変形性膝関節症患者におけるトルクの発生率と自発的な大腿四頭筋活性化：手動理学療法の単一セッションの前後の定量分析

この研究に参加することによって、理学療法における患者のリハビリテーションの過程で提供されるケアの標準が変わることはありません。 最初の理学療法の評価中に、研究チームのメンバーは、患者が研究に参加することを希望するかどうかを判断し、参加することを選択した場合は同意を得ます. 臨床症状に基づいて、標準的な評価により、膝関節および周囲の軟部組織構造の主な制限が決定され、適切と思われる手動理学療法介入の最良のコースが概説されます。

患者が参加することを選択した場合、理学療法クリニックの膝伸展機で事前テストの最大等尺性収縮を完了します。これは、さまざまなタイプの下肢の病状を持つ患者の大腿四頭筋を強化するために一般的に使用される運動器具です。 患者は、理学療法サービスの標準操作手順に従って、このスクリーニング前テスト中に痛みの変化を監視されます。ベースラインから数値的疼痛評価スケールで 3/10 ポイントを超えて疼痛が増加する人は、この研究から除外され、スクリーニング失敗としてカウントされます。他のすべては研究に含まれます。 その後、患者には、この研究のすべての正式なテストが行​​われる陸軍医療部センターおよび学校の​​リハビリテーション研究生物力学研究所の陸軍ベイラーセンターで研究チームに会うための予約票が提供されます。 すべての検査データは、両側の下肢について収集されます。

被験者が研究室に報告すると、次のシーケンスが発生します。 彼らには、すべてのベースライン データ、西オンタリオ大学およびマクマスター大学の変形性関節症指数、数値による疼痛評価スコアを収集するための摂取フォームが提供されます。 痛みのスコアは、PT サービスの痛み評価の標準的な操作手順に従って患者の安全と快適さを確保するために、テスト手順全体で引き出されます。 疼痛レベルをより適切に定量化するために、ハンドヘルド痛覚計を数値疼痛評価尺度の補助として使用して、疼痛圧閾値を取得します。 疼痛圧閾値の測定値は、脛骨結節の約 2.5cm 外側および 5cm 下方の前脛骨筋腹で両側から収集されます。 Timed up and Go テストは、患者が腰の周りと左右の足の背に装着した加速度計を使用して実施され、さまざまな段階 (座る/立つ、歩く、向きを変える) でテストを完了する速度を定量化します。 ）。 これに続いて、ベースラインの自発的な大腿四頭筋の活性化とトルクの発生率を決定するための最初の等尺性テスト セッションが行われます。

被験者は、随意収縮と誘発収縮の組み合わせを使用して、神経筋機能の評価を受けます。 すべてのテスト手順は、最初に影響を受けていない肢で実行され、次に影響を受けた肢で実行されます。 電気的に誘発された収縮特性が最初にテストされ、続いて意志の強さ、自発的な活性化、トルクの発生率が続きます。

被験者は、腰と膝をそれぞれ 85 度と 60 度に曲げた状態で、HUMAC NORM テストおよびリハビリテーション システム用の椅子に座ります。 ダイナモメーターからのすねアタッチメントは、パッドの遠位端が脛骨の遠位端から前方に約 5 cm 近位になるように、被験者の下肢の周りに固定されます。

２インチ×４インチの粘着性筋肉刺激電極を、遠位内側広筋および近位外側広筋の筋肉腹に適用する。 次に被験者は、安静時に、定電流筋肉および神経刺激装置（Digitimer Ltd.、モデル DS7R、ハートフォードシャー、イギリス）を使用して、50mA（400 V、パルス幅 1000 マイクロ秒）で始まる誘発単収縮を受けます。 このプロセスは、誘発トルクがプラトーに達するまで続き、その時点で終了します。 このテストの目的は、被験者ごとに最大の大腿四頭筋トルクを誘発するために必要な電流の最低強度を決定することです。 ピーク誘発単収縮トルクを達成するために必要な電流量は、将来のすべての誘発収縮に使用されます。 この後、3 つの最大単収縮を使用して筋肉の速度特性を評価し、続いて 100 Hz で 3 つの最大ダブレットを使用して、すべて互いに 10 秒間隔で評価します。 これは合計 6 回の誘発収縮に対して行われます。 これの目的は、筋肉の末梢速度特性 (トルクの上昇率や弛緩率など) に関連する情報を取得することです。

最大随意等尺性収縮テストは、次に評価されます。 筋力テストは、被験者に 3 つのサブ最大 (50%、75%、90% の最大努力) の等尺性膝伸展収縮を実行させて慣れさせることから始めます。 慣れた後、被験者は大腿四頭筋の最大自発的等尺性収縮を少なくとも 2 回実行して、各被験者が生成できる最大自発的膝伸筋力を決定します。 信頼性のために、研究者はトルクの同様の値を生成する 2 つの収縮を必要とします (試験間の差が 5% 以下として定義されます)。 ピークトルクが確実に特定された後、大腿四頭筋の活性化が内挿ダブレット法 (IDT) でテストされます。 [30] このテストには、被験者によって生成されたトルクが最大随意等尺性収縮テスト中に決定されたしきい値に達したときに、ステップ 1 で決定された刺激強度のダブレットが導入される間に、少なくとも 2 回の 5 秒間の最大随意等尺性収縮が含まれます。 強化された状態の筋肉を評価するために、被験者が各試行の後に安静に戻った直後に、同じ強度の 2 番目の刺激が与えられます。 各試験の間に 2 分間の休憩が与えられます。 筋力テストと同様の試験間の信頼性を生み出すために、研究者は随意活性化の同様の値を生成する 2 つの収縮を必要とします (試験間の随意活性化の差が 5% 以下として定義されます)。

最大随意等尺性収縮試行の完了後、トルク発生率を測定します。 収縮ごとに約 1 秒間、合計 5 回の有効な繰り返しが完了します。 有効な試験としてカウントするためには、これらの短い収縮中に得られるトルクの大きさが、最大自発的等尺性収縮の 75% を超えている必要があります。 十分な休息を確保するために、陣痛の間に 30 秒間の休息期間が与えられます。 収縮ごとに熱狂的で大声で口頭での合図が提供されます。 口頭の手がかりが患者の行う動作の種類に影響を与えることが報告されているため、「できるだけ速く、できるだけ強く蹴る」という指示が利用されます。 視覚的なフィードバックと大きな声での励ましは、可能な限り最大量の筋肉の活性化を引き出すために使用されます.

リハビリテーション研究のための陸軍ベイラーセンター内での最初の等尺性試験が完了してから10分以内に治療が開始されます。 研究者は、各被験者に合わせてカスタマイズされた実用的な手動理学療法アプローチを利用します。 このアプローチでは、特定された運動障害を増強するために、補完的な治療演習を伴う膝関節および軟部組織の対象を絞った手動療法を使用します。 すべての治療は、高度な手動理学療法フェローシップトレーニングを受けたボード認定の理学療法士によって行われます。 提供される治療はエビデンスに基づいたものであり、手動理学療法の訓練を受けたプロバイダーの標準的なケアです。 治療セッションのタイミングは、理学療法クリニックで一般的に観察されるものと一致しており、持続時間は約 30 分です。

対照群は、理学療法士と同じ量の対面時間を受け取ります。 介入には、病態生理学、診断、予後、およびリハビリテーションに加えて利用可能なさまざまな治療オプションの簡単な説明を含むさまざまなトピックをカバーする、変形性膝関節症に関する 30 分間の教育クラスが含まれます。 研究者は、一般的な運動と関節温存活動に関する配布資料を提供し、質疑応答セッションで概要を締めくくります。

治療後のデータ収集のために、各被験者は、上記と同じ方法で、最大随意等尺性収縮、随意活性化、およびトルク発生率のテストを受けます。 自発的な活性化テストでは、治療前のデータ収集中に決定された同じ刺激強度が使用されます。 さらに、被験者は、大腿四頭筋群の収縮特性の治療後の評価を必要としません。 この評価を繰り返さない理由は、電気的に誘発された収縮特性が筋肉の末梢生理学的特性のみを定量化するためであり、この研究の目的は、中枢性駆動に起因する変化を測定することです (つまり、 運動皮質および/または脊髄内の変化)。

30 分間の治療セッションの直後に、被験者はタイムアップを繰り返し、テストを行い、数値による痛みの評価スケールで痛みを評価します。 この直後に、被験者は、前述と同じ方法で、最大随意等尺性収縮試験、随意活性化、およびトルク発生速度試験を受けます。 プレテスト中に使用されたのと同じ刺激設定が、ポストテストに使用されます。 データ収集の最後に、研究者は、正式なリハビリテーションを開始するためにブルック アーミー メディカル センターの理学療法クリニックで患者のフォローアップの予約が予定されていることを確認し、すべての被験者が膝の標準治療を受けられるようにします。痛み。 すべてのデータは 1 日 1 回のセッションで収集されるため、ラボ テストの完了時に電子メールや電話をかける必要はありません。