Evaluering av muskeloksygenering og gjenoppretningsdynamikk hos personer med kneleddsartrose

Kneartrose (OA) er en degenerativ leddsykdom assosiert med smerter, muskelsvakhet og funksjonsbegrensninger som negativt påvirker underkroppsmusklenes ytelse. Tidligere studier har rapportert strukturelle og fysiologiske endringer i kvadricepsmuskelen hos personer med kneartrose, spesielt i vastus medialis obliquus (VMO). Disse endringene inkluderer redusert muskeltverrsnittsareal, økt intramuskulær fettinfiltrasjon, vaskulære endringer og nedsatt nevromuskulær aktivering, som kan bidra til redusert kneleddstabilitet og sykdomsprogresjon.

Muskeloksygenering (SmO₂) er en viktig fysiologisk parameter som reflekterer balansen mellom oksygentilførsel og -utnyttelse i skjelettmuskulatur og gir objektiv informasjon om muskelnens metabolske og sirkulatoriske funksjon. Til tross for den potensielle relevansen av SmO₂ for å forstå kvadricepsdysfunksjon ved kneartrose, er studier som undersøker treningsindusert oksygeneringsrespons og gjenopprettingsdynamikk i denne populasjonen fortsatt begrenset.

Denne observasjonsbaserte, komparative tverrsnittsstudien har som mål å evaluere VMO SmO₂-dynamikk hos personer med kneartrose og sammenligne disse parameterne med friske kontroller matchet for alder og kjønn. Studien vil også undersøke sammenhengene mellom SmO₂-parametre, muskelstyrke, funksjonell ytelse og smerteintensitet.

Personer diagnostisert med kneartrose av en fysikalsk medisin- og rehabiliteringslege og friske frivillige som oppfyller inklusjonskriteriene vil bli invitert til å delta. Skriftlig informert samtykke vil bli innhentet fra alle deltakere før deltakelse. Deltakere som oppfyller inklusjonskriteriene vil bli tildelt to grupper: en kneartrosegruppe og en frisk kontrollgruppe. Alle deltakere vil gjennomgå de samme vurderingsprosedyrene under en enkelt evalueringsøkt.

I tråd med anbefalingene fra Osteoarthritis Research Society International (OARSI), vil målkneet for analyse hos deltakere med bilateral kneartrose bli bestemt ved hjelp av en forhåndsdefinert strategi: (1) kneet med størst smerte i hvile eller under aktivitet vil bli valgt; (2) hvis smertenivåene er like, vil kneet med størst radiografisk alvorlighetsgrad (Kellgren-Lawrence-grad) bli valgt; (3) hvis både smerte og radiografisk alvorlighetsgrad er like, vil det dominante beinet (ekstremiteten foretrukket for å sparke en ball) bli utpekt som målkne. Målkneet vil tjene som referansekne for oppfølgingsmålinger, inkludert SmO₂ og kne-spesifikke kliniske vurderinger.

Så vidt vi vet, har ingen tidligere studie direkte sammenlignet SmO₂-parametre mellom personer med kneartrose og friske kontroller. Derfor ble en studie som undersøkte SmO₂-endringer i en lignende muskelgruppe og brukte samme måleteknikk hos personer som gjennomgikk fremre korsbåndsrekonstruksjon brukt som referanse. Utregning av utvalgsstørrelse ble utført ved hjelp av G*Power-programvare (versjon 3.1) basert på en to-halet uavhengige prøver t-test-modell for å sammenligne middelforskjellen mellom to grupper. Effektstørrelsen rapportert for VMO SmO₂ i referansestudien (Cohen's d = 1.02) ble brukt til beregningen. Med et alfanivå på 0.05, statistisk styrke på 0.80 og en gruppetildelingsratio på 1:1, ble den nødvendige utvalgsstørrelsen beregnet til 17 deltakere per gruppe, noe som resulterer i totalt 34 deltakere.

Før målingene vil deltakerne hvile i sittende stilling i 10 minutter. Smerteintensitet vil bli vurdert ved hjelp av visuell analog skala (VAS). Etter hvilperioden vil SmO₂-målinger bli utført ved hjelp av en nær-infrarød spektroskopi-enhet (Moxy Monitor) plassert over VMO-muskelen. Grunnlinje SmO₂-verdier vil bli registrert i en 60-sekunders måleperiode.

Etter grunnlinjemålingen vil deltakerne utføre en standardisert mini-squat-øvelsesoppgave. Mini-squaten ble valgt som en trygg og funksjonell lukket-kjede-øvelse som vanligvis brukes hos personer med kneartrose for å aktivere underkroppsmuskulatur, og den ble kombinert med isometrisk hofteadduksjon ved hjelp av en ball plassert mellom knærne for å forbedre vastus medialis obliquus-aktivering og medial kne-stabilisering. Umiddelbart etter trening vil VMO-muskeloksygenering bli overvåket, og gjenopprettingsprosessen vil bli registrert. Gjenopprettingstid vil bli definert som varigheten som kreves for at SmO₂-verdien skal returnere til grunnlinjenivået mens deltakeren hviler i sittende stilling.

Etter fullføring av gjenopprettingsmålingene vil deltakerne hvile i 10 minutter for å minimere effektene av tretthet. Deretter vil muskelstyrke bli vurdert ved hjelp av en isokinetisk dynamometer gjennom maksimale frivillige isometriske kneekstensjonskontraksjoner utført ved 15° knefleksjon. Denne leddvinkelen ble valgt fordi vastus medialis obliquus viser større aktivering nær terminal kneekstensjon. I tillegg plasserer testing ved 15° kvadriceps i en biomekanisk fordelaktig posisjon for dreiemomentproduksjon samtidig som leddstress minimeres. Deltakerne vil utføre tre maksimale kontraksjoner, hver varer omtrent 6 sekunder, med standardisert verbal oppmuntring og 60-sekunders hvilintervaller; gjennomsnittlig topp dreiemomentverdi vil bli brukt til analyse. Funksjonell ytelse vil deretter bli vurdert ved hjelp av 30-sekunders sitt-til-stå-testen. Alle målinger vil bli utført under en enkelt økt, og deltakerne vil ikke bli fulgt longitudinelt.

Statistiske analyser vil bli utført ved hjelp av SPSS. Datadistribusjon vil bli vurdert ved hjelp av normalitetstester. Beskrivende statistikk vil bli presentert som gjennomsnitt ± standardavvik eller median etter behov. Gruppeforskjeller mellom personer med kneartrose og friske kontroller vil bli analysert ved hjelp av uavhengige prøver t-test eller Mann-Whitney U-test. Sammenhenger mellom muskeloksygeneringsparametre, muskelstyrke, funksjonell ytelse og smerte vil bli undersøkt ved hjelp av Pearson eller Spearman korrelasjonsanalyser. En p-verdi < 0.05 vil bli ansett som statistisk signifikant.