Kortikospinale und motorische Verhaltensreaktionen nach physiotherapeutischer Intervention bei Patienten mit chronischen Rückenschmerzen.

Diese vorgeschlagene Studie wird eine Stichprobe der Bequemlichkeit zwischen 18 und 40 Jahren verwenden. Probanden, die mehr als 3 Monate lang unter Rückenschmerzen oder einem wiederkehrenden Muster von Rückenschmerzen mit mindestens zwei Episoden leiden, die die Aktivitäten des täglichen Lebens beeinträchtigen und / oder eine Behandlung erfordern, werden durch Flyer rekrutiert, die in 2 Universitätskliniken für Physiotherapie ausgehängt werden, sowie Mundpropaganda von Untertanen und Freunden. Probanden ohne lebenslange Vorgeschichte von Rückenschmerzen werden ebenfalls rekrutiert, um normative Daten zu erheben. Probanden, die an einer Teilnahme interessiert sind, durchlaufen ein Screening-Verfahren anhand der Einschluss-Ausschluss-Kriterien-Checkliste und erhalten kurze Informationen zur Studie. Wenn sie alle Einschlusskriterien erfüllen, wird der Einwilligungsprozess durchgeführt.

Alle Probanden füllen das Informationsblatt für demografische Daten aus. Probanden in CLBP werden einer standardisierten Untersuchung auf Beeinträchtigung des Bewegungssystems und einer Messung der Dicke der transversalen Bauchmuskulatur sowie Fragebögen zur Selbstauskunft unterzogen; Schmerzen, Behinderung, Lebensqualität und Bewegungsangst) und Funktionstests (5-maliger Sitz-auf-Steh-Test, 2-Minuten-Schritttest, funktioneller Reichweitentest, Rumpfstreckungstest in Bauchlage und Abdominal-Curl-Test). Der für die Organisation der Datenerhebung und Blindheit zuständige Projektleiter vereinbart die Termine mit den Probanden für 2 biomechanische Datenerhebungen. Für die Probanden, die sich weigern, an biomechanischen Labortests teilzunehmen, werden sie mit einer 6-wöchigen Intervention fortfahren.

Beim ersten Besuch (Besuch vor dem Eingriff Nr. 1) werden biomechanische Daten einschließlich Bewegungsdaten und klinische Daten, Stabilität der Lendenwirbelsäule und kortikale Erregbarkeit erhoben. Die Körpermerkmale werden identifiziert. Diese Orientierungspunkte umfassen 1) lumbalen Dornfortsatz von T12-S2, 2) lumbalen Erector Spinae (ES) und M. multifidus (LM) (3 cm lateral zum Dornfortsatz L3 bzw. 2 cm lateral zum Dornfortsatz L3), 3) bilateral lateral Epikondylus des Oberschenkelknochens und 4) bilateraler Außenknöchel. Der Dornfortsatz von L1, S2, der bilaterale laterale Epicondylus des Femurs und der bilaterale laterale Malleolus werden als Orte für Bewegungsverfolgungssensoren verwendet, während ES- und LM-Orte verwendet werden, um Oberflächenelektroden für die Messung der kortikalen Erregbarkeit zu platzieren.

Für die Erfassung von Bewegungs- und klinischen Beobachtungsdaten werden die Probanden angewiesen, 1) anhaltende Positionen auszuführen, einschließlich gewöhnliches Sitzen, korrigierte Position im Sitzen, gewöhnliches Stehen, korrigierte Position im Stehen, sowie 2) funktionelle Bewegungen, einschließlich aktiver Vorwärtsbeuge, Stehen zum Sitzen , vom Sitzen zum Stehen, 30 Sekunden lang gehen, Treppe aufsteigen, Treppe absteigen und eine Kiste vom Boden aufheben. Dann werden die Probanden gebeten, klinische Bewegungstests durchzuführen, einschließlich aktiver Vorwärtsbeugung (Kellnerbogen), Stehen mit hinterer Neigung, Einbeinstand auf dem linken und rechten Fuß, Einbeinhocke auf dem linken und rechten Bein, Rückenlage mit rechtem und linkem gerade Beinheben-Tests, Rückenlage mit rechter und linker Hüftabduktion mit Kniebeugungstests, Vierfüßler-Rückwärtsschaukeltest, Bauchlage mit rechter und linker Kniebeugung, Bauchlage mit rechter und linker Hüfte, Innen-/Außenrotationstests, Bauchlage mit rechter und linker Hüftstreckung . 1-2 Wiederholungen des Übungsversuchs werden zur Verfügung gestellt, um sich mit der Bewegung vertraut zu machen. Jeder Proband führt 2 Sätze mit 3 aufeinanderfolgenden Wiederholungen jeder funktionellen Bewegung und des klinischen Bewegungstests in fester Reihenfolge durch, während 2 Prüfer unabhängig voneinander das Vorhandensein/Nichtvorhandensein von abweichenden Bewegungen bewerten. Zwischen den Bewegungstests wird eine 30-sekündige Pause eingelegt (die Ruhezeit kann bei Bedarf länger sein). Schmerzintensität, Herzfrequenz und Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) werden nach jedem Test überwacht. Bewegungssensoren werden entfernt.

Danach werden die Probanden einem Lendenstabilitätstest unterzogen. Zwei elektromagnetische Tracking-Sensoren werden an den Dornfortsätzen T12 und S2 platziert, während ein Sensor an einem tragbaren Dynamometer befestigt wird. Die Probanden werden gebeten, sich in Bauchlage auf dem Behandlungsbett mit beiden Füßen auf dem Boden zu positionieren. Ein Forscher wendet 2 Sekunden lang eine 10-kg-Kompressionskraft auf die Dornfortsätze L1 bis L5 an. Diese 10-kg-Kompressionskraft wird aus der Pilotarbeit abgeleitet, in der die Forscher den Graphen zwischen der Kompressionskraft auf der X-Achse und der posteroanterioren Verschiebung auf der Y-Achse aufzeichneten. Der Graph zeigte ein Plateau (keine Verschiebung, sogar zunehmende Kompressionskraft) bei etwa 10 kg. Dann werden die Probanden gebeten, beide Beine vom Boden wegzuheben, wodurch vermutlich LM aktiviert wird, während der Forscher die gleiche Kompressionskraft erneut auf L1 bis L5 ausübt. Der Schmerz wird aufgezeichnet, wenn eine Kompressionskraft auf jeder Wirbelsäulenebene ausgeübt wird. Die Sensorverschiebung wird erfasst, um die Stabilität der Lendenwirbelsäule darzustellen.

Zur Messung der kortikalen Erregbarkeit werden die Probanden einer Messung der kortikospinalen Erregbarkeit unter Verwendung von transkranieller Magnetstimulation (TMS) unterzogen. Der Forscher wird ES- und LM-Orientierungspunkte für die EMG-Elektrodenplatzierung verwenden. Vor dem Anbringen von Oberflächen-EMG-Elektroden wird die Haut mit Schmirgelpapier leicht abgeschliffen und mit Baumwolle mit Alkohol gereinigt, um die Hautimpedanz zu senken. Elektroden werden parallel zu den Muskelfasern ausgerichtet. Dann setzen sich die Probanden bequem in einen zurückgelehnten Stuhl, wobei beide Arme gestützt werden. Sie werden gebeten, eine Badekappe zu tragen, die verwendet wird, um Stimulationsbereiche für ES und LM zu identifizieren. Der Forscher verwendet TMS mit monophasischem Einzelpuls, um jeden Punkt über vormarkierten Kopfhautstellen auf einem 5 x 7-Raster (0–5 cm lateral und von 5 cm anterior bis 2 cm posterior zum Scheitel) zu stimulieren. Die Motorkortexstimulation wird während submaximaler Muskelkontraktionen (bei 20 % MVIC) über visuelles EMG-Feedback durchgeführt. Fünf Stimuli werden an jedem Punkt über das Gitter mit einem 5-Sekunden-Intervall zwischen den Stimuli und einer 1-minütigen Pause nach jeder Punktstimulation abgegeben. Motorische Evokationspotentiale (MEPs) werden aufgezeichnet. Diese MEPs werden verwendet, um die kortikospinale Erregbarkeit zu Studienbeginn darzustellen. Nach Abschluss der Datenerhebung zur kortikospinalen Erregbarkeit. Alle Elektroden werden entfernt und Markierungen auf der Haut des Probanden werden gelöscht.

Der zweite Besuch (Besuch Nr. 2 vor der Intervention) wird 1-3 Tage nach dem ersten Besuch (Besuch Nr. 1 vor der Intervention) geplant. Es gibt Hinweise darauf, dass die Beibehaltung von Veränderungen der kortikalen Erregbarkeit 24 Stunden anhalten kann; Daher zielt der zweite Besuch darauf ab, die Auswirkungen von TMS auf die kortikospinale Erregbarkeit aus der TMS-Messung auszuwaschen, bevor tDCS oder NMES erhalten werden. Die Messung der LM-Aktivierung zu Studienbeginn wird erfasst. Die Probanden befinden sich in Bauchlage auf dem Behandlungstisch, wobei Thorax (Höhe T3) und Becken (Höhe S2) sicher am Bett befestigt sind. Dann wird der Ultraschallwandler am rechten L4-5-Facettengelenk von dem Forscher platziert, der für die Gruppenzuweisung blind ist. Die rechte LM-Dicke im Ruhezustand wird aufgezeichnet. Danach wird der Proband gebeten, 2 Wiederholungen der maximalen freiwilligen isometrischen Kontraktion (MVIC) der Rückenstreckung mit Drehung nach links durchzuführen, um die rechte LM mit 1 Minute Pause zwischen den Wiederholungen zu aktivieren. Der Forscher misst die richtige LM-Dicke während der MVIC für beide Wiederholungen. Der Proband wird gebeten, die Bewertung der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) zu bewerten und sich 5 Minuten auszuruhen, um Muskelermüdung vorzubeugen. Die Elektroden für die neuromuskuläre elektrische Stimulation (NMES) werden an der bilateralen LM platziert, und das System wird auf den Interferenzmodus eingestellt (6000 Hz, Schwebungsfrequenz 20-50 Hz, Scan-Effekt). Dann wird der Ultraschallwandler vom Forscher am rechten L4-5-Facettengelenk platziert. Die NMES-Intensität wird auf maximale Toleranz eingestellt, um vermutlich die meisten im LM verfügbaren motorischen Einheiten zu aktivieren. Der Proband wird gebeten, 2 Wiederholungen von MVIC gleichzeitig mit dem NMES durchzuführen.

Nach der LM-Aktivierungsmessung werden die Probanden zufällig in 3 Gruppen eingeteilt (tDCS-Priming mit MCE-Gruppe, NMES-Priming mit MCE-Gruppe und MCE-Gruppe allein). Beim ersten Besuch wollen wir die Auswirkungen von tDCS und NMES gegen MCE bestimmen. Die Probanden in der tDCS-Grundierung mit der MCE-Gruppe erhalten die tDCS mit 5 x 7 cm Elektroden, bei denen die anodische Elektrode auf M1 platziert wird, die die Rückenmuskulatur darstellt (1 cm anterior und 4 cm lateral zum Scheitel), während die kathodische Elektrode kontralateral platziert wird supraorbitaler Bereich. Die Intensität wird auf 2 mA mit 10-sekündigem Ein-/Ausblenden eingestellt. Das Subjekt wird 20 Minuten lang durch tDCS stimuliert. Die Probanden in der NMES-Grundierung mit der MCE-Gruppe erhalten die NMES im Interferenzmodus (6000 Hz, Schwebungsfrequenz 20–50 Hz, Scan-Effekt) auf bilateraler LM. Die Intensität wird auf die maximale Toleranz des Subjekts eingestellt. Die Stimulation wird auf 10 Sekunden an und 60 Sekunden aus eingestellt, um die Muskelermüdung zu minimieren. Die Probanden in der MCE-Gruppe erhalten MCE für 20 Minuten. Danach werden alle Probanden unter Verwendung des gleichen Protokolls Messungen der LM-Aktivierung, der Lendenwirbelstabilität und der kortikalen Erregbarkeit unterzogen. Diese Daten werden verwendet, um die unmittelbaren Wirkungen von tDCS und NMES gegen MCE (Ziel 1 und 3) zu bestimmen. Der Forscher vereinbart mit den Probanden einen Termin für das 6-wöchige Interventionsprogramm.

Das 6-wöchige Interventionsprogramm kann je nach Wunsch des Patienten an einem beliebigen Tag beginnen, sollte jedoch nicht länger als 1 Woche nach der Grundlinienmessung dauern. Für das 6-wöchige Interventionsprogramm erhalten die Probanden in der tDCS-Vorbereitung mit der MCE-Gruppe eine 20-minütige tDCS, während die Probanden in der NMES-Vorbereitung mit der MCE-Gruppe eine 20-minütige NMES erhalten, wobei die gleichen Einstellungen wie zuvor erwähnt und die Probanden verwendet werden in der MCE-Gruppe allein erhält eine 20-minütige Schein-tDCS, indem die Intensität auf null mA eingestellt wird. Nach 20 Minuten erhält das Subjekt MCE.

Der Proband erhält tDCS, Schein-tDCS oder NMES für 20 Minuten, gefolgt von 20 Minuten überwachtem MCE für jede Sitzung. Der Proband wird ermutigt, einmal täglich für 15 Minuten dieselbe Übung wie eine Physiotherapiesitzung durchzuführen und dies im Übungslogbuch aufzuzeichnen. Das Subjekt erhält 6 Wochen lang zweimal pro Woche eine zugewiesene Intervention. Die Gesamtzahl der Interventionen beträgt 12 Sitzungen. Um die Verallgemeinerbarkeit der Studie zu erhöhen, werden die Forscher den Wochentag nicht festlegen. Die Probanden können beliebige Wochentage auswählen, die für sie geeignet sind. Wir behalten jedoch zweimal pro Woche bei, da die Beweise eine Verbesserung der Schmerzen und Behinderungen zeigen. Die Probanden werden gebeten, Fragebögen zu Schmerzen und Behinderungen auszufüllen und sich in Woche 2 Funktionstests zu unterziehen.

Nach Abschluss des 6-wöchigen Interventionsprogramms werden die Probanden einer biomechanischen Datenerfassung unterzogen, einschließlich Bewegung, klinischer Beobachtung, LM-Aktivierung, Lendenwirbelsäulenstabilität und kortikaler Erregbarkeit. Klinische Ergebnisse wie Schmerzen, Behinderung, Lebensqualität, Bewegungsangst, globale Bewertung von Veränderungen sowie die Patientenzufriedenheit werden ebenfalls erfasst. Funktionstests werden auch nach 6-wöchiger Intervention durchgeführt. Baseline- und Post-6-Wochen-Daten werden verwendet, um die Wirksamkeit des 6-wöchigen Interventionsprogramms zwischen tDCS-Priming mit MCE, NMES-Priming mit MCE und MCE allein bei Patienten mit CLBP (Ziel 3) zu vergleichen. Darüber hinaus werden kortikospinale Erregbarkeit, LM-Aktivierung, lumbale Stabilität, Bewegungsmuster und klinische Ergebnisse verwendet, um die Assoziationen zwischen Parametern zu bestimmen (Ziel 4).