Hastighed for drejningsmomentudvikling og frivillig Quadriceps-aktivering hos patienter med knæartrose: En kvantitativ analyse før og efter en enkelt session med manuel fysioterapi

Ved at deltage i denne undersøgelse vil det ikke ændre standarden for den pleje, der ydes i løbet af patientens genoptræning i fysioterapi. Under den indledende fysioterapievaluering vil et medlem af forskerteamet afgøre, om patienten gerne vil deltage i undersøgelsen, og hvis de vælger at gøre det, vil de derefter få samtykke. Baseret på den kliniske præsentation vil standardevalueringen bestemme de primære begrænsninger af knæleddet og omgivende bløddelsstrukturer og skitsere det bedste forløb for manuel fysioterapiintervention, der anses for passende.

Hvis patienten vælger at deltage, gennemfører de en prætest maksimal isometrisk kontraktion i knæforlængelsen i fysioterapiklinikken; dette er en træningsenhed, der almindeligvis bruges til at styrke quadriceps-musklerne hos patienter med forskellige typer af patologi i underekstremiteterne. Patienterne vil blive overvåget for eventuelle ændringer i smerte under denne screeningsprætest i overensstemmelse med fysioterapiens standarddriftsprocedurer; dem, hvis smerte stiger mere end 3/10 point på den numeriske smertevurderingsskala fra baseline, vil blive udelukket fra denne undersøgelse og vil blive talt som skærmfejl; alle andre vil blive inkluderet i undersøgelsen. Patienten vil derefter få udleveret en aftaleseddel for at møde forskerholdet på Army-Baylor Center for Rehabilitation Research Biomechanics Lab på Army Medical Department Center og School, hvor alle formelle tests for denne undersøgelse vil finde sted. Alle laboratoriedata vil blive indsamlet for de bilaterale underekstremiteter.

Når forsøgspersonen rapporterer til laboratoriet, vil følgende sekvens forekomme. De vil blive forsynet med en indtagelsesformular til at indsamle alle baseline-data, Western Ontario og McMaster Universities Osteoarthritis Index og numerisk smertevurderingsscore. Smerteresultater vil blive fremkaldt gennem testprocedurerne for at sikre patientsikkerhed og komfort i henhold til PT-servicens smertevurderingsstandard operationsprocedurer. Smertetrykstærskel vil blive opnået ved hjælp af et håndholdt algometer som et supplement til den numeriske smertevurderingsskala for bedre at kvantificere deres smerteniveauer. Smertetrykstærskelmålinger vil blive opsamlet bilateralt over Tibialis Anterior muskelmaven ca. 2,5 cm lateralt og 5 cm inferior i forhold til tibial tuberkel. En Timed up and Go test vil derefter blive administreret ved hjælp af et accelerometer båret af patienten rundt om taljen og bilateralt på fodens ryg for at kvantificere den hastighed, hvormed de fuldfører testen blandt de forskellige faser (sidde/stå, gå, drejning) ). Dette vil blive efterfulgt af den første isometriske testsession for at bestemme basislinjens frivillige quadriceps-aktivering og hastigheden for drejningsmomentudvikling.

Forsøgspersoner vil gennemgå en vurdering af neuromuskulær funktion ved hjælp af en kombination af frivillige og fremkaldte sammentrækninger. Alle testprocedurer vil blive udført på det upåvirkede lem først, efterfulgt af det berørte lem. Elektrisk fremkaldte kontraktile egenskaber vil blive testet først, efterfulgt af viljestyrke, frivillig aktivering og derefter drejningsmomentudviklingshastighed.

Forsøgspersonerne vil blive siddende på stolen til HUMAC NORM test- og rehabiliteringssystemet med hofter og knæ bøjet til henholdsvis 85 grader og 60 grader. En skinnebensfastgørelse fra dynamometeret vil blive fastgjort omkring forsøgspersonernes underben, således at den distale ende af puden er ca. 5 cm proksimal til den distale ende af skinnebenet anteriort.

To-tommer gange fire-tommer selvklæbende muskelstimuleringselektroder vil blive påført over muskelmaven på den distale vastus medialis og proximal vastus lateralis. Forsøgspersoner vil derefter gennemgå fremkaldte trækningssammentrækninger startende ved 50mA (400 V, 1000 µs pulsbredde) ved at bruge en konstant strøm muskel- og nervestimulator (Digitimer Ltd., Model DS7R, Hertfordshire, England), mens de sidder i hvile. Denne proces vil fortsætte, indtil det fremkaldte drejningsmoment når et plateau, på hvilket tidspunkt det vil blive afsluttet. Formålet med denne test er at bestemme den laveste strømintensitet, der er nødvendig for at fremkalde maksimalt quadriceps-moment for hvert individ. Mængden af ​​strøm, der er nødvendig for at opnå det maksimale fremkaldte twitch-moment, vil blive brugt til alle fremtidige fremkaldte sammentrækninger. Herefter vil muskelhastighedsegenskaberne blive vurderet ved hjælp af 3 maksimale trækninger, efterfulgt af 3 maksimale dubletter ved 100 Hz, alle 10 sekunder fra hinanden. Dette vil blive gjort for i alt 6 fremkaldte veer. Formålet med dette er at opnå information relateret til musklens perifere hastighedsegenskaber (f.eks. stigningshastigheder og afslapning for drejningsmoment).

Maksimal viljemæssig isometrisk kontraktionstest vil blive vurderet næste gang. Styrketest vil begynde med at få forsøgspersonerne til at udføre 3 submaksimale (50 %, 75 %, 90 % maksimal indsats) isometriske knæforlængelsekontraktioner for at blive fortrolige. Efter familiarisering vil forsøgspersoner udføre mindst 2 maksimale frivillige isometriske kontraktioner af quadriceps-musklerne for at bestemme den maksimale frivillige knæekstensorkraft, som hvert individ kan generere. For pålidelighed vil forskerne kræve to sammentrækninger, der producerer lignende værdier af drejningsmoment (defineret som ikke mere end 5% forskel mellem forsøg). Efter at det maksimale drejningsmoment er blevet pålideligt identificeret, vil quadriceps-aktivering blive testet med den interpolerede dublet-teknik (IDT).[30] Denne test indbefatter mindst to fem sekunders maksimale frivillige isometriske kontraktioner, hvorunder en dublet ved stimulusintensiteten bestemt i trin et introduceres, når drejningsmomentet produceret af individet når en tærskelværdi bestemt under maksimal frivillig isometrisk kontraktionstestning. En anden stimulus af samme intensitet afgives kort efter, at individet vender tilbage til hvile efter hvert forsøg for at vurdere musklen i dens forstærkede tilstand. Der vil blive givet to minutters hvile mellem hver af forsøgene. For at producere pålidelighed mellem forsøg, der ligner styrketestning, vil forskerne kræve to sammentrækninger, der producerer lignende værdier af frivillig aktivering (defineret som ikke mere end 5 % forskel i frivillig aktivering mellem forsøg).

Hastighed for drejningsmomentudvikling vil blive målt efter afslutning af maksimale frivillige isometriske kontraktionsforsøg. I alt fem gyldige gentagelser vil blive gennemført, der varer cirka et sekund for hver kontraktion. For at tælle som et gyldigt forsøg skal størrelsen af ​​det drejningsmoment, der opnås under disse korte sammentrækninger, overstige 75 % af maksimal frivillig isometrisk kontraktion. En hvileperiode på 30 sekunder mellem veerne vil blive givet for at tillade tilstrækkelig hvile. En entusiastisk og højlydt verbal replik vil blive givet for hver sammentrækning. Instruktioner om at "sparke så hurtigt og så hårdt som muligt" vil blive brugt, da verbale signaler er blevet rapporteret til at påvirke den type bevægelse, patienten udfører. Visuel feedback og høj verbal opmuntring vil blive brugt til at fremkalde den størst mulige muskelaktivering.

Behandlingen vil blive påbegyndt inden for ti minutter efter at have afsluttet det første isometriske forsøg i Army-Baylor Center for Rehabiliteringsforskning. Forskerne vil bruge en pragmatisk manuel fysioterapi tilgang, der er tilpasset hvert emne. Denne tilgang vil bruge målrettede manuelle terapiteknikker til knæleddet og det bløde væv med gratis terapeutiske øvelser for at øge den identificerede bevægelseshæmning. Al behandling vil blive udført af en bestyrelsescertificeret fysioterapeut med avanceret manuel fysioterapi fællesskabsuddannelse. Behandlingen vil være evidensbaseret og er standardbehandling for en manuel fysioterapiuddannet udbyder. Tidspunktet for behandlingssessionen er i overensstemmelse med, hvad der almindeligvis observeres i en fysioterapiklinik og vil vare cirka 30 minutter.

Kontrolgruppen vil modtage den samme mængde ansigt-til-ansigt tid med en fysioterapeut. Interventionen vil omfatte en 30-minutters undervisningstime om knæartrose, som vil dække forskellige emner for at inkludere en kort beskrivelse af patofysiologien, diagnosen, prognosen og de forskellige behandlingsmuligheder, der er tilgængelige udover rehabilitering. Forskerne vil give uddelinger om generel motion og fælles spareaktiviteter og afslutte briefen med en spørge- og svarsession.

Til indsamling af data efter behandling vil hvert forsøgsperson gennemgå test for maksimal frivillig isometrisk kontraktion, frivillig aktivering og hastighed for drejningsmomentudvikling på samme måde som beskrevet ovenfor. Til frivillig aktiveringstestning vil den samme stimulusintensitet, der er bestemt under indsamling af data før behandling, blive brugt. Derudover vil forsøgspersoner ikke kræve efterbehandlingsvurdering af de kontraktile egenskaber af deres quadriceps muskelgruppe. Årsagen til ikke at gentage denne vurdering er, fordi elektrisk fremkaldte kontraktile egenskaber kun kvantificerer perifere fysiologiske egenskaber af muskler, og denne undersøgelses hensigt er at måle ændringer, der tilskrives centralt drev (dvs. ændringer i den motoriske cortex og/eller rygmarven).

Umiddelbart efter den 30-minutters behandlingssession vil forsøgspersonerne gentage time-up og gå teste og vurdere deres smerte via den numeriske smertevurderingsskala. Umiddelbart efter dette vil forsøgspersonen gennemgå maksimal frivillig isometrisk kontraktionstestning, frivillig aktivering og test af drejningsmomentudvikling på samme måde som tidligere beskrevet. De samme stimulatorindstillinger, der blev brugt under præ-testen, vil blive brugt til post-testen. Ved afslutningen af ​​dataindsamlingen vil forskerne sikre, at patienten har en planlagt opfølgningsaftale på Brooke Army Medical Centers fysioterapiklinik for påbegyndelse af deres formelle genoptræning, og dermed sikre, at alle forsøgspersoner får standardpleje for deres knæ. smerte. Da alle data vil blive indsamlet på en enkelt dag i en session, kræves ingen e-mail eller telefonopkald ved afslutningen af ​​laboratorietestningen.