전방십자인대 파열 환자의 전신진동이 대퇴사두근 근력증가에 미치는 영향

전방십자인대 재건술 전 전신진동치료가 대퇴사두근 근력증가에 미치는 영향

1. 소개:

   전방십자인대(ACL) 손상은 정형외과 및 스포츠 의학에서 흔히 발생하는 무릎 손상입니다. 미국에서 매년 200,000건의 ACL 부상이 발생하는 것으로 추정됩니다. 스칸디나비아의 ACL 부상 등록 시스템에 따르면 ACL 부상 발생률은 연간 약 32-38/10000 명이었습니다. ACL 재건술(ACLR)은 스포츠 복귀를 원하는 ACL 부상 환자의 무릎 수동적 이완을 회복하기 위한 최적의 치료법으로 권장되었습니다. 그러나 최근 메타 분석에 따르면 엘리트 운동선수의 42%만이 성공적인 재건 및 재활 후 비엘리트 경쟁 스포츠로 복귀할 수 있는 것으로 나타났습니다. 그들 중 약 50%는 수술 후 1년 내에 스포츠로 복귀할 수 없으며 1/3은 수술 후 2년 내에 복귀할 수 없습니다.

   지금까지 어떤 환자는 수술 후 기능 회복이 좋은 반면 다른 환자는 그렇지 못한 이유가 아직 밝혀지지 않았습니다. ACL 재건의 궁극적인 목표는 환자가 높은 재부상 위험 없이 부상 전 활동으로 돌아가도록 돕는 것이므로 수술 후 회복 불량의 위험이 높은 사람을 식별하는 것이 매우 중요합니다. 일부 이전 연구에서는 수술 전 대퇴사두근의 근력이 수술 후 기능 회복의 주요 예측인자라는 결론을 내렸습니다. 따라서 수술 전 대퇴사두근의 근력을 높이는 것이 매우 중요합니다. 수술 전 재활을 실시한 여러 연구에서 일부 환자는 여전히 대칭적인 대퇴사두근 근력을 달성할 수 없었으며, 주로 부상으로 인한 관절 억제 및 위축 관련 바이오마커 증가로 인해 환자가 전통적인 근력 훈련에 대한 반응이 낮았습니다.

   전신 진동이 피질 운동 흥분성을 증가시켜 AMI를 감소시키는 효과적인 방법임이 입증되었습니다. 전신 진동은 다양한 장애에 대한 추가 물리 치료 프로그램으로 점점 더 대중화되고 있습니다. ACL 부상 환자의 경우 이전 연구에서는 전신 진동이 대퇴사두근 기능, 신경근 제어 및 균형을 개선하는 데 효과적이라는 것을 보여줍니다. ACLD 환자에게 제공되는 전신 진동 요법의 이점을 설명할 수 있는 몇 가지 메커니즘이 있습니다. 첫째, 진동 자극은 근방추를 통해 유형 Ia 구심성 뉴런의 흥분성을 증가시켜 긴장성 진동 반사 및 유형 I 및 유형 II 근육 섬유의 확대를 초래할 수 있습니다. 둘째, 전신 진동은 빠른 트위치 운동 단위 모집 역치를 즉시 감소시켜 근육의 활성화를 높일 수 있습니다. 셋째, 진동 자극은 하지의 고유수용체를 활성화시킬 수 있습니다. 분자 수준에서 저진폭 고주파 진동은 Atrogin-1 mRNA 및 미오스타틴 발현을 하향 조절할 수 있습니다. 또한 진동 운동 후 급격하게 최근 확인된 마이오카인 수치인 순환 아이리신을 증가시키는 효과도 있는 것으로 밝혀졌다. 또한 여러 연구에서 전신 진동 훈련이 운동 후 노인 인구와 건강한 사람의 TNF-α수용체, TNF-α, IL-6의 혈중 농도를 감소시킬 수 있다고 보고했습니다. 위의 내용을 바탕으로 전신 진동은 수술 전 대퇴사두근의 근력을 향상시키는 보다 효율적이고 효과적인 방법이 될 수 있습니다.

   따라서 이 연구는 주로 연구 질문에 답하기 위한 것입니다. 수술 전에 대퇴사두근 근력이 크게 개선된 환자가 ACLR 후에도 기능 회복이 더 나은가요? 두 번째 목적은 연구 질문에 답하는 것입니다: 대퇴사두근 억제와 변화된 운동 유발 근종 분비가 동일한 강도의 운동에 대한 환자의 다른 반응에 대한 이유입니까? 세 번째 목표는 전신진동이 수술 ​​전 대퇴사두근의 근력을 향상시키는 보다 효과적이고 효율적인 방법이라고 대답하는 것입니다.

2. 방법론:

   무작위 대조 시험 2.1 참가자: 포함 기준: 성인; 원발성 편측 ACL 파열; 하지에 다른 부상 없음; BMI <30; 부상의 급성 증상 없음; ACLR 제외 기준 대기 중: BMI≥ 30; 임신; 모든 심장 또는 호흡기 질환; ACLR 2.2 개입 거부: 환자는 2개 그룹으로 무작위 배정됩니다. 진동군; 컨벤셔널 + 근력 트레이닝 그룹; 기존의 +진동 그룹.

   기존 그룹: 근력 운동 진동 그룹: 전신 진동 요법 기존+ 진동 그룹: 근력 운동+ 전신 진동 요법 근력 운동 프로토콜: 레그 프레스 75% RM 10회*3 레그 익스텐션 75% RM 10회*3 레그 컬 75% RM 10회 *3 힙 외전 75% RM 10회 반복*3 힙 내전 75% RM 10회 반복*3 스트레이트 레그 레이즈 75RM 10회 반복*3 스쿼트 1분*6회 반복 ,각각 1분 휴식 전신 진동(Fitvibe Excel Pro) 프로토콜 : 수직 방향 진동 자세 : 표준 스쿼트 무릎 60도 굴곡, 맨발, 손은 손목에 올리기 주파수 : 20~60Hz(5Hz 단위로 조절) 진폭 : 2~4mm 강도 : 15~30분(환자의 체질에 따라 조절) 자기보고 느낌과 진행)

   모든 개입에는 54주가 소요되며 환자는 최소 10회의 운동 세션을 완료해야 합니다.

   모든 환자가 동일한 수술 후 재활을 따르도록 하기 위해. 수술 후 재활 프로토콜을 보여주는 스마트폰 APP이 환자의 스마트폰에 설치됩니다.

   2.3결과: 2.3.1 결과 측정 시점: 기준선, 단일 WBV 세션 후, 수술 전, 수술 후 3개월, 수술 후 9개월.

   2.3.2 대퇴사두근 근력 및 대퇴사두근 자발적 활성화 : 피험자의 대퇴사두근 피크 토크(두 다리) 측정은 등속성 근력 동력계(Biodex System 3, Biodex Medical Systems, Shirley, NY, USA)에서 완료됩니다. 테스트 중에 피험자는 고관절을 90°, 무릎을 30° 구부린 상태로 자세를 취하고 피험자는 MVIC를 보장하기 위해 최선을 다해야 합니다. 한편 테스터는 수축하는 과정에서 '더 세게 더 세게' 격려의 말을 건넨다. MVIC 테스트는 과목당 3회 반복됩니다. 그리고 각 반복 사이에 충분한 휴식이 허용됩니다. 데이터를 표준화하기 위해 추가 통계 분석을 위해 개별 MVIC 피크 토크를 모든 대상의 체질량으로 나눕니다.

   대퇴사두근 활성 비율을 정량화하기 위해 중첩 버스트 기술이 사용됩니다.

   MVIC 테스트에서 기록된 피크 토크는 소프트웨어에 입력되어 최대 무릎 확장 토크에 도달하면 최대 전기 자극(DS7R:10-펄스, 100Hz 열차에서)을 대퇴사두근에 전달합니다. 전기 자극은 근위의 외측광근과 원위의 내측광근에 적용된 2개의 접착식 자극 전극(8 × 13cm)을 통해 전달됩니다. 대퇴사두근 활성화 비율은 (MVIC) / (자극에 의해 생성된 최대 토크) *100인 중앙 활성화 비율 공식(CAR)을 사용하여 계산됩니다. 완전한 대퇴사두근 활성화를 나타내기 위해 100의 CAR이 사용되었습니다. 95 이상인 CAR 값은 '정상' 및/또는 건강한 CAR 값을 나타내는 것으로 간주되었습니다. 수집된 최대 CAR 값은 통계 분석에 사용됩니다.

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

   2.3.3 대퇴사두근 두께: 이전 연구에서는 허벅지 중간 수준에서 단일 MRI 스캔으로 대퇴사두근 크기를 정확하게 예측할 수 있음을 확인했습니다. 본 연구에서는 MRI 검사의 비용 비효율성을 고려하여 대퇴사두근 CSA를 추정하기 위해 Shear-wave elastography 초음파(version 6.0; Supersonic Imagine, Aix-en-Provence, France)를 사용할 것이다. 근육 CSA의 정량화를 위해. 또한, Abe T et al. 상관관계가 높은 것으로 나타났다(r=0.91) 근육 두께와 대퇴사두근의 CSA 사이. 그리고 Franchi et al. 훨씬 더 비싼 MRI 검사의 대안으로 저항 근력 훈련으로 유도된 장기 비대 반응을 모니터링하기 위해 초음파 측정 중간 수준 사두근 두께의 사용을 지원합니다.

   2.3.4 기능 수행(sSingle leg hop; 자세 제어): single leg hop(SLH) 테스트는 이전 연구에서 보고된 대로 수행됩니다. 테스트 전에 환자는 고정식 운동 자전거에서 5분간 워밍업을 완료해야 합니다. 점프 작업에 대한 일반적인 지침은 "한 다리로 서서 가능한 한 멀리 점프하고 같은 다리로 착지"하는 것입니다. 3번의 시도는 각 다리에 익숙해진 후 수행됩니다. 환자가 착지 후 최소 2초 동안 균형을 유지하면서 최대 홉 거리를 달성할 수 있는 경우 SLH가 올바른 것으로 간주됩니다. 환자는 손상되지 않은 다리부터 시작해야 합니다.

   Biodex Stability System(소프트웨어 버전 3.1 포함, Biodex Medical Systems)은 자세 제어를 평가하는 데 사용됩니다. 참가자는 무릎을 15° 정도 구부린 편안한 자세로 플랫폼에 두 발을 올려 놓습니다. 첫 번째 세션에서 기록된 발 위치는 모든 후속 평가에서 사용됩니다. 각 환자는 25초 이내에 플랫폼의 안정성이 레벨 8에서 레벨 4로 점진적으로 감소한 상태에서 정적인 자세를 유지해야 합니다. 총 3번의 시련이 있으며 사이에 10초의 휴식 시간이 있습니다. OSI, API 및 MLI의 평균 ±표준 편차가 기록됩니다.

   2.3.5 환자 보고 결과: 주관적 기능적 결과는 Lysholm 무릎 채점 시스템, IKDC 주관적 채점 시스템 및 Tegner 활동 점수로 평가됩니다. 경기 복귀를 위한 심리적 준비는 ACL-RSI에 의해 평가됩니다. IKDC는 0에서 100까지의 증상 및 활동에 대한 10개의 질문으로 구성되며 100은 완벽한 무릎 기능을 의미합니다. Tegner 점수는 1(낮은 활동)에서 10(매우 높은 활동)까지의 활동 수준입니다. 12개 항목으로 구성된 ACL-RSI 척도는 0에서 100까지의 척도로 감정, 수행에 대한 자신감 및 위험 평가라는 세 가지 특정 심리적 구조를 측정합니다. 이 척도는 ACLR 후 성공적인 RTS를 위한 예측 매개변수입니다.

   2.3.6 혈청 내 바이오마커: 기준선, 1일 운동 후 30분 및 4주 운동 완료 후 혈액을 채취합니다.

   혈청 샘플링 기술은 Perez-Lopez et al. 혈액 샘플은 1000g에서 15분 동안 원심분리하고 -80°C에서 보관합니다. 2개의 고감도 ELISA(enzyme-linked immunosorbent assay) 키트를 사용하여 IL-15, IL-15Rα, 미오스타틴, IL-6, IL-10, IGF-1, 아이리신의 혈청 농도를 이중으로 측정합니다.

   2.3.7 부종 및 통증 평가: (수술 후 1주 및 3개월에 측정) 무릎 관절 부종은 표준 줄자(줄자 너비 = 8mm)로 슬개골 중간 둘레를 측정하여 평가합니다. 다친 쪽과 반대쪽의 차이는 추가 분석을 위해 기록됩니다. 경험이 풍부한 동일한 연구원이 측정을 수행합니다.

   통증은 잘 정립된 숫자 통증 평가 척도에 의해 평가됩니다. 잘 확립된 수치 통증 평가 척도는 통증을 평가합니다. 환자는 저울의 소개에 따라 자신의 주관적인 느낌에 따라 이 저울을 완성합니다.

   2.3.8 무릎 수동적 이완 무릎 수동적 이완은 KT-1000 무릎 관절계로 측정합니다. KT-1000은 전방십자인대 손상 및 재건을 위한 객관적인 기기로 대퇴골에 대한 전방 경골 운동을 측정합니다. 테스트는 KT-1000을 다리에 묶고 경골을 앞쪽으로 당기고 움직임의 양을 밀리미터(mm)로 정량화하는 것입니다.

   2.3.9 동기 및 사회적 인지 변인과 재활 순응 치료 동기를 측정하기 위해 부상 재활 버전의 치료 자기 조절 설문지가 사용됩니다. 이 설문지는 홍콩의 ACL 환자들 사이에서 사용되었으며 타당성과 신뢰성에 대한 지원 증거를 받았습니다. 계획된 행동 이론의 변수를 측정하기 위해 부상 재활에 대한 이전 연구에서 개발되고 검증된 계획된 행동 척도 이론의 중국 부상 재활 버전이 사용됩니다.

   재활 순응도는 자가 보고된 부상 재활 순응 척도에 의해 평가됩니다. 이 척도는 중국어로 검증된 가장 널리 사용되는 자가 보고 도구 중 하나이며, 정신 측정 특성을 뒷받침하는 강력한 증거로 재활 순응도를 측정하기 위해 ACL 환자들 사이에서도 사용되었습니다.

3. 통계:

대퇴사두근 근력이 주요 결과로 사용되었습니다. 유사한 연구를 기반으로 WBV 후 대퇴사두근 근력 증가에 대해 0.3의 추정 효과 크기와 20% 감소율을 가정하여 각 그룹이 50명의 대상자, 총 125160명을 모집해야 함을 입증했습니다. 기본 특성은 파라메트릭 매개변수에 대한 독립적인 t 테스트와 비모수 매개변수에 대한 x2 테스트를 사용하여 테스트됩니다. 결과 측정에 대한 반복 측정 요인으로 시간을 사용한 반복 측정 분산 분석(ANOVA)을 사용하여 24개 그룹 간의 차이를 분석합니다. 각 그룹의 서로 다른 시간 간격 간의 차이를 찾기 위해 환자 내 효과 테스트를 활용했습니다. F 통계와의 대비는 사후 분석에서 서로 다른 시점의 차이를 감지하는 데 사용됩니다. 결과 변수에서 24개 그룹 간의 차이를 비교하기 위해 Mann-Whitney U 테스트를 사용할 것입니다. 모든 통계 테스트에서 알파 수준은 0.05로 설정되고 통계 패키지 for Social Sciences(IBM SPSS Ver. 24).