Effekten av kombinerad träning och NMES på styrka, proprioception och reaktionstid vid scapholunate instabilitet

Bland skador på övre extremiteter observeras ofta hand-/handledsskador. Handen är ett viktigt organ som gör det möjligt för individer att utföra dagliga aktiviteter. Hand- och handledsproblem kan orsaka begränsningar i personens aktiviteter och hindra personen från att fylla vardagsroller. Detta kan leda till minskad livskvalitet.

När det gäller biomekaniska egenskaper visar handledens yttre ligament större elasticitet men är mindre motståndskraftiga mot dragkraft, vilket resulterar i lägre hållbarhet jämfört med de flesta inre ligament. Som ett resultat är yttre ligament benägna att brista i de mediala delarna, medan inre ligament är mer benägna att brista skador snarare än en fullständig reva (1).

Scapholunate (SL) ledförhållandet tillhandahålls av flera karpalligament. Den viktigaste av dessa är scapholunate interosseous ligament (SLIL; scapholunate interosseous ligament) (2). SLIL-skada resulterar i scapholunate ledinstabilitet (3). Scapholunate instabilitet är den vanligaste karpal instabilitet (4). När denna instabilitet lämnas obehandlad störs det mekaniska förhållandet mellan karpalbenen permanent, vilket resulterar i progressiva degenerativa förändringar i de radiokarpala och midcarpala lederna (5). Dessa degenerativa förändringar kallas scapholunate advanced collaps (SLAC) och är den vanligaste orsaken till artros i handleden (6). Vid SL utgör instabilitet typiskt förlängning och fall på handen vid ulnaravvikelse skademekanismen. Det kombinerade mönstret av karpal instabilitet och degenerativ artrit kallas scapholunate advanced collapse (SLAC) (7).

Det faktum att scaphoid och lunate har olika artikulära strukturer gör att de kan rotera i olika hastigheter under handledsböjning och extensionsrörelser. Dessutom är de dorsala fibrerna i SLIL korta och tjocka och palmarfibrerna är lösa och elastiska, vilket tillåter olika rotationer av scaphoid och lunate under flexions- och extensionsrörelser. Med belastning tenderar scaphoid att gå i flexion och lunaten tenderar att gå i extension. Dessa olika rörelsemönster för scaphoid och lunate resulterar i en hög potentiell energi lagrad i SLIL-ligamentet. När ligamentruptur inträffar förväntas karpalbenen flytta till motsatt sida på grund av denna energi. Därför, efter SLIL-ruptur, flexar scaphoid och lunaten går i förlängning på grund av den dragande effekten av triquetrum genom det lunatriquetrala interosseala ligamentet (LTIL). Detta instabilitetsmönster kallas dorsal intercalary segment instability (DISI) (7).

Fram till nyligen föreslog de flesta biomekaniska teorier att handledsstabilitet främst bestämdes av ledens form och samspelet mellan ligament och kapslar. De dynamiska stabiliseringsmekanismerna för andra leder såsom knä eller axel har undersökts omfattande. Mindre vikt har lagts på att förstå hur muskler och senor bidrar till handledsstabilitet. Men under de senaste 15 åren har ett ökat intresse och forskning börjat belysa detta ämne. Faktum är att mer än 350 artiklar om handledsproprioception har publicerats sedan 2011. En av triggers för detta faktum var beskrivningen av mekanoreceptorer i handledsligamenten av Hagert et al. Proprioception är relaterad till ledstabilitet. Termen "handledsstabilitet" syftar på handledens förmåga att upprätthålla balans under belastning (kinetisk) och/eller under rörelse (kinematisk), och kan bestå starkt utan att vrida sig och bli symtomatisk. En stabil handled vrider sig inte under fysiologisk belastning och kan justera sin inre inriktning för att bli ett fast block från vilket krafter kan fördelas. Kinetisk stabilitet i handleden kräver många bidragande faktorer, inklusive benmorfologi, robusta statiska (ligament) och starka dynamiska stabilisatorer (underarmsmuskler och senor som korsar handleden), bevarade artikulerande ytor och ett kompetent sensoriskt och motoriskt system som inkluderar nerver som förbinder det statiska och dynamiska stabilisatorer. Misslyckande med någon av dessa fem faktorer kan leda till handledsinstabilitet (13).

SL-instabilitet uppstår som ett resultat av störningar av den normala inriktningen av benen som bildar handleden på grund av skada på SLIL-ligamenten. Det förbises ofta eftersom det kan vara förknippat med andra hand-/handledproblem (14,15). SL-instabiliteter kännetecknas vanligtvis av smärta i handleden som uppstår under belastning. Smärtmönstret som utvecklas på grund av SL-instabilitet ökar under aktivitet. Smärta kan leda till förlust av normala ledrörelser och minskad greppstyrka. Detta leder till inkompetens i dagliga aktiviteter och egenvård och sänkt funktionsnivå (16-18). Olika faktorer beaktas vid behandlingen av SL-instabilitetsproblem.

Under de senaste åren har studier om karpalkinetik, kinematik och ligamentegenskaper belyst konservativa behandlingsmetoder (21-23). Olika rehabiliteringsmetoder har utvecklats speciellt genom att undersöka de ligament och muskler som bidrar till karpalstabilitet (24,25). I en studie av Hagert et al. (26), rapporterades det att en av de viktigaste faktorerna som bidrar till karpalstabiliteten är proprioceptiv och neuromuskulär kontroll av handledsleden. I sin studie som undersökte de strukturella och neurala egenskaperna hos handledsligamenten, noterade de att ligamenten som fäster vid dorsala och tricuetrum, särskilt det scapholunate interosseous ligamentet (SLIL), var rika på mekanoreceptorer (27). Dessutom har förekomsten av ligamentomuskulära reflexer som orsakar aktivitet i underarmsmusklerna till följd av elektrisk stimulering av SLIL påvisats.

Det har visat sig att speciellt flexor carpi ulnaris (FCU), flexor carpi radialis (FCR), extensor carpi radialis longus (ECRL), extensor carpi ulnaris (ECU) och extensor carpi radialis brevis (ECRB) spelar en effektiv roll i dynamiska stabilisering av handleden. I en studie av Garcia-Ellias et al. (29), visade det sig att dessa muskler ändrar avståndet mellan handbenen genom att göra karpalbenen pronerade eller supinata. Som ett resultat av dessa studier har tanken att ytterligare skador kan förebyggas genom att aktivera rätt muskler efter ligamentskador uppstått (29).

I sin studie på kadaver, Salva-Coll et al. undersökte rörelsemönstren för FCU, FCR, ECRL, ECU och Abductor Pollicis Longus (APL) muskler på karpalbenen. Det noterades att FCU-, ECRL- och APL-musklerna orsakade supination av båda karpalraderna, särskilt flexion av den proximala karpalraden (30). Det har observerats att FCR-muskeln supinerar scaphoideum och pronerar tricuetrum och capitatum. ECU-muskeln visade sig pronera både den distala och proximala karpalraden signifikant (31). Det noterades att karpal supination minskade scapholunate-intervallet, medan pronation vidgade det. Därför har ECRL-, APL- och FCR-musklerna, som definieras som "scapholunate friendly" efter SLL-skador, fått betydelse vid rehabilitering av karpalinstabilitet eftersom de smalnar av det scapholunate utrymmet (32). Det har också rapporterats att ECU-aktivitet bör undvikas.

Studier har rapporterat att samtidig excitation av ECR, FCR och FCU och deras muskler kan ge global stabilitet i handledsleden. Därför rekommenderas samaktiveringsövningar att ingå i rehabiliteringsprogrammet för att öka den dynamiska stabiliteten (7) Elektrisk stimulering används flitigt för att stärka skelettmuskulaturen.

Neuromuskulär elektrisk stimulering (NMES) är en metod som omorganiserar det centrala nervsystemet, orsakar biokemiska, fysiologiska och histologiska förändringar i muskelfibrer, förhindrar muskelatrofi och underlättar återhämtningen av muskelstyrka och funktion hos patienter med lesioner i centrala nervsystemet (33). Studier har visat att NMES applicerad på den unilaterala extremiteten ger en ökning av muskelstyrkan (34).

I litteraturen har det rapporterats att NMES orsakar en ökning av penningsvinkeln och fysiologiska tvärsnittsarea (PCSA) värden för muskler som ett resultat av vissa fysiologiska processer (35,36). Speciellt strömmar under 50 Hz är lämpliga för muskler med kort fiberlängd och höga PCSA-värden eftersom de innehåller långa varaktigheter. Med andra ord kommer lågfrekventa val med lång varaktighet att vara lämpliga för pennate muskler. För muskler med låga PCSA och höga fiberlängdvärden kommer urvalsparametrarna att vara annorlunda. För dessa muskler bör frekvenser över 70 Hz och mycket korta (cirka 200 µs) varaktigheter föredras och stimuleringstider bör hållas korta (35-37).

Shardong et al. (38) visade att muskelstyrkan ökade efter åtta veckors NMES-intervention hos patienter med kronisk njursvikt, men muskel 2 tjocklek och pennationsvinkel förändrades inte. Variabla NMES-parametrar (frekvens, amplitud, varaktighet, elektrodplacering, etc.) har visats som orsaken till dessa motstridiga resultat angående effekterna av NMES (39).

I den aktuella litteraturen publicerad av Salva-Coll et al. år 2023 tror man att det kan finnas en obalans i flexor- och sträckmusklerna i underarmsmusklerna på grund av skador på den ligamentomuskulära reflexmekanismen som uppstår från SLL efter SLL-skada. Det har rapporterats att de ovan nämnda ECRL-, ECRB-, APL-, FCR-musklerna är viktiga vid rehabilitering av karpalinstabilitet eftersom de begränsar det scapholunate utrymmet och ECU-aktivitet bör undvikas. I fallrapporter beskrivs att neuromuskulär rehabilitering av dynamiska stabilisatorer av denna handled, som anses vara "SL-ledvänlig", tillämpas. Användningen av en rörelsebåge som kallas pilkastningsrörelse har också blivit utbredd inom rehabilitering. Det har visat sig minimera belastningen på SLIL och är en flitigt använd applikation inom postoperativ SLIL-rehabilitering (40). Dessa tillvägagångssätt har härletts från grundläggande vetenskaplig litteratur, rehabiliteringskoncept tillgängliga för andra anatomiska platser och biomekaniska undersökningar av handleden. Det finns dock begränsade bevis för att förklara effektiviteten av dessa metoder. Det finns inga randomiserade kliniska prövningar eller riktlinjer i litteraturen som rekommenderar idealiska konservativa rehabiliteringsstrategier för SLIL-skador. Med tanke på bristen på litteratur är det fortfarande oundvikligt att rehabiliteringskliniker ingriper i patienter med SLIL-skador.

Effekten av NMES på isokinetisk muskelstyrka, greppstyrka, ledproprioception hos patienter med scapholunate är okänd i litteraturen. Det är viktigt att förstå effekten av NMES på musklerna som nämns ovan som SL-ledvänliga för att uppnå ett mer effektivt behandlingsresultat hos patienter.

Det finns inga studier i litteraturen som tillämpar NMES på SL-vänliga muskler hos patienter med SL-instabilitet. I de befintliga studierna finns studier som inkluderar allmän handledsträning efter operation. Bland dessa studier fanns det inga studier som undersökte handledens extensor och flexor isokinetisk muskelstyrka och uthållighet efter träningsträning. Dessutom, i de befintliga studierna, hittades inte randomiserade kontrollerade studier som mätte reaktionstid för övre extremiteter, proprioceptiv känsla och handledssmärtaöverföringskraft hos SL-patienter efter skada. Proprioceptiv känsla, reaktionshastighet och reaktionstid är dock mycket viktiga för funktionaliteten i de övre extremiteterna. Dessutom är det uppenbart att ha en uppfattning om muskelstyrkan hos extensorer och flexorer med isokinetiska mätningar kommer att forma rehabiliteringsprotokollen annorlunda.

I denna studie syftade vi till att undersöka effekten av träning i kombination med neuromuskulär elektrisk stimulering på muskelstyrka, proprioceptiv känsla, reaktionstid och funktionalitet hos patienter med scapholunate instabilitet.