Sammenligning av biofeedback-verktøy for å trene transversus abdominis-aktivering hos friske personer

1. Innledning Korsryggsmerter er definert som smerte i korsryggen som er ille nok til å begrense dine vanlige aktiviteter eller endre din daglige rutine i mer enn 1 dag, som kanskje går ned ett eller begge bena og varer minst en dag. Smerten må ligge på ryggen, innenfor grensene til nedre ribbein og nedre setefold. Korsryggsmerter (LBP) kan videre oppdeles i "spesifikk LBP", per definisjon en LBP som kan tilskrives en kjent årsak, eller i "ikke-spesifikk LBP" (NSLBP), definert som en LBP som ikke kan assosieres til en kjent årsak. LBP er en av de ledende årsakene til funksjonelle begrensninger og sykefravær, og bærer store økonomiske kostnader for både enkeltpersoner og samfunnet. I følge 2010 Global burden Disease-studien er LBP klassifisert som den 6. i den totale byrden sammenlignet med 290 andre patologier. Global prevalens av LBP er mellom 11% og 84%, og vil nå toppverdien til 80 år gammel. Derfor vil virkningen av LBP være viktigere i samfunn der forventet levealder er høyere, som Canada og USA. Dessuten vil aldring bli ledsaget av en økning i hyppigheten av alvorlige ryggsmerter, samt en økning i forekomsten av smerte og andre symptomer og tilstander forbundet med korsryggsmerter, noe som forårsaker høyere sosiale og funksjonelle begrensninger. Det er også en av hovedårsakene til fysioterapikonsultasjon, som bruker terapeutiske øvelser, for eksempel kjernemuskeltrening for å løse det. Likevel er det ukjent i dag hvilken metode som er privilegert for å lære hvordan man trekker sammen disse musklene hos eldre.
2. Litteraturgjennomgang En av de foretrukne tilnærmingene i fysioterapi for å adressere LBP er trening av kjernemuskulaturen, spesielt transversus abdominis (TrA). Hos en frisk person vil kroppsmusklene opprettholde kroppsstabiliteten ved å foreta en sekvens med postural justering i forkant av distale bevegelser for å forhindre tap av balanse. Denne finjusteringsjusteringen skjer før kinestetisk eller sensorisk tilbakemelding kan skje, den anses som planlagt av sentralnervesystemet (CNS). Likevel har det vist seg at disse posturale justeringene mangler hos pasienter med LBP, og vil vedvare selv etter oppløsningen av LBP-episoden, noe som kan bidra til tilbakefall av LBP. I tillegg er aldring også ledsaget av en reduksjon av motorisk kontroll av stammen, som utgjør en del av LBP hos eldre. Heldigvis har disse posturelle justeringene av TrA vist seg å være trenbare igjen.

Å lære å trekke sammen TrA blir ofte en utfordring, siden sammentrekningen ikke skaper noen synlig bevegelse. Det krever forståelse og/eller god følelse av ønsket sammentrekning fra pasienten. For å hjelpe til i undervisningen av TrA kan fysioterapeuter (PT) bruke et av få tilbakemeldingsverktøy som har vist seg å være effektive i så henseende. Biofeedback er en teknikk hvor den biologiske informasjonen ellers ukjent for pasienten overføres i sanntid til ham. Denne informasjonen går over hva som vanligvis er tilgjengelig for disse pasientene. I fysioterapi kommer biofeedback fra det biomekaniske målet på fysiologisk mål på menneskekroppen. Å legge til biofeedback til en vanlig fysioterapiintervensjon gjør at pasienten kan kontrollere fysiske justeringer som ble antatt å være kontrollert av CNS, for eksempel posturale justeringer. Det gir også mulighet for en bedre innstilling av oppgavene og engasjerer pasienten i en mer proaktiv terapi. I litteraturen er to ikke-invasive biofeedback-verktøy brukt i klinikker dokumentert for deres effektivitet for å hjelpe til med undervisningen av TrA-kontraksjonen og for deres gyldighet for å måle aktiveringen, rehabiliterende ultralydavbildning (RUSI) og trykkbiofeedback-enheten (PBU) ).

Bruken av RUSI hos fysioterapeuter er økende. RUSI er en ikke-invasiv teknikk for å gi umiddelbar visuell tilbakemelding på endringer i tykkelsen på bukveggmusklene, noe som gjenspeiler sammentrekningen av disse musklene, nærmere bestemt TrA. Dette gjøres ved å overføre, på en skjerm, et ultralydbilde produsert av en sonde plassert på magen til deltakeren. Sonden sender ut ultralydbølger som passerer gjennom vevene og går deretter tilbake til sonden i form av ekko. RUSI vil oppdage rekruttering av TrA ved en sammentrekning så lav som 12 % av den maksimale frivillige sammentrekningen (MVC), og rekruttering av den interne skråningen (OI) ved kontrakt med 22 % en MVC. Denne visuelle tilbakemeldingen, kombinert med de vanlige forklaringene for TrA-rekruttering, reduserer antallet forsøk som kreves for en effektiv rekruttering av TrA hos pasienter med og uten korsryggsmerter umiddelbart etter trening og i den kortsiktige oppfølgingen.

PBU er en enkel og rimelig enhet som måler trykkendringen i en tre-roms pose fylt med luft plassert under pasientens korsrygg mens han ligger på ryggen (ryggleie). Bevegelsen av korsryggen på tre-roms posen produsert av en falsk sammentrekning av TrA endrer intensiteten av trykket og denne endringen kan sees på en justerbar måler, og derfor unngås. Imidlertid, Lima et al. (2012) har vist en lav assosiasjon mellom trykket målt med PBU og overflateelektromyografien (EMG) (r = 0,2, p <0,2), med en sensitivitet og en spesifisitet på 60 %. En systematisk oversikt av samme forfatter konkluderer med at inter- og intra-evaluativ reliabilitet varierer fra middels til god (intraklassekorrelasjon (ICC) på henholdsvis 0,42 til 0,82 og 0,5 til 0,81) og en konstruksjonsvaliditet som varierer fra middels til utmerket ( ICC fra 0,48 til 0,90). Likevel er det et mye brukt apparat for å lære TRA i fysioterapi på grunn av dets lave kostnader og brukervennlighet.

Kun tre studier sammenlignet effekten av RUSI og PBU på rekruttering av TrA hos både unge og asymptomatiske individer og korsryggsmerter. Bajaj et al. (2010) rapporterer at pasienter med korsryggsmerter som er trent med RUSI raskere får evnen til å rekruttere TrA (betydelig reduksjon i antall forsøk som kreves for å aktivere TrA og antall dager som trengs for å konsolidere læring) enn de som utføres med PBU. Lee et al. (2016) randomiserte et utvalg unge og asymptomatiske individer i tre grupper i henhold til typen tilbakemelding som ble brukt under trening: taktil, RUSI eller PBU. Den primære målingen var tykkelsen på TrA målt med ultralyd. En økning i TrA-tykkelse (som gjenspeiler en bedre TrA-aktivering) ble observert i alle tre gruppene. Sammenlignet med den taktile tilbakemeldingsgruppen, hadde RUSI-gruppen betydelig høyere TrA-tykkelse. Til slutt, Wooldridge et al. (2014) sammenlignet den umiddelbare effekten av trening med ulike typer tilbakemeldinger (PBU, RUSI og PBU + RUSI) i en populasjon som ligner på Lee et al. (gjennomsnittsalder = 22,2 år). Forfatterne rapporterer ingen signifikant forskjell i aktiveringen av TrA, målt med ulike parametere hentet fra ultralydbilder, før og etter trening og mellom grupper.

Oppsummert, selv om to studier viser at rekruttering av TRA ville være mer effektiv etter opplæring med RUSI, betyr heterogeniteten i intervensjoner og resultatmål at det nåværende bevisnivået ikke tillater en beslutning om dens overlegenhet hos unge mennesker. Dessuten kan ikke resultatene av disse studiene generaliseres til en eldre befolkning. Aldring kan forstyrre de forventede posturale justeringene, og en effektiv treningsform for unge mennesker er kanskje ikke avgjørende for eldre. Til slutt har ingen studie verifisert om trening av rekruttering av TrA, som vanligvis utføres i ryggleie, tillater overføring av de lærte ferdighetene til andre mer funksjonelle stillinger, for eksempel stående stilling, for ett av verktøyene.

Mål Hovedmålet med denne studien er å sammenligne den umiddelbare (pre-post laboratoriet) effekten av en TRA rekrutteringstrening med RUSI med den av trening med PBU på tykkelsen av TrA, et indirekte mål på rekruttering målt i ryggleie (SP) i en frisk eldre befolkning. Sekundære mål er (1) å finne ut om et av tilbakemeldingsverktøyene er mer effektivt for å lette fortrinnsrekruttering av TrA versus skråmuskler og (2) å finne ut om et av tilbakemeldingsverktøyene er mer effektivt til å overføre rekrutteringskapasiteten til TrA fra SP til stående stilling. Hovedantakelsen er at i SP vil tykkelsen på TrA være større etter undervisningen med RUSI sammenlignet med undervisning med PBU. De sekundære hypotesene er 1) RUSI vil tillate en foretrukket rekruttering av TrA; og 2) tykkelsen på TrA i stående stilling vil være større etter undervisningen med RUSI.

Metoder Ideelt sett vurderes effektiviteten av en intervensjon ved en randomisert kontrollert studie (RCT). Imidlertid er forutsetningen for en RCT som følger: 1) plausibilitet for tidligere demonstrert effekt; 2) demonstrasjon av at forskningsprosedyrene er godt etablert i reelle situasjoner og 3) muligheten for å rekruttere et stort antall deltakere. Plausibiliteten til effekter er fortsatt verifisert i en ny populasjon med gyldige og pålitelige instrumenter. Etterforskerne foreslår en eksperimentell "før-etter" laboratoriestudie for å dokumentere de umiddelbare effektene. Den uavhengige variabelen vil være typen tilbakemelding som brukes (RUSI vs PBU) under en TrA-rekrutteringsøkt, og den avhengige variabelen vil være TrA-tykkelse, et indirekte mål på TrA-rekruttering.

Deltakere:

Etterforskerne vil rekruttere 40 personer i alderen mellom 60 og 80 i henhold til en ikke-sannsynlig prøvetakingsmetode fra Nabù rekrutteringsbank til Senter for aldringsforskning (CdRV) og en ikke-sannsynlig prøvetakingsmetode av bekvemmelighet. Disse deltakerne vil bli randomisert til to intervensjonsgrupper: RUSI eller PBU. Randomiseringen vil bli stratifisert etter kjønn (i like stor andel) ved bruk av forseglede konvolutter og en tilfeldig talltabell. Deltakerne må være mellom 60 og 80 år og ha god helse (ingen kroniske tilstander som begrenser aktiviteter eller krever punktlig pleie) uten ryggsmerter i mer enn 12 måneder og være fri for smerte siden mindre 1 uke. De skal ikke være i stand til å inngå kontrakt med TrA spesifikt (dvs. uten sammentrekning av skrå indre (OI) eller skrå ytre (OE) muskler som svar på en enkel instruksjon). De som er i stand til å kontrahere sin TrA spesifikt vil bli ekskludert, og statistikk vil bli holdt for å beskrive det utvalget. Deltakerne må bo i samfunnet eller i semi-autonom bolig, og vil bli ekskludert deltakere med en historie med ryggmargs-, abdominal- eller nedre ekstremitetskirurgi, nevrologiske eller respiratoriske problemer, strukturell skoliose, kroppsmasseindeks større enn 30, pacemaker, senke Mini Mental State Examination (MMSE) til 24 eller tidligere TrA treningserfaring. Rekrutteringsprosedyrene vil fortsette til full utvalgsstørrelse er nådd med tillatte deltakere.

Prøvestørrelse:

Prøvestørrelsen (n=40) ble beregnet for å respektere en effektstørrelse på 0,7 med en alfafeil på 5 %.

Prosedyre for datainnsamling:

De som er interessert i å delta, vil kontakte prosjektkoordinatoren for å bekrefte at de er kvalifisert og planlegge et møte. Ved ankomst til forskningssenteret til Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CRCHUS), vil et medlem av forskerteamet ønske dem velkommen og bekrefte deres evne til å rekruttere TrA for å bekrefte deres kvalifisering til å delta. De vil bli bedt om å kontrahere TrA etter en standardisert verbal instruksjon og tilstedeværelse eller fravær av sammentrekning (dvs. bevegelse av muskelfibre) vil bli sjekket med ultralyd. Personer som vil bli ekskludert på grunn av deres evne til å pådra seg TRA, vil motta råd fra en fysioterapeut som gis i gjeldende praksis for å forbedre ytelsen til å pådra seg TRA. Samtykkeskjemaet vil bli presentert og forklart for de som skal oppfylle dette siste inkluderingskriteriet. Når deres frie og informerte samtykke er innhentet, vil deltakerne bli randomisert til de to intervensjonsgruppene. De vil oppgi sin alder og de vil bli målt og veid. Disse dataene vil bli brukt til å beskrive prøven. De vil også bli bedt om å fylle ut et spørreskjema for å diagnostisere tilstedeværelse av urininkontinens (QUID), som vil bli brukt som en kovarians i analysene.

Intervensjoner (uavhengige variabler):

RUSI-gruppe: Deltakerne vil bli undervist om anatomien til bukveggmusklene og den generelle funksjonen til RUSI. Deretter vil de bli invitert til å innta SP-posisjonen med bøyde knær. Tilbakemeldingen vil bestå av et ultralydbilde som overføres til lysstyrke (B)-modus. For å få et bilde av TrA, vil sonden plasseres halvveis mellom 12. ribben og hoftekammen. Sonden vil bli flyttet sideveis for å ha kanten av thoraco-lumbal fascia i høyre kant av skjermen, slik at de 3 musklene i bukveggen er tydelig synlige, dvs. den skrå ytre (OE), skrå (OI) og TrA, i henhold til metoden beskrevet av Teyhen et al. (2005). Deltakerne vil få nødvendig opplæring for å forstå bildet og ønsket rekruttering etter en standardisert protokoll. De vil da bli bedt om å utføre 15 sammentrekninger holdt 10 sekunder av TrA med en synlig fortykkelse av TrA på RUSI-monitoren som overskrider målingen i hvile (synlig på monitoren). Ett minutts hvile vil tillates mellom hver sammentrekning for å unngå tretthet. Deltakerne må se på RUSI-monitoren under de 15 testene. Disse parameterne ble bestemt fra tidligere studier.

PBU-gruppe: Deltakerne vil få samme instruksjon om anatomi av bukveggsmuskler og generell informasjon om PBU-apparatet. De vil bli invitert til å innta samme stilling som for RUSI-gruppen (SP, knærne bøyd). Tilbakemeldingen vil være å visualisere intensiteten av trykket på skiven til en STABILISATOR PBU. PBU vil bli plassert under korsryggen til deltakerne og blåst opp til 40 mmHg, som anbefalt av produsenten. Deltakerne vil få den utdanningen som er nødvendig for å forstå verktøyet og ønsket rekruttering etter en standardisert protokoll. De vil da bli bedt om å utføre 15 sammentrekninger av TrA med en varighet på 10 sekunder mens det konstante trykket opprettholdes på 40 mmHg ± 2 mmHg. Et minutt hvile vil bli tildelt mellom hver sammentrekning. Deltakerne må se PBU-skiven under de 15 testene.

For begge grupper vil intervensjoner gis av samme fysioterapeut (PT-behandler) som har erfaring med bruk av begge verktøyene, og varigheten av timene (anatomi og generell informasjon) vil være den samme.

Avhengig variabel og måleverktøy:

Den avhengige variabelen er endringen i tykkelsen på TrA-muskelen mellom hviletilstanden og rekrutteringstilstanden målt fra et ultralydbilde (LOGIQ E, GE Healthcare, 13 Mega Hertz (MHz) lineær probe, ved B-modus). Før og etter intervensjonen vil det bli tatt tre bilder i SP, kne-flektert (hovedmål) posisjon i hvile og under en TrA rekrutteringsmanøver utført i henhold til følgende instruks: "pust inn, pust ut, bring deretter navlen tilbake til ryggvirvelsøylen din". Tre andre bilder vil bli tatt opp i stående stilling (sekundærmål 1), både i hvile og ved rekruttering av TrA i henhold til samme instruks. Under disse målingene vil ultralydapparatet arrangeres slik at deltakerne ikke kan se skjermen. Bildeopptaket vil bli tatt med sonden i tverrplan og plassert midt mellom 12. ribben og hoftekammen. Den vil bli flyttet sideveis for å ha kanten av thoraco-lumbal fascia ved høyre kant av skjermen, noe som gir et klart bilde av de tre musklene i bukveggen (dvs. OE, OI og TrA). Vinkelen på huden vil bli justert for å ha best bildekvalitet ved å holde den samme posisjonen vinkelrett på huden. Bruk av anatomiske markører i stedet for overfladiske markører på huden vil forbedre påliteligheten og gjengi den kliniske virkeligheten. Hvile- og aktiveringstiltak vil bli tatt ved slutten av ekspirasjonen for å standardisere effekten av pusten. Denne metoden har vist seg å være gyldig og pålitelig for indirekte å måle aktiveringen av bukveggsmuskler hos asymptomatiske individer. Dette tiltaket er også validert i en eldre befolkning. I tillegg til endringen i tykkelse på TrA (hovedvariabel), vil andre parametere bli brukt for sekundære analyseformål, som aktiveringsforholdet (AR) og foretrukket aktiveringsforhold (PAR). Bildeopptak og intervensjonen vil bli utført av fysioterapeut (PT-måling) med denne ekspertisen. Hun vil bli blindet deltakergruppen.

Analyse:

Deskriptiv analyse vil bli brukt for å beskrive prøven. Etterforskerne vil sammenligne endringen i tykkelsen på TrA før og etter intervensjon ved å bruke Wilcoxons signerte rad-tester for avhengige grupper. Deretter vil gjennomsnittene for hver gruppe sammenlignes (RUSI vs PBU, unge og eldre) ved å bruke tester av summen av Wilcoxon-rangeringene for uavhengige grupper. Analyser av kovarianser (ANCOVA) vil bli brukt for å studere effekten av tilstedeværelsen av urininkontinens (kategoriske variabler) på endringer i TrA-tykkelse. Ved manglende eller ugyldige data vil det bli gjort en sensibilitetsanalyse post hoc. Analysen vil bli gjort ved hjelp av Statistisk pakke for samfunnsfag (SPSS v.25).

5. Potensiell skjevhet Deltakerne og den behandlende fysioterapeuten vil ikke bli blindet for intervensjonen, men fysioterapeuten som er ansvarlig for analysen og bildefangsten vil være uvitende om gruppene for randomisering. Det faktum at hovedvariabelmåleverktøyet (TrA-tykkelse) også brukes som et tilbakemeldingsverktøy for en av gruppene kan indusere en intervensjonsskjevhet. Merk imidlertid at for måling av hovedvariabelen vil ingen deltaker se monitoren; de vil derfor ikke ha noen visuell tilbakemelding. Imidlertid vil kontakt av sonden på magen under ultralydmåling gi en taktil stimulering lik den som RUSI-gruppen ble utsatt for under operasjonen. Det er mulig at disse favoriserer realiseringen av oppgaven av deltakerne i denne gruppen under målingen av hovedvariabelen. Etterforskerne mener imidlertid at denne effekten vil ha en triviell innvirkning. Begrensningene til de andre måleverktøyene vil ytterligere kompromittere gyldigheten eller gjennomførbarheten til vår studie (f.eks. støy i overflate-EMG eller implantert EMG som er en invasiv prosedyre).

6. Kliniske fordeler Alder og NSLBP har vist seg å påvirke motorisk kontroll av trunkstabiliserende muskler. Kunnskapen er begrenset og uten samtykke for den unge befolkningen og fraværende for eldre. Det er derfor den første studien som fokuserer spesifikt på opplæring av TrA i en populasjon av eldre mennesker. Dette forskningsprosjektet vil tillate oss å realisere de første trinnene (plausibiliteten av effekten av RUSI og PBU hos friske eldre mennesker, justering av prosedyrene, testing av rekrutterings- og datainnsamlingsprosedyrene) for å rettferdiggjøre en større RCT som sammenligner de to tilbakemeldingsverktøyene til fremme rekruttering av TrA, redusere smerte og forbedre funksjon i en befolkning som lider av NSLBP. På grunn av den høye prevalensen av NSLBP i den generelle befolkningen og spesielt hos eldre, er det viktig å identifisere det mest effektive verktøyet for å optimalisere rehabilitering (bedre effektivitet og mindre tid).