Confronto di strumenti di biofeedback per addestrare l'attivazione dell'addome trasverso in soggetti sani

1. Introduzione La lombalgia è definita come un dolore nella parte bassa della schiena abbastanza forte da limitare le tue attività abituali o cambiare la tua routine quotidiana per più di 1 giorno, che può o meno andare giù per una o entrambe le gambe e durare almeno un giorno. Il dolore deve essere compreso alla schiena, nei limiti della costola inferiore e della piega glutea inferiore. La lombalgia (LBP) può essere ulteriormente compartimentata in "LBP specifico", per definizione un LBP riconducibile a una causa nota, o in "LBP non specifico" (NSLBP), definito come un LBP che non può essere associato a un causa nota. Il LBP è una delle principali cause di limitazioni funzionali e assenze per malattia, comportando un pesante costo finanziario sia per gli individui che per la società. Secondo lo studio della malattia da carico globale del 2010, il LBP è classificato al sesto posto nel carico complessivo rispetto ad altre 290 patologie. La prevalenza globale di LBP è compresa tra l'11% e l'84% e raggiungerebbe il suo valore massimo a 80 anni. Pertanto, l'impatto del LBP sarebbe più importante nelle società in cui l'aspettativa di vita è più alta, come il Canada e gli Stati Uniti. Inoltre, l'invecchiamento sarebbe accompagnato da un aumento della frequenza di forti dolori alla schiena, nonché da un aumento della prevalenza del dolore e di altri sintomi e condizioni associati alla lombalgia, causando maggiori limitazioni sociali e funzionali. È anche una delle cause principali della consultazione della terapia fisica, che utilizza esercizi terapeutici, come l'allenamento muscolare centrale per affrontarlo. Tuttavia, non si sa come oggi quale metodo si debba privilegiare per insegnare a contrarre quei muscoli negli anziani.
2. Revisione della letteratura Uno degli approcci preferiti nella terapia fisica per affrontare il mal di schiena è l'allenamento dei muscoli centrali, in particolare il trasverso dell'addome (TrA). In un soggetto sano, i muscoli del tronco manterranno la stabilità del tronco effettuando una sequenza di aggiustamenti posturali prima del movimento distale per prevenire qualsiasi perdita di equilibrio. Questa regolazione fine che avviene prima che possa verificarsi qualsiasi feedback cinestetica o sensoriale, è considerata pianificata dal sistema nervoso centrale (SNC). Tuttavia, è stato dimostrato che tali aggiustamenti posturali mancano nei pazienti con LBP e persisterebbero anche dopo la risoluzione dell'episodio di LBP, il che potrebbe contribuire alla ricorrenza di LBP. Inoltre, l'invecchiamento è accompagnato anche da una diminuzione del controllo motorio del tronco, che costituisce una parte del LBP nell'anziano. Fortunatamente, questi aggiustamenti posturali del TrA si sono dimostrati nuovamente allenabili.

Insegnare a contrarre il TrA spesso diventa una vera sfida, poiché la sua contrazione non crea alcun movimento visibile. Richiede una comprensione e/o una buona sensazione della contrazione desiderata da parte del paziente. Per aiutare nell'insegnamento della TrA, i fisioterapisti (PT) possono utilizzare uno dei pochi strumenti di feedback che si sono dimostrati efficaci a tale riguardo. Il biofeedback è una tecnica in cui le informazioni biologiche altrimenti sconosciute al paziente gli vengono trasmesse in tempo reale. Quelle informazioni vanno oltre ciò che è solitamente accessibile a quei pazienti. In terapia fisica, il biofeedback deriva dalla misura biomeccanica della misura fisiologica del corpo umano. L'aggiunta del biofeedback a un consueto intervento di terapia fisica consente al paziente di controllare gli aggiustamenti fisici che si pensava fossero controllati dal sistema nervoso centrale, come gli aggiustamenti posturali. Consente inoltre una migliore sintonizzazione dei compiti e coinvolge il paziente in una terapia più proattiva. In letteratura sono documentati due strumenti di biofeedback non invasivi utilizzati in clinica per la loro efficacia nell'aiutare nell'insegnamento della contrazione del TrA e per la loro validità nel misurarne l'attivazione, l'ecografia riabilitativa (RUSI) e l'unità di biofeedback pressorio (PBU ).

Cresce l'utilizzo di RUSI da parte dei fisioterapisti. RUSI è una tecnica non invasiva per fornire un feedback visivo immediato sui cambiamenti nello spessore dei muscoli della parete addominale, riflettendo la contrazione di questi muscoli, più specificamente il TrA. Questo viene fatto trasmettendo, su uno schermo, un'immagine ecografica prodotta da una sonda posta sull'addome del partecipante. La sonda emette onde ultrasoniche che attraversano i tessuti per poi ritornare alla sonda sotto forma di echi. RUSI rileverebbe il reclutamento di TrA a una contrazione fino al 12% della massima contrazione volontaria (MVC) e il reclutamento dell'obliquo interno (OI) quando contratto al 22% a MVC. Questo feedback visivo, unito alle solite spiegazioni per il reclutamento di TrA, riduce il numero di prove necessarie per un reclutamento efficace di TrA in pazienti con e senza lombalgia subito dopo l'allenamento e nel follow-up a breve termine.

Il PBU è un dispositivo semplice ed economico che misura la variazione di pressione in una sacca a tre scomparti riempita d'aria posta sotto la colonna lombare del paziente in posizione supina (posizione supina). Il movimento del rachide lombare sul sacco a tre scomparti prodotto da una falsa contrazione del TrA modifica l'intensità della pressione e questo cambiamento può essere visto su un manometro regolabile, e quindi evitato. Tuttavia Lima e coll. (2012) hanno mostrato una bassa associazione tra la pressione misurata con la PBU e l'elettromiografia di superficie (EMG) (r = 0,2, p <0,2), con una sensibilità e una specificità del 60%. Una revisione sistematica dello stesso autore conclude che l'affidabilità inter- e intra-valutativa varia da media a buona (correlazione intra-classe (ICC) da 0,42 a 0,82 e da 0,5 a 0,81, rispettivamente) e una validità di costrutto che va da media a eccellente ( ICC da 0,48 a 0,90). Tuttavia, è un apparecchio ampiamente utilizzato per l'apprendimento della TRA in fisioterapia a causa del suo basso costo e facilità d'uso.

Solo tre studi hanno confrontato l'efficacia di RUSI e PBU sul reclutamento di TrA sia in soggetti giovani che asintomatici e nella lombalgia. Baijaj et al. (2010) riportano che i pazienti con lombalgia formati con RUSI acquisiscono più rapidamente la capacità di reclutare TrA (riduzione significativa del numero di prove necessarie per attivare il TrA e il numero di giorni necessari per consolidare l'apprendimento) rispetto a quelli eseguiti con il PBU. Lee et al. (2016) hanno randomizzato un campione di individui giovani e asintomatici in tre gruppi in base al tipo di feedback utilizzato durante l'allenamento: tattile, RUSI o PBU. La misura primaria era lo spessore del TrA misurato con un ultrasuono. In tutti e tre i gruppi è stato osservato un aumento dello spessore di TrA (che riflette una migliore attivazione di TrA). Rispetto al gruppo di feedback tattile, il gruppo RUSI aveva uno spessore TrA significativamente più elevato. Infine, Wooldridge et al. (2014) hanno confrontato l'effetto immediato dell'allenamento con diversi tipi di feedback (PBU, RUSI e PBU + RUSI) in una popolazione simile a quella di Lee et al. (età media = 22,2 anni). Gli autori non riportano differenze significative nell'attivazione di TrA, misurata con diversi parametri estratti da immagini ecografiche, pre e post-allenamento e tra i gruppi.

In sintesi, sebbene due studi dimostrino che il reclutamento del TRA sarebbe più efficace dopo la formazione con il RUSI, l'eterogeneità degli interventi e delle misure di esito fa sì che l'attuale livello di evidenza non consenta una decisione sulla sua superiorità nei giovani. Inoltre, i risultati di questi studi non possono essere generalizzati a una popolazione anziana. L'invecchiamento può interrompere gli aggiustamenti posturali previsti e un'efficace modalità di allenamento nei giovani potrebbe non essere determinante per gli anziani. Infine, nessuno studio ha verificato se l'addestramento al reclutamento del TrA, che generalmente viene svolto in posizione supina, consenta il trasferimento delle abilità apprese ad altre posizioni più funzionali, come la posizione eretta, per uno degli strumenti.

Obiettivo L'obiettivo principale di questo studio è confrontare l'effetto immediato (pre-post laboratorio) di un addestramento al reclutamento di TRA con RUSI a quello dell'allenamento con il PBU sullo spessore del TrA, una misura indiretta del reclutamento misurato in posizione supina (SP) in una popolazione anziana sana. Gli obiettivi secondari sono (1) determinare se uno degli strumenti di feedback è più efficace nel facilitare il reclutamento preferenziale di TrA rispetto ai muscoli obliqui e (2) determinare se uno degli strumenti di feedback è più efficace nel trasferire la capacità di reclutamento del TrA da l'SP alla posizione eretta. L'ipotesi principale è che in SP, lo spessore del TrA sarà maggiore seguendo l'insegnamento con RUSI rispetto all'insegnamento con PBU. Le ipotesi secondarie sono 1) il RUSI consentirà un reclutamento preferenziale del TrA; e 2) lo spessore del TrA in posizione eretta sarà maggiore in seguito all'insegnamento con la RUSI.

Metodi Idealmente, l'efficacia di un intervento è valutata da uno studio controllato randomizzato (RCT). Tuttavia, i prerequisiti per un RCT sono i seguenti: 1) plausibilità dell'effetto precedentemente dimostrato; 2) dimostrazione che le procedure di ricerca sono ben stabilite in situazioni reali e 3) la possibilità di reclutare un gran numero di partecipanti. La plausibilità degli effetti è ancora verificata in una nuova popolazione con strumenti validi e affidabili. I ricercatori propongono uno studio di laboratorio sperimentale "prima-dopo" per documentare gli effetti immediati. La variabile indipendente sarà il tipo di feedback utilizzato (RUSI vs PBU) durante una sessione di formazione per il reclutamento di TrA e la variabile dipendente sarà lo spessore di TrA, una misura indiretta del reclutamento di TrA.

Partecipanti:

Gli investigatori recluteranno 40 persone di età compresa tra i 60 e gli 80 anni secondo un metodo di campionamento non probabilistico dalla banca di reclutamento Nabù del Centro per la ricerca sull'invecchiamento (CdRV) e un metodo di campionamento non probabilistico di convenienza. Questi partecipanti saranno randomizzati in due gruppi di intervento: RUSI o PBU. La randomizzazione sarà stratificata per genere (in eguale proporzione) utilizzando buste sigillate e una tabella di numeri casuali. I partecipanti devono avere un'età compresa tra i 60 e gli 80 anni ed essere in buona salute (nessuna condizione cronica che limiti le attività o richieda cure puntuali) senza mal di schiena da più di 12 mesi e senza dolori da meno di 1 settimana. Non dovrebbero essere in grado di contrarre specificamente il TrA (ad es. senza contrazione dei muscoli obliqui interni (OI) o obliqui esterni (OE) in risposta a una semplice istruzione). Quelli in grado di contrarre specificamente il loro TrA saranno esclusi e le statistiche saranno mantenute per descrivere quel campione. I partecipanti dovranno vivere in comunità o in residenza semi-autonoma, e saranno esclusi i partecipanti con una storia di chirurgia spinale, addominale o degli arti inferiori, problema neurologico o respiratorio, scoliosi strutturale, indice di massa corporea maggiore di 30, pacemaker, abbassare Mini Mental State Examination (MMSE) a 24 o precedente esperienza di formazione TrA. Le procedure di reclutamento andranno avanti fino al raggiungimento dell'intera dimensione del campione con partecipanti ammissibili.

Misura di prova :

La dimensione del campione (n=40) è stata calcolata per rispettare una dimensione dell'effetto di 0,7 con un errore alfa del 5%.

Procedura per la raccolta dei dati:

Gli interessati a partecipare contatteranno il Coordinatore del Progetto per verificare la loro ammissibilità e fissare un incontro. All'arrivo al Centro di ricerca del Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CRCHUS), un membro del gruppo di ricerca li accoglierà e verificherà la loro capacità di reclutare il TrA per confermare la loro idoneità a partecipare. Verrà chiesto loro di contrarre il TrA seguendo un'istruzione verbale standardizzata e la presenza o l'assenza di contrazione (es. movimento delle fibre muscolari) sarà controllato con gli ultrasuoni. Gli individui che saranno esclusi a causa della loro capacità di contrarre la TRA riceveranno, da un fisioterapista, la consulenza fornita nella pratica corrente per migliorare le loro prestazioni nel contrarre la TRA. Il modulo di consenso sarà presentato e spiegato a coloro che soddisferanno quest'ultimo criterio di inclusione. Una volta ottenuto il loro consenso libero e informato, i partecipanti saranno randomizzati ai due gruppi di intervento. Forniranno la loro età e saranno misurati e pesati. Questi dati verranno utilizzati per descrivere il campione. Verrà inoltre chiesto loro di compilare un questionario per diagnosticare la presenza di incontinenza urinaria (QUID), che verrà utilizzato come covarianza nelle analisi.

Interventi (variabili indipendenti):

Gruppo RUSI: ai partecipanti verrà insegnata l'anatomia dei muscoli della parete addominale e il funzionamento generale della RUSI. Quindi, saranno invitati a prendere la posizione SP, le ginocchia flesse. Il feedback sarà costituito da un'immagine ecografica trasmessa in modalità luminosità (B). Per ottenere un'immagine del TrA, la sonda verrà posizionata a metà strada tra la 12a costa e la cresta iliaca. La sonda verrà spostata lateralmente per avere il bordo della fascia toraco-lombare al bordo destro dello schermo, in modo che i 3 muscoli della parete addominale siano chiaramente visibili, cioè l'obliquo esterno (OE), obliquo (OI) e TrA, secondo il metodo descritto da Teyhen et al. (2005). I partecipanti riceveranno la formazione necessaria per comprendere l'immagine e il reclutamento desiderato secondo un protocollo standardizzato. Verrà quindi richiesto di eseguire 15 contrazioni sostenute per 10 secondi del TrA con un visibile ispessimento del TrA sul monitor RUSI superiore alla misura a riposo (visibile sul monitor). Sarà concesso un minuto di riposo tra ogni contrazione per evitare l'affaticamento. I partecipanti dovranno osservare il monitor RUSI durante le 15 prove. Questi parametri sono stati determinati da studi precedenti.

Gruppo PBU: i partecipanti riceveranno le stesse istruzioni sull'anatomia dei muscoli della parete addominale e informazioni generali sul dispositivo PBU. Saranno invitati ad assumere la stessa posizione del gruppo RUSI (SP, ginocchia flesse). Il feedback consisterà nel visualizzare l'intensità della pressione sul quadrante di uno STABILIZER PBU. La PBU verrà posizionata sotto la colonna lombare dei partecipanti e gonfiata a 40 mmHg, come raccomandato dal produttore. I partecipanti riceveranno la formazione necessaria per comprendere lo strumento e il reclutamento desiderato secondo un protocollo standardizzato. Verrà quindi chiesto loro di eseguire 15 contrazioni del TrA con una durata di 10 secondi mantenendo la pressione costante a 40 mmHg ± 2 mmHg. Tra ogni contrazione verrà assegnato un minuto di riposo. I partecipanti dovranno guardare il quadrante PBU durante le 15 prove.

Per entrambi i gruppi, gli interventi saranno impartiti dallo stesso fisioterapista (PT curante) esperto nell'uso di entrambi gli strumenti, e la durata delle lezioni (anatomia e informazioni generali) sarà la stessa.

Variabili dipendenti e strumenti di misura:

La variabile dipendente è la variazione di spessore del muscolo TrA tra lo stato di riposo e lo stato di reclutamento misurato da un'immagine ecografica (LOGIQ E, GE Healthcare, sonda lineare da 13 Mega Hertz (MHz), in modalità B). Prima e dopo l'intervento verranno acquisite tre immagini in posizione SP, ginocchio flesso (obiettivo principale) a riposo e durante una manovra di reclutamento TrA eseguita secondo la seguente istruzione: "inspira poi espira, quindi riporta l'ombelico in la tua colonna vertebrale”. Altre tre immagini verranno registrate in posizione eretta (obiettivo secondario 1), sia a riposo che durante il reclutamento del TrA secondo le stesse istruzioni. Durante queste misurazioni, il dispositivo ad ultrasuoni sarà disposto in modo che i partecipanti non possano vedere lo schermo. L'acquisizione dell'immagine sarà effettuata con la sonda in piano trasversale e posizionata a metà strada tra la 12a costa e la cresta iliaca. Verrà spostato lateralmente per avere il bordo della fascia toraco-lombare sul bordo destro dello schermo, consentendo un'immagine chiara dei 3 muscoli della parete addominale (es. OE, OI e TrA). L'angolo sulla pelle verrà regolato per ottenere la migliore qualità dell'immagine mantenendo la stessa posizione perpendicolare alla pelle. L'uso di marcatori anatomici piuttosto che marcatori superficiali sulla pelle migliorerà l'affidabilità e riprodurrà la realtà clinica. Alla fine dell'espirazione verranno prese misure di riposo e attivazione per standardizzare l'effetto della respirazione. Questo metodo si è dimostrato valido e affidabile per misurare indirettamente l'attivazione dei muscoli della parete addominale in individui asintomatici. Questa misura è stata validata anche in una popolazione anziana. Oltre alla variazione di spessore del TrA (variabile principale), verranno utilizzati altri parametri per scopi di analisi secondari, come il rapporto di attivazione (AR) e il rapporto di attivazione preferenziale (PAR). La registrazione delle immagini e l'intervento saranno eseguiti da un fisioterapista (misurazione del PT) con questa competenza. Sarà accecata dal gruppo del partecipante.

Analisi :

L'analisi descrittiva sarà utilizzata per descrivere il campione. Gli investigatori confronteranno il cambiamento di spessore del TrA pre e post-intervento utilizzando i test delle righe firmate di Wilcoxon per i gruppi dipendenti. Quindi, le medie per ciascun gruppo saranno confrontate (RUSI vs PBU, giovani e anziani) utilizzando test della somma dei ranghi di Wilcoxon per gruppi indipendenti. L'analisi delle covarianze (ANCOVA) sarà utilizzata per studiare l'effetto della presenza di incontinenza urinaria (variabili categoriche) sulle variazioni dello spessore di TrA. In caso di dati mancanti o non validi, verrà effettuata un'analisi di sensibilità post hoc. L'analisi sarà effettuata utilizzando il Pacchetto statistico per le scienze sociali (SPSS v.25).

5. Potenziale pregiudizio I partecipanti e il fisioterapista presente non saranno accecati dall'intervento, ma il fisioterapista responsabile dell'analisi e dell'acquisizione delle immagini non sarà a conoscenza dei gruppi di randomizzazione. Il fatto che lo strumento di misurazione della variabile principale (spessore TrA) sia utilizzato anche come strumento di feedback per uno dei gruppi potrebbe indurre un bias di intervento. Si noti, tuttavia, che per la misurazione della variabile principale, nessun partecipante vedrà il monitor; non avranno quindi alcun feedback visivo. Tuttavia, il contatto della sonda sull'addome durante la misurazione ecografica fornirà una stimolazione tattile simile a quella a cui è stato esposto il gruppo RUSI durante l'intervento chirurgico. È possibile che questi favoriscano la realizzazione del compito da parte dei partecipanti di questo gruppo durante la misurazione della variabile principale. Tuttavia, gli investigatori ritengono che questo effetto avrà un impatto banale. I limiti degli altri strumenti di misurazione comprometterebbero ulteriormente la validità o la fattibilità del nostro studio (ad esempio rumore nell'EMG di superficie o EMG impiantato che è una procedura invasiva).

6. Benefici clinici È stato dimostrato che età e NSLBP influenzano il controllo motorio dei muscoli stabilizzatori del tronco. La conoscenza è limitata e non consensuale per la popolazione giovane e assente per quella anziana. È quindi il primo studio a concentrarsi specificamente sulla formazione del TrA in una popolazione di anziani. Questo progetto di ricerca ci consentirà di realizzare i primi passi (plausibilità dell'effetto di RUSI e PBU in anziani sani, messa a punto delle procedure, test delle procedure di reclutamento e raccolta dati) per giustificare un RCT più ampio confrontando i due strumenti di feedback per promuovere il reclutamento del TrA, ridurre il dolore e migliorare la funzione in una popolazione che soffre di NSLBP. A causa dell'elevata prevalenza di NSLBP nella popolazione generale e in particolare negli anziani, è importante identificare lo strumento più efficace per ottimizzare la riabilitazione (migliore efficienza e minor tempo).