Wpływ poznawczych ćwiczeń nerwowo-mięśniowych na czas reakcji, czucie pozycji stawu, czucie siły proprioceptywnej i równowagę u osób, które przeszły operację więzadła krzyżowego przedniego

Uszkodzenia więzadła krzyżowego przedniego (ACL) należą do najczęstszych urazów stawu kolanowego, do których dochodzi zarówno na skutek mechanizmów kontaktowych, jak i bezkontaktowych, takich jak nagłe hamowanie, zmiany kierunku czy lądowanie po skoku, i prowadzą do zaburzeń stabilności i biomechaniki stawu kolanowego. Szacuje się, że w Stanach Zjednoczonych odnotowuje się od 100 000 do 200 000 przypadków rocznie, podczas gdy globalna częstość występowania zerwania ACL zbliża się do 2 milionów przypadków rocznie. Leczenie urazów ACL może być zachowawcze lub chirurgiczne. Leczenie zachowawcze uważa się za realną opcję w przypadku określonych populacji, takich jak sportowcy, którzy nie wykonują czynności wymagających zmiany kierunku, osoby bez znaczącej niestabilności stawu kolanowego oraz osoby o niższym poziomie aktywności. Urazy ACL powodują osłabienie mięśnia czworogłowego i ścięgna podkolanowego, zmniejszoną propriocepcję stawu kolanowego i zaburzenia równowagi.

Aby przywrócić anatomię i biomechanikę stawu kolanowego, przeprowadza się artroskopową rekonstrukcję więzadła krzyżowego przedniego (ACL), aby ustabilizować kolano i zapobiec wtórnym urazom, przy czym rocznie w Wielkiej Brytanii przeprowadza się około 30 000 zabiegów. Chociaż kompleksowa rehabilitacja jest kluczowym elementem leczenia urazów ACL, niezależnie od tego, czy leczy się je zachowawczo, czy chirurgicznie, obecnie nie ma złotego standardu podejścia rehabilitacyjnego w przypadku tak rozległego urazu.

Rodzaj zastosowanego protokołu rehabilitacyjnego jest jednym z najważniejszych czynników wpływających na wynik rekonstrukcji ACL. Protokoły rehabilitacji znacząco ewoluowały w ciągu ostatnich kilku dekad, przy czym najczęściej stosowane są tradycyjna rehabilitacja, przyspieszona rehabilitacja i protokoły rehabilitacji oparte na kryteriach. Protokoły te mają na celu wzmocnienie siły mięśni, poprawę propriocepcji i zapewnienie stabilizacji stawu kolanowego, przy czym czas i rodzaj ćwiczeń zależy od biologicznych okresów gojenia i przebudowy przeszczepu.

Protokoły rehabilitacji oparte na kryteriach, stosunkowo nowe podejście, mają na celu zapewnienie rehabilitacji dostosowanej do potrzeb pacjenta i maksymalizację postępu. Protokół ten, opracowany w 2016 roku przez Królewskie Holenderskie Towarzystwo Fizjoterapii (KNGF), dzieli się na trzy fazy: wczesną, środkową i późną. Aby przejść do następnego etapu, pacjenci muszą osiągnąć określone cele na każdym etapie, które są weryfikowane poprzez obiektywne i subiektywne testy. Skuteczność i jakość rehabilitacji na wczesnym i średnim etapie znacząco wpływa na długoterminowe wyniki. Celem wczesnej rehabilitacji, trwającej około dwóch miesięcy, jest zmniejszenie wysięku, przywrócenie zakresu ruchu w stawie i zminimalizowanie zaniku mięśni. W połowie okresu, który trwa od drugiego do szóstego miesiąca, uwaga skupia się na uzyskaniu pełnej kontroli wyprostu kolana, przywróceniu 80% siły mięśniowej kończyny operowanej w porównaniu do strony zdrowej i odzyskaniu zdolności skokowych. Faza ta obejmuje ćwiczenia takie jak wzmacnianie zginaczy i prostowników stawu kolanowego, ćwiczenia zamkniętego łańcucha kinetycznego, ćwiczenia funkcjonalne, trening równowagi, ćwiczenia plyometryczne i ćwiczenia nerwowo-mięśniowe.

Kontrola nerwowo-mięśniowa jest niezbędna do inicjowania ruchu i wymaga integracji informacji sensorycznych ze źródeł proprioceptywnych, kinestetycznych, wzrokowych i przedsionkowych, a także poleceń motorycznych kory i kręgosłupa. Kontrola ta ma kluczowe znaczenie dla skutecznego wykonywania ruchu. Ostatnie badania wskazują, że urazy ACL nie są izolowanymi uszkodzeniami stawów, które jedynie wpływają na stabilność i biomechanikę, ale także bezpośrednio wpływają na kontrolę nerwowo-mięśniową kolana poprzez mechanoreceptory zlokalizowane w ACL. Urazy te prowadzą do neurofizjologicznych skutków dla kontroli sensomotorycznej. Po urazach ACL te zmiany somatosensoryczne mogą skutkować deficytami kontroli postawy i motoryki, co prowadzi do spowolnienia czasu reakcji kończyn dolnych. Dodatkowo aktywność nocyceptywna związana z bólem i obrzękiem, w połączeniu z obniżonym czuciem położenia stawów i kinestezją, pogarsza jakość ruchu. Upośledzenie kontroli nerwowo-mięśniowej, deficyty proprioceptywne i zakłócenia w bodźcach somatosensorycznych spowodowane uszkodzonymi mechanoreceptorami mogą utrzymywać się przez 9–12 miesięcy, co podkreśla potrzebę ukierunkowanych ćwiczeń w środkowym etapie rehabilitacji.

Złożona integracja bodźców przedsionkowych, wzrokowych i somatosensorycznych, niezbędna do świadomości sytuacyjnej, zwiększonej czujności i umiejętności wyboru pomiędzy zasobami uwagi, może sprzyjać rozwojowi funkcji neurokognitywnych. Ćwiczenia nerwowo-mięśniowe oparte na funkcjach poznawczych mają na celu poprawę czasu reakcji pacjentów, wyczucia pozycji stawów, siły proprioceptywnej i funkcji neurokognitywnych, takich jak równowaga, przy jednoczesnej poprawie kontroli motorycznej i stabilności stawu kolanowego. Przykładem ćwiczeń nerwowo-mięśniowych o charakterze poznawczym jest metoda Life Kinetik (LK), opracowana przez Lutza w Niemczech w 2007 roku. Metodę tę stosuje się w celu promowania uczenia się neuronów, wspomagania neuroplastyczności i zmniejszania objawów neurologicznych. Podczas tych ćwiczeń zadania wzrokowe lub poznawcze łączy się z aktywnością fizyczną, trenując mózg, mając na celu poprawę koncentracji, umiejętności rozwiązywania problemów, refleksu, równowagi i koordynacji. Ćwiczenia te polegają na wykonywaniu wielu złożonych zadań, które wymagają aktywnego i ciągłego myślenia podczas ruchów. Badacze stawiają hipotezę, że złożone zadania związane z tymi ćwiczeniami mogą pozytywnie wpływać na czas reakcji, czucie pozycji stawów, siłę proprioceptywną i równowagę, które są zaburzone po rekonstrukcji ACL.

Z przeglądu literatury wynika, że ​​badania oceniające czucie pozycji stawów, kontrolę neurokognitywną i czas reakcji u pacjentów poddawanych rekonstrukcji ACL są ograniczone. Ponadto niewiele jest badań oceniających reakcję kończyn dolnych lub czas wykrycia, wynikający z zakłóconych bodźców somatosensorycznych po urazach ACL. Chociaż przeprowadzono badania dotyczące ćwiczeń nerwowo-mięśniowych w programach rehabilitacji ACL, nie zidentyfikowano żadnych badań skupiających się na ćwiczeniach nerwowo-mięśniowych opartych na funkcjach poznawczych. Brak w literaturze złotego standardu metody rehabilitacji rekonstrukcji ACL skłonił do ciągłych badań nad nowymi metodami leczenia i ich efektami. Ostatnio ćwiczenia nerwowo-mięśniowe oparte na funkcjach poznawczych okazały się obiecującą metodą wzmacniania zdolności poznawczych, czucia pozycji stawów, siły percepcji i równowagi.

Celem tego badania było zbadanie wpływu ćwiczeń nerwowo-mięśniowych o charakterze poznawczym na czas reakcji, czucie pozycji stawu, czucie siły proprioceptywnej i zaburzenia równowagi obserwowane u pacjentów po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego (ACL). Dzięki wynikom uzyskanym w tym badaniu badacze chcą zapewnić nowe spojrzenie na podejścia rehabilitacyjne w rekonstrukcji ACL, w przypadku gdy nie istnieje złoty standard leczenia, a także wnieść do literatury obiektywne i oparte na dowodach dane dotyczące wpływu terapii nerwowo-mięśniowej opartej na funkcjach poznawczych ćwiczenia na zmysłach sensomotorycznych, nerwowo-mięśniowych i proprioceptywnych.

Badana populacja i próba Badanie obejmie osoby obojga płci w wieku 20-40 lat. Pacjenci po operacji będą początkowo poddani 8-tygodniowemu programowi rehabilitacji w domu, zgodnie z opisem McNeila i wsp., z cotygodniowym monitorowaniem w celu oceny postępów. Pod koniec 8. tygodnia do badania zostaną włączeni pacjenci spełniający kryteria wczesnej fazy rehabilitacji opartej na kryteriach. Uczestnicy ci będą następnie uczestniczyć w 8-tygodniowym programie rehabilitacji dwa razy w tygodniu, zgodnie z protokołem rehabilitacji opartym na kryteriach środkowej fazy. Wszystkie zajęcia rehabilitacyjne będą prowadzone osobiście pod okiem doświadczonego fizjoterapeuty. Pomiary zostaną wykonane przed rehabilitacją oraz na koniec 8-tygodniowego programu. Wielkość próby obliczono za pomocą G*Power 3.1, a łącznie 27 uczestników określono przy mocy 80%.

Narzędzia do gromadzenia danych Zostaną zebrane dane demograficzne, w tym wiek, płeć, masa ciała, wzrost, BMI, nawyki związane z alkoholem i paleniem, uszkodzona kończyna, czas między urazem a operacją oraz zawód.

Pomiar bólu: Intensywność bólu będzie oceniana za pomocą Numerycznej Skali Bólu (0 = brak bólu, 10 = najgorszy możliwy ból).

Pomiar czasu reakcji kończyn dolnych: FITLIGHT Corp, bezprzewodowy system czujników światła, będzie używany do pomiaru czasu reakcji. Uczestnicy dezaktywują losowo zapalone czujniki, używając dotkniętych i zdrowych kończyn dolnych. Warianty zadań będą obejmować podwójne zadania poznawcze (np. liczenie do piątek wstecz) i podwójne zadania motoryczne (np. rzucanie i łapanie piłki) w celu oceny wykonania dwóch zadań.

Wyczucie pozycji stawu: Wyczucie pozycji biernej stawu zostanie ocenione za pomocą zadania zmiany pozycji stawu przy zgięciu kolana pod kątem 15° i 45°, z pomiarami wykonanymi za pomocą aplikacji na smartfony „Clinometr”. Uwzględnione zostaną również zadania poznawcze i motoryczne.

Proprioceptywne wyczucie siły: Proprioceptywne wyczucie siły zostanie ocenione za pomocą urządzenia do biofeedbacku StabilizerTM. Uczestnicy wykonają skurcze izometryczne i rejestrowane będą różnice pomiędzy wartościami siły docelowej i rzeczywistej. Uwzględnione zostaną również podwójne zadania poznawcze i motoryczne.

Test równowagi statycznej: Testy postawy na jednej nodze pozwolą ocenić równowagę statyczną w warunkach otwartych oczu. Warunki podwójnego zadania będą obejmować zadania werbalne (np. nazywanie słów zaczynających się na określone litery) i zadania motoryczne (np. trzymanie tacy z kubkiem wody).

Poziom aktywności: Poziom aktywności przed kontuzją będzie mierzony za pomocą Skali Aktywności Tegnera, która ocenia aktywność od 0 (brak aktywności) do 10 (zawody na poziomie elitarnym).

Subiektywny formularz oceny stawu kolanowego IKDC: Objawy, funkcjonowanie i poziom aktywności stawu kolanowego zostaną ocenione przy użyciu formularza subiektywnej oceny stawu kolanowego opracowanego przez Międzynarodowy Komitet Dokumentacji Stawu kolanowego (IKDC). Całkowity wynik waha się od 0 do 100, przy czym wyższe wyniki wskazują na lepsze funkcjonowanie.

Protokół leczenia

Uczestnicy spełniający kryteria progresji zostaną poddani 8-tygodniowemu programowi rehabilitacji w środkowej fazie (dwa razy w tygodniu). Pacjenci zostaną losowo przydzieleni do dwóch grup:

Grupa 1: Ćwiczenia wykonywane bez zadań dodatkowych. Grupa 2: Ćwiczenia wykonywane z podwójnymi zadaniami poznawczymi lub motorycznymi (np. liczenie rytmiczne, odwrotna pisownia, manipulacja piłką).

Przykładowe ćwiczenia (tygodnie 8-16):

Ćwiczenia wzmacniające mięśnie czworogłowe uda i ścięgno podkolanowe, Wzmacnianie bioder, mięśnia lędźwiowo-miednicznego i mięśnia brzuchatego łydki, Ćwiczenia zamkniętego łańcucha kinetycznego, Ćwiczenia funkcjonalne (np. przysiady, wypady, wyciskanie na nogi), Trening równowagi (np. chodzenie w tandemie, pozycja na jednej nodze z otwartymi i zamknięte oczy).

Ćwiczenia będą obejmować 8-12 powtórzeń w 3 seriach, co zapewni optymalne obciążenie bez nadmiernego obciążania gojących się tkanek. Ból i obrzęk będą ściśle monitorowane, a w razie potrzeby intensywność ćwiczeń będzie dostosowywana. Opór zaczyna się od 40–50% pojemności zdrowej kończyny i postępuje do 70–80%, w zależności od stanu funkcjonalnego pacjenta.