Pilotstudie zur Entwicklung von Protokollen zur Aufzeichnung des Tibialis-posterior-EMG

Tibialis posterior (TP) spielt eine wesentliche Rolle bei der Unterstützung des Fußgewölbes. Eine Dysfunktion der Tibialis-posterior-Sehne (TPTD) geht mit Schmerzen und Schwellungen an der Innenseite des Fußes einher und führt häufig zu einer erworbenen Plattfußdeformität. Mit zunehmendem Alter besteht jedoch auch die Tendenz, dass die Fußbreite zunimmt und die Höhe des Fußgewölbes abnimmt. Mit zunehmendem Alter wurde eine stärkere gleichzeitige Aktivierung von Muskeln beobachtet, die gegensätzliche Bewegungen ausführen. Es ist jedoch nicht bekannt, ob mit zunehmendem Alter eine stärkere Koaktivierung der TP und ihrer gegenüberliegenden Peroneusmuskeln zunimmt. Es besteht Unsicherheit hinsichtlich des Managements von TPTD, das kürzlich von der James Lind Alliance als Forschungspriorität hervorgehoben wurde.

Um das Verständnis der TP-Funktion zu verbessern, können wir das elektrische Signal bei der TP-Aktivierung mithilfe der Elektromyographie (EMG) untersuchen. Es hat sich gezeigt, dass die Fußgewölbehöhe das Muster der TP-Aktivierung bei Erwachsenen im jungen bis mittleren Alter beim Gehen beeinflusst. Um jedoch Vergleiche zwischen Teilnehmergruppen (z.B. (jung vs. alt, oder Patienten vs. gesunde Kontrollpersonen) ist es notwendig, einen Normalisierungsprozess durchzuführen, um individuelle Unterschiede zu berücksichtigen, z. B. in der Ausrichtung der Muskelfasern. Der jüngste Expertenkonsens befürwortete beim Gruppenvergleich eine Normalisierung auf eine maximale freiwillige Kontraktion (MVC). Frühere Studien haben über eine schlechte Zuverlässigkeit des TP-EMG zwischen den Tagen bei der Normalisierung auf einen MVC berichtet. In den letztgenannten Studien wurde die MVC-Kontraktion gegen manuellen Widerstand durchgeführt, was möglicherweise die Zuverlässigkeit der Messung aufgrund der Variabilität des Widerstands des Testers verringerte. Die Zuverlässigkeit des MVC kann durch den Einsatz eines kontrollierten Mittels zur Bereitstellung von Widerstand gegen Muskelkontraktionen verbessert werden, beispielsweise eines isokinetischen Dynamometers oder eines ForceFrame (VALD Health). Die Etablierung einer zuverlässigen Methode zur Aufzeichnung von EMG von TP wird künftige Arbeiten zur Untersuchung der Mechanismen ermöglichen, die zu TPTD führen, und die Erforschung des Potenzials von EMG zur Anpassung von Behandlungsplänen.

Aufgrund der Tiefe der TP ist es notwendig, zur EMG-Aufzeichnung feindrahtige Elektroden zu verwenden, die unter die Haut eingeführt werden. Die Einführung feiner Drähte wird von der geschulten Mitarbeiterin Dr. Jo Reeves unter Ultraschallführung durchgeführt und mit elektrischer Stimulation überprüft. Oberflächensensoren werden an zusätzlichen Muskeln angebracht (Peroneals, Tibialis anterior und Gastrocnemii). Wenn die Elektroden angebracht sind, liegen die Teilnehmer auf dem Rücken und führen drei maximale Kontraktionen der Knöchelinversion gegen Widerstand durch. Das EMG-Signal der Kontraktion mit dem höchsten Kraftwert wird zur Normalisierung des nachfolgenden EMG beim Gehen verwendet. Die Teilnehmer führen sechs Spaziergänge auf einem Standardgehweg durch.

Es werden 30 Teilnehmer rekrutiert (15 jüngere Erwachsene und 15 ältere Erwachsene). Eine Untergruppe von 20 Teilnehmern wiederholt das obige Verfahren in einer zweiten Sitzung im Abstand von mindestens einem Tag. Frühere Arbeiten zur zwischentägigen Zuverlässigkeit der EMG-Aufzeichnung von Soleus beim Gehen zeigten bei Verwendung von Feindrahtelektroden und Oberflächenelektroden bei 18 Teilnehmern eine vergleichbare Zuverlässigkeit (Bogey et al., 2003). Die Zuverlässigkeit wird anhand des Standardmessfehlers, des Variationskoeffizienten, des klasseninternen Korrelationskoeffizienten und des Mehrfachkorrelationskoeffizienten ermittelt.