Hvordan muskel- og seneegenskaper bidrar til funksjonell endring før og etter kneskifte

Slitasjegikt fører til degenerasjon av de artikulerende overflatene av lårbenet og tibia, og sluttstadiets intervensjon er erstatning av disse artikulerende overflatene ved hjelp av en total kneartroplastikk (TKA) kirurgisk prosedyre. For pasienter som gjennomgår TKA er det en betydelig nedgang i funksjonsevner gjennom ventetiden fra kirurgisk henvisning til operasjonsdato. Etter operasjonen er det en bedring i funksjon hos disse pasientene, men de når ikke samme funksjonsnivå som friske personer som ikke har gjennomgått TKA. For objektivt å måle funksjonelle evner kan ulike tester av styrke, bevegelighet og balanse vurderes. Til dags dato er det ikke utført noen studie for å evaluere hvordan disse objektive målene for funksjonsevne endres gjennom ventetiden før operasjonen, og hvordan dette er sammenlignet med nivåene etter operasjonen. For å få en ytterligere forståelse av mekanismene bak disse endringene i funksjon, kan fysiologiske målinger av muskler og sener brukes ved hjelp av elektrisk testing og ultralydavbildning. Ved å evaluere endringer i fysiologi sammen med endringer i funksjon hos TKA-pasienter og friske kontroller, kan vi få en bedre forståelse av mekanismene som ligger til grunn for observerbare endringer i funksjon hos pasienter som gjennomgår TKA og hvordan dette kan sammenlignes med normale fysiologiske endringer hos friske kontroller.

Pasienter som gjennomgår total kneprotese vil besøke laboratoriet ved 5 separate testanledninger (1, umiddelbart etter henvisning for TKA; 2, midtpunkt mellom henvisning og operasjon; 3, 2 uker før operasjonen; 4, 6 uker etter operasjonen; 5, 6 måneder etter operasjonen. Ved hver testøkt vil deltakerne begynne med å fylle ut spørreskjemaer relatert til generell funksjonsevne. De vil deretter utføre funksjonstester av over- og underkroppen for å få mål på lemavhengig funksjonsevne. Etter funksjonelle mål vil hvilemål av muskler og sener som omgir kneet og quadriceps muskelgruppen bli oppnådd ved bruk av en kombinasjon av ultralydavbildning og målinger på hudoverflaten. Deltakerne vil da bli utstyrt med overflateelektromyografi (sEMG) elektroder på musklene som utgjør quadriceps og hamstrings muskelgrupper for å måle muskelaktivitet under de påfølgende målene. Muskelrefleksaktivitet vil bli vurdert gjennom submaksimal og maksimal elektrisk stimulering av femoralisnerven via karbonstimuleringselektroder plassert på hudoverflaten. Deltakerne vil deretter utføre tre maksimale frivillige sammentrekninger (MVC) som krever at de strekker benet så hardt som mulig mot krafttransduseren. Stimulering vil bli brukt før, under og etter MVC-ene for å vurdere nivået av muskelaktivering. Fra MVC-ene vil det bli etablert submaksimale sporingsoppgaver på 5,10,25,50 og 75 % MVC. Ved å bruke kraften som vises på en skjerm foran deltakerne, vil de bli pålagt å produsere sammentrekninger opp til disse kraftnivåene og opprettholde kraftnivået i 5 sekunder for å kvantifisere kraftstabilitet. Under disse submaksimale sporingsoppgavene vil ultralydsonden plasseres på krysset mellom quadriceps-muskelen og senen for å registrere seneforlengelse for kvantifisering av senes mekaniske egenskaper.

Disse prosedyrene vil bli utført for det kirurgiske benet til 30 pasienter som gjennomgår TKA for å sammenligne forskjeller mellom beina på tvers av tidspunkter, og 30 friske kontrolldeltakere som ikke gjennomgår TKA som er alders- og kjønnstilpasset til pasientgruppen vil også utføre disse tiltakene på deres ikke-dominante ben bruker samme avstand mellom testøktene. Tiltak vil bli sammenlignet mellom det kirurgiske av pasienter og den ikke-dominante delen av friske kontroller for å evaluere forskjeller over tid i pasientgruppen og hvordan dette sammenlignes med normale endringer i en frisk populasjon over samme tidsperiode. Denne studien vil prøve å bestemme hvilke mål på fysiologisk endring før operasjonen som best forutsier optimalisering av pasientfunksjon og bedring etter operasjon.