Hoe spier- en peeseigenschappen bijdragen aan functionele verandering voorafgaand aan en na knievervanging

Artrose leidt tot degeneratie van de articulerende oppervlakken van het dijbeen en de tibia, waarbij de interventie in het eindstadium de vervanging van deze articulerende oppervlakken is door middel van een totale knieartroplastiek (TKA). Voor patiënten die een TKP ondergaan, is er een significante achteruitgang in functionele vaardigheden gedurende de wachttijd vanaf de chirurgische verwijzing tot de operatiedatum. Na de operatie is er een verbetering van het functioneren van deze patiënten, maar ze bereiken niet hetzelfde functionele niveau als gezonde personen die geen TKP hebben ondergaan. Om functionele vaardigheden objectief te meten, kunnen verschillende tests van kracht, mobiliteit en evenwicht worden beoordeeld. Tot op heden is er geen onderzoek uitgevoerd om te evalueren hoe deze objectieve metingen van functionele bekwaamheid veranderen tijdens de wachttijd vóór de operatie en hoe dit zich verhoudt tot niveaus na een operatie. Om meer inzicht te krijgen in de mechanismen achter deze functieveranderingen, kunnen fysiologische metingen van spieren en pezen worden gebruikt met behulp van elektrische tests en echografie. Door veranderingen in fysiologie te evalueren naast veranderingen in functie bij TKA-patiënten en gezonde controles, kunnen we een beter begrip krijgen van de mechanismen die ten grondslag liggen aan waarneembare veranderingen in functie van patiënten die TKP ondergaan en hoe dit zich verhoudt tot normale fysiologische veranderingen bij gezonde controles.

Patiënten die een totale knievervanging ondergaan, bezoeken het laboratorium op 5 afzonderlijke testmomenten (1, onmiddellijk na verwijzing voor TKP; 2, halverwege tussen verwijzing en operatie; 3, 2 weken voorafgaand aan de operatie; 4, 6 weken na de operatie; 5, 6 maanden na de operatie. Bij elke testsessie beginnen de deelnemers met het invullen van vragenlijsten met betrekking tot het algemene functionele vermogen. Vervolgens zullen ze functionele tests van het boven- en onderlichaam uitvoeren om metingen te doen van het ledemaatafhankelijke functionele vermogen. Na functionele metingen zullen rustmetingen van spieren en pezen rondom de knie- en quadriceps-spiergroep worden verkregen met behulp van een combinatie van ultrasone beeldvorming en metingen aan het huidoppervlak. Deelnemers zullen dan worden uitgerust met oppervlakte-elektromyografie (sEMG)-elektroden op de spieren die de quadriceps- en hamstrings-spiergroepen vormen om de spieractiviteit tijdens de volgende metingen te meten. De spierreflexactiviteit zal worden beoordeeld door middel van submaximale en maximale elektrische stimulatie van de nervus femoralis via koolstofstimulatie-elektroden die op het huidoppervlak worden geplaatst. De deelnemers voeren vervolgens drie maximale vrijwillige contracties (MVC) uit, waarbij ze hun been zo hard mogelijk tegen de krachtopnemer moeten strekken. Voorafgaand aan, tijdens en na de MVC's wordt stimulatie toegepast om het niveau van spieractivatie te beoordelen. Van de MVC's worden submaximale volgtaken van 5,10,25,50 en 75% MVC vastgesteld. Met behulp van de kracht die wordt weergegeven op een scherm voor de deelnemers, moeten ze samentrekkingen produceren tot deze krachtniveaus en het krachtniveau gedurende 5 seconden aanhouden om de krachtstabiliteit te kwantificeren. Tijdens deze submaximale volgtaken wordt de ultrasone sonde op de kruising tussen de quadricepsspier en de pees geplaatst om de peesverlenging vast te leggen voor kwantificering van de mechanische eigenschappen van de pees.

Deze procedures zullen worden uitgevoerd voor het geopereerde been van 30 patiënten die een TKP ondergaan om de verschillen tussen de benen op tijdspunten te vergelijken, en 30 gezonde controledeelnemers die geen TKA ondergaan en qua leeftijd en geslacht overeenkomen met de patiëntengroep zullen deze maatregelen ook uitvoeren hun niet-dominante been met dezelfde afstand tussen de testsessies. Maatregelen zullen worden vergeleken tussen de operatie van patiënten en het niet-dominante been van gezonde controles om verschillen in de tijd in de patiëntengroep te evalueren en hoe dit zich verhoudt tot normale veranderingen in een gezonde populatie over dezelfde periode. Deze studie zal proberen te bepalen welke maatregelen van fysiologische verandering voorafgaand aan de operatie de optimalisatie van de patiëntfunctie en verbetering na de operatie het beste voorspellen.