Snelheid van koppelontwikkeling en vrijwillige activering van de quadriceps bij patiënten met knieartrose: een kwantitatieve analyse voor en na een enkele sessie manuele fysiotherapie

Door deel te nemen aan dit onderzoek, verandert dit niets aan de zorgstandaard die wordt geboden tijdens de revalidatie van de patiënt in de fysiotherapie. Tijdens de initiële fysiotherapeutische evaluatie zal een lid van het onderzoeksteam bepalen of de patiënt wil deelnemen aan het onderzoek en als hij ervoor kiest om dit te doen, zal hij of zij toestemming geven. Op basis van de klinische presentatie zal de standaardevaluatie de primaire beperkingen van het kniegewricht en de omliggende weke delen structuren bepalen en de beste manier van manuele fysiotherapeutische interventie schetsen die geschikt wordt geacht.

Als de patiënt ervoor kiest om deel te nemen, voltooit hij een pre-test maximale isometrische contractie in de knie-extensiemachine in de fysiotherapiekliniek; dit is een oefenapparaat dat gewoonlijk wordt gebruikt om de quadricepsspieren te versterken voor patiënten met verschillende soorten pathologie van de onderste ledematen. Patiënten zullen worden gecontroleerd op eventuele veranderingen in pijn tijdens deze pre-screeningtest in overeenstemming met de standaardprocedures van de fysiotherapiedienst; degenen bij wie de pijn meer dan 3/10 punten op de numerieke pijnbeoordelingsschaal toeneemt ten opzichte van de uitgangswaarde, worden uitgesloten van dit onderzoek en worden geteld als schermfouten; alle anderen zullen in de studie worden opgenomen. De patiënt krijgt dan een afspraakbriefje om het onderzoeksteam te ontmoeten in het Army-Baylor Center for Rehabilitation Research Biomechanics Lab in het Army Medical Department Center and School, waar alle formele tests voor deze studie zullen plaatsvinden. Alle laboratoriumgegevens worden verzameld voor de bilaterale onderste ledematen.

Wanneer de proefpersoon zich bij het laboratorium meldt, zal de volgende volgorde plaatsvinden. Ze krijgen een intakeformulier om alle basisgegevens, de Western Ontario en McMaster Universities Osteoarthritis Index en de numerieke pijnbeoordelingsscore te verzamelen. Tijdens de testprocedures zullen pijnscores worden verkregen om de veiligheid en het comfort van de patiënt te waarborgen volgens de standaardprocedures voor pijnbeoordeling van de PT-dienst. De pijndrukdrempel wordt verkregen met behulp van een draagbare algometer als aanvulling op de numerieke pijnbeoordelingsschaal om hun pijnniveaus beter te kwantificeren. Pijndrukdrempelmetingen zullen bilateraal worden verzameld over de Tibialis Anterior-spierbuik, ongeveer 2,5 cm lateraal en 5 cm inferieur aan de tibiale tuberkel. Vervolgens wordt een Timed up and Go-test afgenomen met behulp van een versnellingsmeter die door de patiënt om het middel en bilateraal op de dorsale voet wordt gedragen om de snelheid te kwantificeren waarmee de patiënt de test voltooit in de verschillende fasen (zitten/staan, lopen, draaien). ). Dit zal worden gevolgd door de eerste isometrische testsessie om de baseline vrijwillige quadriceps-activering en snelheid van koppelontwikkeling te bepalen.

Proefpersonen ondergaan een beoordeling van de neuromusculaire functie met behulp van een combinatie van vrijwillige en opgewekte samentrekkingen. Alle testprocedures worden eerst uitgevoerd op het niet-aangedane ledemaat, gevolgd door het aangedane ledemaat. Elektrisch opgewekte contractiele eigenschappen zullen eerst worden getest, gevolgd door wilskracht, vrijwillige activering en vervolgens de snelheid van koppelontwikkeling.

De proefpersonen zitten op de stoel voor het HUMAC NORM-test- en revalidatiesysteem met de heupen en knieën gebogen tot respectievelijk 85 graden en 60 graden. Een scheenbeenaanhechting van de dynamometer zal rond het onderbeen van de proefpersoon worden bevestigd, zodat het distale uiteinde van het kussen ongeveer 5 cm proximaal is ten opzichte van het distale uiteinde van het scheenbeen anterieur.

Twee-inch door vier-inch zelfklevende spierstimulatie-elektroden zullen worden aangebracht over de spierbuiken van de distale vastus medialis en proximale vastus lateralis. De proefpersonen ondergaan vervolgens opgewekte spiercontracties vanaf 50 mA (400 V, 1000 µsec pulsbreedte) met behulp van een spier- en zenuwstimulator met constante stroom (Digitimer Ltd., Model DS7R, Hertfordshire, Engeland) terwijl ze in rust zitten. Dit proces gaat door totdat het opgewekte koppel een plateau bereikt, waarna het wordt beëindigd. Het doel van deze test is om de laagste intensiteit van de stroom te bepalen die nodig is om maximale quadricepskracht voor elke proefpersoon op te wekken. De hoeveelheid stroom die nodig is om het maximale opgewekte spierkoppel te bereiken, wordt gebruikt voor alle toekomstige opgewekte samentrekkingen. Hierna worden de eigenschappen van de spiersnelheid beoordeeld met behulp van 3 maximale spiertrekkingen, gevolgd door 3 maximale doubletten bij 100 Hz, alle 10 seconden uit elkaar. Dit wordt gedaan voor in totaal 6 opgewekte weeën. Het doel hiervan is informatie te verkrijgen met betrekking tot de eigenschappen van de perifere snelheid van de spier (bijv. stijg- en ontspanningssnelheden voor torsie).

Vervolgens wordt de maximale vrijwillige isometrische contractietest beoordeeld. Krachttesten beginnen door proefpersonen 3 submaximale (50%, 75%, 90% maximale inspanning) isometrische knie-extensiecontracties te laten uitvoeren om vertrouwd te raken. Na gewenning zullen de proefpersonen ten minste 2 maximale vrijwillige isometrische samentrekkingen van de quadriceps-spieren uitvoeren om de maximale vrijwillige knie-extensorkracht te bepalen die elke proefpersoon kan genereren. Voor betrouwbaarheid hebben de onderzoekers twee samentrekkingen nodig die vergelijkbare koppelwaarden produceren (gedefinieerd als niet meer dan 5% verschil tussen proeven). Nadat het maximale koppel op betrouwbare wijze is vastgesteld, wordt de activering van de quadriceps getest met de geïnterpoleerde doublettechniek (IDT).[30] Deze test omvat ten minste twee maximale vrijwillige isometrische contracties van vijf seconden, waarbij een doublet met de in stap één bepaalde stimulusintensiteit wordt geïntroduceerd wanneer het door de proefpersoon geproduceerde koppel een drempel bereikt die is bepaald tijdens de maximale vrijwillige isometrische contractietest. Kort nadat de proefpersoon na elke proef weer tot rust is gekomen, wordt een tweede stimulus van gelijke intensiteit afgegeven om de spier in zijn gepotentieerde toestand te beoordelen. Tussen elk van de pogingen wordt twee minuten rust voorzien. Om inter-trial betrouwbaarheid te produceren die vergelijkbaar is met krachttesten, hebben de onderzoekers twee samentrekkingen nodig die vergelijkbare waarden van vrijwillige activering produceren (gedefinieerd als niet meer dan 5% verschil in vrijwillige activering tussen proeven).

De mate van torsieontwikkeling zal worden gemeten na voltooiing van maximale vrijwillige isometrische contractieproeven. Er zullen in totaal vijf geldige herhalingen worden voltooid die ongeveer een seconde duren voor elke samentrekking. Om als een geldige poging te worden beschouwd, moet de kracht die tijdens deze korte contracties wordt bereikt, groter zijn dan 75% van de maximale vrijwillige isometrische contractie. Tussen de weeën wordt een rustperiode van 30 seconden ingelast om voldoende rust te krijgen. Voor elke wee wordt een enthousiaste en luide verbale cue gegeven. Instructies om "zo snel en zo hard mogelijk te trappen" zullen worden gebruikt, aangezien verbale aanwijzingen zijn gemeld die van invloed zijn op het type beweging dat de patiënt uitvoert. Visuele feedback en luide verbale aanmoediging zullen worden gebruikt om de grootst mogelijke spieractivatie op te wekken.

De behandeling wordt gestart binnen tien minuten na voltooiing van de eerste isometrische proef in het Army-Baylor Center for Rehabilitation Research. De onderzoekers hanteren een pragmatische manuele fysiotherapie-aanpak die is toegesneden op elk onderwerp. Deze benadering maakt gebruik van gerichte manuele therapietechnieken voor het kniegewricht en de zachte weefsels met aanvullende therapeutische oefeningen om de vastgestelde bewegingsbeperking te vergroten. Alle behandelingen worden uitgevoerd door een door het board gecertificeerde fysiotherapeut met een geavanceerde opleiding manuele fysiotherapie. De geleverde behandeling is evidence-based en is standaardzorg voor een manuele fysiotherapeut die is opgeleid. De timing van de behandelsessie komt overeen met wat gewoonlijk wordt waargenomen in een fysiotherapeutische kliniek en duurt ongeveer 30 minuten.

De controlegroep krijgt evenveel face-to-face tijd met een fysiotherapeut. De interventie omvat een educatieve les van 30 minuten over artrose van de knie die verschillende onderwerpen behandelt, waaronder een korte beschrijving van de pathofysiologie, diagnose, prognose en verschillende behandelingsopties die beschikbaar zijn naast revalidatie. De onderzoekers geven hand-outs over algemene oefeningen en gezamenlijke spaaractiviteiten en sluiten de opdracht af met een vraag- en antwoordsessie.

Voor het verzamelen van gegevens na de behandeling wordt elke proefpersoon getest op maximale vrijwillige isometrische contractie, vrijwillige activering en snelheid van torsieontwikkeling op dezelfde manier als hierboven beschreven. Voor vrijwillige activeringstests zal dezelfde stimulusintensiteit worden gebruikt die is bepaald tijdens het verzamelen van gegevens vóór de behandeling. Bovendien hoeven de proefpersonen na de behandeling geen beoordeling van de contractiele eigenschappen van hun quadriceps-spiergroep te ondergaan. De reden om deze beoordeling niet te herhalen is omdat elektrisch opgewekte contractiele eigenschappen alleen perifere fysiologische eigenschappen van spieren kwantificeren en de bedoeling van deze studie is om veranderingen te meten die worden toegeschreven aan centrale aandrijving (d.w.z. veranderingen in de motorische cortex en/of het ruggenmerg).

Onmiddellijk na de behandelingssessie van 30 minuten herhalen de proefpersonen de getimede up-and-go-test en beoordelen ze hun pijn via de numerieke pijnbeoordelingsschaal. Onmiddellijk hierna ondergaat de proefpersoon maximale vrijwillige isometrische samentrekkingstests, vrijwillige activeringstests en testen van de snelheid van torsieontwikkeling op dezelfde manier als eerder beschreven. Dezelfde stimulatorinstellingen die tijdens de pre-test zijn gebruikt, worden gebruikt voor de post-test. Aan het einde van de gegevensverzameling zullen de onderzoekers ervoor zorgen dat de patiënt een vervolgafspraak heeft gepland in de fysiotherapiekliniek van het Brooke Army Medical Center voor de start van hun formele revalidatie, zodat alle proefpersonen de standaardbehandeling voor hun knie krijgen. pijn. Aangezien alle gegevens op één dag in één sessie worden verzameld, zijn er geen e-mail of telefoontjes nodig na voltooiing van de laboratoriumtests.