Fatica indotta dalla propulsione su sedia a rotelle fuori terra nelle persone con una lesione del midollo spinale: risparmio o sforzo dell'arto superiore?

Contesto e motivazione:

Le sedie a rotelle sono i dispositivi di assistenza più importanti utilizzati dalle persone con una lesione del midollo spinale (SCI). Uno studio danese ha riportato ad esempio che l'83,5% di 236 persone utilizzava una sedia a rotelle manuale e il 27% una sedia a rotelle elettrica, alcune delle quali utilizzavano sia una sedia a rotelle manuale che elettrica. La natura ripetitiva della propulsione della sedia a rotelle in combinazione con la spalla soggetta a lesioni si traduce in un'alta prevalenza di persone con LM che soffrono di dolore alla spalla. Diversi fattori sono stati associati al dolore alla spalla, ma i percorsi esatti rimangono poco chiari. Al fine di migliorare la prevenzione degli infortuni che avrebbero un effetto significativo sul dolore alla spalla, è importante concentrarsi sui fattori di rischio biomeccanici e neuromuscolari modificabili dall'allenamento. La fatica potrebbe avere un effetto negativo sulla meccanica della propulsione aumentando ulteriormente il rischio di lesioni. Precedenti studi hanno indotto affaticamento mediante interventi su un tapis roulant o con un ergometro. Tuttavia, è importante studiare l'affaticamento funzionale, poiché l'effetto dell'affaticamento dipende dall'attività. Ad oggi non c'è una chiara comprensione dell'effetto dell'affaticamento funzionale sui fattori di rischio biomeccanici e neuromuscolari nelle persone con LM durante la propulsione su sedia a rotelle.

Obiettivi:

Obiettivo principale: qual è il ruolo dell'affaticamento muscolare nell'alterazione delle funzioni e delle strutture del corpo neuromuscoloscheletrico e del movimento correlate al dolore alla spalla nelle persone con LM? Obiettivo 1: definire in che modo l'affaticamento muscolare indotto dalla propulsione su sedia a rotelle modifica i fattori di rischio biomeccanici e neuromuscolari delle lesioni alla spalla, che portano al dolore alla spalla, nelle persone con LM.

Obiettivo 2: Valutare in che modo i cambiamenti nella biomeccanica della propulsione dovuti alla fatica indotta dalla propulsione sono associati ai cambiamenti nell'aspetto dei tendini correlati alla tendinopatia, nelle persone con LM.

Obiettivo 3: identificare le variabili predittive (ad es. livelli di attività e forza muscolare) per le persone con LM che sono suscettibili all'affaticamento indotto dalla propulsione della sedia a rotelle.

Disegno dello studio: misure ripetute all'interno del disegno del soggetto

Per questo studio, 50 partecipanti saranno reclutati tramite il database dello studio Swiss Spinal Cord Injury Cohort. Il numero di 48 partecipanti è stato calcolato sulla base di una stima della dimensione del campione da uno studio che ha indagato un'attività di propulsione su sedia a rotelle ad alta intensità che ha rilevato che il rapporto di ecogenicità è cambiato in modo significativo da 1,97 ± 0,74 a 1,73 ± 0,56 (p=0,038) (dopo l'intensa attività di propulsione su sedia a rotelle. Per osservare questo cambiamento di 0,24 differenza nel rapporto di ecogenicità del tendine del bicipite all'80% di potenza statistica e alfa=0,05, Sono necessari 48 partecipanti. Per tener conto degli abbandoni e dei dati mancanti verranno reclutati 50 partecipanti. Tutti i partecipanti soddisferanno i criteri di inclusione definiti ed esclusi quando soddisfano i criteri di esclusione.

Raccolta dati:

I partecipanti saranno testati durante una sessione di quattro ore dopo aver letto e firmato il consenso informato. Durante la sessione di test verranno effettuate le seguenti misurazioni:

Caratteristiche del partecipante e livelli di attività: le variabili socio-demografiche, le caratteristiche della lesione, la presenza di contratture e spasticità saranno definite con un questionario generale. Inoltre, i livelli di attività saranno definiti con la Physical Activity Scale for Individuals with Physical Disabilities (PASIPD).

Verrà misurato il peso dei partecipanti.

Ecografia quantitativa pre-affaticamento: le misurazioni ecografiche del bicipite brachiale e del tendine sovraspinato a riposo saranno raccolte con i protocolli quantitativi ad ultrasuoni (QUS). Questa tecnica è stata utilizzata in precedenza e ha dimostrato una forte affidabilità e validità per le misurazioni del dolore alla spalla e della tendinopatia. Più specificamente, per l'immagine longitudinale del tendine del bicipite, i partecipanti saranno posizionati con il braccio non dominante flesso di 90° al gomito e il polso appoggiato sulla coscia omolaterale. Le immagini verranno acquisite in modo che le fibre siano allineate perpendicolarmente al trasduttore che ottimizza la quantificazione dell'allineamento delle fibre e dello spessore del tendine. Per contrassegnare la posizione della pelle della misurazione pre-affaticamento, un marker di riferimento in acciaio verrà fissato alla pelle all'estremità distale del trasduttore. Il modello di interferenza distinto creato dal marcatore nella parte superiore delle immagini viene utilizzato per definire la regione di interesse (ROI) su cui vengono eseguiti i calcoli. Per l'immagine trasversale del sovraspinato, i partecipanti saranno posizionati con il palmo non dominante posizionato sulla parte bassa della schiena, la spalla estesa e il gomito flesso posteriormente. Il marcatore d'acciaio viene ora fissato con nastro adesivo alla pelle all'estremità prossimale del trasduttore e viene ripresa l'immagine della parte più ampia del tendine. Le posizioni specifiche ottimizzano la qualità dell'immagine e la ripetibilità del protocollo di imaging. Inoltre, tre misurazioni consecutive della distanza acromio-omerale della mano non dominante saranno raccolte in condizioni di carico e scarico (durante il push up in sedia a rotelle, una volta senza ulteriori istruzioni e una volta con l'istruzione di retrarre le spalle) così come è stato fatto in precedenza.

Lo stesso investigatore addestrato eseguirà tutte le misurazioni ecografiche.

Sprint massimo e test di forza: verrà eseguito un test di sprint a 15 m dal suolo per definire la capacità di lavoro anaerobico. Inoltre, verrà eseguita una spinta in avanti isometrica massima contro la resistenza sulla sedia a rotelle per misurare la forza massima. Questi test sono stati utilizzati in precedenza. Durante entrambi i test, le forze esterne saranno raccolte a 100 Hz con SmartWheel. Lo sprint di 15m mira a definire la capacità di lavoro anaerobico. Ai partecipanti sarà richiesto di spingersi il più velocemente possibile da un cono all'altro a una distanza di 15 metri l'uno dall'altro, il che si tradurrà in un risultato della massima potenza unilaterale. Per la massima spinta isometrica, la carrozzina con SmartWheel sarà collegata tramite una fune ad un trasduttore di forza e ad una parete. Al partecipante verrà richiesto di spingere il più forte possibile per 5 secondi con le mani sopra il corrimano per misurare la forza massima applicata.

Propulsione della sedia a rotelle pre-affaticamento: al partecipante verrà richiesto di spingere la sua sedia a rotelle sul tapis roulant per due prove di 90 secondi a due condizioni di potenza (intermedia e dura). Durante le prove verranno raccolte la cinematica 3D dell'arto superiore, la cinetica 3D applicata al corrimano della carrozzina e l'attivazione muscolare dei muscoli attivi durante la propulsione della carrozzina.

Protocollo di fatica: il protocollo della figura 8 (intervento di fatica) richiede ai partecipanti di spingere il triplo dei giri possibili per quattro minuti ciascuno. Ogni periodo di quattro minuti è separato da 90 secondi di riposo. Ogni giro consiste in una svolta a destra ea sinistra e due soste complete dopo mezzo giro. Le misurazioni durante il protocollo includono la scala del tasso di sforzo percepito (RPE), la frequenza cardiaca e la cinetica di propulsione.

Propulsione della sedia a rotelle e ultrasuoni quantitativi post-fatica: verranno eseguite le stesse misurazioni dei test pre-fatica.

Considerazioni statistiche:

Obiettivo 1: Indagare l'effetto dell'affaticamento muscolare indotto dalla propulsione su sedia a rotelle sui fattori di rischio biomeccanici e neuromuscolari delle lesioni alla spalla, che portano al dolore alla spalla, nelle persone con LM.

Ipotesi 1: L'affaticamento muscolare indotto dalla propulsione della sedia a rotelle comporterà cambiamenti significativi nei fattori di rischio biomeccanici e neuromuscolari correlati alla patologia della spalla.

Le variabili dipendenti di interesse sono la frequenza della corsa, la forza di contatto gleno-omerale, i momenti articolari netti, le forze muscolari cinematiche e normalizzate durante la propulsione della sedia a rotelle, l'aspetto del tendine del m. bicipite brachiale e m. sovraspinato e distanza acromio-omerale. Una mappatura parametrica statistica (SPM) unidirezionale misure ripetute ANOVA sarà utilizzata per valutare le variazioni significative nel tempo per ogni variabile continua durante la propulsione della sedia a rotelle (alfa=0.05).

Obiettivo 2: Determinare la relazione tra i cambiamenti nella biomeccanica della propulsione e i cambiamenti nell'aspetto dei tendini correlati alla tendinopatia post-affaticamento, nelle persone con LM.

Ipotesi 2: ci sarà un'associazione positiva tra i cambiamenti nella biomeccanica della propulsione e i cambiamenti nell'aspetto del tendine del m.bicipite e del m.supraspinotus quando si controlla per sesso, livello e completezza della lesione, condizioni di salute, range di movimento e peso.

Le variabili indipendenti saranno i cambiamenti nella biomeccanica della propulsione che sono cambiati in modo significativo dopo il protocollo di affaticamento e le variabili dipendenti includeranno i cambiamenti nell'aspetto del tendine del m.bicipite e del m.supraspinotus. Le covariate saranno sesso, livello e completezza della lesione, condizioni di salute (spasticità e contratture), range di movimento e peso. L'analisi di regressione lineare multivariata sarà utilizzata per testare l'ipotesi

Obiettivo 3: Indagare la relazione tra la suscettibilità alla fatica e le caratteristiche della persona (livelli di attività e forza muscolare), nelle PLM.

Ipotesi 3: ci sarà un'associazione negativa tra i cambiamenti nella biomeccanica della propulsione (compresa la frequenza dell'ictus, la cinematica scapolare e la forza di contatto gleno-omerale) e sia i livelli di attività che la forza muscolare, quando si controlla per sesso, livello e completezza della lesione, condizioni di salute (spasticità e contratture), range di movimento e peso.

Le variabili indipendenti saranno la biomeccanica della propulsione che è cambiata in modo significativo dopo il protocollo di fatica e le variabili dipendenti includeranno i livelli di attività fisica e la forza muscolare. Le covariate saranno sesso, livello e completezza della lesione, condizioni di salute (spasticità e contratture), range di movimento e peso. L'analisi di regressione lineare multivariata sarà utilizzata per testare l'ipotesi.