Auswirkungen einseitiger Unterarmvibration auf den Muskel- und Knochenverlust des kontralateralen Unterarms (Vib-Frx)

Die Struktur eines Knochens und der ihn umgebenden Muskulatur verändert sich zeitlich synchron. Skelettmuskeln haben positive Auswirkungen auf die Knochenstruktur und -funktion. Es ist allgemein bekannt, dass körperliches Training der Muskulatur die Widerstandsfähigkeit des Knochens gegenüber mechanischer Belastung verbessert und dass körperliche Aktivität auch für die Behandlung und Vorbeugung von Osteoporose wichtig ist. Widerstands- und Stoßtraining kann die Knochenbildung induzieren und/oder Knochenresorption verhindern. Eine Immobilisierung führt bei Patienten mit einem Knochenbruch häufig zu Inaktivitäts-Osteoporose.

Vibration hat eine starke osteogene Wirkung. Die zyklische mechanische Belastung des Knochens stimuliert Osteozyten. Die vibrationsinduzierte Knochenbildung wird neuronal reguliert. Vibration kann auch die Muskelkraft und -leistung effektiv steigern. Frühere Studien haben gezeigt, dass Vibration die elektromyographische (EMG) Muskelaktivität erhöht. Basierend auf dem Knochenmyoregulationsreflex reagiert Knochen empfindlich auf mechanische Reize und kann mechanische Eingangssignale an das Zentralnervensystem senden und so die Muskelaktivität neuronal regulieren.

Frühere Studien haben die Auswirkungen des einseitigen Trainings der Extremitätenmuskulatur auf den untrainierten kontralateralen homologen Muskel dokumentiert.

Das Ziel der vorliegenden Studie ist es, die Auswirkungen der Vibration des Unterarmknochens in der freien Extremität auf die Muskelkraft und die Knochenmineraldichte des Unterarms bei Patienten mit Unterarm-/Ellbogenfraktur zu untersuchen.

Die Studie wird insgesamt 80 Patienten mit Unterarm-/Ellenbogenfrakturen umfassen. Die Teilnehmer, die die Einschlusskriterien erfüllen, werden in eine von zwei Gruppen randomisiert: eine Trainingsgruppe (40 Fälle) und eine Kontrollgruppe (40 Fälle). Patienten in der Kontrollgruppe erhalten eine Standardversorgung für Frakturen, einschließlich Fixierung und Ruhe.

Unterarmvibration: Die Trainingsgruppe trainiert fünfmal pro Woche über einen Zeitraum von sechs Wochen mit einem Unterarmvibrationsgerät. Das Unterarm-Vibrationsgerät besteht aus einer Joystick-Einheit, einem Gewicht-Flaschenzug-System und einem Bedienfeld. Das Thema wird auf einem Stuhl sitzen. Der rechte Unterarm wird mit der Schulter in 10 Grad Abduktion, dem Ellbogen in 90 Grad Flexion und dem Unterarm und dem Handgelenk in neutraler Position auf das Vibrationsgerät gelegt. Die Drehachse der Joystick-Einheit wird mit der des Handgelenks des Freiarms ausgerichtet. Die Steuerknüppeleinheit kann gleichzeitig sowohl eine Winkel- als auch eine Gleitbewegung ausführen. Die Winkelbewegung erzielte den Vibrationseffekt und die Gleitbewegung erzielte den Kompressionseffekt. Die Winkelbewegung der Joystick-Einheit wird von einem Elektromotor bereitgestellt. Der Bereich der Winkelbewegung beträgt 6 Grad. Das Gewicht ist mit einem Seil- und Flaschenzugsystem am Joystick befestigt, um den Unterarm mechanisch zu belasten (Kompressionseffekt). Dieses Gewicht wird als Schwingungsbelastung definiert. Während der Vibration wird die maximal tolerierte Vibrationslast aufgebracht. Die Vibrationsamplitude (Bewegungsbereich des Handgelenks) beträgt 6 Grad und die Vibrationsfrequenz 40 Hz. Die Übungsdauer und -intensität ist zu Beginn gering, wird aber über den 6-wöchigen Trainingszeitraum systematisch gesteigert. Die Probanden werden gebeten, negative Nebenwirkungen oder Nebenwirkungen in ihrem Trainingstagebuch anzugeben.

Knochendichtemessung: Vor Trails und nach sechs Wochen wird die bilaterale Knochendichte des distalen Radius durch DXA gemessen. Die bilaterale Knochendichte wird mit einem Knochendensitometer (Norland) bewertet.

Griffstärkemessung: Vor Beginn der Studie wird die Griffstärke der Handgelenksmuskulatur in der freien Extremität gemessen. Nach sechs Wochen wird die beidseitige Griffstärke mit einem Handdynamometer (Jamar Digital Plus Handdynamometer) gemessen.

Oberflächen-EMG: Oberflächen-EMG der Muskeln des rechten und linken Handgelenks wird unter Verwendung von selbstklebenden bipolaren Ag/AgCl-Einwegelektroden (Kendall Arbo) aufgezeichnet, die auf dem Bauch platziert werden. Die kleinen Scheibenelektroden (10 mm Durchmesser, Elektrodenabstand 20 mm) sind in Richtung der Muskelfasern angeordnet. Alle Kabel werden sorgfältig auf die Haut geklebt.

Die Haut über dem Muskel wird rasiert, es wird ein leichter Abrieb angewendet, die Haut wird mit 70%igem Alkohol gereinigt und es wird eine Leitpaste verwendet, um den Elektrodenwiderstand zu verringern, bevor die Elektroden platziert werden.

Die Potentiale der motorischen Einheit werden verstärkt und auf einem Computer für Offline-Analysen mit einer Abtastfrequenz von 2k unter Verwendung eines Datenerfassungs- und Analysesystems (Powerlab-Datenerfassungssystem, ADInstruments, Australien) aufgezeichnet.

Zwanzig Sekunden myoelektrischer Aktivität werden von den Handgelenksmuskeln im Ruhezustand aufgezeichnet. Die mittlere myoelektrische Aktivität wird mithilfe der EMG-Gerätesoftware als quadratischer Mittelwert (RMS) berechnet und als „myoelektrische Aktivität in Ruhe“ definiert. Die myoelektrische Ruheaktivität wird in Mikrovolt ausgedrückt.

Es werden Leistungsspektralanalysen durchgeführt. Sie werden unter Verwendung von Hamming-Fenstern mit 2048-Punkt-Epochen durchgeführt, was zu einer Frequenzauflösung von 0,98 Hz führt.

Dies ist eine prospektive, randomisierte, kontrollierte, einfach verblindete Studie