Porównanie narzędzi Biofeedback do trenowania aktywacji Transversus Abdominis u zdrowych osób

1. Wprowadzenie Ból krzyża definiuje się jako ból w dolnej części pleców na tyle silny, że ogranicza wykonywanie zwykłych czynności lub zmienia codzienną rutynę na dłużej niż 1 dzień, który może, ale nie musi ustępować w jednej lub obu nogach i trwa co najmniej jeden dzień. Ból musi obejmować plecy, w granicach dolnego żebra i dolnego fałdu pośladkowego. Ból krzyża (LBP) można dalej podzielić na „specyficzne LBP”, z definicji LBP, które można przypisać znanej przyczynie, lub „niespecyficzne LBP” (NSLBP), definiowane jako LBP, którego nie można powiązać z znana przyczyna. LBP jest jedną z głównych przyczyn ograniczeń funkcjonalnych i zwolnień lekarskich, niosąc duże koszty finansowe zarówno dla jednostek, jak i społeczeństwa. Według badania Global Load Disease z 2010 r., LBP zajmuje 6. miejsce w ogólnym obciążeniu w porównaniu z 290 innymi patologiami. Globalne rozpowszechnienie LBP wynosi od 11% do 84% i osiąga szczytową wartość w wieku 80 lat. Dlatego wpływ LBP byłby ważniejszy w społeczeństwach, w których oczekiwana długość życia jest wyższa, takich jak Kanada i Stany Zjednoczone. Ponadto starzeniu towarzyszyć będzie wzrost częstości występowania silnego bólu pleców, a także wzrost częstości występowania bólu oraz innych objawów i stanów związanych z bólem krzyża, powodując większe ograniczenia społeczne i funkcjonalne. Jest to również jedna z głównych przyczyn konsultacji fizjoterapeutycznych, w których wykorzystuje się ćwiczenia terapeutyczne, takie jak trening mięśni rdzenia. Nie wiadomo jednak do dziś, która metoda ma być uprzywilejowana w nauczaniu napinania tych mięśni u osób w podeszłym wieku.
2. Przegląd literatury Jednym z preferowanych podejść w fizjoterapii do LBP jest trening mięśni głębokich, szczególnie mięśnia poprzecznego brzucha (TrA). U zdrowej osoby mięśnie tułowia utrzymują stabilność tułowia, wykonując sekwencję korekcji postawy przed ruchem dystalnym, aby zapobiec utracie równowagi. Ta precyzyjna regulacja, która ma miejsce, zanim nastąpi jakiekolwiek kinestetyczne lub sensoryczne sprzężenie zwrotne, jest uważana za zaplanowaną przez ośrodkowy układ nerwowy (OUN). Wykazano jednak, że u pacjentów z LBP brakuje tych korekt posturalnych i będą one utrzymywać się nawet po ustąpieniu epizodu LBP, co może przyczynić się do nawrotu LBP. Ponadto starzeniu towarzyszy również osłabienie kontroli motorycznej tułowia, stanowiące część LBP u osób starszych. Na szczęście wykazano, że te korekty posturalne TrA można ponownie trenować.

Nauczenie skurczu TrA często staje się sporym wyzwaniem, ponieważ jego skurcz nie powoduje widocznego ruchu. Wymaga zrozumienia i/lub dobrego wyczucia pożądanego skurczu od pacjenta. Aby pomóc w nauczaniu TrA, fizjoterapeuci (PT) mogą korzystać z jednego z niewielu narzędzi informacji zwrotnej, które okazały się skuteczne w tym zakresie. Biofeedback to technika, w której informacje biologiczne nieznane pacjentowi są przekazywane mu w czasie rzeczywistym. Informacje te wykraczają poza to, co jest zwykle dostępne dla tych pacjentów. W fizjoterapii biofeedback wywodzi się z biomechanicznej miary fizjologicznej ludzkiego ciała. Dodanie biofeedbacku do zwykłej interwencji fizjoterapeutycznej umożliwia pacjentowi kontrolowanie fizycznych dostosowań, które uważano za kontrolowane przez ośrodkowy układ nerwowy, takich jak dostosowanie postawy. Pozwala również na lepsze dostrojenie zadań i zaangażowanie pacjenta w bardziej proaktywną terapię. W literaturze udokumentowano dwa nieinwazyjne narzędzia do biofeedbacku stosowane w klinikach ze względu na ich skuteczność w nauce skurczu TrA i przydatność do pomiaru jego aktywacji, rehabilitacyjne obrazowanie ultrasonograficzne (RUSI) i urządzenie do biofeedbacku ciśnieniowego (PBU ).

Rośnie wykorzystanie RUSI przez fizjoterapeutów. RUSI to nieinwazyjna technika zapewniająca natychmiastową wizualną informację zwrotną na temat zmian grubości mięśni ściany brzucha, odzwierciedlającą skurcz tych mięśni, a dokładniej TrA. Odbywa się to poprzez transmisję na ekran obrazu ultrasonograficznego wytwarzanego przez sondę umieszczoną na brzuchu badanego. Sonda emituje fale ultradźwiękowe, które przechodzą przez tkanki, a następnie wracają do sondy w postaci echa. RUSI wykryłby rekrutację TrA przy skurczu tak niskim jak 12% maksymalnego dobrowolnego skurczu (MVC) i rekrutację wewnętrznego skośnego (OI), gdy skurczył się do 22% MVC. Ta wizualna informacja zwrotna, w połączeniu ze zwykłymi wyjaśnieniami rekrutacji TrA, zmniejsza liczbę prób wymaganych do skutecznej rekrutacji TrA u pacjentów z bólem krzyża i bez bólu krzyża bezpośrednio po treningu iw krótkoterminowej obserwacji.

PBU to proste i niedrogie urządzenie, które mierzy zmianę ciśnienia w trójkomorowym worku wypełnionym powietrzem, umieszczonym pod odcinkiem lędźwiowym pacjenta w pozycji leżącej na plecach. Ruch odcinka lędźwiowego kręgosłupa na trójkomorowym worku, wywołany fałszywym skurczem TrA, zmienia intensywność nacisku, a zmianę tę można zaobserwować na regulowanym manometrze, a zatem można jej uniknąć. Jednak Lima i in. (2012) wykazali niski związek między ciśnieniem mierzonym za pomocą PBU a elektromiografią powierzchniową (EMG) (r = 0,2, p <0,2), z czułością i swoistością na poziomie 60%. Z przeglądu systematycznego przeprowadzonego przez tego samego autora wynika, że ​​rzetelność między- i wewnątrzocenowa waha się od średniej do dobrej (korelacja wewnątrzklasowa (ICC) odpowiednio od 0,42 do 0,82 i od 0,5 do 0,81), a trafność konstruktu od średniej do doskonałej ( ICC od 0,48 do 0,90). Mimo to jest szeroko stosowanym aparatem do nauki TRA w fizjoterapii ze względu na niski koszt i łatwość obsługi.

Tylko w trzech badaniach porównano skuteczność RUSI i PBU w rekrutacji TrA zarówno u osób młodych, jak i bezobjawowych oraz w przypadku bólu krzyża. Bajaj i in. (2010) podają, że pacjenci z bólem krzyża trenowani z RUSI szybciej nabywają zdolność rekrutacji TrA (znaczące zmniejszenie liczby prób wymaganych do aktywacji TrA i liczby dni potrzebnych do utrwalenia nauki) niż te wykonywane z PBU. Lee i in. (2016) losowo przydzielili próbę młodych i bezobjawowych osób do trzech grup w zależności od rodzaju informacji zwrotnej stosowanej podczas treningu: dotykowej, RUSI lub PBU. Podstawowym pomiarem była grubość TrA mierzona za pomocą ultradźwięków. We wszystkich trzech grupach zaobserwowano wzrost grubości TrA (odzwierciedlający lepszą aktywację TrA). W porównaniu z grupą z dotykowym sprzężeniem zwrotnym, grupa RUSI miała znacznie większą grubość TrA. Wreszcie Wooldridge i in. (2014) porównali natychmiastowy efekt treningu z różnymi rodzajami informacji zwrotnych (PBU, RUSI i PBU + RUSI) w populacji podobnej do tej opisanej przez Lee i in. (średnia wieku = 22,2 lat). Autorzy nie zgłaszają istotnej różnicy w aktywacji TrA, mierzonej różnymi parametrami pochodzącymi z obrazów ultrasonograficznych, przed i po treningu oraz pomiędzy grupami.

Podsumowując, chociaż dwa badania pokazują, że rekrutacja TRA byłaby bardziej skuteczna po szkoleniu z RUSI, heterogeniczność interwencji i miar wyników oznacza, że ​​obecny poziom dowodów nie pozwala na podjęcie decyzji o jej wyższości u młodych ludzi. Ponadto wyników tych badań nie można uogólniać na populację w podeszłym wieku. Starzenie się może zakłócić oczekiwane przystosowanie postawy, a skuteczny sposób treningu młodych ludzi może nie być rozstrzygający dla osób starszych. Wreszcie, żadne badanie nie zweryfikowało, czy trening rekrutacji TrA, który jest na ogół przeprowadzany w pozycji leżącej, umożliwia przeniesienie wyuczonych umiejętności do innych, bardziej funkcjonalnych pozycji, takich jak pozycja stojąca, dla któregokolwiek z narzędzi.

Cel Głównym celem tego badania jest porównanie natychmiastowego (przed-po laboratorium) efektu treningu rekrutacyjnego TRA z RUSI do treningu z PBU na grubość TrA, pośrednią miarę rekrutacji mierzoną w pozycji leżącej (SP) w zdrowej populacji osób starszych. Drugorzędnymi celami są (1) ustalenie, czy jedno z narzędzi informacji zwrotnej jest bardziej skuteczne w ułatwianiu preferencyjnej rekrutacji TrA w porównaniu z mięśniami skośnymi oraz (2) ustalenie, czy jedno z narzędzi informacji zwrotnej jest bardziej skuteczne w przenoszeniu zdolności rekrutacji TrA z SP do pozycji stojącej. Głównym założeniem jest to, że w SP grubość TrA będzie większa po uczeniu z RUSI w porównaniu z uczeniem z PBU. Hipotezy drugorzędne są następujące: 1) RUSI zezwoli na preferencyjną rekrutację TrA; oraz 2) grubość TrA w pozycji stojącej będzie większa po nauce z RUSI.

Metody W idealnym przypadku skuteczność interwencji ocenia się w badaniu z randomizacją (RCT). Jednak warunkiem wstępnym RCT są: 1) prawdopodobieństwo wcześniej wykazanego efektu; 2) wykazanie, że procedury badawcze sprawdzają się w rzeczywistych sytuacjach oraz 3) możliwość rekrutacji dużej liczby uczestników. Wiarygodność efektów jest nadal weryfikowana w nowej populacji za pomocą ważnych i wiarygodnych instrumentów. Badacze proponują eksperymentalne badanie laboratoryjne „przed i po”, aby udokumentować natychmiastowe efekty. Zmienną niezależną będzie rodzaj zastosowanej informacji zwrotnej (RUSI vs PBU) podczas sesji szkoleniowej rekrutacji TrA, a zmienną zależną będzie grubość TrA, pośrednia miara rekrutacji TrA.

Uczestnicy:

Badacze zrekrutują 40 osób w wieku od 60 do 80 lat zgodnie z nieprobabilistyczną metodą doboru próby z banku rekrutacyjnego Nabù Centrum Badań nad Starzeniem (CdRV) i nieprobabilistyczną metodą doboru próby dla wygody. Uczestnicy ci zostaną losowo przydzieleni do dwóch grup interwencyjnych: RUSI lub PBU. Randomizacja zostanie podzielona na warstwy według płci (w równych proporcjach) przy użyciu zapieczętowanych kopert i tabeli liczb losowych. Uczestnicy muszą być w wieku od 60 do 80 lat i być w dobrym stanie zdrowia (brak przewlekłych schorzeń ograniczających aktywność lub wymagających punktualnej opieki) bez bólu pleców od ponad 12 miesięcy i nie odczuwać bólu od mniej niż 1 tygodnia. Powinni nie być w stanie konkretnie zawrzeć umowy TrA (tj. bez skurczu mięśnia skośnego wewnętrznego (OI) lub skośnego zewnętrznego (OE) w odpowiedzi na proste polecenie). Ci, którzy są w stanie konkretnie zakontraktować swoją TrA, zostaną wykluczeni, a statystyki będą przechowywane w celu opisania tej próbki. Uczestnicy będą musieli mieszkać w społeczności lub w pół-autonomicznej rezydencji i zostaną wykluczeni uczestnicy z historią operacji kręgosłupa, brzucha lub kończyn dolnych, problemami neurologicznymi lub oddechowymi, skoliozą strukturalną, wskaźnikiem masy ciała większym niż 30, rozrusznikiem serca, obniżyć Mini Mental State Examination (MMSE) do 24 lub wcześniejsze doświadczenie w szkoleniu TrA. Procedury rekrutacyjne będą trwały do ​​wyczerpania pełnej liczebności próby dopuszczonych uczestników.

Wielkość próbki :

Wielkość próby (n=40) obliczono tak, aby uwzględnić wielkość efektu 0,7 z błędem alfa wynoszącym 5%.

Procedura zbierania danych:

Osoby zainteresowane udziałem skontaktują się z Koordynatorem Projektu, aby zweryfikować swoje uprawnienia i umówić się na spotkanie. Po przybyciu do Centrum Badawczego Centre hospitalier universitaire de Sherbrooke (CRCHUS) członek zespołu badawczego powita ich i zweryfikuje ich zdolność do rekrutacji TrA, aby potwierdzić, czy kwalifikują się do udziału. Zostaną poproszeni o skurcz TrA zgodnie ze standardową instrukcją ustną i obecnością lub brakiem skurczu (tj. ruch włókien mięśniowych) zostaną sprawdzone za pomocą ultradźwięków. Osoby, które zostaną wykluczone z powodu ich zdolności do zawarcia umowy TRA, otrzymają od fizjoterapeuty porady, które są udzielane w ramach bieżącej praktyki, aby poprawić ich wyniki w zakresie umowy TRA. Formularz zgody zostanie przedstawiony i wyjaśniony tym, którzy spełnią to ostatnie kryterium włączenia. Po uzyskaniu dobrowolnej i świadomej zgody uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do dwóch grup interwencyjnych. Podają swój wiek, zostaną zmierzone i zważone. Dane te zostaną użyte do opisania próbki. Zostaną również poproszeni o wypełnienie kwestionariusza do diagnozy obecności nietrzymania moczu (QUID), który posłuży jako kowariancja w analizach.

Interwencje (zmienne niezależne):

Grupa RUSI: Uczestnicy zostaną zapoznani z anatomią mięśni ściany brzucha i ogólnym funkcjonowaniem RUSI. Następnie zostaną poproszeni o przyjęcie pozycji SP z ugiętymi kolanami. Informacja zwrotna będzie się składać z obrazu ultrasonograficznego przesłanego do trybu jasności (B). W celu uzyskania obrazu TrA sondę umieszcza się w połowie odległości między 12. żebrem a grzebieniem biodrowym. Sonda zostanie przesunięta w bok, aby brzeg powięzi piersiowo-lędźwiowej znajdował się przy prawej krawędzi ekranu, tak aby wyraźnie widoczne były 3 mięśnie ściany brzucha, tj. skośny zewnętrzny (OE), skośny (OI) i TrA, zgodnie z metodą opisaną przez Teyhen i in. (2005). Uczestnicy otrzymają niezbędne wykształcenie, aby zrozumieć wizerunek i pożądaną rekrutację zgodnie ze standardowym protokołem. Następnie zostaną poproszeni o wykonanie 15 skurczów utrzymywanych przez 10 sekund TrA z widocznym pogrubieniem TrA na monitorze RUSI przekraczającym pomiar spoczynkowy (widoczny na monitorze). Pomiędzy każdym skurczem przewidziana jest minuta odpoczynku, aby uniknąć zmęczenia. Uczestnicy będą musieli obserwować monitor RUSI podczas 15 testów. Parametry te zostały określone na podstawie wcześniejszych badań.

Grupa PBU: Uczestnicy otrzymają taki sam instruktaż dotyczący anatomii mięśni ściany brzucha oraz ogólne informacje o urządzeniu PBU. Zostaną zaproszeni do zajęcia tej samej pozycji, co grupa RUSI (SP, zgięte kolana). Sprzężenie zwrotne będzie polegało na wizualizacji intensywności nacisku na tarczę STABILIZATORA PBU. PBU zostanie umieszczony pod odcinkiem lędźwiowym kręgosłupa uczestników i napompowany do 40 mmHg, zgodnie z zaleceniami producenta. Uczestnicy otrzymają wykształcenie niezbędne do zrozumienia narzędzia i pożądanej rekrutacji zgodnie ze standardowym protokołem. Następnie zostaną poproszeni o wykonanie 15 skurczów TrA trwających 10 sekund, utrzymując stałe ciśnienie na poziomie 40 mmHg ± 2 mmHg. Pomiędzy każdym skurczem przewidziana jest minuta odpoczynku. Uczestnicy będą musieli obserwować tarczę PBU podczas 15 testów.

W przypadku obu grup interwencje będą prowadzone przez tego samego fizjoterapeutę (terapeutę PT) doświadczonego w korzystaniu z obu narzędzi, a czas trwania zajęć (anatomia i informacje ogólne) będzie taki sam.

Zmienne zależne i narzędzia pomiarowe:

Zmienną zależną jest zmiana grubości mięśnia TrA między stanem spoczynku a stanem rekrutacji, mierzona na podstawie obrazu ultrasonograficznego (LOGIQ E, GE Healthcare, sonda liniowa 13 megaherców (MHz), w trybie B). Przed i po zabiegu wykonane zostaną trzy zdjęcia w SP, zgiętej w kolanie pozycji spoczynkowej (cel główny) oraz podczas manewru rekrutacyjnego TrA wykonywanego według następującej instrukcji: „wdech, wydech, następnie przyciągnij pępek do twój kręgosłup”. Trzy inne obrazy zostaną zarejestrowane w pozycji stojącej (cel drugorzędny 1), zarówno w spoczynku, jak i podczas rekrutacji TrA zgodnie z tą samą instrukcją. Podczas tych pomiarów ultrasonograf będzie ustawiony tak, aby uczestnicy nie widzieli ekranu. Przechwytywanie obrazu zostanie wykonane z sondą w planie poprzecznym i umieszczoną w połowie odległości między 12. żebrem a grzebieniem biodrowym. Zostanie przesunięty w bok, aby krawędź powięzi piersiowo-lędźwiowej znajdowała się przy prawej krawędzi ekranu, umożliwiając wyraźny obraz 3 mięśni ściany brzucha (tj. OE, OI i Tra). Kąt na skórze zostanie dostosowany w celu uzyskania najlepszej jakości obrazu poprzez utrzymanie tej samej pozycji prostopadłej do skóry. Stosowanie markerów anatomicznych zamiast powierzchownych markerów na skórze poprawi niezawodność i odtworzy rzeczywistość kliniczną. Pod koniec wydechu zostaną podjęte środki odpoczynku i aktywacji, aby ujednolicić efekt oddychania. Wykazano, że ta metoda jest ważna i niezawodna do pośredniego pomiaru aktywacji mięśni ściany brzucha u osób bezobjawowych. Środek ten został również zwalidowany w populacji osób w podeszłym wieku. Oprócz zmiany grubości TrA (zmienna główna), do celów analizy wtórnej zostaną wykorzystane inne parametry, takie jak współczynnik aktywacji (AR) i współczynnik aktywacji preferencyjnej (PAR). Rejestrację obrazu i interwencję wykona fizjoterapeuta (pomiar PT) posiadający taką wiedzę. Zostanie oślepiona grupa uczestnika.

Analiza :

Do opisu próbki zostanie wykorzystana analiza opisowa. Badacze porównają zmianę grubości TrA przed i po interwencji za pomocą testów rzędów podpisanych Wilcoxona dla grup zależnych. Następnie porównane zostaną średnie dla każdej grupy (RUSI vs PBU, młodzi i starsi) za pomocą testów sumy rang Wilcoxona dla grup niezależnych. Analizy kowariancji (ANCOVA) zostaną wykorzystane do zbadania wpływu obecności nietrzymania moczu (zmienne kategoryczne) na zmiany grubości TrA. W przypadku brakujących lub nieaktualnych danych zostanie przeprowadzona analiza wrażliwości post hoc. Analiza zostanie przeprowadzona z wykorzystaniem pakietu statystycznego dla nauk społecznych (SPSS v.25).

5. Potencjalna stronniczość Uczestnicy i fizjoterapeuta prowadzący nie będą zaślepieni interwencją, ale fizjoterapeuta odpowiedzialny za analizę i przechwytywanie obrazu nie będzie świadomy grup randomizacji. Fakt, że główne narzędzie pomiaru zmiennej (grubość TrA) jest również wykorzystywane jako narzędzie informacji zwrotnej dla jednej z grup, może wywołać stronniczość interwencji. Należy jednak zauważyć, że w przypadku pomiaru zmiennej głównej żaden uczestnik nie zobaczy monitora; dlatego nie będą mieli wizualnej informacji zwrotnej. Jednak kontakt sondy z brzuchem podczas pomiaru ultrasonograficznego zapewni stymulację dotykową podobną do tej, z jaką grupa RUSI była narażona podczas operacji. Możliwe, że sprzyja to realizacji zadania przez uczestników tej grupy podczas pomiaru zmiennej głównej. Badacze uważają jednak, że efekt ten będzie miał niewielki wpływ. Ograniczenia innych narzędzi pomiarowych dodatkowo podważyłyby ważność lub wykonalność naszego badania (np. szum w powierzchniowym EMG lub wszczepionym EMG, które jest procedurą inwazyjną).

6. Korzyści kliniczne Wykazano, że wiek i NSLBP wpływają na kontrolę motoryczną mięśni stabilizujących tułów. Wiedza jest ograniczona i niekonsensualna dla młodej populacji i nieobecna dla osób starszych. Jest to zatem pierwsze badanie skupiające się konkretnie na treningu TrA w populacji osób starszych. Ten projekt badawczy pozwoli nam zrealizować pierwsze kroki (wiarygodność efektu RUSI i PBU u zdrowych osób starszych, dostrojenie procedur, testowanie procedur rekrutacji i gromadzenia danych) w celu uzasadnienia większego RCT porównującego dwa narzędzia informacji zwrotnej z promować rekrutację TrA, zmniejszać ból i poprawiać funkcjonowanie w populacji cierpiącej na NSLBP. Ze względu na wysokie rozpowszechnienie NSLBP w populacji ogólnej, a zwłaszcza u osób starszych, ważne jest, aby zidentyfikować najskuteczniejsze narzędzie optymalizacji rehabilitacji (lepsza efektywność i krótszy czas).