Сравнение инструментов биологической обратной связи для тренировки активации поперечной мышцы живота у здоровых субъектов

1. Введение Боль в нижней части спины определяется как боль в нижней части спины, достаточно сильная, чтобы ограничить вашу обычную деятельность или изменить ваш распорядок дня более чем на 1 день, которая может распространяться или не распространяться на одну или обе ноги и длится не менее суток. Боль должна локализоваться в спине, в пределах нижнего ребра и нижней ягодичной складки. Боль в нижней части спины (LBP) может быть дополнительно разделена на «специфическую LBP», по определению, на LBP, которая может быть связана с известной причиной, или на «неспецифическую LBP» (NSLBP), определяемую как LBP, которая не может быть связана с каким-либо заболеванием. известная причина. LBP является одной из основных причин функциональных ограничений и отпусков по болезни, что влечет за собой большие финансовые затраты как для отдельных лиц, так и для общества. Согласно исследованию глобального бремени болезней 2010 года, LBP занимает 6-е место в общем бремени по сравнению с 290 другими патологиями. Глобальная распространенность LBP составляет от 11% до 84% и достигает своего пика в возрасте 80 лет. Следовательно, влияние LBP будет более важным в обществах с более высокой ожидаемой продолжительностью жизни, таких как Канада и Соединенные Штаты. Кроме того, старение будет сопровождаться увеличением частоты сильных болей в спине, а также увеличением распространенности боли и других симптомов и состояний, связанных с болью в пояснице, что приводит к более высоким социальным и функциональным ограничениям. Это также является одной из основных причин обращения к физиотерапевтам, которые используют лечебные упражнения, такие как тренировка основных мышц, для решения этой проблемы. Тем не менее, сегодня неизвестно, какой метод будет предпочтительным для обучения тому, как сокращать эти мышцы у пожилых людей.
2. Обзор литературы Одним из излюбленных подходов в физиотерапии для лечения БНС является тренировка основных мышц, особенно поперечной мышцы живота (ТрА). У здорового человека мышцы туловища будут поддерживать стабильность туловища, выполняя последовательность постуральных регулировок перед дистальным движением, чтобы предотвратить потерю равновесия. Эта тонкая настройка, происходящая до того, как может произойти какая-либо кинестетическая или сенсорная обратная связь, считается запланированной центральной нервной системой (ЦНС). Тем не менее, было показано, что эти постуральные приспособления отсутствуют у пациентов с БНС и сохраняются даже после разрешения эпизода БНС, что может способствовать рецидиву БНС. Кроме того, старение также сопровождается снижением двигательного контроля туловища, составляющего часть LBP у пожилых людей. К счастью, было показано, что эти постуральные корректировки TrA снова поддаются тренировке.

Обучение сокращению TrA часто становится довольно сложной задачей, поскольку его сокращение не создает видимого движения. Это требует от пациента понимания и/или хорошего ощущения желаемого сокращения. Чтобы помочь в обучении TrA, физиотерапевты (PT) могут использовать один из немногих инструментов обратной связи, которые доказали свою эффективность в этом отношении. Биологическая обратная связь - это метод, при котором биологическая информация, неизвестная пациенту, передается ему в режиме реального времени. Эта информация выходит за рамки того, что обычно доступно для этих пациентов. В физиотерапии биологическая обратная связь исходит из биомеханического измерения физиологического измерения человеческого тела. Добавление биологической обратной связи к обычному физиотерапевтическому вмешательству позволяет пациенту контролировать физические приспособления, которые, как считалось, контролируются ЦНС, например, постуральные приспособления. Это также позволяет лучше настроить задачи и вовлекает пациента в более активную терапию. В литературе задокументированы два неинвазивных инструмента биологической обратной связи, используемые в клиниках с точки зрения их эффективности для помощи в обучении сокращению TrA и их достоверности для измерения его активации: реабилитационная ультразвуковая визуализация (RUSI) и устройство биологической обратной связи по давлению (PBU). ).

Использование RUSI физиотерапевтами растет. RUSI — это неинвазивный метод, обеспечивающий немедленную визуальную обратную связь об изменениях толщины мышц брюшной стенки, отражающих сокращение этих мышц, в частности, TrA. Это делается путем передачи на экран ультразвукового изображения, создаваемого датчиком, помещенным на живот участника. Датчик излучает ультразвуковые волны, которые проходят через ткани и возвращаются к датчику в виде эха. RUSI обнаружит вовлечение TrA при сокращении всего на 12% от максимального произвольного сокращения (MVC) и вовлечение внутренней косой мышцы живота (OI) при сокращении до 22% MVC. Эта визуальная обратная связь в сочетании с обычными объяснениями включения TrA уменьшает количество испытаний, необходимых для эффективного включения TrA у пациентов с болью в пояснице и без нее сразу после тренировки и в краткосрочном периоде наблюдения.

ПБУ представляет собой простой и недорогой прибор, измеряющий изменение давления в наполненном воздухом трехкамерном мешке, помещенном под поясничный отдел позвоночника пациента в положении лежа на спине (лежа на спине). Движение поясничного отдела позвоночника на трехкамерном мешке, вызванное ложным сокращением TrA, изменяет интенсивность давления, и это изменение можно увидеть на регулируемом манометре, и поэтому его можно избежать. Однако Лима и соавт. (2012) показали низкую связь между давлением, измеренным с помощью ПБУ, и поверхностной электромиографией (ЭМГ) (r = 0,2, p <0,2) с чувствительностью и специфичностью 60%. Систематический обзор, проведенный тем же автором, пришел к выводу, что меж- и внутриоценочная надежность находится в диапазоне от среднего до хорошего (внутриклассовая корреляция (ICC) от 0,42 до 0,82 и от 0,5 до 0,81 соответственно), а конструктная валидность - от средней до отличной. ICC с 0,48 до 0,90). Тем не менее, это широко используемый аппарат для изучения ТРА в физиотерапии из-за его низкой стоимости и простоты использования.

Только три исследования сравнивали эффективность RUSI и PBU в отношении рекрутирования TrA как у молодых, так и у бессимптомных лиц и при болях в пояснице. Баджадж и др. (2010) сообщают, что пациенты с болью в пояснице, обученные с помощью RUSI, быстрее приобретают способность задействовать TrA (значительное сокращение количества попыток, необходимых для активации TrA, и количества дней, необходимых для закрепления обучения), чем те, которые выполнялись с PBU. Ли и др. (2016) рандомизировали выборку молодых и бессимптомных лиц на три группы в зависимости от типа обратной связи, используемой при обучении: тактильная, РУСИ или ПБУ. Первичным измерением была толщина TrA, измеренная с помощью ультразвука. Увеличение толщины TrA (отражающее лучшую активацию TrA) наблюдалось во всех трех группах. По сравнению с группой тактильной обратной связи, группа RUSI имела значительно большую толщину TrA. Наконец, Вулдридж и соавт. (2014) сравнили немедленный эффект обучения с различными типами обратной связи (PBU, RUSI и PBU + RUSI) в популяции, аналогичной группе Lee et al. (средний возраст = 22,2 года). Авторы сообщают об отсутствии существенной разницы в активации TrA, измеренной с помощью различных параметров, извлеченных из ультразвуковых изображений, до и после тренировки, а также между группами.

Таким образом, хотя два исследования показывают, что набор TRA будет более эффективным после обучения с RUSI, неоднородность вмешательств и показателей результатов означает, что текущий уровень доказательств не позволяет принять решение о его превосходстве у молодых людей. Более того, результаты этих исследований нельзя обобщать на пожилую популяцию. Старение может нарушить ожидаемую постуральную адаптацию, а эффективная форма обучения молодых людей может оказаться неэффективной для пожилых людей. Наконец, ни одно исследование не подтвердило, позволяет ли тренировка рекрутирования TrA, которая обычно проводится в положении лежа, перенести выученные навыки в другие более функциональные положения, такие как положение стоя, для любого из инструментов.

Цель Основная цель данного исследования — сравнить непосредственный (до постлабораторного) эффект тренировки рекрутмента TRA с RUSI и тренировки с PBU на толщину TrA, косвенный показатель рекрутмента, измеренный в положении лежа на спине. (SP) у здорового пожилого населения. Второстепенные цели: (1) определить, является ли один из инструментов обратной связи более эффективным в содействии предпочтительному задействованию TrA по сравнению с косыми мышцами, и (2) определить, является ли один из инструментов обратной связи более эффективным в передаче рекрутирующей способности TrA от ИП в положение стоя. Основное предположение состоит в том, что в СП толщина ТрА будет больше при обучении с РУСИ по сравнению с обучением с ПБУ. Вторичные гипотезы таковы: 1) RUSI позволит преимущественно набирать TrA; и 2) толщина TrA в положении стоя будет больше после обучения с RUSI.

Методы В идеале эффективность вмешательства оценивается с помощью рандомизированного контролируемого исследования (РКИ). Однако предпосылками для проведения РКИ являются: 1) достоверность ранее продемонстрированного эффекта; 2) демонстрация того, что исследовательские процедуры хорошо отработаны в реальных ситуациях и 3) возможность набора большого количества участников. Правдоподобие эффектов все еще проверяется в новой популяции с помощью действительных и надежных инструментов. Исследователи предлагают провести экспериментальное лабораторное исследование «до и после», чтобы задокументировать немедленные эффекты. Независимой переменной будет тип используемой обратной связи (RUSI по сравнению с PBU) во время тренировки по набору TrA, а зависимой переменной будет толщина TrA, косвенная мера набора TrA.

Участники:

Исследователи наберут 40 человек в возрасте от 60 до 80 лет в соответствии с методом невероятностной выборки из рекрутингового банка Набу Центра исследований старения (CdRV) и методом невероятностной выборки для удобства. Эти участники будут рандомизированы в две интервенционные группы: RUSI или PBU. Рандомизация будет стратифицирована по полу (в равной пропорции) с использованием запечатанных конвертов и таблицы случайных чисел. Участники должны быть в возрасте от 60 до 80 лет и иметь хорошее здоровье (без хронических заболеваний, ограничивающих активность или требующих пунктуального ухода), без болей в спине в течение более 12 месяцев и без болей в течение менее 1 недели. Они не должны иметь возможности заключать контракты с TrA (т.е. без сокращения косых внутренних (OI) или косых наружных (OE) мышц в ответ на простую команду). Те, кто может конкретно заключить контракт на TRI, будут исключены, и для описания этой выборки будет вестись статистика. Участники должны будут жить в сообществе или в полуавтономном месте жительства, и будут исключены участники с историей операций на позвоночнике, брюшной полости или нижних конечностях, неврологическими или респираторными проблемами, структурным сколиозом, индексом массы тела более 30, кардиостимулятором, понизьте мини-экзамен психического состояния (MMSE) до 24 или предыдущий опыт обучения TrA. Процедуры набора будут продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут полный размер выборки с допустимым количеством участников.

Размер образца :

Размер выборки (n = 40) был рассчитан с учетом размера эффекта 0,7 с альфа-ошибкой 5%.

Процедура сбора данных:

Те, кто заинтересован в участии, свяжутся с координатором проекта, чтобы проверить свое право и назначить встречу. По прибытии в Исследовательский центр Университетского госпиталя Шербрука (CRCHUS) член исследовательской группы встретит их и проверит их способность набрать TrA, чтобы подтвердить их право на участие. Им будет предложено заключить контракт TrA в соответствии со стандартными устными инструкциями и наличием или отсутствием сокращения (т.е. движение мышечных волокон) проверяют с помощью УЗИ. Лица, которые будут исключены из-за их способности заключить договор TRA, получат от физиотерапевта совет, который предоставляется в текущей практике, чтобы улучшить свои результаты при заключении договора TRA. Форма согласия будет представлена ​​и объяснена тем, кто соответствует этому последнему критерию включения. Как только будет получено их свободное и информированное согласие, участники будут рандомизированы в две группы вмешательства. Они укажут свой возраст, и их будут измерять и взвешивать. Эти данные будут использоваться для описания образца. Им также будет предложено заполнить анкету для диагностики наличия недержания мочи (QUID), которая будет использоваться в качестве ковариации в анализе.

Вмешательства (независимые переменные):

Группа RUSI: участников узнают об анатомии мышц брюшной стенки и общем функционировании RUSI. Затем им будет предложено принять положение и.п., согнув колени. Обратная связь будет состоять из ультразвукового изображения, переданного в яркостном (B)-режиме. Чтобы получить изображение TrA, датчик будет помещен на полпути между 12-м ребром и подвздошным гребнем. Датчик будет перемещаться латерально, чтобы край грудо-поясничной фасции находился у правого края экрана, чтобы были четко видны 3 мышцы брюшной стенки, т. е. наружная косая (OE), косая (OI) и TrA по методу, описанному Teyhen et al. (2005). Участники получат необходимое образование, чтобы понять образ и желаемый набор в соответствии со стандартизированным протоколом. Затем их попросят выполнить 15 сокращений с задержкой 10 секунд TrA с видимым утолщением TrA на мониторе RUSI, превышающим измерение в состоянии покоя (видимое на мониторе). Между каждым сокращением будет разрешен отдых в одну минуту, чтобы избежать усталости. Участники должны будут следить за монитором RUSI в течение 15 тестов. Эти параметры были определены из предыдущих исследований.

Группа ПБУ: Участники получат одинаковый инструктаж по анатомии мышц брюшной стенки и общую информацию об устройстве ПБУ. Им будет предложено принять ту же позу, что и для группы РУСИ (ИП, колени согнуты). Обратная связь будет заключаться в визуализации интенсивности давления на шкале СТАБИЛИЗАТОРА ПБУ. ПБУ будет помещен под поясничный отдел позвоночника участников и надут до 40 мм рт.ст., как рекомендовано производителем. Участники получат образование, необходимое для понимания инструмента и желаемого набора в соответствии со стандартизированным протоколом. Затем их попросят выполнить 15 сокращений TrA продолжительностью 10 секунд, поддерживая постоянное давление на уровне 40 мм рт.ст. ± 2 мм рт.ст. Между каждым сокращением выделяется минута отдыха. Участники должны будут следить за циферблатом ПБУ в течение 15 тестов.

Для обеих групп вмешательства будут проводиться одним и тем же физиотерапевтом (физиотерапевтом), имеющим опыт использования обоих инструментов, а продолжительность занятий (анатомия и общая информация) будет одинаковой.

Зависимая переменная и инструменты измерения:

Зависимой переменной является изменение толщины мышцы TrA между состоянием покоя и состоянием рекрутирования, измеренное по ультразвуковому изображению (LOGIQ E, GE Healthcare, линейный датчик 13 мегагерц (МГц), в B-режиме). До и после вмешательства будут сделаны три снимка в положении SP, с согнутыми коленями (основная цель) в состоянии покоя и во время маневра рекрутмента TrA, проводимого в соответствии со следующей инструкцией: «вдохните, затем выдохните, затем верните пупок в исходное положение». ваш позвоночник». Три других изображения будут записаны в положении стоя (вторичный объектив 1), как в покое, так и при наборе TrA по той же инструкции. Во время этих измерений ультразвуковое устройство будет располагаться так, чтобы участники не могли видеть экран. Изображение будет получено с датчиком в поперечном плане и расположенным посередине между 12-м ребром и гребнем подвздошной кости. Он будет смещен латерально, чтобы край грудо-поясничной фасции оказался у правого края экрана, что позволило получить четкое изображение трех мышц брюшной стенки (т. OE, OI и TrA). Угол на коже будет отрегулирован для получения наилучшего качества изображения при сохранении того же положения перпендикулярно коже. Использование анатомических маркеров, а не поверхностных маркеров на коже, повысит надежность и воспроизведет клиническую реальность. Меры по отдыху и активации будут приняты в конце выдоха, чтобы стандартизировать эффект дыхания. Было продемонстрировано, что этот метод действителен и надежен для косвенного измерения активации мышц брюшной стенки у бессимптомных лиц. Эта мера также была подтверждена для пожилых людей. В дополнение к изменению толщины TrA (основная переменная) для целей вторичного анализа будут использоваться другие параметры, такие как коэффициент активации (AR) и предпочтительный коэффициент активации (PAR). Запись изображения и вмешательство будут выполняться физиотерапевтом (измерение PT) с этим опытом. Она будет слепить группу участников.

Анализ :

Описательный анализ будет использоваться для описания образца. Исследователи будут сравнивать изменение толщины TrA до и после вмешательства, используя тест Уилкоксона со знаком строки для зависимых групп. Затем будут сравниваться средние значения для каждой группы (RUSI против PBU, молодые и пожилые) с использованием тестов суммы рангов Уилкоксона для независимых групп. Анализы ковариаций (ANCOVA) будут использоваться для изучения влияния наличия недержания мочи (категориальные переменные) на изменения толщины TrA. В случае отсутствия или недостоверности данных анализ чувствительности будет проведен постфактум. Анализ будет выполнен с использованием Статистического пакета для социальных наук (SPSS v.25).

5. Возможная погрешность Участники и лечащий физиотерапевт не будут ослеплены для вмешательства, но физиотерапевт, ответственный за анализ и захват изображения, не будет знать о группах рандомизации. Тот факт, что основной инструмент измерения переменных (толщина TrA) также используется в качестве инструмента обратной связи для одной из групп, может вызвать погрешность вмешательства. Однако обратите внимание, что при измерении основной переменной ни один участник не увидит монитор; поэтому у них не будет визуальной обратной связи. Тем не менее, контакт датчика с брюшной полостью во время ультразвукового измерения обеспечит тактильную стимуляцию, подобную той, которую подвергали группе RUSI во время операции. Возможно, это способствует реализации задачи участниками данной группы при измерении основной переменной. Однако исследователи считают, что этот эффект будет иметь незначительное влияние. Ограничения других инструментов измерения еще больше поставят под угрозу достоверность или осуществимость нашего исследования (например, шум в поверхностной ЭМГ или имплантированной ЭМГ, которая является инвазивной процедурой).

6. Клинические преимущества. Было показано, что возраст и НСБП влияют на двигательный контроль мышц, стабилизирующих туловище. Знания ограничены и не являются согласованными для молодого населения и отсутствуют для пожилых людей. Таким образом, это первое исследование, специально посвященное тренировке TrA у пожилых людей. Этот исследовательский проект позволит нам реализовать первые шаги (достоверность эффекта RUSI и PBU у здоровых пожилых людей, настройка процедур, тестирование процедур набора и сбора данных), чтобы оправдать более крупное РКИ, сравнивающее два инструмента обратной связи с способствовать рекрутированию TrA, уменьшать боль и улучшать функцию у людей, страдающих от НПСЛ. Из-за высокой распространенности НСБП среди населения в целом и особенно среди пожилых людей важно определить наиболее эффективный инструмент для оптимизации реабилитации (более высокая эффективность и меньшее время).