Assoziation zwischen posturalem Gleichgewicht und Muskelaktivität der Lenden- und unteren Extremitätenmuskulatur bei Frauen mit oder ohne adoleszenter idiopathischer Skoliose (AIS) während stehender Gleichgewichtsaufgaben mit Bewegung der oberen Extremitäten

Zehn weibliche Probanden im Alter von 10 bis 16 Jahren werden rekrutiert, wenn bei ihnen AIS durch Standard-Langzeit-Röntgenuntersuchungen im Stehen mit einem Cobb-Winkel größer oder gleich 15 ° ohne vorherige Behandlung ihres AIS diagnostiziert und von ihren Ärzten für körperliche Aktivität freigegeben wurde . Probanden wurden ausgeschlossen, wenn sie (i) einen Cobb-Winkel größer oder gleich 40°, (ii) Skoliose mit bekannten Ätiologien wie angeborene, neuromuskuläre, metabolische und Skelettdysplasie, (iii) bekannte endokrine und Bindegewebsanomalien, (iv ) bekannte Herzprobleme oder andere Krankheiten, die die Sicherheit des Trainings beeinträchtigen könnten, (v) Essstörungen oder gastrointestinale Malabsorptionsstörungen und (vi) derzeitige Einnahme von Medikamenten, die ihren Knochen- oder Muskelstoffwechsel beeinträchtigen. Als Kontrolle werden zehn gesunde weibliche Probanden rekrutiert, die hinsichtlich Alter, Größe und Gewicht übereinstimmen. Alle Probanden werden in der Community rekrutiert.

Alle Probanden werden freiwillig an dieser Studie teilnehmen. Die Einverständniserklärung wird vom Probanden in Anwesenheit seiner Eltern nach gründlicher Aufklärung durch das Forschungspersonal vor der Datenerhebung unterzeichnet. Diese Studie wird mit einer vom TWC Research Ethics Committee (REC) ausgestellten Low/Negligible Risk Human Research Ethics Approval durchgeführt.

Studienverfahren Diese Querschnittsstudie wird zwischen Oktober 2021 und Mai 2022 im Physiotherapie-Labor der School of Medical and Health Sciences des Tung Wah College durchgeführt.

Die Versuchsumgebung wird auf 25 Grad Celsius gehalten. Die Probanden sollten vor der Testzeit keine kräftigen Übungen durchführen.

Die Probanden werden gebeten, 3 Fragebögen auszufüllen: The Chinese University of Hong Kong: Physical Activity Rating for Children and Youth (CUHK-PARCY), Tanner Scale and Trunk Appearance Perception Scale (TAPS) vor dem Experiment zur Bestimmung ihres körperlichen Aktivitätsniveaus, Geschlechtsreife bzw. Selbsteinschätzung der Wirbelsäulendeformität. Eine bioelektrische Impedanzanalyse (BIA) wird durchgeführt, um Daten zur Körperzusammensetzung zu sammeln. Anthropometrische Parameter und Daten zu Wirbelsäulendeformitäten werden von Studentinnen erhoben.

Oberflächen-EMG (sEMG)-Elektroden werden zur Erkennung der Muskelaktivität während Gleichgewichtsaufgaben verwendet. Gemäß den Richtlinien von Surface EMG for Non-Invasive Assessment of Muscles (SENIAM) wird vor dem Anbringen von Elektroden eine Hautvorbereitung mit Haarentfernung mit einem Einwegrasierer und einem Alkoholtupfer durchgeführt, um die Hautimpedanz unter 5 kOhm zu reduzieren. sEMG-Elektroden werden an den Muskelbäuchen der Erector Spinae (ES) auf Lendenhöhe (größte Muskelmasse lateral des Dornfortsatzes L3) positioniert. Beim Gluteus medius (GM) werden die Elektroden bei proximal 1/3 des Abstands zwischen Beckenkamm und Trochanter major platziert. Beim lateralen Gastrocnemius (LG) werden Elektroden an der prominentesten Stelle des Muskelbauchs während der Plantarflexion mit Widerstand platziert.

Nach Platzierung des sEMG zur Messung der Muskelaktivität wird die Gleichgewichtsleistung der Probanden auf einem propriozeptiv-stabilometrischen Bewertungsgerät getestet. Es werden vier Aufgaben durchgeführt, darunter: 1) Fixieren mit offenen Augen an einem festgelegten Punkt (170 cm Höhe und 200 cm entfernt) an einer Wand mit entspanntem Arm zur Seite; 2) Augen geschlossen mit entspanntem Arm zur Seite; 3) Augen öffnen mit Armbewegungen und 4) Augen schließen mit Armbewegungen. Die Armbewegungen sind einseitige Schulterflexion und Extension beider Arme mit zwei Frequenzen (40 bpm und 120 bpm). Das Tempo wird mit einem Metronom vorgegeben. Jede Aufgabe wird zweimal mit mindestens fünfzehn Sekunden Pause zwischen den Versuchen getestet.

Gleichgewichtsfunktionen Die Leistung für jeden Gleichgewichtstest wird mit einem propriozeptiv-stabilometrischen Bewertungsgerät (ProKin 252, TecnoBody®, Italien) aufgezeichnet. Das Ergebnis wird in Bezug auf die Ellipsenfläche (mm2), den Umfang (mm), die Vorwärts-Rückwärts-Standardabweichung (mm), die medial-laterale Standardabweichung, den durchschnittlichen Druckmittelpunkt in medial-lateraler Richtung auf der X-Achsen-Projektion ( mm), Durchschnittlicher Druckmittelpunkt in anterior-posteriorer Richtung auf der Y-Achsenprojektion (mm), Standardabweichung der Vorwärts-Rückwärts-Verschiebung (mm), Standardabweichung der Medial-Lateral-Verschiebung (mm), Durchschnittsgeschwindigkeit für Vorwärts-Rückwärts Verschiebung (mm/s), durchschnittliche Geschwindigkeit für medial-laterale Verschiebung (mm/s) und Standardabweichung der Rumpfschwankung (o).

sEMG Muskelaktivität Die Muskelaktivität wird durch Oberflächen-Elektromyographie gemessen und vom Noraxon Wireless TELEmyo Direct Transmission System (TELEmyo DTS) mit dem Produktcode 580 (Noraxon, USA Inc., USA) aufgezeichnet. Die Abtastfrequenz beträgt 1000 Hz und die Bandbreite 10-500 Hz. Bipolare Silberchloridelektroden mit einem Durchmesser von 15 mm werden für die Erfassung der EMG-Signale verwendet, der Abstand zwischen den Elektroden wird auf 20 mm festgelegt. Die Elektroden werden bilateral an der Oberfläche von 3 Muskelgruppen angebracht, nämlich dem lumbalen Rückenstrecker (LES), dem Gluteus medius (GM) und dem lateralen Gastrocnemius (LG). Die Platzierung der Elektroden basiert auf früheren Studien, um die Inkonsistenz und die interindividuelle Variabilität bei der Normalisierung des sEMG-Signals zu reduzieren [21]. Das Normalisierungsverfahren wird durchgeführt, indem die Probanden gebeten werden, isometrische maximale freiwillige Kontraktionen (MVC) durchzuführen. Die MVC wird mit einem Handdynamometer von Lafayette gemessen, das mit einem flachen Steigbügel verbunden ist. MVC wird wie unten aufgeführt getestet. Bei LES Widerstand gegen Lendenwirbelextension gegen Gürtel im unteren Brustbereich (T12) in Bauchlage. Für GM, Hüftabduktion gegen Gürtel in Seitenlage widerstanden. Bei LG Widerstand gegen die Plantarflexion des Knöchels in sitzender Position gegen den Gürtel in 90º Dorsalextension.

Die sEMG-Signale während jedes Experiments werden auf das sEMG bei isometrischer MVC normalisiert und als Prozentsätze der maximalen sEMG-Aktivität (%EMG_max) zum Vergleich mit dem Normalisierungssignalverarbeitungsprogramm in Noraxon System ausgedrückt.