De effecten van lichaamstrillingen op het vergroten van de quadricepskracht bij patiënten met ACL-rupturen

Het effect van lichaamsvibratietherapie op het vergroten van de kracht van de quadriceps voorafgaand aan de reconstructie van de voorste kruisband

1. Invoering:

   Voorste kruisband (VKB) letsel is een veel voorkomende knieblessure in de orthopedie en sportgeneeskunde. Naar schatting zijn er jaarlijks 200.000 ACL-blessures in de VS. Volgens het Scandinavië-registratiesysteem voor ACL-letsels bedroeg de incidentie van ACL-letsel ongeveer 32-38/10.000 mensen per jaar. VKB-reconstructie (ACLR) wordt aanbevolen als de optimale behandeling om passieve laxiteit van de knie te herstellen bij patiënten met VKB-letsel die weer willen gaan sporten. Een recente meta-analyse toonde echter aan dat slechts 42% van de topsporters in staat is om terug te keren naar niet-topsporten na een succesvolle reconstructie en revalidatie. Ongeveer 50% van hen kan na 1 jaar niet terugkeren naar sport en een derde kan niet terugkeren na 2 jaar na de operatie.

   Tot nu toe is de reden waarom sommige patiënten na een operatie goed functioneel herstel kunnen hebben en andere niet, nog onbekend. Aangezien het uiteindelijke doel van ACL-reconstructie is om patiënten te helpen terug te keren naar activiteiten van vóór de blessure zonder een hoog risico op hernieuwde blessure, is het uiterst essentieel om diegenen te identificeren die een hoog risico lopen op slecht herstel na een operatie. Sommige eerdere studies concludeerden dat preoperatieve kracht van de quadriceps een belangrijke voorspeller is voor functioneel herstel na de operatie. Daarom is het erg belangrijk om de preoperatieve kracht van de quadriceps te vergroten. Verschillende onderzoeken die preoperatieve revalidatie implementeerden, toonden aan dat een deel van de patiënten nog steeds geen symmetrische quadricepskracht kon bereiken, wat voornamelijk vanwege letsel-geïnduceerde artrogene remming en verhoogde atrofie-gerelateerde biomarkers ervoor zorgt dat die patiënten een lage respons hebben op traditionele krachttraining.

   Het is aangetoond dat lichaamstrillingen een effectieve manier zijn om AMI te verminderen door de corticomotorische prikkelbaarheid te vergroten. Whole Body Vibration wordt steeds populairder als aanvullend fysiotherapieprogramma voor diverse aandoeningen. Voor patiënten met ACL-letsel geven eerdere onderzoeken aan dat lichaamstrillingen effectief zijn bij het verbeteren van de quadricepsfunctie, neuromusculaire controle en balans. Er zijn verschillende mechanismen die de voordelen kunnen verklaren die lichaamsvibratietherapie heeft gebracht voor VKB-patiënten. Ten eerste kunnen trillingsstimuli de prikkelbaarheid van type Ia afferente neuronen via spierspoeltjes verhogen, wat resulteert in een tonische trillingsreflex en vergroting van type I en type II spiervezels. Ten tweede kunnen trillingen van het hele lichaam de rekruteringsdrempels voor snelle motoreenheden onmiddellijk verlagen, wat leidt tot een hogere activering van spieren. Ten derde kunnen trillingsstimuli proprioceptieve receptoren van de onderste ledematen activeren. Op moleculair niveau kunnen trillingen met lage amplitude en hoge frequentie de expressie van Atrogin-1-mRNA en myostatine naar beneden reguleren. Bovendien bleek het ook effectief te zijn bij het verhogen van de circulerende irisine, een recent geïdentificeerd myokine-niveau acuut na vibratieoefeningen. Verschillende onderzoeken meldden ook dat lichaamstrillingstraining de bloedconcentratie van TNF-α-receptoren, TNF-α, IL-6 bij ouderen en gezonde mensen na inspanning kan verlagen. Op basis van het bovenstaande kan lichaamstrillingen een efficiëntere en effectievere manier zijn om de kracht van de quadriceps te verbeteren voorafgaand aan de operatie.

   Deze studie is dus in de eerste plaats bedoeld om de onderzoeksvraag te beantwoorden: hebben patiënten met een sterkere verbetering van de quadricepskracht voorafgaand aan de operatie ook een beter functioneel herstel na VKBL? Het tweede doel is het beantwoorden van de onderzoeksvraag: zijn quadricepsremming en veranderde door inspanning geïnduceerde myokinessecretie de redenen voor de verschillende reacties van de patiënt op dezelfde intensiteitsoefening? Het derde doel is te beantwoorden of lichaamstrillingen een effectievere en efficiëntere manier zijn om de kracht van de quadriceps te verbeteren voorafgaand aan een operatie?

2. Methodologie:

   Een gerandomiseerde controleproef 2.1 Deelnemers: Inclusiecriteria: Volwassene; primaire unilaterale VKB-ruptuur; geen andere verwondingen aan de onderste ledematen; BMI <30; geen acute letselsymptomen; wachten op VKB Uitsluitingscriteria: BMI≥ 30; zwangerschap; elke hart- of luchtwegaandoening; weigeren ACLR 2.2 Interventies te accepteren: Patiënten worden willekeurig verdeeld in 2 groepen: conventionele groep en; trillingsgroep; conventionele+ krachttrainingsgroep; conventionele +trillingsgroep.

   Conventionele groep: krachttraining Vibratiegroep: vibratietherapie van het hele lichaam Conventionele+ vibratiegroep: krachttraining+ vibratietherapie van het hele lichaam Krachttrainingsprotocol: Leg press 75% RM 10 herhalingen*3 Beenextensie 75% RM 10 herhalingen*3 Leg curl 75%RM 10 herhalingen *3 Heupabductie 75% RM 10 herhalingen*3 Heupadductie 75% RM 10 herhalingen*3 Rechte beenheffing 75 RM 10 herhalingen*3 Squat 1 min*6 herhalingen, 1 min rust tussen elk protocol voor lichaamstrillingen (Fitvibe Excel Pro) : Trilling in verticale richting Positie: standaard hurkzit met knie 60 flexie, blootsvoets en handen op de pols Frequentie: 20-60 Hz (aangepast met een stap van 5 Hz) Amplitude: 2-4 mm Intensiteit: 15-30 minuten (aangepast aan de patiënt zelfgerapporteerd gevoel en vooruitgang)

   Alle interventies zullen vijfvier weken in beslag nemen en de patiënten moeten minstens 10 oefensessies voltooien.

   Om alle patiënten eenzelfde postoperatieve revalidatie te laten volgen. Een smartphone-app die ons postoperatieve revalidatieprotocol illustreert, zal op de smartphones van patiënten worden geïnstalleerd.

   2.3Uitkomsten: 2.3.1 Tijdstippen voor uitkomstmetingen: basislijn, na een enkele sessie WBV, preoperatief, 3 maanden na operatie, 9 maanden na operatie.

   2.3.2 Quadriceps-kracht en quadriceps vrijwillige activering: De meting van het maximale koppel van de quadriceps (beide benen) van de proefpersoon wordt uitgevoerd op een isokinetische krachtdynamometer (Biodex System 3, Biodex Medical Systems, Shirley, NY, VS). Tijdens de test worden de proefpersonen gepositioneerd met hun heup 90° gebogen en de knie 30° gebogen en de proefpersonen wordt gevraagd hun uiterste best te doen om de MVIC te verzekeren. Ondertussen zal de tester het bemoedigende woord 'steeds harder' geven tijdens het samentrekkingsproces. De MVIC-test wordt 3 keer per proefpersoon herhaald. En voldoende rust is toegestaan ​​tijdens het interval van elke herhaling. Om de gegevens te standaardiseren, zal het individuele MVIC-piekkoppel worden gedeeld door de lichaamsmassa van elk onderwerp voor de verdere statistische analyse.

   Om de activeringsratio van de quadriceps te kwantificeren, wordt de gesuperponeerde burst-techniek gebruikt.

   Het maximale koppel dat is geregistreerd bij de MVIC-test zal worden ingevoerd in software om een ​​supramaximale elektrische stimulus (van DS7R: 10 pulsen, 100 Hz trein) aan de quadricepsspier te geven zodra het maximale knie-extensiekoppel is bereikt. De elektrische stimulus wordt afgegeven via twee zelfklevende stimulerende elektroden (8 x 13 cm) die proximaal over de m. vastus lateralis en distaal over de m. vastus medialis worden aangebracht. De activeringsratio van de quadriceps wordt berekend met behulp van de formule voor de centrale activeringsratio (CAR), die is (MVIC) / (piekkoppel gegenereerd door de stimulus) *100. Een CAR van 100 werd gebruikt om volledige activering van de quadriceps weer te geven. CAR-waarden die ≥ 95 waren, werden beschouwd als 'normaal' en/of representatief voor een gezonde CAR-waarde. De maximale CAR-waarde die wordt verzameld, wordt gebruikt voor statistische analyse.

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

   2.3.3 Quadriceps dikte: Eerdere studies hebben bevestigd dat de grootte van de quadriceps nauwkeurig kan worden voorspeld op basis van een enkele MRI-scan op het middelste niveau van de dij. Gezien de kosteneffectiviteit van MRI-onderzoek zal in dit onderzoek shear-wave elastografie-echografie (versie 6.0; Supersonic Imagine, Aix-en-Provence, Frankrijk) worden gebruikt om de CSA van de quadriceps te schatten, aangezien verschillende onderzoeken aantonen dat echografie een betrouwbaar hulpmiddel is voor kwantificering van spier-CSA. Bovendien, Abe T et al. gevonden dat er een hoge correlatie is (r=0,91) tussen spierdikte en CSA van quadriceps. En Franchi et al. ondersteunen het gebruik van middelste quadricepsdikte, gemeten met echografie, voor het bewaken van hypertrofische respons op lange termijn veroorzaakt door weerstandskrachttraining als alternatief voor het veel duurdere MRI-onderzoek.

   2.3.4 Functionele prestaties (single leg hop; postural control): De single leg hop (SLH)-test zal worden uitgevoerd zoals eerder gemeld in studies. Voorafgaand aan het testen moeten patiënten een warming-up van 5 minuten uitvoeren op een hometrainer. Er wordt een algemene instructie over de springtaak "Sta op één been, spring zo ver mogelijk en land op hetzelfde been" gegeven. Met elk been worden drie proeven uitgevoerd, gevolgd door gewenning. De SLH wordt als correct beschouwd als de patiënt in staat is om de maximale sprongafstand te bereiken en tegelijkertijd het evenwicht te bewaren gedurende ten minste 2 seconden na de landing. Patiënten wordt gevraagd om te beginnen met hun niet-geblesseerde been.

   Het Biodex Stability System (met softwareversie 3.1, Biodex Medical Systems) zal worden gebruikt om de houdingsregulatie te evalueren. Deelnemers worden met beide voeten op het platform geplaatst en in een comfortabele houding met knieflexie van ongeveer 15°. De voetposities die tijdens de eerste sessie zijn geregistreerd, worden gebruikt bij alle volgende beoordelingen. Elke patiënt moet de statische positie behouden met het platform geleidelijk afnemende stabiliteit van niveau 8 naar niveau 4 binnen 25 seconden. Er zullen in totaal 3 proeven zijn, met een rusttijd van 10 seconden ertussen. De gemiddelde ±standaarddeviatie van de OSI, API en MLI wordt geregistreerd.

   2.3.5 Door patiënten gerapporteerde resultaten: Het subjectieve functionele resultaat zal worden geëvalueerd door het Lysholm-kniescoresysteem, het IKDC subjectieve scoresysteem en de Tegner-activiteitsscore. Psychologische bereidheid om weer te gaan spelen wordt beoordeeld door ACL-RSI. De IKDC bestaat uit 10 vragen over symptomen en activiteit variërend van 0 tot 100, waarbij 100 een perfecte kniefunctie impliceert. De Tegner-score is een activiteitsniveau op een schaal van 1 (lage activiteit) tot 10 (zeer hoge activiteit). De ACL-RSI-schaal met 12 items meet drie specifieke psychologische constructen - emoties, vertrouwen in prestaties en risicobeoordeling - op een schaal van 0 tot 100. Deze schaal is een voorspellende parameter voor een succesvolle RTS na ACLR.

   2.3.6 Biomarkers in bloedserum: Bloed zal worden afgenomen bij aanvang, 30 minuten na 1 dag oefeningen en na voltooiing van 4 weken oefeningen.

   De techniek voor serumbemonstering werd gerapporteerd door Perez-Lopez et al. Bloedmonsters worden 15 minuten gecentrifugeerd bij 1000 g en bewaard bij -80°C. Er zullen twee hooggevoelige enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA)-kits worden gebruikt om de serumconcentratie van IL-15, IL-15Rα, myostatine, IL-6, IL-10, IGF-1, irisin in duplo's te bepalen.

   2.3.7 Beoordeling van zwelling en pijn: (wordt 1 week en 3 maanden na de operatie gemeten) De zwelling van het kniegewricht wordt beoordeeld door meting van de middelste knieschijfomtrek met een standaard meetlint (lintbreedte = 8 mm). Het verschil tussen de geblesseerde zijde en de contralaterale zijde wordt geregistreerd voor verdere analyse. Dezelfde ervaren onderzoeker voert de meting uit.

   Pijn zal worden geschat door de gevestigde numerieke pijnbeoordelingsschaal. De beproefde numerieke pijnbeoordelingsschaal zal pijn schatten. Patiënten zullen deze schaal afmaken op basis van hun subjectieve gevoel volgens de inleiding op de schaal.

   2.3.8 Passieve laxiteit van de knie De passieve laxiteit van de knie wordt gemeten met de KT-1000 knie-arthrometer. De KT-1000 is een objectief instrument voor VKB-letsel en -reconstructie, dat de anterieure tibiale beweging ten opzichte van het dijbeen meet. De test omvat het vastbinden van de KT-1000 aan het been, het naar voren trekken van het scheenbeen en het kwantificeren van de hoeveelheid beweging in millimeters (mm).

   2.3.9 Motivatie en sociaal-cognitieve variabele en therapietrouw Voor het meten van behandelmotivatie wordt de versie van de Treatment Self-Regulation Questionnaire voor letselrevalidatie gebruikt. De vragenlijst is gebruikt onder ACL-patiënten in Hong Kong en heeft ondersteunend bewijs ontvangen voor de validiteit en betrouwbaarheid ervan. Voor het meten van de variabelen uit de theorie van gepland gedrag zal de Chinese blessurerevalidatieversie van de Theory of Planned Behavior Scale worden gebruikt die is ontwikkeld en gevalideerd op basis van eerdere studies over blessurerevalidatie.

   De rehabilitatietrouw wordt geschat aan de hand van de Self-Reported Injury Rehabilitation Adherence Scale. De schaal is een van de meest gebruikte zelfgerapporteerde instrumenten die is gevalideerd in de Chinese taal, en het is ook gebruikt bij ACL-patiënten om hun therapietrouw te meten met sterk bewijs om de psychometrische eigenschappen ervan te ondersteunen.

3. Statistieken:

De kracht van de quadriceps werd als primaire uitkomstmaat gebruikt. Met een geschatte effectgrootte van 0,3 voor de toename van de kracht van de quadriceps na WBV op basis van een vergelijkbaar onderzoek en uitgaande van een uitvalpercentage van 20%, werd aangetoond dat elke groep 50 proefpersonen zou moeten rekruteren, en 125160 in totaal. Basislijnkarakteristieken zullen worden getest met behulp van onafhankelijke t-testen voor parametrische parameters en de x2-test voor niet-parametrische parameters. Variantieanalyse met herhaalde metingen (ANOVA) met tijd als factor voor herhaalde metingen voor de uitkomstmaat zal worden gebruikt om het verschil tussen de 24 groepen te analyseren. Tests van het effect binnen de patiënt werden gebruikt om enig verschil tussen verschillende tijdsintervallen in elke groep te vinden. Contrast met F-statistieken zal worden gebruikt om het verschil op verschillende tijdstippen in de post-hocanalyse te detecteren. De Mann-Whitney U-test zal worden gebruikt om elk verschil tussen de 24 groepen in de uitkomstvariabelen te vergelijken. Voor alle statistische tests wordt het alfaniveau vastgesteld op 0,05 en uitgevoerd met behulp van het Statistical Package for Social Sciences (IBM SPSS Ver. 24).