Neuromuskulaarinen sähköstimulaatio ja moottorin ohjaus

Vaihe I: Alustava tutkimus Rekrytoidaan 20–40-vuotiaat koehenkilöt, joilla on tai ei ole ollut alaselkäkipuja. Osallistumisesta kiinnostuneet koehenkilöt käyvät läpi seulontaprosessin mukaan lukien poissulkemiskriteerien tarkistuslistalla ja saavat lyhyttä tietoa tutkimuksesta. Jos he täyttävät kaikki osallistumiskriteerit, suostumusprosessi suoritetaan.

Saatuaan kirjallisen tietoisen suostumuksen kaikki tutkittavat täyttävät väestötietolomakkeen. Ruumiin maamerkit tunnistetaan. Näihin maamerkkeihin kuuluvat 1) L2-L5 lannenikama, 2) L4-5 fasettinivel (2 cm lateraalista L4:n nivelen alempaan puolikkaaseen) ja 3) lannerangan multifidus-lihas (2 cm lateraalissa L5-nikamalihakseen ja 3 cm sivusuunnassa L2-pihaprosentista). Kahdenvälisiä L4-5-fasettiniveliä käytetään ultraäänianturin sijoittamiseen lannerangan multifidus-lihaksen sieppaamiseen, kun taas lannerangan multifiduslihaksen sijaintia käytetään NMES-elektrodien sijoittamiseen. Tämän jälkeen koehenkilöille tehdään kliiniset tulosmittaukset, mukaan lukien poikkeavien liikekuvioiden kliininen havainnointi funktionaalisten liikkeiden aikana, passiivinen järjestelmäkamera, reisilihasten pituustesti, modifioidut Thomasin ja Oberin testit, vatsa- ja selkälihasten voimakkuus.

Koehenkilöt ovat makuuasennossa hoitopöydällä ja rintakehä (taso T3) ja lantio (taso S2) on kiinnitetty tukevasti sänkyyn. Kädessä pidettävä dynamometri asetetaan rintakehälle selän venymisvoiman mittaamiseksi. Sitten arvioija-A asettaa ultraäänianturin oikeaan L4-5-fasettiliitokseen. Oikean lannerangan multifidus-lihaksen aktivaatio levossa tallennetaan. Sitten arvioija-A siirtää anturin vasemmanpuoleiseen L4-5-fasettiniveleen mitatakseen vasemman lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation. Sen jälkeen koehenkilöä pyydetään suorittamaan 2 toistoa selän ojentajalihaksen maksimivapaaehtoista isometristä supistusta (MVIC) ja 1 minuutin tauko toistojen välillä. Rater-A mittaa oikean ja vasemman lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation MVIC:n aikana ja tallentaa selän venymisvoiman käsidynamometristä molemmilla toistoilla. Toistojen 1 ja 2 tietoja käytetään ultraäänimittauksen arvioijan sisäisen luotettavuuden määrittämiseen ja minimaalisen havaittavissa olevan muutoksen laskemiseen, kun taas oikean ja vasemman lannerangan multifiduslihasten tietoja käytetään oikean ja vasemman puolen välisen eron määrittämiseen. Koehenkilöä pyydetään arvioimaan koetun rasituksen (RPE) arvo ja pitämään 5 minuutin lepoa lihasten väsymisen estämiseksi. Lepoajan jälkeen arvioija-B suorittaa tarkan prosessin kuin arvioija-A. Näitä tietoja käytetään ultraäänikuvausmittauksen arvioijien välisen luotettavuuden määrittämiseen. Arvioija-A ja arvioija-B ovat sokaistuneet kohteen ryhmälle.

NMES-elektrodit asetetaan molemmille lannerangan multifiduslihaksille (positiivinen elektrodi L3:ssa ja negatiivinen elektrodi L5:ssä). Ultraäänianturi sijoitetaan L4-5 fasettiniveleen lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation tallentamiseksi. NMES asetetaan ensin faradic-tilaan (20 Hz, 1 ms). Tutkija lisää intensiteettiä 1 mA:n välein. Ultraäänikuvaustiedot tallennetaan, ja koehenkilöä pyydetään arvioimaan epämukavuuden taso 0–10 5 mA:n välein. Arvioija-A ja arvioija-B tallentavat intensiteetin, jota käytetään havaittavan lannerangan multifidus-lihaksen supistumisen aikaansaamiseen. NMES-intensiteetti kasvaa epämukavuuden enimmäistasoon saakka (10/10). Koehenkilöä pyydetään arvioimaan RPE ja pitämään 10 minuutin lepoaika lihasten väsymisen estämiseksi. Lepoajan jälkeen NMES asetetaan häiriötilaan (6000 Hz, lyöntitaajuus 20-50 Hz, skannausefekti). Tutkija toistaa koko tiedonkeruuprosessin. Kahden stimulaatiotavan tietoja käytetään sopivan tilan ja annoksen määrittämiseen lannerangan multifidus-lihasten aktivoimiseksi.

Ehdotetun protokollan toteutettavuuden määrittämiseksi NMES asetetaan häiriötilaan. Tutkija lisää NMES-intensiteettiä, kunnes lannerangan multifiduslihaksen paksuus kasvaa 10 %. Sitten koehenkilöä pyydetään suorittamaan selän ojentajalihaksen MVIC. Rater-A mittaa oikean ja vasemman lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation MVIC:n aikana ja tallentaa selän venymisvoiman rintakehään kiinnitetystä käsidynamometristä. Tutkija laskee NMES-intensiteetin nollaan. Kohde lepää 10 minuuttia. Sen jälkeen koehenkilöä pyydetään suorittamaan toinen lannerangan monifiduslihaksen MVIC ilman NMES:ää. Rater-A mittaa lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation ja tallentaa selän venymisvoiman. NMES-elektrodit poistetaan ja kohteen iho puhdistetaan. Tietoja (MVIC ja MVIC+NMES) käytetään alustavasti lannerangan multifidus-lihaksen artrogeenisen lihaksen eston olemassaolon määrittämiseen. Lisäksi MVIC-tietoja ilman NMES:ää NMES:n edeltävän ja jälkeisen välillä käytetään määrittämään NMES:n retentiovaikutuksen olemassaolo.

Ehdotetun toimenpiteen toteutettavuuden määrittämiseksi NMES:ää sovelletaan interferenssimoodilla kahdenvälisiin lannerangan multifiduslihaksiin. Tutkija lisää intensiteettiä kohteen maksimitoleranssiin asti. Stimulaatio asetetaan 10 sekuntia päälle ja 60 sekuntia pois päältä lihasten väsymyksen minimoimiseksi. NMES:n kokonaisaika on 15 minuuttia. Tämä interventioannos perustuu Hicksin et al.:n aikaisempiin tutkimuksiin. Nelijalkainen keinuharjoitusta käytetään tässä tutkimuksessa moottorinhallintaharjoitteluun. Tämä harjoitus perustuu liikejärjestelmän vajaatoimintakonseptiin. Koehenkilöä pyydetään suorittamaan nelijalkainen asento selkäranka neutraalissa asennossa, olkapää ja lantio 90 asteen kulmassa, lonkat polvien yläpuolella ja jalat osoittavat poispäin vartalosta jalkojen selkä tukipinnalla. Sitten kohdetta pyydetään keinuttamaan taaksepäin työntämällä molemmilla käsillä taaksepäin. Tämä suullinen ohje annetaan koehenkilölle seuraavasti: "Pidä selkäsi suorana koko liikkeen ajan. Ajattele liikkumista lantiossasi, älä selässäsi. Liikkuu lantiossa tasaisesti." Tutkittava keinuttaa takaisin asentoon, joka aiheuttaa havaittavan ja/tai käsin kosketeltavan takalantion kiertoliikkeen. Koehenkilöä pyydetään keinuttamaan takaisin tähän kohdepisteeseen tutkijan valvonnassa 10 toistoa, jonka jälkeen pidetään 1 minuutin lepojakso lihasten väsymyksen minimoimiseksi. Tutkittavaa pyydetään arvioimaan RPE 10 toiston jälkeen. Sitten tutkija arvioi kohdepisteen uudelleen seuraavan 10 toiston aikana. Tämä prosessi suoritetaan jatkuvasti 15 minuutin ajan.

Intervention päätyttyä tutkittavalle suoritetaan intervention jälkeinen tiedonkeruu käyttäen samaa protokollaa, paitsi että vain arvioija-A suorittaa intervention jälkeisen tiedonkeruun. NMES-elektrodit kiinnitetään uudelleen molemminpuolisiin lannerangan multifiduslihaksiin. Ultraäänianturi sijoitetaan uudelleen L4-5 fasettiniveleen ja käsidynamometri rintakehän kohdalle. Koehenkilöä pyydetään suorittamaan 2 toistoa selän ojentajalihaksen MVIC:tä ja 1 minuutin tauko toistojen välillä. Rater-A mittaa oikean ja vasemman lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation MVIC:n aikana ja tallentaa selän venymisvoiman käsidynamometristä molemmilla toistoilla. Tutkija lisää NMES-intensiteettiä, kunnes lannerangan multifiduslihaksen paksuus kasvaa 10 %. Sitten koehenkilöä pyydetään suorittamaan selän ojentajalihaksen MVIC. Rater-A mittaa oikean ja vasemman lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation MVIC:n aikana ja tallentaa selän venymisvoiman rintakehään kiinnitetystä käsidynamometristä. Tutkija laskee NMES-intensiteetin nollaan. Kohde lepää 10 minuuttia. Sen jälkeen koehenkilöä pyydetään suorittamaan toinen lannerangan monifiduslihaksen MVIC ilman NMES:ää. Rater-A mittaa lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation ja tallentaa selän venymisvoiman. NMES-elektrodit poistetaan ja kohteen iho puhdistetaan. Interventiota edeltäviä ja sen jälkeisiä tietoja käytetään määritettäessä ehdotetun toimenpiteen toteutettavuus.

Vaihe II: Satunnaistettu kontrolloitu koetutkimus Vaiheen II tutkimuksessa käytetään 20–40-vuotiaiden mukavuusotosta. Koehenkilöt, joilla on tai ei ole ollut alaselkäkipuja, rekrytoidaan kahdella yliopiston fysioterapiaklinikalla lähetetyillä lehtisillä sekä tutkittavien ja ystävien suusta suuhun. Osallistumisesta kiinnostuneet koehenkilöt käyvät läpi seulontaprosessin mukaan lukien poissulkemiskriteerien tarkistuslistalla ja saavat lyhyttä tietoa tutkimuksesta. Jos he täyttävät kaikki osallistumiskriteerit, suostumusprosessi suoritetaan.

Saatuaan kirjallisen tietoisen suostumuksen kaikki tutkittavat täyttävät väestötietolomakkeen. Sitten koehenkilöitä pyydetään vaihtamaan kangas laboratoriosäiliön yläosaan paljastaakseen alaselän alueensa. Samat ruumiin maamerkit kuin alustavassa tutkimuksessa tunnistetaan. Koehenkilöt ovat makuuasennossa hoitopöydällä ja rintakehä (taso T3) ja lantio (taso S2) on kiinnitetty tukevasti sänkyyn. Kädessä pidettävä dynamometri asetetaan rintakehälle selän venymisvoiman mittaamiseksi. NMES-elektrodit sijoitetaan molemminpuolisiin lannerangan multifiduslihaksiin ja järjestelmä asetetaan interferenssitilaan. Sitten arvioija-A asettaa ultraäänianturin oikeaan L4-5-fasettiliitokseen.

Koehenkilöä pyydetään suorittamaan 2 toistoa selän ojentajalihaksen MVIC:tä ja 1 minuutin tauko toistojen välillä. Rater-A mittaa oikean ja vasemman lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation levossa ja MVIC:n aikana sekä tallentaa selän venymisvoiman käsidynamometristä molemmissa toistoissa. Tutkija lisää NMES-intensiteettiä, kunnes lannerangan multifiduslihaksen paksuus kasvaa 10 %. Sitten koehenkilöä pyydetään suorittamaan selän ojentajalihaksen MVIC. Rater-A mittaa oikean ja vasemman lannerangan multifidus-lihaksen aktivaation MVIC:n aikana ja tallentaa selän venymisvoiman rintakehään kiinnitetystä käsidynamometristä. NMES-elektrodit poistetaan ja kohteen iho puhdistetaan. Tietoja (MVIC ja MVIC+NMES) käytetään lannerangan multifidus-lihaksen artrogeenisen lihaksen eston määrittämiseen. Interventiota edeltävän tiedonkeruun jälkeen koehenkilöt, joilla on heikentynyt LPC, jaetaan satunnaisesti joko yhdistettyyn NMES:iin, jossa on motorisen ohjauksen harjoitusryhmä (COMB) tai pelkkä motorisen ohjauksen harjoitteluryhmä (MCT), käyttämällä satunnaisesti luotuja lukuja piilossa olevissa kirjekuorissa.

COMB-ryhmä vastaanottaa NMES:n interferenssillä molemminpuolisissa lannerangan multifidus-lihaksissa. Voimakkuus asetetaan kohteen enimmäistoleranssiin. Stimulaatio asetetaan 10 sekuntia päälle ja 60 sekuntia pois päältä lihasten väsymyksen minimoimiseksi. NMES:n kokonaisaika on 15 minuuttia. NMES:n jälkeen COMB-ryhmä saa 30 minuutin moottorinohjauskoulutuksen, joka perustuu liikejärjestelmän vajaatoimintakonseptiin. Tämä moottorinhallintaharjoittelu keskittyy lannerangan multifiduslihaksen hallintaan erilaisissa toiminnallisissa tehtävissä. Sen uskotaan palauttavan motoriset yksiköt yksilöillä, joilla on artrogeeninen lihasesa. Tämä moottorinhallintaharjoittelu kestää noin 30 minuuttia. COMB-ryhmä saa interventiota kahdesti viikossa 8 viikon ajan. Käytämme 8 viikon moottoriharjoitteluohjelmaa, koska useat tutkimukset ovat osoittaneet merkittävää paranemista 8 viikon harjoitusohjelman jälkeen.1,8 MCT-ryhmän koehenkilöt saavat lumelääkettä NMES (ei sähkövirtaa) ja saman motorisen ohjauksen koulutusohjelman kuin COMB-ryhmä. Terapeutti, joka antaa motorisen hallinnan koulutusta, sokeutuu ryhmätehtävälle. Interventio-ohjelman päätyttyä jokaiselle koehenkilölle suoritetaan intervention jälkeisten tietojen keruu välittömästi ensimmäisen istunnon jälkeen (Post-1) ja 8 viikon interventiojakson jälkeen (Post-2) yhdistetyn neuromuskulaarisen sähköstimulaation ja motorisen ohjauksen vaikutuksen määrittämiseksi. koulutus henkilöille, joilla on heikentynyt lantionhallinta.