Gli effetti della vibrazione di tutto il corpo sull'aumento della forza del quadricipite nei pazienti con rotture del LCA

L'effetto della terapia vibratoria di tutto il corpo sull'aumento della forza del quadricipite prima della ricostruzione del legamento crociato anteriore

1. Introduzione:

   La lesione del legamento crociato anteriore (LCA) è una lesione del ginocchio comune nella medicina ortopedica e sportiva. Si stima che ci siano 200.000 lesioni ACL ogni anno negli Stati Uniti. Secondo il sistema di registrazione delle lesioni ACL della Scandinavia, l'incidenza delle lesioni ACL era di circa 32-38/10000 persone all'anno. La ricostruzione del LCA (LCA) è stata raccomandata come trattamento ottimale per ripristinare la lassità passiva del ginocchio nei pazienti con lesione del LCA che desiderano tornare allo sport. Tuttavia, una recente meta-analisi ha mostrato che solo il 42% degli atleti d'élite è in grado di tornare a sport agonistici non d'élite dopo una ricostruzione e riabilitazione di successo. Circa il 50% di loro non può tornare allo sport a 1 anno e un terzo non può tornare a 2 anni dopo l'intervento.

   Fino ad ora, il motivo per cui alcuni pazienti possono avere un buon recupero funzionale dopo l'intervento chirurgico mentre altri no è ancora sconosciuto. Poiché l'obiettivo finale della ricostruzione del LCA è aiutare i pazienti a tornare all'attività pre-infortunio senza un elevato rischio di recidiva, l'identificazione di coloro che sono ad alto rischio di scarso recupero dopo l'intervento chirurgico è estremamente essenziale. Alcuni studi precedenti hanno concluso che la forza del quadricipite preoperatorio è un fattore predittivo chiave per il recupero funzionale postoperatorio. Pertanto, l'aumento della forza del quadricipite preoperatorio è molto importante. Diversi studi implementati nella riabilitazione preoperatoria hanno rilevato che una parte dei pazienti non riusciva ancora a raggiungere la forza simmetrica del quadricipite, che principalmente a causa dell'inibizione artrogenica indotta da lesioni e dell'aumento dei biomarcatori correlati all'atrofia rende quei pazienti una bassa risposta all'allenamento della forza tradizionale.

   È stato dimostrato che la vibrazione del corpo intero è un modo efficace per ridurre l'IMA a causa dell'aumento dell'eccitabilità corticomotoria. La vibrazione del corpo intero diventa sempre più popolare come programma aggiuntivo di fisioterapia per diversi disturbi. Per i pazienti con lesione del LCA, studi precedenti indicano che la vibrazione dell'intero corpo è efficace nel migliorare la funzione del quadricipite, il controllo neuromuscolare e l'equilibrio. Ci sono diversi meccanismi che possono spiegare i benefici che la terapia vibratoria per tutto il corpo ha portato ai pazienti affetti da ACLD. In primo luogo, gli stimoli vibratori possono aumentare l'eccitabilità del neurone afferente di tipo Ia attraverso i fusi muscolari, con conseguente riflesso di vibrazione tonica e ingrossamento delle fibre muscolari di tipo I e II. In secondo luogo, la vibrazione dell'intero corpo può ridurre immediatamente le soglie di reclutamento delle unità motorie a contrazione rapida, portando a una maggiore attivazione dei muscoli. In terzo luogo, gli stimoli vibratori possono attivare i recettori propriocettivi degli arti inferiori. A livello molecolare, la vibrazione ad alta frequenza di bassa ampiezza può ridurre l'espressione dell'mRNA e della miostatina di Atrogin-1. Inoltre, è stato anche trovato efficace nell'aumentare l'irisina circolante, che è un livello di miochina recentemente identificato, in modo acuto dopo esercizi di vibrazione. Diversi studi hanno anche riportato che l'allenamento con le vibrazioni di tutto il corpo può ridurre la concentrazione ematica dei recettori TNF-α, TNF-α, IL-6 nella popolazione anziana e nelle persone sane dopo l'esercizio. Sulla base di quanto sopra, la vibrazione di tutto il corpo potrebbe essere un modo più efficiente ed efficace per migliorare la forza del quadricipite prima dell'intervento chirurgico.

   Pertanto, questo studio intende principalmente rispondere alla domanda di ricerca: i pazienti con un maggiore miglioramento della forza del quadricipite prima dell'intervento chirurgico hanno anche un migliore recupero funzionale dopo ACLR? Il secondo obiettivo è rispondere alla domanda della ricerca: l'inibizione del quadricipite e l'alterata secrezione di miochine indotta dall'esercizio sono le ragioni delle diverse risposte del paziente allo stesso esercizio di intensità? Il terzo obiettivo è rispondere: la vibrazione di tutto il corpo è un modo più efficace ed efficiente per migliorare la forza del quadricipite prima dell'intervento chirurgico?

2. Metodologia:

   Uno studio di controllo randomizzato 2.1 Partecipanti: Criteri di inclusione: Adulti; rottura unilaterale primaria del LCA; nessun'altra lesione agli arti inferiori; indice di massa corporea <30; nessun sintomo acuto di lesione; in attesa di ACLR Criteri di esclusione: BMI≥ 30; gravidanza; qualsiasi malattia cardiaca o respiratoria; rifiutare di accettare ACLR 2.2 Interventi: i pazienti saranno assegnati in modo casuale in 2 gruppi: gruppo convenzionale e; gruppo di vibrazione; gruppo di allenamento della forza convenzionale+; gruppo +vibrazione convenzionale.

   Gruppo convenzionale: allenamento della forza Gruppo di vibrazione: terapia vibratoria per tutto il corpo Gruppo convenzionale + vibrazione: allenamento per la forza + terapia vibratoria per tutto il corpo Protocollo di allenamento per la forza: Leg press 75% RM 10 ripetizioni*3 Estensione della gamba 75% RM 10 ripetizioni*3 Leg curl 75% RM 10 ripetizioni *3 Abduzione dell'anca 75% RM 10 ripetizioni*3 Adduzione dell'anca 75% RM 10 ripetizioni*3 Sollevamento della gamba tesa 75 RM 10 ripetizioni*3 Squat 1 min*6 ripetizioni, 1 min di riposo tra ogni protocollo di vibrazione del corpo intero (Fitvibe Excel Pro) : Vibrazione in direzione verticale Posizione: squat standard con ginocchio 60 flesso, a piedi nudi e mani sul polso Frequenza: 20-60 Hz (regolata con un passo di 5Hz) Ampiezza: 2-4 mm Intensità: 15-30 minuti (regolata in base al paziente sentimenti e progressi auto-riferiti)

   Tutti gli interventi richiederanno cinque quattro settimane e i pazienti devono completare almeno 10 sessioni di esercizio.

   Per fare in modo che tutti i pazienti seguano una stessa riabilitazione post-operatoria. Sugli smartphone dei pazienti verrà installata un'APP per smartphone che illustra il nostro protocollo di riabilitazione post-operatoria.

   2.3 Risultati: 2.3.1 Punti temporali per le misurazioni dei risultati: basale, dopo una singola sessione di WBV, prima dell'intervento, 3 mesi dopo l'intervento, 9 mesi dopo l'intervento.

   2.3.2 Forza del quadricipite e attivazione volontaria del quadricipite: la misurazione della coppia di picco del quadricipite dei soggetti (entrambe le gambe) sarà completata su un dinamometro della forza isocinetica (Biodex System 3, Biodex Medical Systems, Shirley, NY, USA). Durante il test, i soggetti sono posizionati con l'anca flessa di 90° e il ginocchio flesso di 30° e ai soggetti viene chiesto di fare del loro meglio per garantire il MVIC. Nel frattempo, il tester darà la parola incoraggiante "sempre più difficile" durante il processo di contrazione. Il test MVIC si ripeterà 3 volte per soggetto. E durante l'intervallo di ogni ripetizione è consentito un riposo sufficiente. Al fine di standardizzare i dati, la coppia di picco individuale MVIC sarà divisa per la massa corporea di ogni soggetto per l'ulteriore analisi statistica.

   Per quantificare il rapporto di attivazione del quadricipite verrà utilizzata la tecnica del burst sovrapposto.

   La coppia di picco registrata dal test MVIC verrà immessa in un software per fornire uno stimolo elettrico sovramassimale (da DS7R: 10 impulsi, treno a 100 Hz) al muscolo quadricipite una volta raggiunta la coppia massima di estensione del ginocchio. Lo stimolo elettrico verrà erogato attraverso due elettrodi stimolanti autoadesivi (8 × 13 cm) applicati sul muscolo vasto laterale prossimalmente e sul vasto mediale distalmente. Il rapporto di attivazione del quadricipite sarà calcolato utilizzando la formula del rapporto di attivazione centrale (CAR), che è (MVIC) / (coppia di picco generata dallo stimolo) *100. Un CAR di 100 è stato utilizzato per rappresentare l'attivazione completa del quadricipite. I valori CAR ≥ 95 sono stati considerati "normali" e/o rappresentativi di un valore CAR sano. Il valore CAR massimo raccolto verrà utilizzato per l'analisi statistica.

   AUTO= MVIC/(MVIC+ST) *100%

   2.3.3 Spessore del quadricipite: studi precedenti hanno confermato che la dimensione del quadricipite potrebbe essere prevista con precisione da una singola scansione MRI a livello medio della coscia. In questo studio, considerando l'inefficienza dei costi dell'esame MRI, l'ultrasuono elastografia shear-wave (versione 6.0; Supersonic Imagine, Aix-en-Provence, Francia) verrà utilizzato per stimare il CSA del quadricipite poiché diversi studi dimostrano che l'ecografia è uno strumento affidabile per la quantificazione del muscolo CSA. Inoltre, Abe T et al. trovato c'è un'alta correlazione (r=0.91) tra spessore muscolare e CSA del quadricipite. E Franchi e coll. supportano l'uso dello spessore medio del quadricipite misurato mediante ultrasuoni per il monitoraggio della risposta ipertrofica a lungo termine indotta dall'allenamento della forza resistente come alternativa all'esame MRI molto più costoso.

   2.3.4 Prestazioni funzionali (sSingle leg hop; controllo posturale): il test single leg hop (SLH) verrà eseguito come riportato da studi precedenti. Prima del test, ai pazienti sarà richiesto di completare un riscaldamento di 5 minuti su una cyclette fissa. Verrà data un'istruzione generale sul compito di salto "Stare su una gamba sola, saltare il più lontano possibile e atterrare sulla stessa gamba". Verranno eseguite tre prove con ciascuna gamba seguite dalla familiarizzazione. L'SLH sarà ritenuto corretto se il paziente è in grado di raggiungere la massima distanza di salto mantenendo l'equilibrio per almeno 2 s dopo l'atterraggio. Ai pazienti verrà chiesto di iniziare con la gamba sana.

   Il sistema di stabilità Biodex (con versione software 3.1, Biodex Medical Systems) verrà utilizzato per valutare il controllo posturale. I partecipanti saranno posizionati con entrambi i piedi sulla pedana e in una posizione comoda con flessione del ginocchio di circa 15°. Le posizioni dei piedi registrate nella prima sessione saranno utilizzate in tutte le valutazioni successive. Ogni paziente deve mantenere la posizione statica con la pedana progressivamente ridotta in stabilità dal livello 8 al livello 4 entro 25 secondi. Ci saranno un totale di 3 prove, con un tempo di riposo di 10 secondi tra. Verrà registrata la media ± deviazione standard di OSI, API e MLI.

   2.3.5 Risultati riportati dai pazienti: l'esito funzionale soggettivo sarà valutato dal sistema di punteggio del ginocchio Lysholm, dal sistema di punteggio soggettivo IKDC e dal punteggio di attività Tegner. La prontezza psicologica per il ritorno al gioco sarà valutata da ACL-RSI. L'IKDC è composto da 10 domande sui sintomi e sull'attività che vanno da 0 a 100, dove 100 implica una perfetta funzionalità del ginocchio. Il punteggio Tegner è un livello di attività scalato da 1 (attività bassa) a 10 (attività molto alta). La scala ACL-RSI con 12 item misura tre specifici costrutti psicologici - emozioni, fiducia nelle prestazioni e valutazione del rischio - su una scala da 0 a 100. Questa scala è un parametro predittivo per un RTS di successo dopo ACLR.

   2.3.6 Biomarcatori nel siero del sangue: il sangue verrà prelevato al basale, a 30 minuti dopo 1 giorno di esercizi e quando dopo il completamento di 4 settimane di esercizi.

   La tecnica per il campionamento del siero è stata riportata da Perez-Lopez et al. I campioni di sangue saranno centrifugati per 15 minuti a 1000 ge conservati a -80°C. Saranno utilizzati due kit ELISA (enzyme-linked immunosorbent assay) ad alta sensibilità per determinare la concentrazione sierica di IL-15, IL-15Rα, miostatina, IL-6, IL-10, IGF-1, irisina in duplicati.

   2.3.7 Valutazione del gonfiore e del dolore: (sarà misurato 1 settimana e 3 mesi dopo l'intervento) Il gonfiore dell'articolazione del ginocchio sarà valutato misurando la circonferenza media della rotula con un metro a nastro standard (larghezza del nastro = 8 mm). La differenza tra il lato leso e il lato controlaterale verrà registrata per ulteriori analisi. Lo stesso ricercatore esperto eseguirà la misurazione.

   Il dolore sarà stimato dalla ben consolidata scala numerica di valutazione del doloreLa ben consolidata scala numerica di valutazione del dolore stimerà il dolore. I pazienti finiranno questa scala in base alla loro sensazione soggettiva in base all'introduzione sulla scala.

   2.3.8 Lassità passiva del ginocchio La lassità passiva del ginocchio sarà misurata dall'artrometro del ginocchio KT-1000. Il KT-1000 è uno strumento obiettivo per la lesione e la ricostruzione del LCA, che misura il movimento tibiale anteriore rispetto al femore. Il test prevede di legare il KT-1000 alla gamba, tirare la tibia anteriormente e quantificare la quantità di movimento in millimetri (mm).

   2.3.9 Motivazione e variabile cognitiva sociale e aderenza alla riabilitazione Per misurare la motivazione al trattamento, verrà utilizzata la versione riabilitativa dell'infortunio del questionario sull'autoregolamentazione del trattamento. Il questionario è stato utilizzato tra i pazienti ACL a Hong Kong e ha ricevuto prove a sostegno della sua validità e affidabilità. Per misurare le variabili della teoria del comportamento pianificato, verrà utilizzata la versione cinese della riabilitazione da infortunio della teoria della scala del comportamento pianificato che è stata sviluppata e convalidata da studi precedenti sulla riabilitazione da infortunio.

   L'aderenza alla riabilitazione sarà stimata dalla scala di aderenza alla riabilitazione da lesioni autoportate. La scala è uno degli strumenti auto-riferiti più utilizzati che è stato convalidato in lingua cinese ed è stato utilizzato anche tra i pazienti ACL per misurare la loro aderenza alla riabilitazione con forti prove a sostegno delle sue proprietà psicometriche.

3. Statistiche:

La forza del quadricipite è stata utilizzata come risultato primario. Con una dimensione dell'effetto stimata di 0,3 per l'aumento della forza del quadricipite dopo WBV basata su uno studio simile e ipotizzando un tasso di abbandono del 20%, è stato dimostrato che ogni gruppo dovrebbe reclutare 50 soggetti e 125160 in totale. Le caratteristiche di base saranno testate utilizzando test t indipendenti per parametri parametrici e il test x2 per parametri non parametrici. L'analisi della varianza a misure ripetute (ANOVA) con il tempo come fattore a misure ripetute per la misura dei risultati verrà utilizzata per analizzare la differenza tra i 24 gruppi. Sono stati utilizzati test di effetto all'interno del paziente per trovare eventuali differenze tra i diversi intervalli di tempo in ciascun gruppo. Il contrasto con le statistiche F verrà utilizzato per rilevare la differenza in diversi punti temporali nell'analisi post hoc. Il test U di Mann-Whitney verrà impiegato per confrontare eventuali differenze tra i 24 gruppi nelle variabili di risultato. Per tutti i test statistici, il livello alfa sarà fissato a 0,05 ed eseguito utilizzando Statistical Package for Social Sciences (IBM SPSS Ver. 24).