Utvärdering av muskeloxigenisering och återhämtningsdynamik hos personer med knäartros

Knäartros (OA) är en degenerativ ledstörning förknippad med smärta, muskelavsvagning och funktionsbegränsningar som negativt påverkar nedre extremitetens muskelprestation. Tidigare studier har rapporterat strukturella och fysiologiska förändringar i quadricepsmuskeln hos individer med knäartros, särskilt i vastus medialis obliquus (VMO). Dessa förändringar inkluderar minskad muskel-tvärsnittsarea, ökad intramuskulär fettinfiltration, vaskulära förändringar och nedsatt neuromuskulär aktivering, vilket kan bidra till minskad knäledsstabilitet och sjukdomsprogression.

Muskelsyresättning (SmO₂) är en viktig fysiologisk parameter som återspeglar balansen mellan syreleverans och användning i skelettmuskulatur och ger objektiv information om muskelns metaboliska och cirkulatoriska funktion. Trots den potentiella relevansen av SmO₂ för att förstå quadricepsdysfunktion vid knäartros är studier som undersöker träningsinducerade syresättningssvar och återhämtningsdynamik i denna population fortfarande begränsade.

Denna observationsstudie med jämförande tvärsnittsdesign syftar till att utvärdera VMO SmO₂-dynamik hos individer med knäartros och jämföra dessa parametrar med friska kontroller matchade för ålder och kön. Studien kommer också att undersöka sambanden mellan SmO₂-parametrar, muskelstyrka, funktionell prestation och smärtintensitet.

Individer med diagnos knäartros ställd av en fysikalisk medicin- och rehabiliteringsläkare samt friska volontärer som uppfyller urvalskriterierna kommer att inbjudas att delta. Skriftligt informerat samtycke kommer att erhållas från alla deltagare före deltagande. Deltagare som uppfyller inklusionskriterierna kommer att fördelas i två grupper: en knäartrosgrupp och en frisk kontrollgrupp. Alla deltagare kommer att genomgå samma utvärderingsprocedurer under en enda utvärderingssession.

Enligt rekommendationer från Osteoarthritis Research Society International (OARSI) kommer, hos deltagare med bilateral knäartros, målnätet för analys att bestämmas med en fördefinierad strategi: (1) knät med större smärta i vila eller under aktivitet kommer att väljas; (2) om smärttillstånd är lika kommer knät med större radiografisk svårighetsgrad (Kellgren-Lawrence-grad) att väljas; (3) om både smärta och radiografisk svårighetsgrad är lika kommer det dominanta benet (extremiteten som föredras för att sparka en boll) att utses som målnä. Målnätet kommer att fungera som referensknä för uppföljningsmätningar, inklusive SmO₂ och knäspecifika kliniska bedömningar.

Såvitt vi vet har ingen tidigare studie direkt jämfört SmO₂-parametrar mellan individer med knäartros och friska kontroller. Därför användes en studie som undersökte SmO₂-förändringar i en liknande muskelgrupp och med samma mätteknik hos individer som genomgått rekonstruktion av främre korsband som referens. Stickprovsstorleksberäkning utfördes med G*Power-programvara (version 3.1) baserat på en tvåsidig oberoende stickprov t-test-modell för att jämföra medelvärdesskillnaden mellan två grupper. Effektstorleken rapporterad för VMO SmO₂ i referensstudien (Cohen's d = 1.02) användes för beräkningen. Med en alfagräns på 0,05, statistisk styrka på 0,80 och en gruppfördelning på 1:1 beräknades den erforderliga stickprovsstorleken till 17 deltagare per grupp, vilket resulterar i totalt 34 deltagare.

Innan mätningarna kommer deltagarna att vila i sittande ställning i 10 minuter. Smärtintensitet kommer att bedömas med visuell analog skala (VAS). Efter viloperioden kommer SmO₂-mätningar att utföras med en nära-infraröd spektroskopienhet (Moxy Monitor) placerad över VMO-muskeln. Baslinje-SmO₂-värden kommer att registreras under en 60-sekunders mätperiod.

Efter baslinjemätningen kommer deltagarna att utföra en standardiserad miniknäböjningsuppgift. Miniknäböjen valdes som en säker och funktionell sluten kinetisk kedjeövning som vanligen används hos individer med knäartros för att aktivera nedre extremitetens muskulatur, och den kombinerades med isometrisk höftadduktion med en boll placerad mellan knäna för att förbättra vastus medialis obliquus-aktivering och medial knästabilisering. Omedelbart efter träning kommer VMO-muskelsyresättning att övervakas, och återhämtningsprocessen kommer att registreras. Återhämtningstid kommer att definieras som den tid som krävs för att SmO₂-värdet ska återgå till sitt baslinjenivå medan deltagaren vilar i sittande ställning.

Efter avslutade återhämtningsmätningar kommer deltagarna att vila i 10 minuter för att minimera effekterna av trötthet. Därefter kommer muskelstyrka att bedömas med en isokinetisk dynamometer genom maximala frivilliga isometriska knästräckkontraktioner utförda vid 15° knäflexion. Denna ledvinkel valdes eftersom vastus medialis obliquus uppvisar större aktivering nära terminal knästräckning. Dessutom placerar testning vid 15° quadriceps i en biomekaniskt fördelaktig position för vridmomentproduktion samtidigt som ledbelastning minimeras. Deltagarna kommer att utföra tre maximala kontraktioner, var och en varande ungefär 6 sekunder, med standardiserad verbal uppmuntran och 60-sekunders vilopauser; medelvärdet av toppvridmoment kommer att användas för analys. Funktionell prestation kommer sedan att bedömas med 30-sekunders sitt-till-stå-testet. Alla mätningar kommer att utföras under en enda session, och deltagarna kommer inte att följas longitudinellt.

Statistiska analyser kommer att utföras med SPSS. Datafördelning kommer att bedömas med normalitetstest. Beskrivande statistik kommer att presenteras som medelvärde ± standardavvikelse eller median efter behov. Gruppskillnader mellan individer med knäartros och friska kontroller kommer att analyseras med oberoende stickprov t-test eller Mann-Whitney U-test. Samband mellan muskel-syresättningsparametrar, muskelstyrka, funktionell prestation och smärta kommer att undersökas med Pearson- eller Spearman-korrelationsanalyser. Ett p-värde < 0,05 kommer att anses statistiskt signifikant.