Kuinka lihasten ja jänteiden ominaisuudet vaikuttavat toiminnalliseen muutoksiin ennen polven vaihtoa ja sen jälkeen

Nivelrikko johtaa reisiluun ja sääriluun nivelpintojen rappeutumiseen, ja loppuvaiheen interventio on näiden nivelpintojen korvaaminen polven kokonaisartroplastian (TKA) kirurgisella toimenpiteellä. TKA:ta saavilla potilailla toiminnalliset kyvyt heikkenevät merkittävästi koko odotusjakson ajan leikkauslähetyksestä leikkauspäivään. Leikkauksen jälkeen näiden potilaiden toimintakyky paranee, mutta he eivät saavuta samaa toimintatasoa kuin terveet henkilöt, joille ei ole tehty TKA:ta. Toiminnallisten kykyjen objektiiviseksi mittaamiseksi voidaan arvioida erilaisia ​​voiman, liikkuvuuden ja tasapainon testejä. Toistaiseksi ei ole tehty tutkimusta sen arvioimiseksi, kuinka nämä objektiiviset toimintakyvyn mittaukset muuttuvat leikkausta edeltävän odotusajan aikana ja miten tämä verrattuna tasoihin leikkauksen jälkeen. Näiden toimintomuutosten taustalla olevien mekanismien ymmärtämiseksi paremmin voidaan käyttää lihasten ja jänteiden fysiologisia mittauksia sähkötestauksen ja ultraäänikuvauksen avulla. Arvioimalla muutoksia fysiologiassa yhdessä toiminnan muutosten kanssa TKA-potilailla ja terveillä verrokeilla, voimme saada paremman käsityksen mekanismeista, jotka ovat taustalla havaittavissa TKA-potilaiden funktion muutoksissa ja miten tämä verrataan normaaleihin fysiologisiin muutoksiin terveillä verrokeilla.

Potilaat, joille tehdään täydellinen polviproteesi, vierailevat laboratoriossa viidellä erillisellä testauskerralla (1, välittömästi TKA-lähetteen jälkeen; 2, keskipiste lähetteen ja leikkauksen välillä; 3, 2 viikkoa ennen leikkausta; 4, 6 viikkoa leikkauksen jälkeen; 5, 6 kuukautta leikkauksen jälkeen. Jokaisessa testausistunnossa osallistujat aloittavat täyttämällä kyselylomakkeet, jotka liittyvät yleiseen toimintakykyyn. He suorittavat sitten ylä- ja alavartalon toiminnallisia testejä saadakseen mittauksia raajariippuvaisesta toimintakyvystä. Toiminnallisten mittausten jälkeen polvi- ja nelipäistä lihasryhmää ympäröivän lihaksen ja jänteen lepomitat saadaan käyttämällä ultraäänikuvauksen ja ihon pinnan mittausten yhdistelmää. Tämän jälkeen osallistujat varustetaan pintaelektromyografialla (sEMG) elektrodit nelipää- ja takareisien lihasryhmissä lihasten aktiivisuuden mittaamiseksi seuraavien mittausten aikana. Lihasrefleksiaktiivisuus arvioidaan reisihermon submaksimaalisella ja maksimaalisella sähköstimulaatiolla ihon pinnalle asetettujen hiilistimulaatioelektrodien avulla. Osallistujat suorittavat sitten kolme maksimaalista vapaaehtoista supistusta (MVC), jotka vaativat heitä ojentamaan jalkansa mahdollisimman lujasti voimaanturia vasten. Stimulaatiota käytetään ennen MVC:itä, niiden aikana ja niiden jälkeen lihasten aktivaatiotason arvioimiseksi. MVC:stä muodostetaan 5, 10, 25, 50 ja 75 % MVC:n alimaksimaaliset seurantatehtävät. Osallistujien edessä näkyvällä näytöllä näkyvää voimaa käyttämällä heidän tulee tuottaa supistuksia näihin voimatasoihin saakka ja ylläpitää voimatasoa 5 sekunnin ajan voiman tasaisuuden kvantifioimiseksi. Näiden submaksimaalisten seurantatehtävien aikana ultraäänianturi sijoitetaan nelipäisen lihaksen ja jänteen liitoskohtaan jänteen venymän tallentamiseksi jänteen mekaanisten ominaisuuksien kvantifioimiseksi.

Nämä toimenpiteet tehdään 30 TKA:ta saavan potilaan kirurgiselle jalalle, jotta voidaan verrata jalkojen välisiä eroja aikapisteiden välillä, ja 30 tervettä kontrollihenkilöä, joille ei tehdä TKA:ta ja jotka ovat iältään ja sukupuolensa vastaavat potilasryhmään, tekevät nämä toimenpiteet myös niiden ei-dominoiva jalka käyttäen samaa välilyöntiä testausistuntojen välillä. Toimenpiteitä verrataan potilaiden leikkauksen ja terveiden kontrollien ei-dominoivan jalan välillä, jotta voidaan arvioida eroja ajan mittaan potilasryhmässä ja sitä, miten tämä verrataan normaaleihin muutoksiin terveessä populaatiossa saman ajanjakson aikana. Tässä tutkimuksessa yritetään määrittää, mitkä fysiologiset muutokset ennen leikkausta ennustavat parhaiten potilaan toiminnan optimoinnin ja paranemisen leikkauksen jälkeen.