Усталость, вызванная движением в инвалидной коляске по земле у лиц с травмой позвоночника: сохранение или напряжение верхней конечности?

Предыстория и обоснование:

Кресла-каталки являются наиболее важными вспомогательными средствами, используемыми людьми с травмой спинного мозга (ТСМ). Датское исследование показало, например, что 83,5% из 236 человек использовали инвалидную коляску с механическим приводом и 27% инвалидную коляску с электроприводом, некоторые из которых использовали как инвалидную коляску с ручным управлением, так и инвалидную коляску с электроприводом. Повторяющийся характер движения в инвалидной коляске в сочетании с предрасположенностью плеча к травмам приводит к высокой распространенности болей в плече у людей с травмой спинного мозга. Несколько факторов были связаны с болью в плече, но точные пути остаются неясными. Чтобы улучшить профилактику травм, которые могли бы оказать значительное влияние на боль в плече, важно сосредоточиться на биомеханических и нервно-мышечных факторах риска, которые можно изменить с помощью тренировок. Усталость может оказать негативное влияние на двигательную механику, еще больше увеличивая риск получения травм. Предыдущие исследования вызывали утомление с помощью беговой дорожки или эргометра. Тем не менее, важно исследовать функциональную усталость, так как эффект усталости зависит от задачи. На сегодняшний день нет четкого понимания влияния функциональной усталости на биомеханические и нервно-мышечные факторы риска у лиц с ТСМ во время движения в инвалидной коляске.

Цели:

Основная цель: Какова роль мышечной усталости в изменении нервно-мышечных и двигательных функций и структур тела, связанных с болью в плече у людей с ТСМ? Цель 1: определить, как мышечная усталость, вызванная движением в инвалидной коляске, изменяет биомеханические и нервно-мышечные факторы риска травм плеча, приводящих к боли в плече, у лиц с ТСМ.

Цель 2: оценить, как изменения в биомеханике движения из-за утомления, вызванного движением, связаны с изменениями внешнего вида сухожилий, связанными с тендинопатией, у лиц с ТСМ.

Цель 3: Определить переменные-предикторы (например, уровни активности и мышечную силу) для лиц с травмой спинного мозга, которые подвержены усталости, вызванной движением в инвалидной коляске.

Дизайн исследования: повторные измерения в рамках тематического дизайна

Для этого исследования 50 участников будут набраны через базу данных Swiss Spinal Cord Injury Cohort. Число 48 участников было рассчитано на основе оценки размера выборки из исследования высокоинтенсивной двигательной активности инвалидной коляски, которое показало, что коэффициент эхогенности значительно изменился с 1,97 ± 0,74 до 1,73 ± 0,56 (p = 0,038). (после интенсивной двигательной активности инвалидной коляски. Чтобы наблюдать это изменение 0,24 разницы в коэффициенте эхогенности сухожилия бицепса при статистической мощности 80% и альфа = 0,05, Необходимо 48 участников. Для учета отсева и отсутствия данных будет набрано 50 участников. Все участники будут соответствовать определенным критериям включения и будут исключены, если будут соответствовать критериям исключения.

Сбор данных:

Участники будут протестированы в течение одного сеанса продолжительностью четыре часа после того, как они прочитают и подпишут информированное согласие. Во время сеанса тестирования будут выполнены следующие измерения:

Характеристики участников и уровни активности: Социально-демографические переменные, характеристики травм, наличие контрактур и спастичности будут определены с помощью общей анкеты. Кроме того, уровни активности будут определяться с помощью Шкалы физической активности для лиц с ограниченными физическими возможностями (PASIPD).

Вес участников будет измеряться.

Количественное ультразвуковое исследование до утомления: ультразвуковые измерения двуглавой мышцы плеча и сухожилия надостной мышцы в состоянии покоя будут собираться с помощью протоколов количественного ультразвукового исследования (QUS). Этот метод использовался ранее и доказал свою высокую надежность и достоверность для измерения боли в плече и тендинопатии. В частности, для продольного изображения сухожилия двуглавой мышцы участники будут располагаться так, чтобы их недоминантная рука была согнута на 90° в локте, а их запястье опиралось на ипсилатеральное бедро. Изображения будут сделаны таким образом, чтобы волокна были выровнены перпендикулярно датчику, что оптимизирует количественную оценку выравнивания волокон и толщины сухожилий. Чтобы отметить место измерения на коже до утомления, к коже на дистальном конце датчика приклеивается стальной эталонный маркер. Отчетливая интерференционная картина, созданная маркером в верхней части изображений, используется для определения области интереса (ROI), в которой выполняются вычисления. Для поперечного изображения надостной мышцы участники будут располагаться так, чтобы их недоминантная ладонь была помещена на поясницу, плечо было вытянуто, а локоть согнут назад. Теперь стальной маркер приклеивается к коже на проксимальном конце датчика, и визуализируется самая широкая часть сухожилия. Определенные позиции оптимизируют качество изображения и воспроизводимость протокола визуализации. Кроме того, будут проведены три последовательных измерения акромиально-плечевого расстояния недоминантной руки в условиях без нагрузки и с нагрузкой (во время отжимания в кресле-каталке, один раз без дополнительных инструкций и один раз с указанием отвести плечи), как это было сделано ранее.

Один и тот же обученный исследователь будет выполнять все ультразвуковые измерения.

Максимальный спринт и тест на силу: для определения анаэробной работоспособности будет проведен тест на спринт на 15 м по земле. Кроме того, для измерения максимальной силы будет выполняться максимальный изометрический толчок вперед, преодолевая сопротивление кресла-коляски. Эти тесты уже использовались ранее. Во время обоих испытаний внешние силы будут собираться с частотой 100 Гц с помощью SmartWheel. Целью спринта на 15 м является определение анаэробной работоспособности. Участники должны будут двигаться как можно быстрее от одного конуса к другому, стоя на расстоянии 15 метров друг от друга, что приведет к результату максимальной односторонней выходной мощности. Для изометрического максимального толчка инвалидная коляска с SmartWheel будет соединена веревкой с датчиком силы и стеной. Участнику будет предложено надавить как можно сильнее в течение 5 секунд, положив руки поверх обода, чтобы измерить максимальную приложенную силу.

Движение инвалидной коляски до утомления: участнику будет предложено привести свою инвалидную коляску в движение на беговой дорожке в течение двух попыток по 90 секунд при двух условиях выходной мощности (промежуточный и жесткий). Во время испытаний будут собираться 3D-кинематика верхней конечности, 3D-кинетика, применяемая к ободу руки инвалидной коляски, и мышечная активация мышц, активных во время движения инвалидной коляски.

Протокол усталости: протокол восьмерки (вмешательство усталости) требует, чтобы участники проехали в три раза больше кругов, насколько это возможно, по четыре минуты каждый. Каждая четырехминутная схватка разделена 90-секундным отдыхом. Каждый круг состоит из правого и левого поворота и двух полных остановок после половины круга. Измерения во время протокола включают шкалу скорости воспринимаемой нагрузки (RPE), частоту сердечных сокращений и кинетику движения.

Движение кресла-коляски и количественное ультразвуковое исследование после утомления: будут выполняться те же измерения, что и в тестах до утомления.

Статистические соображения:

Цель 1: изучить влияние мышечной усталости, вызванной движением в инвалидной коляске, на биомеханические и нервно-мышечные факторы риска травм плеча, приводящих к боли в плече, у лиц с ТСМ.

Гипотеза 1: Мышечная усталость, вызванная движением в инвалидной коляске, приведет к значительным изменениям биомеханических и нервно-мышечных факторов риска, связанных с патологией плечевого сустава.

Зависимыми переменными, представляющими интерес, являются частота гребков, контактная сила в плечевом суставе, чистые моменты в суставах, кинематические и нормализованные мышечные силы во время движения в инвалидной коляске, внешний вид сухожилия m. двуглавая мышца плеча и m. надостной мышцей и акромиально-плечевым расстоянием. Статистическое параметрическое картирование (SPM) односторонних повторных измерений ANOVA будет использоваться для оценки значимых изменений во времени для каждой непрерывной переменной во время движения инвалидной коляски (альфа = 0,05).

Цель 2: определить взаимосвязь между изменениями в биомеханике движения и изменениями внешнего вида сухожилий, связанными с тендинопатией после утомления, у лиц с ТСМ.

Гипотеза 2: будет иметь место положительная связь между изменениями в биомеханике движения и изменениями внешнего вида сухожилий двуглавой и надостной мышц при контроле пола, уровня и полноты травмы, состояния здоровья, диапазона движений и веса.

Независимыми переменными будут изменения в биомеханике движения, которые значительно изменились после протокола усталости, а зависимые переменные будут включать изменения внешнего вида сухожилий двуглавой мышцы и мышцы надостной мышцы. Ковариантами будут пол, уровень и полнота травмы, состояние здоровья (спастичность и контрактуры), диапазон движений и вес. Для проверки гипотезы будет использоваться многофакторный линейный регрессионный анализ.

Цель 3: Исследовать взаимосвязь восприимчивости к утомлению и характеристик человека (уровень активности и мышечная сила) у лиц с ТСМ.

Гипотеза 3: Будет иметь место отрицательная связь между изменениями в биомеханике движения (включая частоту ударов, кинематику лопатки и контактную силу в плечевом суставе), а также уровнями активности и мышечной силой, если учитывать пол, уровень и полноту травмы, состояние здоровья (спастичность и контрактуры), объем движений и вес.

Независимыми переменными будут биомеханика движения вперед, которая значительно изменится после протокола усталости, а зависимые переменные будут включать уровни физической активности и мышечную силу. Ковариантами будут пол, уровень и полнота травмы, состояние здоровья (спастичность и контрактуры), диапазон движений и вес. Для проверки гипотезы будет использоваться многофакторный линейный регрессионный анализ.