Как свойства мышц и сухожилий способствуют функциональным изменениям до и после замены коленного сустава

Остеоартрит приводит к дегенерации сочленяющихся поверхностей бедренной и большеберцовой костей, при этом вмешательство на конечной стадии представляет собой замену этих сочленяющихся поверхностей с помощью хирургической процедуры тотального эндопротезирования коленного сустава (ТКА). У пациентов, перенесших ТКА, наблюдается значительное снижение функциональных возможностей на протяжении всего периода ожидания от хирургического направления до даты операции. После операции у этих пациентов наблюдается улучшение функции, но они не достигают того же функционального уровня, что и здоровые люди, не перенесшие ТКА. Для объективного измерения функциональных способностей можно оценить различные тесты на силу, подвижность и равновесие. На сегодняшний день не проводилось исследований для оценки того, как эти объективные показатели функциональной способности меняются в течение предоперационного периода ожидания и как это соотносится с уровнями после операции. Чтобы лучше понять механизмы, лежащие в основе этих изменений функции, можно использовать физиологические измерения мышц и сухожилий с помощью электрического тестирования и ультразвуковой визуализации. Оценивая изменения в физиологии наряду с изменениями функций у пациентов с ТКА и здоровых людей, мы можем лучше понять механизмы, лежащие в основе наблюдаемых изменений в функциях пациентов, перенесших ТКА, и как это соотносится с нормальными физиологическими изменениями у здоровых людей.

Пациенты, перенесшие тотальную замену коленного сустава, будут посещать лабораторию в 5 отдельных случаях тестирования (1, сразу после направления на ТКА; 2, в середине между направлением и операцией; 3, за 2 недели до операции; 4, через 6 недель после операции; 5, 6). месяцев после операции. На каждом сеансе тестирования участники будут начинать с заполнения анкет, связанных с общими функциональными способностями. Затем они проведут функциональные тесты верхней и нижней части тела, чтобы измерить функциональные способности, зависящие от конечностей. После функциональных измерений будут получены измерения мышц и сухожилий, окружающих колено и четырехглавую мышцу, в состоянии покоя с использованием комбинации ультразвуковой визуализации и измерений на поверхности кожи. Затем участники будут оборудованы электродами поверхностной электромиографии (sEMG) на мышцах, составляющих группы мышц четырехглавой мышцы и подколенного сухожилия, для измерения мышечной активности во время последующих измерений. Мышечная рефлекторная активность будет оцениваться посредством субмаксимальной и максимальной электрической стимуляции бедренного нерва с помощью углеродных стимулирующих электродов, размещенных на поверхности кожи. Затем участники выполнят три максимальных произвольных сокращения (MVC), требуя, чтобы они как можно сильнее вытягивали ногу по отношению к датчику силы. Стимуляция будет применяться до, во время и после MVC для оценки уровня активации мышц. Из MVC будут установлены субмаксимальные задачи отслеживания 5, 10, 25, 50 и 75% MVC. Используя силу, отображаемую на экране перед участниками, они должны будут производить сокращения до этих уровней силы и поддерживать уровень силы в течение 5 секунд, чтобы количественно оценить устойчивость силы. Во время этих субмаксимальных задач отслеживания ультразвуковой датчик будет помещен на соединение между четырехглавой мышцей и сухожилием для регистрации удлинения сухожилия для количественной оценки механических свойств сухожилия.

Эти процедуры будут выполнены для хирургической ноги 30 пациентов, перенесших ТКА, для сравнения различий между ногами в разные моменты времени, и 30 здоровых участников контрольной группы, не подвергающихся ТКА, которые соответствуют возрасту и полу группе пациентов, также выполнят эти измерения на их недоминантная нога с одинаковым интервалом между сеансами тестирования. Показатели будут сравниваться между хирургическим вмешательством пациентов и недоминирующей ногой здоровых контролей, чтобы оценить различия во времени в группе пациентов и сравнить их с нормальными изменениями в здоровой популяции за тот же период времени. Это исследование попытается определить, какие показатели физиологических изменений до операции лучше всего предсказывают оптимизацию функции пациента и улучшение после операции.