Ten protokół ma na celu przedstawienie, jak klinicyści mogą ocenić relację moment-prędkość po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół ma na celu przedstawienie, jak klinicyści mogą ocenić relację moment-prędkość po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego.
Po przeszczepie więzadła krzyżowego przedniego (ACLR) pacjenci często wykazują trwałe niedobory siły mięśnia czworogłowego uda, które zmniejszają jakość życia i prowadzą do długotrwałego upośledzenia funkcjonalnego. Historycznie oceny funkcji mięśni po zabiegu koncentrowały się na maksymalnym izometrycznym momencie obrotowym lub maksymalnym momencie obrotowym przy pojedynczej prędkości izokinetycznej, zaniedbując różnorodność wymagań stawianych grupie mięśni podczas różnych czynności oraz precyzję potrzebną do sterowania podejmowaniem decyzji klinicznych. Celem tej demonstracji jest pokazanie, jak testy izokinetyczne przy różnych prędkościach kątowych mogą być wykorzystywane do scharakteryzowania relacji moment-prędkość po ACLR. Protokół obejmuje przygotowanie uczestnika, konfigurację dynamometru, ustawienia zakresu ruchowego oraz ustawienia kluczowych elementów testu, w tym pozycji krzesła i długości ramienia dynamometru. Ocena siły obejmuje testy izometryczne rozciągania kolana i testy skurczu izokinetycznego rozciągania i zginania kolana przy prędkościach 60°/s, 180°/s i 240°/s. W metodzie dwóch punktów, relację moment-prędkość oblicza się jako różnicę w znormalizowanym produkcie momentu między powolną a szybką prędkością testu (np. 60°/s i 180°/s). W przypadku pełnej charakteryzacji wieloprędkościowej wartości maksymalnego momentu uzyskane przy każdej prędkości są eksportowane do arkusza kalkulacyjnego lub oprogramowania statystycznego i analizowane za pomocą technik regresji. Poprzednie wyniki wykazały, że pacjenci po ACLR mają relację moment-prędkość mięśnia prostownika kolana na zajętym końcu ciała o połowę mniejszą niż na przeciwległym końcu ciała, stosując metodę dwóch punktów, oraz mają mniejsze nachylenie niż na przeciwległym końcu ciała przy użyciu charakteryzacji wieloprędkościowej. Relacja moment-prędkość może identyfikować trwałe niedobory nieuchwytane przez testy jednoprędkościowe i może być wykorzystywana do monitorowania odzyskiwania w czasie.
Urazy więzadła krzyżowego przedniego należą do najczęstszych w sporcie, powodując roczne koszty opieki zdrowotnej na poziomie miliardów dolarów w USA1. Pomimo postępów w technikach chirurgicznych i opiece klinicznej, po przeszczepie więzadła krzyżowego przedniego (ACLR) pacjenci regularnie rozwijają trwałą słabość mięśnia czworogłowego2,3. Deficyty w funkcji mięśnia czworogłowego są związane ze zmniejszoną jakością życia, zmniejszoną zdolnością do wykonywania codziennych czynności oraz zmniejszoną ogólną sprawnością4,5,6,7. Biorąc pod uwagę znaczenie funkcji mięśnia czworogłowego, testy zawierające obiektywną ocenę czworogłowego są kluczowym elementem wielowymiarowe baterii testów stosowanych podczas podejmowania decyzji o powrocie do uprawiania sportu8.
Obecne oceny kliniczne funkcji mięśniowych oceniają maksymalną siłę jako miarę zdolności mięśniowych, ale wydajność mięśni jest również wpływana przez dodatkowe zasady fizjologiczne8,9,10. Relacja siła-prędkość jest podstawową zasadą fizjologiczną określoną przez odwrotną relację między prędkością skurczu a produkcją siły11,12. Model ten został wykazano w wielu różnych badaniach in vitro i in vivo, a także w całym ludzkim mięśnie, poprzez relację moment-prędkość12,13. Relacja moment-prędkość została wcześniej opisana za pomocą dynamometrii izokinetycznej i wykazano, że jest zmieniona u pacjentów z przeszłością ACLR, a także z powodu unieruchomienia, starzenia się i innych patologii14,15,16,17,18. Biorąc pod uwagę szerokie stosowanie testów przy jednej lub dwóch prędkościach do użytku klinicznego, ta metoda została opracowana, aby monitorować zmiany w podstawowej zasadzie fizjologicznej mięśnia.
Zastosowanie testów izometrycznych i izokinetycznych po ACLR jest powszechne i powszechnie akceptowane19,20. Koncentracja się wyłącznie na produkcji momentu obrotowego z pojedynczej prędkości za pomocą testów izometrycznych lub izokinetycznych przy pojedynczej prędkości może nie być reprezentatywna dla zakresu wymagań mięśniowych podczas codziennych czynności i sportu wysokiego poziomu14,21,22. Dwupunktowa metoda charakteryzacji relacji moment-prędkość uznana została za wiarygodną i może być użytecznym klinicznie, o ile wybrane prędkości mają różnicę prędkości kątowej co najmniej 90°/s15,23. Ten protokół demonstruje dwa testy izokinetyczne z prędkością dla zastosowania klinicznego i zastosowanie wielu prędkości do charakteryzacji relacji moment-prędkość w większym szczególe. Chociaż ten protokół koncentruje się na analizie szczytowej produkcji momentu obrotowego, dynamometr umożliwia również pełne eksportowanie danych szeregowych czasowych do analiz szeregów czasowych. Szczytowy moment obrotowy jest miarą maksymalnego wytwarzania siły lub mocy, ale zmienne takie jak szybkość rozwoju momentu obrotowego, czas do osiągnięcia szczytowego momentu obrotowego i kąt szczytowego momentu obrotowego demonstrują dodatkowe metody określania zdolności uczestników do szybkiej generacji siły i reagowania na różne potencjalne zapotrzebowania24,25,26,27.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wszystkie reprezentatywne dane zostały zebrane po uzyskaniu zgody instytucjonalnej komisji bioetycznej, a od wszystkich uczestników uzyskano świadomą zgodę. Poniższy protokół został przeprowadzony u uczestników w wieku co najmniej 12 lat, w czwartym miesiącu po zabiegu ACLR, bez ograniczeń ze względu na rodzaj przeszczepu. Kryteria wykluczenia obejmowały ciążę, poważną infekcję w obrębie kończyny dolnej, znane nieprawidłowości mięśniowe oraz historię schorzeń sercowo-płucnych.
1. Metoda 1: Przygotowanie uczestnika i konfiguracja dynamometru
UWAGA: Spójna konfiguracja dynamometru jest kluczowa dla zapewnienia poprawnej i powtarzalnej oceny momentu obrotowego pomiędzy sesjami a uczestnikami. Zgodnie z zaleceniami producenta, dynamometr należy kalibrować co miesiąc. Dane dotyczące momentu obrotowego, prędkości i pozycji w niniejszym protokole zostały wyeksportowane z częstotliwością 100 Hz, a poza przetwarzaniem sygnału producenta nie zastosowano dodatkowego wygładzania ani filtrowania. Protokołu tego nie należy przeprowadzać, dopóki pacjent nie ukończy ćwiczeń prostowania kolana w otwartym łańcuchu kinetycznym w ramach rehabilitacji.
2. Metoda 2: Ustawianie zakresu ruchu
UWAGA: Należy stosować programowe i manualne ograniczniki ruchu.
3. Metoda 3: Ocena wytrzymałości
UWAGA: Spójność sygnałów i instrukcji jest kluczowa. Poinstruuj pacjentów, aby kopali tak mocno i szybko, jak to możliwe. Stosuj zachęty słowne.
4. Metoda 4: Badanie izometryczne
5. Metoda 5: Badanie izokinetyczne
6. Metoda 6: Przetwarzanie danych i miary wyników
UWAGA: W zastosowaniach klinicznych należy ocenić symetrię generowanego momentu obrotowego szczytowego dla wszystkich prędkości oraz potwierdzić spadek momentu obrotowego wraz ze wzrostem prędkości skurczu. Jeśli współczynnik zmienności między próbami dla jakiejkolwiek prędkości izokinetycznej przekracza 10%, należy powtórzyć badanie, jeśli czas na to pozwala, chyba że pacjent zgłasza ból.
7. Metoda 7: Charakterystyka momentu obrotowego i prędkości przy wielu prędkościach (opcjonalnie)

Rycina 1. Uproszczony reprezentatywny zbiór danych momentu obrotowego i prędkości oraz schemat szybkiej analizy. Wartości momentu obrotowego szczytowego zostały wyeksportowane do programu arkusza kalkulacyjnego i naniesione na wykres w funkcji prędkości kątowej przy użyciu linii regresji liniowej. Przedstawia to uproszczony wpis danych dla jednego uczestnika; w celu oceny podłużnej należy go rozszerzyć o dodatkowe kolumny dla każdego uczestnika i każdej sesji testowej. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Prawidłowe wykonanie niniejszego protokołu powinno skutkować najwyższym momentem obrotowym przy prędkości zerowej (izometrycznie) oraz stopniowym spadkiem momentu obrotowego wraz ze wzrostem prędkości skurczu izokinetycznego12. W poprzedniej kohorcie, podczas badania pacjentów po zabiegu ACLR, spadek ten był większy w kończynach zdrowych niż w kończynach po ACLR14. Indywidualne wykresy zależności momentu obrotowego od czasu lub pozycji powinny wykazywać względnie spójne sku...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
To protokoll opisuje klinicznie wykonalną metodę oceny zależności momentu-prędkości mięśnia czworogłowego uda za pomocą dynamometrii multimodalnej po ACLR. Trwała słabość mięśnia czworogłowego jest powszechna w różnych grupach wiekowych i u różnych typów przeszczepów ACLR36,37. Tradycyjne baterie testów dla pacjentów powracających do sportu po operacji koncentrują się na maksymalnej sile, ale mogą nie w pełni oceniać funkcję mięśnia czworogłowego w całym zakresie...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają konfliktów interesów ani ujawnień do zgłoszenia.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Stanowisko komputerowe | Dowolny komercyjny producent | N/A | Używane do działania oprogramowania dynamometru i eksportu danych |
| Cyfrowy kątomierz | Dowolny komercyjny producent | N/A | Używane do zweryfikowania anatomicznej pozycji zerowej, jeśli jest to pożądane |
| System testowania i rehabilitacji HUMAC NORM | CSMi Solutions | https://csmisolutions.com/ | Komputeryzowany dynamometr wielotrybowy używany do testowania siły kolanowo-piszczelowego izometrcznego i izokinetycznego |
| Oprogramowanie arkusza kalkulacyjnego | Microsoft | Excel (zależne od wersji) | Służy do wprowadzania danych i przetwarzania danych momentu obrotowego |
| Biegonia | Dowolny komercyjny producent | N/A | Używane do standaryzowanego rozgrzania przed testem |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.