Elektryczna stymulacja nerwowo-mięśniowa i kontrola motoryczna

Faza I: Badanie wstępne Zrekrutowani zostaną pacjenci w wieku od 20 do 40 lat z lub bez bólu krzyża w wywiadzie. Osoby zainteresowane udziałem zostaną poddane procesowi przesiewowemu z wykorzystaniem listy kontrolnej kryteriów włączenia/wykluczenia oraz otrzymają krótką informację dotyczącą badania. Jeśli spełnią wszystkie kryteria włączenia, zostanie przeprowadzony proces zgody.

Po uzyskaniu pisemnej świadomej zgody, wszyscy badani wypełnią kartę informacyjną dotyczącą danych demograficznych. Punkty orientacyjne ciała zostaną zidentyfikowane. Te punkty orientacyjne obejmują 1) wyrostek kolczysty lędźwiowy L2-L5, 2) staw międzywyrostkowy L4-5 (2 cm w bok od dolnej połowy wyrostka kolczystego L4) oraz 3) mięsień wielodzielny lędźwiowy (2 cm w bok od wyrostka kolczystego L5 i 3 cm w bok od wyrostka kolczystego L2). W obustronnych stawach międzywyrostkowych L4-5 zostanie umieszczony przetwornik ultradźwiękowy do uchwycenia mięśnia wielodzielnego lędźwiowego, natomiast lokalizacja mięśnia wielodzielnego lędźwiowego posłuży do umieszczenia elektrod NMES. Następnie badani zostaną poddani ocenie wyników klinicznych, w tym obserwacji klinicznej nieprawidłowego wzorca ruchu podczas ruchów funkcjonalnych, biernej lustrzance jednoobiektywowej, testowi długości mięśni ścięgien podkolanowych, zmodyfikowanym testom Thomasa i Obera, badaniu siły mięśni brzucha i pleców.

Pacjenci będą leżeć na brzuchu na stole zabiegowym z klatką piersiową (poziom T3) i miednicą (poziom S2) bezpiecznie przymocowanymi do łóżka. Ręczny dynamometr zostanie umieszczony na klatce piersiowej w celu pomiaru siły rozciągania pleców. Następnie głowica ultradźwiękowa zostanie umieszczona w prawym stawie międzywyrostkowym L4-5 przez Rater-A. Zostanie zarejestrowana aktywacja mięśnia wielodzielnego prawego odcinka lędźwiowego w spoczynku. Następnie rater-A przesunie przetwornik do lewego stawu międzywyrostkowego L4-5, aby zmierzyć aktywację lewego mięśnia wielodzielnego lędźwiowego. Następnie badany zostanie poproszony o wykonanie 2 powtórzeń maksymalnego dobrowolnego skurczu izometrycznego (MVIC) mięśnia prostownika pleców z 1 minutą przerwy między powtórzeniami. Rater-A zmierzy aktywację prawego i lewego mięśnia wielodzielnego lędźwiowego podczas MVIC i zarejestruje siłę wyprostu pleców z ręcznego dynamometru dla obu powtórzeń. Dane z powtórzeń 1 i 2 posłużą do ustalenia wiarygodności pomiaru ultrasonograficznego i obliczenia minimalnej wykrywalnej zmiany, natomiast dane z prawego i lewego mięśnia wielodzielnego lędźwiowego zostaną wykorzystane do określenia różnicy między prawą a lewą stroną. Badany zostanie poproszony o ocenę postrzeganego wysiłku (RPE) i odpocznie przez 5 minut, aby zapobiec zmęczeniu mięśni. Po okresie odpoczynku oceniający-B wykona dokładny proces jako oceniający-A. Dane te zostaną wykorzystane do ustalenia między oceniającymi wiarygodności pomiarów obrazowania ultrasonograficznego. Oceniający-A i oceniający-B są ślepi na grupę badanego.

Elektrody NMES zostaną umieszczone na obustronnych mięśniach wielodzielnych odcinka lędźwiowego (elektroda dodatnia na L3 i elektroda ujemna na L5). Przetwornik ultradźwiękowy zostanie umieszczony w stawie międzywyrostkowym L4-5, aby uchwycić aktywację mięśnia wielodzielnego odcinka lędźwiowego. NMES zostanie najpierw ustawiony na tryb faradyczny (20 Hz, 1 ms). Badacz będzie zwiększał intensywność w krokach co 1 mA. Rejestrowane będą dane obrazowania ultrasonograficznego, podczas gdy badany będzie proszony o ocenę poziomu dyskomfortu w zakresie 0-10 co 5 mA. Rater-A i Rater-B rejestrują intensywność stosowaną do wywołania obserwowalnego skurczu mięśnia wielodzielnego odcinka lędźwiowego. Intensywność NMES będzie rosła aż do maksymalnego poziomu dyskomfortu (10 na 10). Tester zostanie poproszony o ocenę RPE i zrobienie 10-minutowej przerwy, aby zapobiec zmęczeniu mięśni. Po okresie spoczynku NMES zostanie ustawiony na tryb interferencyjny (6000 Hz, częstotliwość uderzeń 20-50 Hz, efekt skanowania). Badacz powtórzy cały proces zbierania danych. Dane z dwóch trybów stymulacji zostaną wykorzystane do określenia odpowiedniego trybu i dawki do aktywacji mięśni wielodzielnych odcinka lędźwiowego.

Aby określić wykonalność proponowanego protokołu, NMES zostanie ustawiony na tryb interferencyjny. Badacz będzie zwiększał intensywność NMES do momentu wzrostu grubości mięśnia wielodzielnego lędźwiowego o 10%. Następnie badany zostanie poproszony o wykonanie MVIC mięśnia prostownika pleców. Rater-A zmierzy aktywację prawego i lewego mięśnia wielodzielnego lędźwiowego podczas MVIC i zarejestruje siłę rozciągania pleców z ręcznego dynamometru przymocowanego do klatki piersiowej. Badacz zmniejszy intensywność NMES do zera. Tester odpoczywa przez 10 minut. Następnie pacjent zostanie poproszony o wykonanie kolejnego MVIC mięśnia wielodzielnego lędźwiowego bez NMES. Rater-A mierzy aktywację mięśnia wielodzielnego odcinka lędźwiowego i rejestruje siłę rozciągania pleców. Elektrody NMES zostaną usunięte, a skóra podmiotu oczyszczona. Dane (MVIC i MVIC+NMES) posłużą do wstępnego określenia istnienia artrogennego zahamowania mięśnia wielodzielnego lędźwiowego. Ponadto dane MVIC bez NMES między przed i po NMES zostaną wykorzystane do określenia istnienia efektu retencji NMES.

Aby określić wykonalność proponowanej interwencji, NMES zostanie zastosowany w trybie interferencyjnym na obustronnych mięśniach wielodzielnych odcinka lędźwiowego. Badacz zwiększy intensywność do maksymalnej tolerancji badanego. Stymulacja zostanie ustawiona na 10 sekund włączenia i 60 sekund przerwy, aby zminimalizować zmęczenie mięśni. Całkowity czas NMES wynosi 15 minut. Ta dawka interwencyjna jest oparta na wcześniejszych badaniach Hicksa i in. W tym badaniu jako trening kontroli motorycznej zostanie wykorzystane ćwiczenie na bujaniu na czworonogach. To ćwiczenie opiera się na koncepcji upośledzenia układu ruchu. Badany zostanie poproszony o wykonanie pozycji na czworoboku z kręgosłupem w pozycji neutralnej, barkiem i biodrem pod kątem 90 stopni, biodrami wyśrodkowanymi nad kolanami i stopami skierowanymi od ciała z grzbietem stóp na powierzchni podparcia. Następnie badany zostanie poproszony o wykonanie kołysania do tyłu poprzez odpychanie obiema rękami. Ta słowna instrukcja zostanie przekazana podmiotowi w następujący sposób: „Trzymaj proste plecy podczas całego ruchu. Pomyśl o poruszaniu się w biodrach, a nie w plecach. Poruszaj się równomiernie w biodrach”. Badany wykonuje kołysanie z powrotem do pozycji, która powoduje obserwowalny i/lub wyczuwalny tylny obrót miednicy. Badany zostanie poproszony o wykonanie kołysania z powrotem do tego punktu docelowego pod nadzorem badacza przez 10 powtórzeń, po których nastąpi 1 minuta odpoczynku, aby zminimalizować zmęczenie mięśni. Badany zostanie poproszony o ocenę RPE po wykonaniu 10 powtórzeń. Następnie badacz ponownie oceni punkt docelowy dla następnych 10 powtórzeń. Ten proces będzie wykonywany w sposób ciągły przez 15 minut.

Po zakończeniu interwencji podmiot zostanie poddany gromadzeniu danych po interwencji przy użyciu tego samego protokołu, z wyjątkiem tego, że tylko oceniający-A przeprowadzi gromadzenie danych po interwencji. Elektrody NMES zostaną ponownie nałożone na obustronne mięśnie wielodzielne odcinka lędźwiowego. Przetwornik ultradźwiękowy zostanie ponownie umieszczony w stawie międzywyrostkowym L4-5, a ręczny dynamometr zostanie ponownie umieszczony w klatce piersiowej. Badany zostanie poproszony o wykonanie 2 powtórzeń MVIC mięśnia prostownika pleców z 1 minutą przerwy między powtórzeniami. Rater-A zmierzy aktywację prawego i lewego mięśnia wielodzielnego lędźwiowego podczas MVIC i zarejestruje siłę wyprostu pleców z ręcznego dynamometru dla obu powtórzeń. Badacz będzie zwiększał intensywność NMES do momentu wzrostu grubości mięśnia wielodzielnego lędźwiowego o 10%. Następnie badany zostanie poproszony o wykonanie MVIC mięśnia prostownika pleców. Rater-A zmierzy aktywację prawego i lewego mięśnia wielodzielnego lędźwiowego podczas MVIC i zarejestruje siłę rozciągania pleców z ręcznego dynamometru przymocowanego do klatki piersiowej. Badacz zmniejszy intensywność NMES do zera. Tester odpoczywa przez 10 minut. Następnie pacjent zostanie poproszony o wykonanie kolejnego MVIC mięśnia wielodzielnego lędźwiowego bez NMES. Rater-A mierzy aktywację mięśnia wielodzielnego odcinka lędźwiowego i rejestruje siłę rozciągania pleców. Elektrody NMES zostaną usunięte, a skóra podmiotu oczyszczona. Dane sprzed i po interwencji zostaną wykorzystane do określenia wykonalności proponowanej interwencji.

Faza II: Randomizowane badanie kontrolne W badaniu II fazy wykorzystana zostanie dogodna próba w wieku od 20 do 40 lat. Osoby z lub bez bólu krzyża w wywiadzie będą rekrutowane na podstawie ulotek rozwieszonych w 2 klinikach fizjoterapii uniwersyteckiej, a także ustnie przekazywanych przez badanych i przyjaciół. Osoby zainteresowane udziałem zostaną poddane procesowi przesiewowemu z wykorzystaniem listy kontrolnej kryteriów włączenia/wykluczenia oraz otrzymają krótką informację dotyczącą badania. Jeśli spełnią wszystkie kryteria włączenia, zostanie przeprowadzony proces zgody.

Po uzyskaniu pisemnej świadomej zgody, wszyscy badani wypełnią kartę informacyjną dotyczącą danych demograficznych. Następnie badani zostaną poproszeni o zmianę ubrania na podkoszulek laboratoryjny, aby odsłonić dolną część pleców. Zostaną zidentyfikowane te same punkty orientacyjne ciała, co w badaniu wstępnym. Pacjenci będą leżeć na brzuchu na stole zabiegowym z klatką piersiową (poziom T3) i miednicą (poziom S2) bezpiecznie przymocowanymi do łóżka. Ręczny dynamometr zostanie umieszczony na klatce piersiowej w celu pomiaru siły rozciągania pleców. Elektrody NMES zostaną umieszczone na obustronnych mięśniach wielodzielnych odcinka lędźwiowego, a system zostanie ustawiony na tryb interferencyjny. Następnie głowica ultradźwiękowa zostanie umieszczona w prawym stawie międzywyrostkowym L4-5 przez Rater-A.

Badany zostanie poproszony o wykonanie 2 powtórzeń MVIC mięśnia prostownika pleców z 1 minutą przerwy między powtórzeniami. Rater-A zmierzy aktywację prawego i lewego mięśnia wielodzielnego lędźwiowego w spoczynku i podczas MVIC, a także zarejestruje siłę rozciągania pleców z ręcznego dynamometru dla obu powtórzeń. Badacz będzie zwiększał intensywność NMES do momentu wzrostu grubości mięśnia wielodzielnego lędźwiowego o 10%. Następnie badany zostanie poproszony o wykonanie MVIC mięśnia prostownika pleców. Rater-A zmierzy aktywację prawego i lewego mięśnia wielodzielnego lędźwiowego podczas MVIC i zarejestruje siłę rozciągania pleców z ręcznego dynamometru przymocowanego do klatki piersiowej. Elektrody NMES zostaną usunięte, a skóra podmiotu oczyszczona. Dane (MVIC i MVIC+NMES) zostaną wykorzystane do określenia istnienia artrogennego hamowania mięśnia wielodzielnego odcinka lędźwiowego. Po zebraniu danych przed interwencją, osoby z upośledzoną LPC zostaną losowo przydzielone do połączonej grupy NMES z grupą trenującą kontrolę motoryczną (COMB) lub do grupy ćwiczącej wyłącznie kontrolę motoryczną (MCT) przy użyciu losowo wygenerowanej liczby w ukrytych kopertach.

Grupa COMB otrzyma NMES w trybie interferencyjnym na obustronnych mięśniach wielodzielnych odcinka lędźwiowego. Intensywność zostanie ustawiona na maksymalną tolerancję obiektu. Stymulacja zostanie ustawiona na 10 sekund włączenia i 60 sekund przerwy, aby zminimalizować zmęczenie mięśni. Całkowity czas NMES wynosi 15 minut. Po NMES grupa COMB przejdzie 30-minutowy trening kontroli motorycznej w oparciu o koncepcję upośledzenia układu ruchowego. Ten trening kontroli motorycznej skupi się na kontroli mięśnia wielodzielnego odcinka lędźwiowego w różnych zadaniach funkcjonalnych. Uważa się, że przywraca jednostki motoryczne u osób z artrogennym zahamowaniem mięśni. Ten trening kontroli motorycznej zajmie około 30 minut. Grupa COMB będzie otrzymywać interwencje dwa razy w tygodniu przez 8 tygodni. Korzystamy z 8-tygodniowego programu treningu motorycznego, ponieważ kilka badań wykazało znaczną poprawę po 8-tygodniowym programie ćwiczeń.1,8 Osoby z grupy MCT otrzymają placebo NMES (brak prądu elektrycznego) i ten sam program treningowy kontroli motorycznej, co grupa COMB. Terapeuta, który prowadzi trening kontroli motorycznej, nie będzie widział zadania grupowego. Po zakończeniu programu interwencji, każdy pacjent zostanie poddany zbieraniu danych po interwencji natychmiast po pierwszej sesji (Po-1) i po 8 tygodniach (Po-2) interwencji w celu określenia efektu połączonej stymulacji elektrycznej nerwowo-mięśniowej i kontroli motorycznej trening osób z zaburzeniami kontroli lędźwiowo-miednicznej.