Lihasten hapenottokyvyn ja toipumisdynamiikan arviointi polven nivelrikkoa sairastavilla henkilöillä

Polven nivelrikko (OA) on degeneratiivinen nivelhäiriö, joka liittyy kipuun, lihasheikkouteen ja toiminnallisiin rajoituksiin, jotka vaikuttavat negatiivisesti alaraajan lihasten suorituskykyyn. Aiemmat tutkimukset ovat raportoineet reisilihaksen rakenteellisista ja fysiologisista muutoksista polven OA-potilailla, erityisesti vastus medialis obliquuksessa (VMO). Nämä muutokset sisältävät vähentynyttä lihaksen poikkileikkauspinta-alaa, lisääntynyttä intramuskulaarista rasva-infiltratiota, verisuonimutoksia ja heikentynyttä hermo-lihasaktivaatiota, mikä saattaa edesauttaa polven nivelvakavuuden heikentymistä ja sairauden etenemistä.

Lihasoksygenaatio (SmO₂) on tärkeä fysiologinen parametri, joka heijastaa hapen toimituksen ja käytön tasapainoa luurankolihaksessa ja tarjoaa objektiivista tietoa lihaksen metabolisesta ja verenkierron toiminnasta. Huolimatta SmO₂:n mahdollisesta merkityksestä reisilihaksen toimintahäiriön ymmärtämisessä polven OA:ssa, tutkimukset, jotka tutkivat liikunnan aiheuttamia oksygenaatiovasteita ja palautumisdynamiikkaa tässä väestöryhmässä, ovat edelleen vähäisiä.

Tämä havainnoiva, vertaileva poikkileikkaustutkimus pyrkii arvioimaan VMO SmO₂-dynamiikkaa polven OA-potilailla ja vertaamaan näitä parametrejä ikä- ja sukupuolivastineisiin terveisiin verrokkiryhmiin. Tutkimus selvittää myös SmO₂-parametrien, lihasvoiman, toiminnallisen suorituskyvyn ja kivun voimakkuuden välisiä yhteyksiä.

Polven OA-diagnoosin saaneet potilaat (fyysisen lääketieteen ja kuntoutuksen lääkärin diagnosoimat) ja terveet vapaaehtoiset, jotka täyttävät kelpoisuuskriteerit, kutsutaan osallistumaan. Kaikilta osallistujilta hankitaan kirjallinen tietoinen suostumus ennen osallistumista. Osallistujat, jotka täyttävät sisällytyskriteerit, jaetaan kahteen ryhmään: polven OA-ryhmään ja terveeseen verrokkiryhmään. Kaikki osallistujat suorittavat samat arviointimenettelyt yhden arviointitapaamisen aikana.

Osteoarthritis Research Society Internationalin (OARSI) suositusten mukaisesti osallistujilla, joilla on molemminpuolinen polven OA, analyysin kohdepolvi määritetään ennalta määritellyn strategian avulla: (1) valitaan polvi, jossa on suurempi kipu levossa tai toiminnan aikana; (2) jos kiputasot ovat yhtä suuret, valitaan polvi, jolla on suurempi radiologinen vakavuus (Kellgren-Lawrence-aste); (3) jos sekä kipu että radiologinen vakavuus ovat yhtä suuret, dominantti jalka (pallon potkaisemiseen suositeltu raaja) määritetään kohdepolveksi. Kohdepolvesta tulee referenssipolvi seurantamittauksille, mukaan lukien SmO₂ ja polvikohtaiset kliiniset arvioinnit.

Tietojemme mukaan mikään aiempi tutkimus ei ole suoraan vertaillut SmO₂-parametreja polven OA-potilaiden ja terveiden verrokkien välillä. Siksi referenssinä käytettiin tutkimusta, joka tutki SmO₂-muutoksia samassa lihasryhmässä ja käytti samaa mittausmenetelmää eturistisideleikkauksen läpikäyneillä henkilöillä. Otoskoko arvioitiin käyttäen G*Power-ohjelmistoa (versio 3.1) perustuen kaksisuuntaiseen riippumattomien otosten t-testimalliin kahden ryhmän keskiarvojen eron vertailuun. Laskennassa käytettiin referenssitutkimuksessa raportoitua vaikutusastetta VMO SmO₂:lle (Cohenin d = 1.02). Alfatason ollessa 0.05, tilastollisen voiman 0.80 ja ryhmänjakosuhteen 1:1, vaadittu otoskoko laskettiin 17 osallistujaa per ryhmä, yhteensä 34 osallistujaa.

Ennen mittauksia osallistujat lepäävät istuma-asennossa 10 minuuttia. Kivun voimakkuutta arvioidaan käyttäen visuaalista analogiaskaalaa (VAS). Lepojakson jälkeen SmO₂-mittaukset suoritetaan lähi-infrapunaspektroskopialaitteella (Moxy Monitor), joka asetetaan VMO-lihakselle. Perustason SmO₂-arvot tallennetaan 60 sekunnin mittausjakson aikana.

Perustason mittauksen jälkeen osallistujat suorittavat standardoidun minikyykkyharjoituksen. Minikyykky valittiin turvalliseksi ja toiminnalliseksi suljetun ketjun harjoitukseksi, jota käytetään yleisesti polven nivelrikkopotilailla alaraajan lihasten aktivoimiseksi, ja se yhdistettiin isometriseen lonkan lisäykseen pallolla polvien välissä vahvistaakseen vastus medialis obliquuksen aktivaatiota ja polven mediaalista stabilointia. Harjoituksen jälkeen välittömästi VMO-lihaksen oksygenaatiota seurataan ja palautumisprosessi tallennetaan. Palautumisaika määritellään ajaksi, joka SmO₂-arvon palaamiseen perustasolleen tarvitaan, kun osallistuja lepää istuma-asennossa.

Palautumismittausten suorittamisen jälkeen osallistujat lepäävät 10 minuuttia väsymyksen vaikutusten minimoimiseksi. Tämän jälkeen lihasvoimaa arvioidaan käyttäen isokineettistä dynamometria maksimaalisilla vapaaehtoisilla isometrisillä polvenojennussupistuksilla, jotka suoritetaan 15° polven taivutuksessa. Tämä nivelkulma valittiin, koska vastus medialis obliquus osoittaa suurempaa aktivaatiota lähellä polven loppuojennusta. Lisäksi testaus 15°:ssa asettaa reisilihaksen biomekaanisesti edulliseen asentoon vääntömomentin tuotantoon samalla minimoiden nivelrasituksen. Osallistujat suorittavat kolme maksimaalista supistusta, kukin noin 6 sekuntia kestävä, standardoidulla sanallisella kannustuksella ja 60 sekunnin lepotauoilla; keskiarvo huippuvääntömomentista käytetään analyysissä. Toiminnallista suorituskykyä arvioidaan sitten 30 sekunnin istuma-nousu-testillä. Kaikki mittaukset suoritetaan yhden istunnon aikana, eikä osallistujia seurata pitkittäisesti.

Tilastolliset analyysit suoritetaan käyttäen SPSS:ää. Tietojen jakauma arvioidaan normaalitesteillä. Kuvailevat tilastot esitetään keskiarvona ± keskihajontana tai mediaanina tarpeen mukaan. Ryhmien välisiä eroja polven OA-potilaiden ja terveiden verrokkien välillä analysoidaan käyttäen riippumattomien otosten t-testiä tai Mann-Whitney U -testiä. Lihasoksygenaatioparametrien, lihasvoiman, toiminnallisen suorituskyvyn ja kivun välisiä yhteyksiä tutkitaan käyttäen Pearsonin tai Spearmanin korrelaatioanalyysiä. P-arvo < 0.05 katsotaan tilastollisesti merkitseväksi.