Virkningerne af helkropsvibrationer på øget Quadriceps-styrke hos patienter med ACL-rupturer

Effekten af ​​helkropsvibrationsterapi på at øge quadriceps-styrken forud for rekonstruktion af forreste korsbånd

1. Introduktion:

   Anterior cruciate ligament (ACL) skade er en almindelig knæskade i ortopædisk og sportsmedicin. Det anslås, at der er 200.000 ACL-skader årligt i USA. Ifølge ACL-skaderegisteret i Skandinavien var forekomsten af ​​ACL-skader omkring 32-38/10000 personer om året. ACL-rekonstruktion (ACLR) er blevet anbefalet som den optimale behandling til at genoprette passiv slaphed i knæet hos patienter med ACL-skade, som har lyst til at vende tilbage til sport. En nylig meta-analyse viste dog, at kun 42% af eliteatleter er i stand til at vende tilbage til ikke-elite konkurrencesport efter en vellykket genopbygning og rehabilitering. Omkring 50 % af dem kan ikke vende tilbage til sport 1 år, og en tredjedel kan ikke vende tilbage 2 år efter operationen.

   Indtil nu er årsagen til, at nogle patienter kan få en god funktionel restitution efter operationen, mens de andre ikke kan, stadig ukendt. Da det ultimative mål med ACL-rekonstruktion er at hjælpe patienter med at vende tilbage til aktivitet før skaden uden høj risiko for genskade, er det yderst vigtigt at identificere dem, der har høj risiko for dårlig restitution efter operation. Nogle tidligere undersøgelser konkluderede, at præoperativ quadriceps-styrke er en vigtig forudsigelse for funktionel restitution postoperativt. Derfor er det meget vigtigt at øge præoperativ quadriceps styrke. Flere undersøgelser implementeret præoperativ rehabilitering viste, at en del af patienterne stadig ikke kunne opnå symmetrisk quadriceps-styrke, hvilket primært på grund af skadesinduceret artrogen hæmning og øgede atrofi-relaterede biomarkører gør, at disse patienter har lav respons på traditionel styrketræning.

   Det er blevet påvist, at helkropsvibrationer er en effektiv måde til at reducere AMI på grund af øget kortikomotorisk excitabilitet. Helkropsvibrationer bliver mere og mere populært som et ekstra program for fysioterapi til forskellige lidelser. For patienter med ACL-skade indikerer tidligere undersøgelser, at helkropsvibrationer er effektive til at forbedre quadriceps-funktionen, neuromuskulær kontrol og balance. Der er flere mekanismer, der kan forklare fordelene ved helkropsvibrationsterapi til ACLD-patienter. For det første kan vibrationsstimuli øge excitabiliteten af ​​type Ia afferent neuron via muskelspindler, hvilket resulterer i tonisk vibrationsrefleks og udvidelse af type I og type II muskelfibre. For det andet kan helkropsvibrationer sænke rekrutteringstærsklerne for hurtige motorenheder med det samme, hvilket fører til højere aktivering af muskler. For det tredje kan vibrationsstimuli aktivere proprioceptive receptorer i underekstremiteterne. På molekylært niveau kan lav-amplitude højfrekvent vibration nedregulere Atrogin-1 mRNA og myostatin ekspression. Derudover blev det også fundet effektivt til at øge cirkulerende irisin, som er et nyligt identificeret myokinniveau akut efter vibrationsøvelser. Adskillige undersøgelser rapporterede også, at helkropsvibrationstræning kan reducere blodkoncentrationen af ​​TNF-α-receptorer, TNF-α, IL-6 hos ældre og raske mennesker efter træning. Baseret på ovenstående er helkropsvibration måske en mere effektiv og effektiv måde at forbedre quadriceps-styrken før operationen.

   Dette studie skal således primært besvare forskningsspørgsmålet: Har patienter med større quadriceps styrkeforbedring forud for operationen også bedre funktionel restitution efter ACLR? Det andet formål er at besvare forskningsspørgsmålet: Er quadriceps-hæmning og ændret træningsinduceret myokinesekretion årsagerne til patientens forskellige reaktioner på den samme intensitetsøvelse? Det tredje mål er at svare på, om helkropsvibrationer er en mere effektiv og effektiv måde at forbedre quadriceps-styrken før operationen?

2. Metode:

   Et randomiseret kontrolforsøg 2.1 Deltagere: Inklusionskriterier: Voksen; primær unilateral ACL-ruptur; ingen andre skader på nedre ekstremiteter; BMI <30; ingen akutte symptomer på skade; venter på ACLR-eksklusionskriterier: BMI≥ 30; graviditet; enhver hjerte- eller luftvejssygdom; nægte at acceptere ACLR 2.2-interventioner: Patienter vil blive randomiseret fordelt i 2 grupper: konventionel gruppe og; vibration gruppe; konventionel+ styrketræningsgruppe; konventionel +vibrationsgruppe.

   Konventionel gruppe: styrketræning Vibrationsgruppe: Helkropsvibrationsterapi Konventionel+ vibrationsgruppe: styrketræning+ helkropsvibrationsterapi Styrketræningsprotokol: Benpres 75% RM 10 gentagelser*3 Benforlængelse 75% RM 10gentagelser*3 Leg curl 75%RM 10 gentagelser *3 Hofteabduktion 75% RM 10 gentagelser*3 Hofteadduktion 75% RM 10 gentagelser*3 Lige benløft 75 RM 10 gentagelser*3 Squat 1 min*6 gentagelser ,1 min hvile mellem hver Helkropsvibration (Fitvibe Excel Pro) protokol : Vertikal retning vibration Position: standard squat med knæ 60 fleksion, barfodet og hænder på håndleddet Frekvens: 20-60 Hz (justeret med et trin på 5Hz) Amplitude: 2-4mm Intensitet: 15-30 min (justeret efter patienternes selvrapporteret følelse og fremskridt)

   Alle indgrebene vil tage femfire uger, og patienterne skal gennemføre mindst 10 træningssessioner.

   For at få alle patienter til at følge en samme postoperative genoptræning. En smartphone-APP, der illustrerer vores postoperative rehabiliteringsprotokol, vil blive installeret på patienternes smartphones.

   2.3Resultater: 2.3.1 Tidspunkter for resultatmålinger: baseline, efter en enkelt session med WBV, før-operation, 3 måneder efter operation, 9 måneder efter operation.

   2.3.2 Quadriceps styrke og quadriceps frivillig aktivering: Forsøgspersonernes quadriceps peak drejningsmoment (begge ben) måling vil blive gennemført på et isokinetisk styrke dynamometer (Biodex System 3, Biodex Medical Systems, Shirley, NY, USA). Under testen placeres forsøgspersonerne med deres hofte bøjet 90° og knæ bøjet 30°, og forsøgspersonerne bliver bedt om at gøre deres bedste for at sikre MVIC. I mellemtiden vil testeren give et opmuntrende ord 'sværere og hårdere' under sammentrækningsprocessen. MVIC-testen gentages 3 gange pr. forsøgsperson. Og tilstrækkelig hvile er tilladt i intervallet af hver gentagelse. For at standardisere dataene vil individuelt MVIC-spidsmoment blive divideret med kropsmassen for hvert individ til den yderligere statistiske analyse.

   For at kvantificere quadriceps aktiveringsforhold vil den overlejrede burst-teknik blive brugt.

   Det maksimale drejningsmoment, der er registreret fra MVIC-testen, vil blive indlæst i en software for at levere en supramaksimal elektrisk stimulus (fra DS7R:10-impulser, 100 Hz-tog) til quadriceps-musklen, når det maksimale knæudvidelsesmoment er nået. Den elektriske stimulus vil blive leveret gennem to selvklæbende stimulerende elektroder (8 × 13 cm) påført over vastus lateralis-musklen proksimalt og vastus medialis distalt. Quadriceps aktiveringsforhold vil blive beregnet ved hjælp af den centrale aktiveringsforholdsformel (CAR), som er (MVIC) / (peak drejningsmoment genereret af stimulus) *100. En CAR på 100 blev brugt til at repræsentere fuldstændig quadriceps-aktivering. CAR-værdier, der var ≥ 95, blev anset for at være 'normale' og/eller repræsentative for en sund CAR-værdi. Den maksimale CAR-værdi, der opsamles, vil blive brugt til statistisk analyse.

   CAR= MVIC/(MVIC+ST) *100 %

   2.3.3 Quadriceps tykkelse: Tidligere undersøgelser har bekræftet, at quadriceps størrelse kunne forudsiges nøjagtigt ud fra en enkelt MR-scanning på det midterste niveau af låret. I denne undersøgelse, i betragtning af omkostningsineffektiviteten af ​​MR-undersøgelse, vil shear-wave elastografi ultralyd (version 6.0; Supersonic Imagine, Aix-en-Provence, Frankrig) blive brugt til at estimere quadriceps CSA, da flere undersøgelser viser, at ultralyd er et pålideligt værktøj til kvantificering af muskel-CSA. Endvidere har Abe T et al. fandt, at der er en høj korrelation (r=0,91) mellem muskeltykkelse og CSA af quadriceps. Og Franchi et al. støtte brugen af ​​ultralydsmålt quadriceps-tykkelse på mellemniveau til overvågning af langsigtet hypertrofisk respons fremkaldt af resistent styrketræning som et alternativ til den meget dyrere MR-undersøgelse.

   2.3.4 Funktionel ydeevne (sSingle leg hop; postural kontrol): Single leg hop (SLH) testen vil blive udført som tidligere rapporterede undersøgelser. Før testning skal patienterne gennemføre en 5 minutters opvarmning på en stationær motionscykel. Der vil blive givet en generel vejledning om springopgaven "Stå på ét ben, hop så langt som muligt og land på samme ben". Der udføres tre forsøg med hvert ben efterfulgt af fortrolighed. SLH vil blive anset for at være korrekt, hvis patienten er i stand til at opnå maksimal hop distance og samtidig opretholde balancen i mindst 2 s efter landing. Patienterne vil blive bedt om at starte med deres ikke-skadede ben.

   Biodex Stability System (med softwareversion 3.1, Biodex Medical Systems) vil blive brugt til at evaluere postural kontrol. Deltagerne vil blive placeret med begge fødder på platformen og i en behagelig stilling med knæbøjning omkring 15°. Fodstillingerne registreret i den første session vil blive brugt ved alle efterfølgende vurderinger. Hver patient skal opretholde den statiske position med platformens stabilitet gradvist reduceret fra niveau 8 til niveau 4 inden for 25 sekunder. Der vil være i alt 3 forsøg med 10 sekunders hviletid imellem. Den gennemsnitlige ±standardafvigelse for OSI, API og MLI vil blive registreret.

   2.3.5 Patienter rapporterede resultater: Det subjektive funktionelle resultat vil blive evalueret ved Lysholm knæ-scoresystem, IKDC's subjektive scoringssystem og Tegners aktivitetsscore. Psykologisk parathed til at vende tilbage til spillet vil blive evalueret af ACL-RSI. IKDC består af 10 spørgsmål om symptomer og aktivitet fra 0 til 100, hvor 100 betyder perfekt knæfunktion. Tegners score er et aktivitetsniveau skaleret fra 1 (lav aktivitet) til 10 (meget høj aktivitet). ACL-RSI-skalaen med 12 punkter måler tre specifikke psykologiske konstruktioner - følelser, tillid til ydeevne og risikovurdering - på en skala fra 0 til 100. Denne skala er en forudsigelig parameter for en vellykket RTS efter ACLR.

   2.3.6 Biomarkører i blodserum: Der tages blod ved baseline, 30 minutter efter 1 dags træning og efter afslutning af 4 ugers træning.

   Teknikken til serumprøvetagning blev rapporteret af Perez-Lopez et al. Blodprøver centrifugeres i 15 minutter ved 1000 g og opbevares ved -80°C. To high-sensitive enzym-linked immunosorbent assay (ELISA) kits vil blive brugt til at bestemme serumkoncentrationen af ​​IL-15, IL-15Ra, myostatin, IL-6, IL-10, IGF-1, irisin i duplikater.

   2.3.7 Hævelse og smertevurdering: (måles 1 uge og 3 måneder postoperativt) Knæledshævelse vil blive vurderet ved måling af mid-patellar omkreds med et standardmålebånd (båndbredde = 8 mm). Forskellen mellem skadet side og kontralateral side vil blive registreret til yderligere analyse. Den samme erfarne forsker vil udføre målingen.

   Smerter vil blive estimeret af den veletablerede numeriske smertevurderingsskalaDen veletablerede numeriske smertevurderingsskala vil estimere smerte. Patienterne afslutter denne skala baseret på deres subjektive følelse i henhold til introduktionen på skalaen.

   2.3.8 Knæets passive slaphed Den passive knæslapphed vil blive målt med KT-1000 knæarthrometer. KT-1000 er et objektivt instrument til ACL-skade og rekonstruktion, som måler anterior tibial bevægelse i forhold til lårbenet. Testen går ud på at spænde KT-1000 til benet, trække skinnebenet anteriort og kvantificere mængden af ​​bevægelse i millimeter (mm).

   2.3.9 Motivation og Social Kognitiv Variabel og Rehabiliteringsadhærens Til måling af behandlingsmotivation vil skaderehabiliteringsversionen af ​​Treatment Self-Regulation Questionnaire blive brugt. Spørgeskemaet er blevet brugt blandt ACL-patienter i Hong Kong og har modtaget understøttende dokumentation for dets validitet og pålidelighed. Til måling af variablerne fra teorien om planlagt adfærd vil den kinesiske skadesrehabiliteringsversion af Theory of Planned Behavior Scale, der er udviklet og valideret fra tidligere undersøgelser om skadesrehabilitering, blive brugt.

   Rehabiliteringstilslutningen vil blive estimeret af Self-Reported Injury Rehabilitation Adherence Scale. Skalaen er et af de mest udbredte selvrapporterede instrumenter, der er blevet valideret på kinesisk sprog, og den er også blevet brugt blandt ACL-patienter til at måle deres rehabiliteringsoverholdelse med stærke beviser for at understøtte dens psykometriske egenskaber.

3. Statistikker:

Quadriceps styrke blev brugt som det primære resultat. Med en estimeret effektstørrelse på 0,3 for stigningen i quadriceps-styrke efter WBV baseret på en lignende undersøgelse og forudsat en 20% nedslidningsrate, blev det påvist, at hver gruppe skulle rekruttere 50 forsøgspersoner og 125160 i alt. Baseline-karakteristika vil blive testet ved hjælp af uafhængige t-tests for parametriske parametre og x2-testen for ikke-parametriske parametre. Variansanalyse af gentaget måling (ANOVA) med tiden som gentagne foranstaltningers faktor for udfaldsmålet vil blive brugt til at analysere forskellen mellem de 24 grupper. Test af effekt inden for patienten blev brugt til at finde forskelle mellem forskellige tidsintervaller i hver gruppe. Kontrast med F-statistikker vil blive brugt til at detektere forskellen på forskellige tidspunkter i post hoc-analysen. Mann-Whitney U-testen vil blive brugt til at sammenligne for enhver forskel mellem de 24 grupper i udfaldsvariablerne. For alle statistiske test vil alfa-niveauet blive sat til 0,05 og udføres ved hjælp af Statistical Package for Social Sciences (IBM SPSS Ver. 24).