脊髄損傷者の地上での車椅子の推進によって引き起こされる疲労：上肢を節約するのか、それとも緊張させるのか？

背景と理論的根拠:

車椅子は、脊髄損傷 (SCI) 患者が使用する最も重要な補助器具です。 たとえばデンマークの研究では、236人中83.5%が手動車椅子、27%が電動車椅子を使用しており、手動車椅子と電動車椅子の両方を使用している人もいたと報告されています。 車椅子の推進は反復的な性質であることと、肩が怪我をしやすいこととが組み合わさって、肩の痛みを抱えるSCI患者の罹患率が高くなります。 いくつかの要因が肩の痛みに関連していると考えられていますが、正確な経路は不明のままです。 肩の痛みに大きな影響を与える怪我の予防を改善するには、トレーニングによって修正可能な生体力学および神経筋の危険因子に焦点を当てることが重要です。 疲労は推進機構に悪影響を及ぼし、怪我のリスクをさらに高める可能性があります。 これまでの研究では、トレッドミルやエルゴメーターの介入によって疲労が誘発されました。 ただし、疲労の影響はタスクに依存するため、機能的疲労を調査することが重要です。 現在までのところ、SCI 患者の車椅子推進時の生体力学的危険因子および神経筋危険因子に対する機能的疲労の影響については明確に理解されていません。

目的:

主な目的: 脊髄損傷者の肩の痛みに関連する神経筋骨格および運動体の機能と構造の変化における筋肉疲労の役割は何ですか?目的 1: SCI 患者において、車椅子の推進によって引き起こされる筋肉疲労が肩損傷の生体力学および神経筋の危険因子をどのように変化させ、肩の痛みを引き起こすかを定義すること。

目的 2: SCI 患者において、推進誘発疲労による推進生体力学の変化が、腱障害に関連する腱の外観の変化とどのように関連しているかを評価すること。

目的 3: 車椅子の推進による疲労を感じやすい SCI 患者の予測変数 (活動レベルや筋力など) を特定すること。

研究デザイン: 被験者デザイン内での反復測定

この研究では、スイス脊髄損傷コホート研究データベースを通じて 50 人の参加者が募集されます。 参加者数 48 名は、高強度の車椅子推進活動を調査した研究のサンプル サイズ推定に基づいて計算され、エコー源性比が 1.97 ± 0.74 から 1.73 ± 0.56 に大幅に変化したことがわかりました (p=0.038)。 （激しい車椅子推進活動の後。 この上腕二頭筋腱のエコー源性比の 0.24 の差の変化を統計検出力 80%、アルファ = 0.05 で観察するには、 参加者は48名必要です。 ドロップアウトや欠損データを考慮するため、50 人の参加者が募集されます。 すべての参加者は定義された包含基準を満たし、除外基準を満たす場合は除外されます。

データ収集：

参加者は、インフォームドコンセントを読んで署名した後、4時間の1セッション中に検査を受けます。 テスト セッション中に、次の測定が実行されます。

参加者の特徴と活動レベル: 社会人口統計学的変数、損傷の特徴、拘縮および痙縮の存在は、一般質問で定義されます。 さらに、活動レベルは、身体障害者のための身体活動尺度 (PASIPD) で定義されます。

参加者の体重測定を行います。

定量的超音波事前疲労: 安静時の上腕二頭筋および棘上筋腱の超音波測定値は、定量的超音波プロトコル (QUS) を使用して収集されます。 この技術は以前にも使用されており、肩の痛みや腱障害の対策に強い信頼性と有効性が証明されています。 より具体的には、上腕二頭筋腱の縦方向の画像では、参加者は利き腕ではない腕を肘のところで 90 度曲げ、手首を同側の大腿部に置くように配置されます。 線維がトランスデューサーに対して垂直に整列するように画像が撮影され、線維の整列と腱の厚さの定量化が最適化されます。 疲労前測定の皮膚の位置をマークするために、スチール製の基準マーカーがトランスデューサーの遠位端の皮膚にテープで貼り付けられます。 画像の上部にあるマーカーによって作成された明確な干渉パターンは、計算が実行される対象領域 (ROI) を定義するために使用されます。 棘上筋の横断画像では、参加者は利き手ではない方の手のひらを腰の上に置き、肩を伸ばし、肘を後方に曲げます。 スチール製マーカーがトランスデューサーの近位端の皮膚にテープで貼り付けられ、腱の最も広い部分が画像化されます。 特定の位置により、画質とイメージングプロトコルの再現性が最適化されます。 さらに、これまでと同様に、非利き手の肩峰・上腕骨間距離の 3 回の連続測定を、無負荷および負荷条件下で収集します (車椅子での腕立て伏せ中、1 回は追加の指示なし、もう 1 回は肩を引っ込める指示あり)。以前に行われました。

同じ訓練を受けた調査員がすべての超音波測定を実行します。

最大スプリントと強度テスト: 無酸素作業能力を定義するために、地上 15 メートルのスプリント テストが実行されます。 さらに、最大強度を測定するために、車椅子の抵抗に対して等尺性の前方への最大押し込みが実行されます。これらのテストは以前に使用されています。 どちらのテストでも、SmartWheel を使用して外力が 100 Hz で収集されます。 15 メートル走の目的は、無酸素運動能力を明らかにすることです。 参加者は、15 メートル離れたコーンから別のコーンまでできるだけ早く推進する必要があり、その結果、片側のパワー出力が最大になります。 等尺性の最大プッシュの場合、SmartWheel を備えた車椅子はロープを介して力変換器と壁に接続されます。 参加者は、ハンドリムの上に手を置いて 5 秒間できるだけ強く押すように求められ、加えられる最大の力を測定します。

車椅子推進疲労前: 参加者は、2 つの出力条件 (中間およびハード) で、90 秒間 2 回のトライアルでトレッドミル上で車椅子を推進するように要求されます。 トライアル中に、上肢の 3D 運動学、車椅子のハンドリムに適用された 3D 運動学、および車椅子の推進中に活動する筋肉の筋活動が収集されます。

疲労プロトコル: 8 の字プロトコル (疲労介入) では、参加者は各 4 分間で可能な限り 3 倍のラップを推進する必要があります。 4 分間の各試合は 90 秒間の休憩で区切られます。 各周は、半周後に右折と左折と 2 回の完全停止で構成されます。 プロトコル中の測定には、知覚運動速度 (RPE) スケール、心拍数、推進力学が含まれます。

車椅子の推進力と疲労後の定量的超音波: 疲労前テストと同じ測定が実行されます。

統計的考慮事項:

目的 1: SCI 患者において、車椅子の推進によって引き起こされる筋肉疲労が、肩の痛みを引き起こす肩損傷の生体力学および神経筋の危険因子に及ぼす影響を調査すること。

仮説 1: 車椅子の推進によって引き起こされる筋肉疲労は、肩の病理に関連する生体力学および神経筋の危険因子に重大な変化をもたらすでしょう。

対象となる従属変数は、ストローク頻度、肩甲上腕接触力、正味関節モーメント、車椅子推進時の運動学的および正規化された筋力、腱の外観です。 上腕二頭筋とM.棘上筋、肩峰と上腕骨の距離。 統計パラメトリック マッピング (SPM) 一元配置反復測定 ANOVA を使用して、車椅子の推進中の各連続変数の時間にわたる意味のある変動を評価します (アルファ = 0.05)。

目的 2: SCI 患者の推進生体力学の変化と疲労後の腱障害に関連する腱の外観の変化との関係を判断すること。

仮説 2: 性別、損傷のレベルと完全性、健康状態、可動域、体重をコントロールする場合、推進生体力学の変化と上腕二頭筋と棘上筋の腱の外観の変化の間には正の相関があるだろう。

独立変数は、疲労プロトコル後に大きく変化した推進生体力学の変化であり、従属変数には、上腕二頭筋および棘上筋の腱の外観の変化が含まれます。 共変量は、性別、損傷のレベルと完全性、健康状態 (痙縮と拘縮)、可動域、体重になります。 仮説を検証するために多変数線形回帰分析が使用されます

目的 3: SCI 患者の疲労の感受性と人の特性 (活動レベルおよび筋力) の関係を調査すること。

仮説 3: 性別、損傷のレベルと完全性、健康状態 (痙縮と関節の損傷) をコントロールする場合、推進生体力学の変化 (脳卒中頻度、肩甲骨の運動学、肩甲上腕接触力を含む) と活動レベルおよび筋力の両方の間には負の相関があるだろう。拘縮）、可動範囲、体重。

独立変数は疲労プロトコル後に大きく変化した推進生体力学であり、従属変数には身体活動レベルと筋力が含まれます。 共変量は、性別、損傷のレベルと完全性、健康状態 (痙縮と拘縮)、可動域、体重になります。 仮説を検証するには、多変数線形回帰分析が使用されます。