Evaluatie van spieroxygenatie en hersteldynamiek bij personen met knie-artrose

Knieartrose (OA) is een degeneratieve gewrichtsaandoening geassocieerd met pijn, spierzwakte en functionele beperkingen die de spierprestaties van de onderste extremiteit negatief beïnvloeden. Eerdere studies hebben structurele en fysiologische veranderingen in de quadriceps-spier gerapporteerd bij personen met knieartrose, met name in de musculus vastus medialis obliquus (VMO). Deze veranderingen omvatten een verminderde dwarsdoorsnede van de spier, verhoogde intramusculaire vetinfiltratie, vasculaire veranderingen en verminderde neuromusculaire activatie, wat kan bijdragen aan verminderde kniegewrichtsstabiliteit en progressie van de ziekte.

Spieroxygenatie (SmO₂) is een belangrijke fysiologische parameter die het evenwicht tussen zuurstoftoevoer en -gebruik in skeletspieren weerspiegelt en objectieve informatie verschaft over de metabole en circulatoire functie van de spier. Ondanks de potentiële relevantie van SmO₂ voor het begrijpen van quadricepsdysfunctie bij knieartrose, blijven studies die de door inspanning geïnduceerde oxygenatieresponsen en hersteldynamiek in deze populatie onderzoeken beperkt.

Deze observationele, vergelijkende cross-sectionele studie heeft als doel VMO SmO₂-dynamiek te evalueren bij personen met knieartrose en deze parameters te vergelijken met gezonde controles die gematcht zijn op leeftijd en geslacht. De studie zal ook de associaties onderzoeken tussen SmO₂-parameters, spierkracht, functionele prestaties en pijnintensiteit.

Personen bij wie knieartrose is vastgesteld door een arts voor fysische geneeskunde en revalidatie en gezonde vrijwilligers die voldoen aan de inclusiecriteria zullen worden uitgenodigd om deel te nemen. Schriftelijke geïnformeerde toestemming zal worden verkregen van alle deelnemers voorafgaand aan deelname. Deelnemers die voldoen aan de inclusiecriteria zullen worden verdeeld in twee groepen: een knieartrosegroep en een gezonde controlegroep. Alle deelnemers zullen dezelfde beoordelingsprocedures ondergaan tijdens één evaluatiesessie.

In overeenstemming met de aanbevelingen van de Osteoarthritis Research Society International (OARSI) zal bij deelnemers met bilaterale knieartrose de doelknie voor analyse worden bepaald met een vooraf bepaalde strategie: (1) de knie met meer pijn in rust of tijdens activiteit zal worden geselecteerd; (2) als de pijnniveaus gelijk zijn, zal de knie met grotere radiologische ernst (Kellgren-Lawrence-graad) worden geselecteerd; (3) als zowel pijn als radiologische ernst gelijk zijn, zal het dominante been (de extremiteit die de voorkeur heeft voor het trappen van een bal) worden aangewezen als doelknie. De doelknie zal dienen als referentieknie voor follow-upmetingen, inclusief SmO₂ en knie-specifieke klinische beoordelingen.

Voor zover wij weten heeft geen eerdere studie SmO₂-parameters rechtstreeks vergeleken tussen personen met knieartrose en gezonde controles. Daarom werd een studie die SmO₂-veranderingen onderzocht in een vergelijkbare spiergroep en dezelfde meettechniek gebruikte bij personen die een reconstructie van de voorste kruisband ondergingen, als referentie gebruikt. De steekproefgroottebepaling werd uitgevoerd met G*Power-software (versie 3.1) op basis van een tweezijdig onafhankelijke steekproeven t-toetsmodel voor het vergelijken van het gemiddelde verschil tussen twee groepen. De effectgrootte gerapporteerd voor VMO SmO₂ in de referentiestudie (Cohen's d = 1.02) werd gebruikt voor de berekening. Met een alfaniveau van 0,05, een statistische power van 0,80 en een groepsverdelingsratio van 1:1 werd de vereiste steekproefgrootte berekend als 17 deelnemers per groep, wat resulteert in een totaal van 34 deelnemers.

Voor de metingen zullen deelnemers 10 minuten rusten in een zittende houding. Pijnintensiteit zal worden beoordeeld met behulp van de Visueel Analoge Schaal (VAS). Na de rustperiode zullen SmO₂-metingen worden uitgevoerd met een nabij-infraroodspectroscopieapparaat (Moxy Monitor) geplaatst over de VMO-spier. Baseline SmO₂-waarden zullen worden geregistreerd tijdens een meetperiode van 60 seconden.

Na de baselinemeting zullen deelnemers een gestandaardiseerde mini-squat oefentaak uitvoeren. De mini-squat werd geselecteerd als een veilige en functionele gesloten ketenoefening die vaak wordt gebruikt bij personen met knieartrose om de spieren van de onderste extremiteit te activeren, en het werd gecombineerd met isometrische heupadductie met een bal tussen de knieën om de activatie van de musculus vastus medialis obliquus en mediale kniestabilisatie te verbeteren. Direct na de oefening zal VMO-spieroxygenatie worden gemonitord en zal het herstelproces worden geregistreerd. Hersteltijd zal worden gedefinieerd als de duur die nodig is voor de SmO₂-waarde om terug te keren naar het basisniveau terwijl de deelnemer rust in een zittende houding.

Na voltooiing van de herstelmetingen zullen deelnemers 10 minuten rusten om de effecten van vermoeidheid te minimaliseren. Vervolgens zal spierkracht worden beoordeeld met een isokinetische dynamometer door maximale vrijwillige isometrische knieflexiecontracties uitgevoerd bij 15° knieflexie. Deze gewrichtshoek werd geselecteerd omdat de musculus vastus medialis obliquus grotere activatie vertoont nabij terminale knieflexie. Bovendien plaatst testen bij 15° de quadriceps in een biomechanisch voordelige positie voor koppelproductie terwijl gewrichtsbelasting wordt geminimaliseerd. Deelnemers zullen drie maximale contracties uitvoeren, elk ongeveer 6 seconden durend, met gestandaardiseerde verbale aanmoediging en rustintervallen van 60 seconden; de gemiddelde piekkoppelwaarde zal worden gebruikt voor analyse. Functionele prestaties zullen vervolgens worden beoordeeld met behulp van de 30-Seconden Zit-Sta Test. Alle metingen zullen worden uitgevoerd tijdens één sessie en deelnemers zullen niet longitudinaal worden opgevolgd.

Statistische analyses zullen worden uitgevoerd met SPSS. Gegevensverdeling zal worden beoordeeld met normaliteitstests. Beschrijvende statistieken zullen worden gepresenteerd als gemiddelde ± standaarddeviatie of mediaan waar van toepassing. Groepsverschillen tussen personen met knieartrose en gezonde controles zullen worden geanalyseerd met onafhankelijke steekproeven t-toets of Mann-Whitney U-toets. Associaties tussen spieroxygenatieparameters, spierkracht, functionele prestaties en pijn zullen worden onderzocht met Pearson- of Spearman-correlatieanalyses. Een p-waarde < 0,05 zal als statistisch significant worden beschouwd.