Associatie tussen posturale balans en spieractiviteit van de lenden- en onderste ledematenspieren bij vrouwen met of zonder adolescente idiopathische scoliose (AIS) tijdens staande evenwichtstaken met beweging van de bovenste ledematen

Tien vrouwelijke proefpersonen van 10 tot 16 jaar zullen worden gerekruteerd als bij hen de diagnose AIS wordt gesteld door middel van standaard lange röntgenonderzoeken, met een Cobb-hoek groter of gelijk aan 15°, zonder voorafgaande behandeling voor hun AIS en toestemming hebben gekregen voor fysieke activiteit door hun arts . Proefpersonen werden uitgesloten als ze (i) Cobb-hoek groter dan of gelijk aan 40° hadden, (ii) scoliose met een bekende etiologie zoals congenitale, neuromusculaire, metabolische en skeletdysplasie, (iii) bekende endocriene en bindweefselafwijkingen, (iv ) bekende hartaandoening of andere ziekten die de veiligheid van lichaamsbeweging kunnen beïnvloeden, (v) eetstoornissen of gastro-intestinale malabsorptiestoornissen, en (vi) momenteel medicijnen gebruiken die hun bot- of spiermetabolisme beïnvloeden. Tien gezonde vrouwelijke proefpersonen die qua leeftijd, lengte en gewicht overeenkomen, zullen als controle worden aangeworven. Alle proefpersonen worden geworven in de gemeenschap.

Alle proefpersonen zullen vrijwillig deelnemen aan dit onderzoek. Geïnformeerde toestemming zal door de proefpersoon worden ondertekend in aanwezigheid van hun ouders na een grondige uitleg door het onderzoekspersoneel vóór het verzamelen van gegevens. Deze studie zal worden uitgevoerd met goedkeuring voor menselijke onderzoeksethiek met een laag/verwaarloosbaar risico, uitgegeven door de TWC Research Ethics Committee (REC).

Studieprocedures Deze cross-sectionele studie zal tussen oktober 2021 en mei 2022 worden uitgevoerd in het laboratorium voor fysiotherapie, School of Medical and Health Sciences, Tung Wah College.

De experimenteeromgeving wordt op 25 graden Celsius gehouden. Proefpersonen mogen vóór de testtijd geen krachtige oefeningen doen.

Onderwerpen wordt gevraagd om 3 vragenlijsten in te vullen: De Chinese Universiteit van Hong Kong: Physical Activity Rating for Children and Youth (CUHK-PARCY), Tanner Scale en Trunk Appearance Perception Scale (TAPS) voorafgaand aan het experiment voor het bepalen van hun fysieke activiteitsniveau, seksuele volwassenheid en zelfperceptie van respectievelijk spinale misvorming. Bio-elektrische impedantieanalyse (BIA) zal worden uitgevoerd om gegevens over de lichaamssamenstelling te verzamelen. Antropometrische parameters en gegevens over misvormingen van de wervelkolom zullen worden verzameld door vrouwelijke studentonderzoekers.

Surface EMG (sEMG)-elektroden zullen worden gebruikt voor detectie van spieractiviteit tijdens evenwichtstaken. Volgens de richtlijnen van Surface EMG for Non-Invasive Assessment of Muscles (SENIAM), wordt de huid voorbereid met ontharing met een scheermesje voor eenmalig gebruik en een alcoholdoekje voordat elektroden worden aangebracht om de huidimpedantie onder 5k Ohm te verminderen. sEMG-elektroden zullen worden geplaatst op spierbuiken van erector spinae (ES) op lumbaal niveau (grootste spiermassa lateraal van processus spinosus L3). Voor gluteus medius (GM) worden elektroden geplaatst op proximaal 1/3 van de afstand tussen de crista iliaca en de trochanter major. Voor laterale gastrocnemius (LG) worden elektroden geplaatst op het meest prominente deel van de spierbuik tijdens plantairflexie met weerstand.

Na het plaatsen van de sEMG voor het meten van spieractiviteit, worden de evenwichtsprestaties van proefpersonen getest op een proprioceptieve-stabilometrische beoordelingsmachine. Vier taken zullen worden uitgevoerd, waaronder: 1) open ogen fixeren op een bepaald punt (170 cm hoogte en 200 cm afstand) op een muur met ontspannen arm opzij; 2) ogen gesloten met ontspannen arm opzij; 3) ogen open met armbewegingen en 4) oog gesloten met armbewegingen. De armbewegingen zijn eenzijdige schouderflexie en -extensie van beide armen met twee frequenties (40 slagen per minuut en 120 slagen per minuut). Het tempo wordt gegeven met behulp van een metronoom. Elke taak wordt twee keer getest met minstens vijftien seconden rust tussen de pogingen.

Evenwichtsfuncties De prestaties voor elke evenwichtstest worden geregistreerd door een proprioceptief-stabilometrisch beoordelingsapparaat (ProKin 252, TecnoBody®, Italië). Het resultaat wordt geanalyseerd in termen van ellipsoppervlak (mm2), omtrek (mm), voorwaarts-achterwaartse standaarddeviatie (mm), mediaal-laterale standaarddeviatie, gemiddeld drukpunt in de mediaal-laterale richting op X-asprojectie ( mm), Gemiddeld drukpunt in anterieur-posterieure richting op Y-asprojectie (mm), Standaardafwijking van voorwaarts-achterwaartse verplaatsing (mm), Standaarddeviatie van mediaal-laterale verplaatsing (mm), Gemiddelde snelheid voor voorwaarts-achterwaarts verplaatsing (mm/s), gemiddelde snelheid voor mediaal-laterale verplaatsing (mm/s) en standaarddeviatie van rompzwaai (o).

sEMG-spieractiviteit De spieractiviteit wordt gemeten door middel van oppervlakte-elektromyografie en geregistreerd door het Noraxon draadloze TELEmyo Direct Transmission System (TELEmyo DTS) met productcode 580 (Noraxon, USA Inc., USA). De bemonsteringsfrequentie is 1000 Hz en de bandbreedte 10-500 Hz. Voor het verzamelen van EMG-signalen worden bipolaire zilverchloride-elektroden met een diameter van 15 mm gebruikt, de afstand tussen de elektroden wordt vastgesteld op 20 mm. Elektroden zullen bilateraal worden bevestigd aan het oppervlak van 3 spiergroepen, namelijk de lumbale erector spinae (LES), gluteus medius (GM) en laterale gastrocnemius (LG). Plaatsing van elektroden zal gebaseerd zijn op eerdere studies om inconsistentie en interindividuele variabiliteit bij het normaliseren van het sEMG-signaal te verminderen [21]. De normalisatieprocedure zal worden uitgevoerd door proefpersonen te vragen isometrische maximale vrijwillige contracties (MVC) uit te voeren. De MVC wordt gemeten door een handbediende dynamometer van Lafayette die is aangesloten op een platte stijgbeugel. MVC wordt getest zoals hieronder vermeld. Voor LES, lumbale extensie met weerstand tegen riem op onderste thoracale gebied (T12) in buikligging. Voor GM, verzette heupabductie tegen riem in zijligging. Voor LG, plantairflexie van de enkel met weerstand in zittende positie tegen riem in 90º dorsaalflexie.

De sEMG-signalen tijdens elk experiment worden genormaliseerd naar het sEMG bij isometrische MVC en uitgedrukt als percentages van de maximale sEMG-activiteit (%EMG_max) ter vergelijking met het normalisatiesignaalverwerkingsprogramma in het Noraxon-systeem.