Wirkung von elektromyografischem Biofeedback auf die neuromuskuläre Funktion des Quadrizeps bei Patienten mit Quadrizepshemmung

Screening Die Probanden werden gebeten, einen kurzen Fragebogen zu ihrer unteren Extremität auszufüllen, der verwendet wird, um festzustellen, ob sie eines der Ausschlusskriterien aufweisen (verwaltet vom Studienkoordinator). Dazu gehören die Anamnese, die Kopfschmerz-/Migräne-Vorgeschichte und alle Medikamente/Medikamente, die sie derzeit einnehmen (die die Messung des Erregungsschwellen-Hoffman-Reflexes (H-Reflex) oder das zentrale Aktivierungsverhältnis beeinflussen könnten). Die Probanden werden auch einem Test des Quadrizeps-Zentralaktivierungsverhältnisses unterzogen, um das Ausmaß der Quadrizeps-Hemmung zu bestimmen. Nach Überprüfung des Fragebogens und des zentralen Aktivierungsverhältnisses des Quadrizeps bestimmt der Studienkoordinator die Eignung eines Probanden (basierend auf den Einschluss- und Ausschlusskriterien). Wir erfassen auch Alter, Größe und Gewicht für alle Probanden. Teilnehmer, die sich qualifizieren, werden zu diesem Zeitpunkt schriftliche Angaben machen, die vom Ermittler dokumentiert werden.

Zentrales Aktivierungsverhältnis des Quadrizeps Wir werden die Superimposed-Burst-Technik verwenden, um die Muskelkraft des Quadrizeps zu messen und die Aktivierung des Quadrizeps durch Berechnung des zentralen Aktivierungsverhältnisses abzuschätzen. Die Probanden werden an einem Stuhl (Multi-Mode-Dynamometer von Biodex) befestigt, wobei ihre Knie und Hüften um etwa 90 Grad gebeugt sind. Die Probanden führen eine maximale, freiwillige isometrische Kniestreckungskontraktion (MVIC) mit kontinuierlicher verbaler Ermutigung durch den Tester durch. Sobald das MVIC ein Plateau erreicht (das die maximale Anstrengung der Probanden darstellt), wird ein elektrischer Stimulus manuell ausgelöst und über 2 Stimulationselektroden, die am vorderen Oberschenkel der Probanden befestigt werden, direkt an den Quadrizeps abgegeben. Der Stimulus verursacht ein Zucken des Quadrizeps, was zu einer vorübergehenden Erhöhung der Kraftproduktion führt, die wir messen werden. Es wird ein Verhältnis zwischen der MVIC-Kraft und der höchsten Kraft, die aufgrund der elektrischen Stimulation erreicht wird, berechnet – dies wird als zentrales Aktivierungsverhältnis bezeichnet. Der elektrische Stimulus wird manuell mit einem Rechteckwellenstimulator in Verbindung mit einer Stimulusisolationseinheit abgegeben und besteht aus einer Folge von 10 aufeinanderfolgenden Rechteckwellenimpulsen von 600 Mikrosekunden Dauer bei einer Intensität von 125 Volt mit einer Trägerfrequenz von 100 Impulse pro Sekunde. Die Probanden haben die Möglichkeit, einige "Übungs"-Impulse mit geringerer Intensität zu erleben, um sich an den Stimulus zu gewöhnen und die Praxis zu üben, in Erwartung der Stimulation die maximale Anstrengung aufrechtzuerhalten.

Randomisierung Die Randomisierung erfolgt nach der Registrierung und dem Screening. Der Gutachter wird bei dieser Untersuchung verblindet. Daher ist der Kliniker, der für die Aufklärung der Patienten über die Übungsprotokolle verantwortlich ist, auch für die Randomisierung verantwortlich. Die Randomisierung erfolgt 1:1. Vor Beginn der Studie wird ein binärer Zufallszahlengenerator verwendet, um das Randomisierungsschema zu generieren. Diese Nummern werden dann in versiegelte Umschläge gesteckt und mit individuellen Probandennummern versehen. Die Randomisierungsumschläge werden in einer verschlossenen Schublade aufbewahrt und nur von dem für die Randomisierung verantwortlichen Arzt entfernt. Der Randomisierungsumschlag wird dann im Forschungsordner des Teilnehmers gespeichert.

Quadrizeps-Hoffmann-Reflex Wir zeichnen die Muskelreflexaktivität auf, indem wir eine kurze perkutane (durch die Haut) elektrische Stimulation an den N. femoralis in der Leistenfalte abgeben. Wir werden die Reflexantwort des Quadrizeps mit Oberflächen-Elektromyographie messen. Dieses Maß hilft, die Funktion eines Muskels vor und nach unserem Trainingsprotokoll zu beschreiben. Die Probanden werden bequem in liegender Position auf einem Behandlungstisch positioniert. Stimuli werden an den N. femoralis abgegeben, indem die Intensität in kleinen Schritten mit einem Ruheintervall von 10 Sekunden nach jedem Stimulus erhöht wird, bis die maximale H-Reflex-Amplitude aufgezeichnet wird (Hmax). Dann erhöhen wir die Reizspannung, bis wir eine maximale M-Welle erhalten. Der H-Reflex stellt den Anteil des Quadrizeps-Motoneuronenpools dar, der für freiwillige Kontraktion verfügbar ist, und die M-Welle stellt das Gesamtvolumen des Quadrizeps-Motoneuronenpools dar und wird verwendet, um die H-Reflexaufzeichnungen als H:M-Verhältnis zu normalisieren . Diese Messung wird bilateral durchgeführt.

Übungsintervention Die Teilnehmer beider Gruppen werden am Tag der Anmeldung in einem 14-tägigen Übungsprotokoll (4 Sitzungen unter Aufsicht und 10 Sitzungen zu Hause) angeleitet. Das Protokoll besteht aus 4 Übungen, die sich sowohl auf die Stärkung des Quadrizeps ohne Belastung als auch auf die Stärkung des Quadrizeps mit Belastung konzentrieren. Alle Teilnehmer werden gebeten, täglich 3 Sätze mit 10 Wiederholungen isometrischer Quadrizepskontraktionen mit einer Haltezeit von 15 Sekunden, Beinheben in Rückenlage, Kniebeugen mit dem eigenen Körpergewicht und Ausfallschritte mit dem eigenen Körpergewicht zu absolvieren. Die Teilnehmer müssen die Eingliedmaßenübungen nur an der zuvor verletzten Gliedmaße absolvieren. Jedem Teilnehmer wird ein Compliance-Protokoll ausgehändigt, das bei jeder beaufsichtigten Übungseinheit und beim abschließenden Studienbesuch überprüft wird. Die Teilnehmer werden angewiesen, das Training abzubrechen und sich an den leitenden Prüfarzt zu wenden, wenn sie aufgrund des Eingriffs Knieschmerzen verspüren.

Die Teilnehmer an der Übung mit Ergänzung zum elektromyografischen Biofeedback werden auch in die korrekte Einrichtung und Verwendung des elektromyografischen Biofeedback-Geräts eingewiesen. Diese Anweisungen konzentrieren sich auf die korrekte Platzierung der Elektromyographie-Aufzeichnungselektroden über dem Quadrizepsmuskel sowie auf die korrekte Abstimmung der Feedback-Schwelle für jede Übung, um den Nutzen der Intervention zu maximieren. Elektromyografisches Biofeedback wird bei allen Übungen im Verlauf der Studie für diese Gruppe verwendet.

Follow-up-Tests Nach 14 ± 1 Tagen Trainingsintervention werden alle Basismessungen auf die gleiche Weise wie oben beschrieben erneut getestet. Eine überwachte Trainingseinheit und eine Compliance-Prüfung werden 3 ± 1, 7 ± 1 und 10 ± 1 Tage nach der Aufnahme in die Studie durchgeführt. Zu diesem Zeitpunkt werden keine Folgemessungen durchgeführt, es wird jedoch von allen Teilnehmern ein Übungs-Compliance-Protokoll erfasst.