Tretthet forårsaket av overjordisk fremdrift av rullestol hos personer med ryggmargsskade: Sparer eller anstrenger øvre lemmer?

Bakgrunn og begrunnelse:

Rullestoler er de viktigste hjelpemidlene som brukes av personer med ryggmargsskade (SCI). En dansk studie rapporterte for eksempel at 83,5 % av 236 personer brukte en manuell rullestol og 27 % en elektrisk rullestol, hvorav noen brukte både manuell og elektrisk rullestol. Den repeterende karakteren av fremdrift av rullestol i kombinasjon med at skulderen er utsatt for skader, resulterer i en høy forekomst av personer med SCI som har skuldersmerter. Flere faktorer har vært assosiert med skuldersmerter, men nøyaktige veier er fortsatt uklare. For å forbedre skadeforebygging som vil ha en betydelig effekt på skuldersmerter, er det viktig å fokusere på biomekaniske og nevromuskulære risikofaktorer som kan modifiseres ved trening. Tretthet kan ha en negativ effekt på fremdriftsmekanikken og øke risikoen for skader ytterligere. Tidligere studier har indusert tretthet ved intervensjoner på tredemølle eller med ergometer. Det er imidlertid viktig å undersøke funksjonell fatigue, da effekten av fatigue er oppgaveavhengig. Til dags dato er det ingen klar forståelse av effekten av funksjonell tretthet på biomekaniske og nevromuskulære risikofaktorer hos personer med SCI under fremdrift av rullestol.

Mål:

Hovedmål: Hvilken rolle spiller muskeltretthet i å endre nevromuskuloskeletale og bevegelseskroppsfunksjoner og strukturer relatert til skuldersmerter hos personer med SCI? Mål1: Å definere hvordan muskeltretthet indusert av fremdrift av rullestol endrer biomekaniske og nevromuskulære risikofaktorer for skulderskader, som fører til skuldersmerter, hos personer med SCI.

Mål 2: Å evaluere hvordan endringer i fremdriftsbiomekanikk på grunn av fremdriftsindusert tretthet er assosiert med endringer i seneutseende relatert til tendinopati hos personer med SCI.

Mål 3: Å identifisere prediktorvariabler (f.eks. aktivitetsnivå og muskelstyrke) for personer med SCI som er utsatt for tretthet forårsaket av fremdrift av rullestol.

Studiedesign: Gjentatte tiltak innen fagdesign

For denne studien vil 50 deltakere bli rekruttert via den sveitsiske ryggmargsskadestudiedatabasen. Antallet på 48 deltakere ble beregnet basert på en prøvestørrelsesestimat fra en studie som undersøkte en høyintensitets rullestolfremdriftsaktivitet som fant at ekkogenisitetsforhold endret seg signifikant fra 1,97 ± 0,74 til 1,73 ± 0,56 (p=0,038) (etter den intense fremdriftsaktiviteten for rullestol. For å observere denne endringen på 0,24 forskjell i ekkogenesitetsforhold for bicepssenen ved 80 % statistisk kraft og alfa=0,05, Det trengs 48 deltakere. For å ta hensyn til frafall og manglende data vil 50 deltakere rekrutteres. Alle deltakere vil oppfylle de definerte inklusjonskriteriene og ekskluderes når de oppfyller eksklusjonskriteriene.

Datainnsamling:

Deltakerne vil bli testet i løpet av en økt på fire timer etter at de har lest og signert det informerte samtykket. Under testøkten vil følgende målinger bli utført:

Deltakers egenskaper og aktivitetsnivå: Sosiodemografiske variabler, skadekarakteristikker, tilstedeværelse av kontrakturer og spastisitet vil bli definert med et generelt spørreskjema. Videre vil aktivitetsnivå bli definert med Fysisk aktivitetsskala for personer med fysisk funksjonshemning (PASIPD).

Deltakernes vekt vil bli målt.

Kvantitativ ultralyd pre-fatigue: Ultralydmålinger av biceps brachii og supraspinatus senen i hvile vil bli samlet inn med Quantitative Ultrasound Protocols (QUS). Denne teknikken har vært brukt tidligere og har bevist sterk reliabilitet og validitet for mål på skuldersmerter og tendinopati. Mer spesifikt, for biceps-senens lengdebilde, vil deltakerne bli plassert med sin ikke-dominante arm bøyd 90˚ ved albuen og håndleddet hvilende på det ipsilaterale låret. Bilder vil bli tatt slik at fibrene er justert vinkelrett på transduseren som optimerer kvantifiseringen av fiberjustering og senetykkelse. For å markere hudplasseringen for pre-fatigue-målingen, vil en stålreferansemarkør bli teipet til huden i den distale enden av transduseren. Det distinkte interferensmønsteret skapt av markøren på toppen av bildene brukes til å definere området av interesse (ROI) som beregningene utføres på. For det tverrgående bildet av supraspinatus vil deltakerne bli plassert med sin ikke-dominante håndflate plassert på korsryggen, skulder forlenget og albue bøyd bakover. Stålmarkøren er nå teipet til huden i den proksimale enden av transduseren og den bredeste delen av senen avbildes. De spesifikke posisjonene optimerer bildekvaliteten og repeterbarheten til bildeprotokollen. Videre vil tre påfølgende målinger av den akromio-humerale avstanden til den ikke-dominante hånden bli samlet under ubelastede og belastede forhold (under push-up i rullestol, en gang uten ytterligere instruksjoner og en gang med instruksjon om å trekke tilbake skuldrene) som det har vært. gjort tidligere.

Den samme trente etterforskeren vil utføre alle ultralydmålinger.

Maksimal sprint og styrketest: En 15m over bakke sprinttest vil bli utført for å definere anaerob arbeidskapasitet. Videre vil det bli utført et maksimalt isometrisk fremstøt mot motstand på rullestolen for å måle maksimal styrke. Disse testene har vært brukt tidligere. Under begge testene vil eksterne krefter samles ved 100 Hz med SmartWheel. 15m sprinten har som mål å definere den anaerobe arbeidskapasiteten. Deltakerne vil bli pålagt å kjøre så fort som mulig fra en kjegle til en annen som står 15 meter fra hverandre, noe som vil resultere i et utfall av maksimal ensidig kraftutgang. For det isometriske maksimale skyvet vil rullestolen med SmartWheel kobles via et tau til en krafttransduser og en vegg. Deltakeren vil bli bedt om å presse så hardt som mulig i 5 sekunder med hendene på toppen av drivringen for å måle den maksimale påførte kraften.

Pre-tretthet ved fremdrift av rullestol: Deltakeren vil bli bedt om å drive rullestolen sin på tredemøllen i to forsøk på 90 sekunder ved to kraftutgangsforhold (middels og hard). Under forsøkene vil 3D-kinematikk av overekstremiteten, 3D-kinetikk påført drivringen til rullestolen og muskelaktivering av muskler som er aktive under fremdrift av rullestol bli samlet inn.

Utmattelsesprotokoll: Figur 8-protokollen (tretthetsintervensjon) krever at deltakerne kjører tre ganger så mange runder som mulig i fire minutter hver. Hver omgang på fire minutter er atskilt med 90 sekunders hvile. Hver runde består av en høyre- og venstresving og to komplette stopp etter en halv runde. Målinger under protokollen inkluderer skalaen Rate of Perceived Exertion (RPE), hjertefrekvens og fremdriftskinetikk.

Rullestolfremdrift og Kvantitativ ultralyd post-fatigue: Det vil bli utført samme målinger som i pre-fatigue-testene.

Statistiske betraktninger:

Mål 1: Å undersøke effekten av muskeltretthet indusert av fremdrift av rullestol på biomekaniske og nevromuskulære risikofaktorer for skulderskader, som fører til skuldersmerter, hos personer med SCI.

Hypotese 1: Muskeltretthet indusert av fremdrift av rullestol vil resultere i betydelige endringer i biomekaniske og nevromuskulære risikofaktorer relatert til skulderpatologi.

Avhengige variabler av interesse er slagfrekvens, glenohumeral kontaktkraft, netto leddmomenter, kinematiske og normaliserte muskelkrefter under fremdrift av rullestol, seneutseende på m. biceps brachii og m. supraspinatus og acromio-humeral avstand. En statistisk parametrisk kartlegging (SPM) enveis gjentatte målinger ANOVA vil bli brukt for å vurdere meningsfulle variasjoner over tid for hver kontinuerlig variabel under fremdrift av rullestol (alfa=0,05).

Mål 2: Å bestemme sammenhengen mellom endringer i fremdriftsbiomekanikk og endringer i seneutseende relatert til tendinopati post-fatigue, hos personer med SCI.

Hypotese 2: Det vil være en positiv sammenheng mellom endringer i fremdriftsbiomekanikk og endringer i seneutseende i m.biceps og m.supraspinatus ved kontroll for kjønn, skadenivå og fullstendighet, helsetilstander, bevegelsesutslag og vekt.

Uavhengige variabler vil være endringer i fremdriftsbiomekanikk som endret seg betydelig etter utmattelsesprotokollen og avhengige variabler vil inkludere endringer i seneutseende på m.biceps og m.supraspinatus. Kovariater vil være kjønn, skadenivå og fullstendighet, helsetilstander (spastisitet og kontrakturer), bevegelsesområde og vekt. Multivariabel lineær regresjonsanalyse vil bli brukt for å teste hypotesen

Mål 3: Å undersøke sammenhengen mellom mottakelighet for tretthet og personens egenskaper (aktivitetsnivå og muskelstyrke), hos personer med SCI.

Hypotese 3: Det vil være en negativ sammenheng mellom endringer i fremdriftsbiomekanikk (inkludert slagfrekvens, skulderbladskinematikk og glenohumeral kontaktkraft) og både aktivitetsnivå og muskelstyrke, når man kontrollerer for kjønn, skadenivå og fullstendighet, helsetilstander (spastisitet og kontrakturer), bevegelsesområde og vekt.

Uavhengige variabler vil være fremdriftsbiomekanikk som endret seg betydelig etter utmattelsesprotokollen og avhengige variabler vil inkludere fysisk aktivitetsnivå og muskelstyrke. Kovariater vil være kjønn, skadenivå og fullstendighet, helsetilstander (spastisitet og kontrakturer), bevegelsesområde og vekt. Multivariabel lineær regresjonsanalyse vil bli brukt for å teste hypotesen.