioterapeut modtage de råd, der gives i den nuværende praksis for at forbedre deres præstationer i forbindelse med pådragelse af TRA. Samtykkeformularen vil blive præsenteret og forklaret for dem, der opfylder dette sidste inklusionskriterium. Når deres frie og informerede samtykke er opnået, vil deltagerne blive randomiseret til de to interventionsgrupper. De vil oplyse deres alder, og de vil blive målt og vejet. Disse data vil blive brugt til at beskrive prøven. De vil også blive bedt om at udfylde et spørgeskema for at diagnosticere tilstedeværelsen af ​​urininkontinens (QUID), som vil blive brugt som en kovarians i analyserne.

Interventioner (uafhængige variabler):

RUSI-gruppe: Deltagerne vil blive undervist om anatomien af ​​mavevægsmuskler og den generelle funktion af RUSI. Derefter vil de blive inviteret til at tage SP-positionen med bøjede knæ. Feedbacken vil bestå af et ultralydsbillede transmitteret til lysstyrke (B)-tilstand. For at få et billede af TrA placeres sonden halvvejs mellem 12. ribben og hoftekammen. Sonden vil blive flyttet sideværts for at have kanten af ​​thoraco-lumbal fascia i højre kant af skærmen, så de 3 muskler i bugvæggen ses tydeligt, det vil sige den skrå ydre (OE), den skrå (OI) og TrA ifølge metoden beskrevet af Teyhen et al. (2005). Deltagerne får den nødvendige uddannelse til at forstå billedet og den ønskede rekruttering efter en standardiseret protokol. De vil derefter blive bedt om at udføre 15 kontraktioner holdt 10 sekunder af TrA med en synlig fortykkelse af TrA på RUSI monitoren, der overstiger målingen i hvile (synlig på monitoren). Et minuts hvile vil blive tilladt mellem hver sammentrækning for at undgå træthed. Deltagerne skal se RUSI-monitoren under de 15 tests. Disse parametre blev bestemt ud fra tidligere undersøgelser.

PBU-gruppe: Deltagerne får samme instruktion om anatomi af mavevægsmuskler og generel information om PBU-apparatet. De vil blive inviteret til at indtage samme stilling som for RUSI-gruppen (SP, knæ bøjede). Feedbacken vil være at visualisere intensiteten af ​​trykket på urskiven på en STABILISATOR PBU. PBU'en placeres under deltagernes lændehvirvelsøjle og pustes op til 40 mmHg, som anbefalet af producenten. Deltagerne vil modtage den nødvendige uddannelse til at forstå værktøjet og den ønskede rekruttering i henhold til en standardiseret protokol. De vil derefter blive bedt om at udføre 15 kontraktioner af TrA med en varighed på 10 sekunder, mens det konstante tryk opretholdes på 40 mmHg ± 2 mmHg. Der vil blive afsat et minuts hvile mellem hver sammentrækning. Deltagerne skal se PBU-skiven under de 15 tests.

For begge grupper vil interventioner blive givet af den samme fysioterapeut (PT-behandler), der har erfaring med brug af begge redskaber, og varigheden af ​​lektionerne (anatomi og generel information) vil være den samme.

Afhængig variabel og måleværktøj:

Den afhængige variabel er ændringen i tykkelsen af ​​TrA-musklen mellem hviletilstanden og rekrutteringstilstanden målt fra et ultralydsbillede (LOGIQ E, GE Healthcare, 13 Mega Hertz (MHz) lineær probe, ved B-mode). Før og efter interventionen vil der blive taget tre billeder i SP, knæbøjet (hovedobjektiv) position i hvile og under en TrA rekrutteringsmanøvre udført i henhold til følgende instruktion: "inhaler derefter udånd, og bring derefter navlen tilbage til din rygsøjle". Tre andre billeder vil blive optaget i stående stilling (sekundært mål 1), både i hvile og ved rekruttering af TrA i henhold til samme instruktion. Under disse målinger vil ultralydsapparatet blive indrettet, så deltagerne ikke kan se skærmen. Billedet vil blive taget med sonden i tværgående plan og placeret midt mellem 12. ribben og hoftekammen. Det vil blive flyttet sideværts for at have kanten af ​​thoraco-lumbal fascia i højre kant af skærmen, hvilket giver et klart billede af de 3 muskler i bugvæggen (dvs. OE, OI og TrA). Vinklen på huden vil blive justeret for at få den bedste billedkvalitet ved at holde den samme position vinkelret på huden. Brugen af ​​anatomiske markører frem for overfladiske markører på huden vil forbedre pålideligheden og gengive den kliniske virkelighed. Hvile- og aktiveringsforanstaltninger vil blive taget i slutningen af ​​udløbet for at standardisere effekten af ​​vejrtrækningen. Denne metode har vist sig at være valid og pålidelig til indirekte måling af aktiveringen af ​​abdominale vægmuskler hos asymptomatiske individer. Denne foranstaltning er også blevet valideret i en ældre befolkning. Ud over ændringen i tykkelsen af ​​TrA (hovedvariabel) vil andre parametre blive brugt til sekundære analyseformål, såsom aktiveringsforholdet (AR) og det foretrukne aktiveringsforhold (PAR). Billedoptagelse og interventionen vil blive udført af en fysioterapeut (PT-måling) med denne ekspertise. Hun vil blive blindet deltagerens gruppe.

Analyse:

Deskriptiv analyse vil blive brugt til at beskrive prøven. Efterforskerne vil sammenligne ændringen i tykkelsen af ​​TrA før og efter indgrebet ved hjælp af Wilcoxons signerede rækketest for afhængige grupper. Derefter vil gennemsnittet for hver gruppe blive sammenlignet (RUSI vs PBU, unge og ældre) ved hjælp af test af summen af ​​Wilcoxon-rækkerne for uafhængige grupper. Analyser af kovarianser (ANCOVA) vil blive brugt til at studere effekten af ​​tilstedeværelsen af ​​urininkontinens (kategoriske variabler) på ændringer i TrA tykkelse. I tilfælde af manglende eller ugyldige data vil der blive lavet en sensibilitetsanalyse post hoc. Analysen vil blive foretaget ved hjælp af Statistisk pakke for samfundsvidenskab (SPSS v.25).

5. Potentiel bias Deltagere og den behandlende fysioterapeut vil ikke blive blindet for interventionen, men den fysioterapeut, der er ansvarlig for analysen og billedoptagelsen, vil være uvidende om grupperne af randomisering. Det faktum, at det vigtigste variable måleværktøj (TrA-tykkelse) også bruges som et feedbackværktøj for en af ​​grupperne, kunne inducere en interventionsbias. Bemærk dog, at til måling af hovedvariablen vil ingen deltager se monitoren; de vil derfor ikke have nogen visuel feedback. Imidlertid vil kontakt af sonden på maven under ultralydsmåling give en taktil stimulation svarende til den, som RUSI-gruppen blev eksponeret under operationen. Det er muligt, at disse favoriserer realiseringen af ​​opgaven af ​​deltagerne i denne gruppe under måling af hovedvariablen. Efterforskerne mener dog, at denne effekt vil have en triviel indvirkning. Begrænsningerne af de andre måleværktøjer ville yderligere kompromittere validiteten eller gennemførligheden af ​​vores undersøgelse (f.eks. støj i overflade-EMG eller implanteret EMG, som er en invasiv procedure).

6. Kliniske fordele Alder og NSLBP har vist sig at påvirke motorisk kontrol af trunkstabiliserende muskler. Viden er begrænset og uden samtykke for den unge befolkning og fraværende for ældre. Det er derfor den første undersøgelse, der fokuserer specifikt på træningen af ​​TrA i en population af ældre mennesker. Dette forskningsprojekt vil give os mulighed for at realisere de første skridt (plausibilitet af effekten af ​​RUSI og PBU hos raske ældre mennesker, tuning af procedurerne, test af rekrutterings- og dataindsamlingsprocedurerne) for at retfærdiggøre en større RCT, der sammenligner de to feedbackværktøjer med fremme rekruttering af TrA, reducere smerte og forbedre funktion i en befolkning, der lider af NSLBP. På grund af den høje forekomst af NSLBP i den generelle befolkning og især hos ældre, er det vigtigt at identificere det mest effektive værktøj til at optimere rehabilitering (bedre effektivitet og mindre tid).