Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Medicine
Click here for the English version

Medicine

Giver visuel biofeedback ved hjælp af ultralyd i lysstyrketilstand under et golfsving

Published: August 25, 2022 doi: 10.3791/64333
Automatic Translation
1, 1, 1
1REhabilitation, Athletic assessment, and DYnamic imaging (READY) Laboratory, Institute of Exercise Physiology and Rehabilitation Science, University of Central Florida

Summary

Lysstyrketilstand ultralyd kan bruges til at give visuel biofeedback af musklerne i den laterale abdominalvæg under et golfsving. Post-swing visuel og verbal instruktion kan øge muskelaktiveringen og timingen af de ydre og interne skrå.

Abstract

Brug af ultralyd biofeedback i forbindelse med verbal cueing kan øge muskeltykkelsen mere end verbal cueing alene og kan øge traditionelle rehabiliteringsteknikker i en atletisk, fysisk aktiv befolkning. Lysstyrketilstand (B-tilstand) ultralyd kan anvendes ved hjælp af ramme-for-ramme-analyse synkroniseret med video for at forstå ændringer i muskeltykkelsen under disse dynamiske opgaver. Visuel biofeedback med ultralyd er blevet etableret i statiske positioner for musklerne i den laterale abdominalvæg. Men ved at fastgøre transduceren til maven ved hjælp af et elastisk bælte og skumblok kan biofeedback anvendes under mere specifikke opgaver, der er fremherskende i livstidssport, såsom golf. For at analysere muskelaktivitet under et golfsving kan muskeltykkelsesændringer sammenlignes. Tykkelsen skal øges gennem hele opgaven, hvilket indikerer, at musklen er mere aktiv. Denne metode gør det muligt for klinikere straks at afspille ultralydsvideoer til patienter som et visuelt værktøj til at instruere korrekt aktivitet af de interesserede muskler. For eksempel kan ultralyd bruges til at målrette de eksterne og interne skråninger, som spiller en vigtig rolle i svingning af en golfkølle eller enhver anden roterende sport eller aktivitet. Denne metode sigter mod at øge skrå muskeltykkelse under golfsvinget. Derudover kan timingen af muskelkontraktion målrettes ved at instruere patienten om at indgå mavemusklerne på bestemte tidspunkter, såsom begyndelsen af nedturen, med det formål at forbedre muskelfyringsmønstre under opgaver.

Introduction

Musklerne i den laterale abdominalvæg omfatter den ydre skrå, indre skrå og tværgående abdominis. De eksterne skråninger udfører lateral bøjning og kontralateral bagagerumsrotation, mens de interne skrå udfører ipsilateral trunkrotation. Den tværgående abdominis er det dybeste lag af abdominal muskulaturen, og det fungerer til at øge intra-abdominal tryk og øge segmentstabiliteten af rygsøjlen1. Den korrekte funktion af disse muskler er vigtig for at reducere risikoen for lændesmerter og forbedre atletisk præstation, da kernestabilitet giver mulighed for øget styrke og kraft gennem ekstremiteterne2.

Under sportsgrene med vægt på trunkrotation, såsom golf, tennis, baseball eller softball, er der stor efterspørgsel efter kernemusklerne. For eksempel under et golfsving topper skrå på kropssiden ved 64% af den maksimale frivillige isometriske sammentrækning (MVIC), når den måles ved hjælp af overfladeelektromyografi, mens blyskråningerne topper ved 54% MVIC3. Trunkrotation er en vigtig bidragyder til afstanden og nøjagtigheden af golfslag4. Stresset i golfsvinget og den store efterspørgsel efter kernemuskelaktivitet kan bidrage til lændesmerter, som er den mest almindelige skade i golf5. Derudover er timingen af ekstern skrå aktivitet forsinket under golfsvinget hos elitegolfspillere med lændesmerter sammenlignet med raske individer6. En anden undersøgelse ved hjælp af elektromyografi viste, at golfspillere med lændesmerter har en tidligere begyndelse af erector spinae end golfspillere uden lændesmerter7, hvilket tyder på, at et fokus på anterolaterale muskler kan være gavnligt. Derfor er det vigtigt at måle omfanget og timingen af mavemuskelaktivitet under et golfsving for at forbedre ydeevnen og reducere risikoen for lændesmerter.

Rehabiliterende ultralyd bruges almindeligvis til at vurdere laterale abdominale vægmuskler på grund af den lagdelte karakter af denne muskulatur 8,9,10. Der er ingen forskel i tværgående abdominisaktivering hos collegegolfspillere med og uden lændesmerter i liggende stilling eller i en mere funktionel golfsvingopsætningsposition11. Imidlertid er tværgående abdominisaktivitet kun en komponent i et golfsving, og rotation kan være vigtigere for denne befolkning. Tidligere litteratur har brugt et elastisk bælte og skumblok til at fastgøre ultralydstransduceren til maven, hvilket giver mulighed for ultralydsvurdering af kernemuskulaturen under dynamisk bevægelse, såsom et enkelt ben squat eller gang8. Anvendelse af ultralyd under dynamiske bevægelser har vist sig at have acceptabel til fremragende pålidelighed12. Denne teknik kan anvendes til at måle tykkelsesændringer i den laterale mavevæg under et golfsving eller anden sportsspecifik opgave. Mens overfladeelektromyografi almindeligvis bruges til at måle musklernes elektriske aktivitet, er dette mindre muligt i maveregionen. Den lagdelte anatomi fører til krydstale mellem musklerne og tillader ikke en visuel repræsentation af de enkelte muskellag i kernen13. Ultralyd giver en fordel i forhold til alternativer som overfladeelektromyografi til kernemuskulaturen, fordi det giver mulighed for en repræsentation af hver enkelt muskel, samtidig med at den giver et billede til feedback14.

Da ultralyd giver et billede af musklerne af interesse i realtid, kan det også bruges som et værktøj til visuel biofeedback. Ultralyd biofeedback har forbedret evnen til at øge muskeltykkelsen af den tværgående abdominis og lændehvirvel multifidus sammenlignet med verbal cueing alene15,16. Derudover øger ultralydsbiofeedback i realtid i golfspillere med og uden lændesmerter tværgående abdoministykkelse i liggende og i golfopsætningspositionen11. Biofeedback-træning i liggende oversættes også til opretstående belastede opgaver17. Mere forskning er nødvendig for at bestemme den krævede hyppighed og varighed af biofeedback-træning, da de fleste undersøgelser er enkeltsessioner eller kortvarige træningsprotokoller15. Da ultralyd er blevet anvendt under funktionelle opgaver, og der er tegn på, at golfspillere kan øge dyb muskelforaktivering i opsætningspositionen, bør forskning næste undersøge brugen af ultralydsbiofeedback for at øge skrå muskeltykkelse under golfsvinget.

Derfor sigter denne metode mod at bruge ultralyd som en feedbackmekanisme til at forbedre aktiveringen og timingen af abdominale skråninger under golfsvinget.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Den nuværende protokol var en del af en undersøgelse godkendt af Institutional Review Board ved University of Central Florida. Der blev modtaget informeret samtykke fra alle menneskelige deltagere til denne undersøgelse. For at blive inkluderet i undersøgelsen skulle deltagerne være mellem 18 år og 75 år, spille golf mindst en gang om måneden i det forløbne år eller en gang om ugen i de sidste 2 måneder, have spillet golf i mindst 2 år og have haft mindst to episoder med lændesmerter i de sidste 12 måneder. Eksklusionskriterierne var balanceforstyrrelser, nuværende graviditet, operation i lænden eller underekstremiteterne i det forløbne år eller et åbent sår i maveområdet, hvor transduceren skal placeres.

1. Ultralydsopsætning og dataindsamling

  1. Åbn og tænd ultralydsenheden (se Materialetabel) ved hjælp af tænd / sluk-knappen .
  2. Tryk på knappen Patient på tastaturet for at tilføje en ny patient, og vælg Ny patient i venstre side af skærmen.
    1. Indtast det ønskede patient-ID-nummer, sørg for, at MSK er valgt som eksamenstype, og klik på Registrer. Afslut for at starte eksamen og gå ind i B-tilstand.
      BEMÆRK: Ultralydindstillinger i MSK Abdominal Preset, B-tilstand: B-farve = Farvetonekort D, Skriv zoomhøjde = 4, Skriv zoombredde = 4, Termisk indeks = Tls, ATO-niveau = Lav, Fokusnummer = 2, Fokusnummer CrossXBeam = 2, Fokusdybde = 50, Dybde (cm) = 3, Kompression = 1, Fokusbredde = 1, Fokusbredde CrossXBeam = 1, Linjetæthed = 3, Linjetæthed CrossXBeam = 3, undertrykkelse = 0, rammegennemsnit = 4, fra gennemsnitlig krydsXBeam = 2, crossXBeam 2, crossXBeam # = lav, crossXBeam-type = gennemsnit, kantforbedring = 3, b-styring = 0, gråskalakort = gråt kort C, forstærkning = 34, dynamisk område = 69, afvisning = 0, frekvens (MHz) = 12.
  3. Placer den lineære matrixtransducer i det elastiske bælte ved at placere hovedet på den lineære transducer gennem en vandret slids midt i bæltet (se Materialetabel). Påfør derefter en til to skumblokke for at fastgøre transduceren på sin plads.
    1. Påfør ultralydsgel (se Materialetabel) på den lineære transducer. Placer transduceren på den laterale abdominalvæg, ca. 10 cm lateral til navlestrengen8.
    2. Fastgør bæltet til deltageren ved hjælp af krogen og løkkefastgørelseselementerne. Sørg for, at bæltet er stramt nok, så transduceren er fastgjort vinkelret på den laterale mavevæg8.
    3. Juster dybden og forstærkningen (lysstyrken) af ultralydet, hvis det er nødvendigt for at opnå et klart billede af fasciale grænser og muskeltykkelsen af de ydre skrå, indre skrå og tværgående abdominer. Sørg for, at den tværgående abdominis fasciale kant er synlig på kanten af skærmen i denne langsgående visning (figur 1)8.
      BEMÆRK: Dybden afhænger af størrelsen på den person, der måles, men sørg for, at den dybe fasciale grænse for den tværgående abdominis er synlig, og billedet er klart.
    4. Når billedet er klart, skal du placere patienten på en måde, der afspejler den opgave, de vil udføre. For eksempel, hvis de udfører et golfsving, skal du få dem til at stå i deres opsætningsposition. Tryk på Frys, og gem derefter for at tage et statisk billede, gemme det til patientens undersøgelse og måle i realtid eller få adgang til det senere for at måle hvilemuskeltykkelsen.
      BEMÆRK: Se figur 1 for et eksempel på et klart billede af den laterale abdominalvæg ved hjælp af B-mode ultralyd.
  4. Vælg Frys igen for at vende tilbage til live billedbehandling. Tryk på Butik for at begynde optagelsen i B-mode video. I nederste højre hjørne af skærmen skal du kontrollere, at en timer begynder og er fremhævet med lysegrønt, hvilket indikerer, at en video bliver optaget. Bed deltageren om at tage et fuldt golfsving, når optagelsen er begyndt.
    1. Tryk på Butik igen for at afslutte videoen og gemme den i deres eksamen.
      BEMÆRK: Gemte billeder og videoer vises under det aktive billede med op til fem synlige pr. række. Vælg markøren for at rulle gennem eller vælg tidligere billeder.
  5. Gentag trin 1.4 så mange gange som nødvendigt for undersøgelsen. Juster placeringen af ultralydssonden i skumblokken efter behov, hvis billedet bliver sløret.
    BEMÆRK: Typiske protokoller, der sammenligner biofeedback og ikke-biofeedback-forhold, bruger mellem 3 og 10 gentagelser pr. Betingelse11,17.
    1. Efter hver prøveperiode skal du gennemgå videoen for at få klarhed over billedet. Hvis billedet bliver anekoisk (helt sort) på et hvilket som helst tidspunkt, indikerer det, at ultralydssonden bevægede sig under svinget. I et sådant tilfælde skal du udelukke retssagen og ommåle.
  6. Efter hvert sving skal patienten placeres, hvor de kan se ultralydsskærmen. Åbn den seneste prøveversion.
    1. Giv et kort overblik og beskrivelse af musklerne af interesse (for en rotationsopgave vil dette omfatte de eksterne og interne skrå). Beskriv, hvordan musklerne skal blive tykkere under bevægelsen, og vis dem deres forsøg, og giv uddannelse baseret på hvert forsøg.
    2. For eksempel, hvis skrå forbliver relativt samme størrelse under hele opgaven, skal du instruere dem om at fokusere under det næste forsøg på at trække deres kernemuskler kraftigt sammen under hele bevægelsen i stedet for passivt at rotere bagagerummet.
      BEMÆRK: Vægt på bagagerumsrotation som strømkilde under et golfsving er et fælles træk ved højere kvalificerede golfspillere18. Under rotationsbevægelser er det generelt ikke muligt at give biofeedback under opgaven. Derfor anses det for acceptabelt at give feedback efter hvert forsøg19.
  7. Gentag biofeedback-forsøgene for så mange forsøg som ønsket. Giv ultralydsbillederne samt verbal cueing eller instruktion efter hvert forsøg, juster cueing efter behov.

Figure 1
Figur 1: Billede af højre laterale bugvæg under stille stående . (A) Udvendig skrå. (B) Indvendig skrå. (C) Tværgående abdominis. Klik her for at se en større version af denne figur.

2. Hvilende billedbehandling

  1. Åbn det første hvilebillede, der skal måles. Brug markøren til at holde markøren over det ønskede billede fra biblioteket under det aktive billede og klikke på Enter.
    1. Klik på Mål én gang for at åbne måleværktøjet. Klik på Enter , når markøren er over den overlegne fasciale grænse for muskelen af interesse.
      BEMÆRK: For denne undersøgelse blev de eksterne og interne skråninger målt, da de er musklerne af interesse, men man kan også måle de tværgående abdominis i denne opfattelse.
    2. Klik på Enter igen, når markøren er over den ringere fasciale kant.
      BEMÆRK: Længden af det målte segment vises nederst til venstre på skærmen målt i centimeter. Optag denne længde i et regneark, der er organiseret til at omfatte deltagerens eller patientens navn / nummer og hvilemuskeltykkelse.
  2. Gentag trin 2.1.1-2.1.2 for alle de billeder, der er nødvendige for at måle for både de eksterne og interne skrå.

3. B-Mode videobehandling

  1. Når det ønskede antal videoer er optaget, skal du åbne den første video, der skal behandles. Brug markøren til at holde markøren over det ønskede billede fra biblioteket under det aktive billede og klikke på knappen Enter .
  2. Juster visningsrammen i B-tilstandsvideoen, indtil den første ramme er nået. Bestem den ønskede prøveudtagningshastighed.
    OBS: Tidligere litteratur har brugt 10% intervaller af de samlede rammer fra 0%-100% til analyse, men man kan ønske at bruge mere eller mindre afhængigt af mål20.
  3. Når der er den ønskede ramme åben, skal du bruge måleværktøjet . Klik på knappen en gang for at åbne værktøjet, placer markøren på den overlegne fasciale kant af muskelmusklen af interesse, og klik på Enter for at placere den første ende af målingen.
  4. Træk målelinjen til den ringere fasciale kant af muskelmusklen af interesse, og klik på Enter igen for at fuldføre målingen.
    BEMÆRK: Den målte afstand vises nederst til venstre på skærmen.
  5. Tryk på Butik for at gemme det målte billede.
  6. Optag målingen i et regneark, der er organiseret til at omfatte målinger af deltagerens eller patientens navn/nummer, stelnummer og tykkelse. Gå tilbage til den originale videoramme i B-tilstand (trin 3.2).
  7. Rul til den næste ramme, der skal analyseres. For eksempel, hvis man sampler 11 tidspunkter (10% intervaller fra 0% -100%) af et sving, der fangede 100 rammer, vil man nu bruge ramme 10 (dvs. 10/100 svarer til ramme 10 ud af 100 samlede rammer).
    1. Gentag trin 3.3-3.4 for at måle den næste ramme.
  8. Gentag trin 3.7, indtil alle de ønskede rammer er målt.
  9. Gå til den næste video, og gentag trin 3.1-3.8, indtil alle videoer er målt.
    BEMÆRK: Se figur 2 for en samling af de bearbejdede rammer gennem faser af et golfsving.

4. Beregning af aktiveringsforhold

BEMÆRK: Et aktiveringsforhold bruges almindeligvis til at bestemme graden af muskeltykkelsesændring 8,9,11. Formlen for aktiveringsforholdet er kontraheret tykkelse (cm)/hviletykkelse (cm).

  1. For at bestemme aktiveringsforholdet på et bestemt tidspunkt skal du måle tykkelsen ved at følge trin 3. Del denne værdi med den hvilende billedtykkelse opnået fra trin 2.

Figure 2
Figur 2: Frame-by-frame analyse af en B-mode video på trailsiden (højre) lateral abdominal væg af en højrehåndet golfspiller. EO = ekstern skrå; IO = intern skrå. Klik her for at se en større version af denne figur.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Ikke-feedback Biofeedback
Swing varighed Udvendig skrå tykkelse (cm) Indvendig skrå tykkelse (cm) Kombineret skrå tykkelse (cm) Udvendig skrå tykkelse (cm) Indvendig skrå tykkelse (cm) Kombineret skrå tykkelse (cm)
0.0% 0.630 0.978 1.608 0.446 1.109 1.555
12.5% 0.609 1.043 1.652 0.565 1.446 2.011
25.0% 0.870 1.533 2.403 0.598 1.370 1.968
37.5% 0.620 0.696 1.316 0.674 1.174 1.848
50.0% 0.859 0.826 1.685 0.587 1.152 1.739
62.5% 0.652 1.022 1.674 0.880 1.326 2.206
75.0% 0.837 1.022 1.859 0.761 1.511 2.272
87.5% 0.717 0.859 1.576 0.772 0.761 1.533
100.0% 0.685 0.859 1.544 0.598 1.304 1.902

Tabel 1: Sammenligning af den kombinerede skrå tykkelse gennem et golfsving mellem ikke-feedback- og ultralydsbiofeedbackforholdene.

For det ønskede resultat skal målene for skrå tykkelse være større under biofeedback-forsøg sammenlignet med traditionelle svingninger uden feedback. Ideelt set ville dette ske i alle faser af golfsvinget. Flere forsøg kan bruges, og hvert forsøg diskuteres inden næste forsøg. Typiske protokoller, der sammenligner biofeedback og ikke-biofeedback-betingelser, bruger mellem 3 og 10 gentagelser pr. Betingelse11,17. For eksempel, baseret på forsøget i tabel 1, skal klinikerens næste instruktioner til patienten være, at de målretter skrå og øger stammens rotationskraft under backswing. Denne deltagers samlede tykkelse af skrå faldt ved 25% tidspunkt under biofeedback-forsøget, hvilket svarer til ca. midten af backswing. På de fleste andre punkter var skråne større under biofeedback-forsøget, hvilket tyder på, at patienten forstår at bruge deres skrå under golfsvinget effektivt.

I det foreliggende eksempel blev 5% af billederne brugt til prøveudtagning. Der blev fanget 180 billeder under svinget, og 9 blev målt til at repræsentere faserne i golfsvinget, som det ses i figur 2. Hvis det ønskes, kan prøveudtagningshastigheden øges til at repræsentere en større procentdel af ultralydsvideoen. Dette ville simpelthen kræve analyse af flere billeder som beskrevet i afsnittet "B-Mode videobehandling" i protokollen.

For at beregne, om biofeedback-forsøgene var effektive, kan man sammenligne aktiveringsforholdene på forskellige tidspunkter i svinget. Et aktiveringsforhold tager den kontraherede tykkelse eller tykkelse under svinget og deler den med hviletykkelsen (eller opsætningen). Et forhold over 1,0 indikerer, at musklen øges i tykkelse og er aktiv. For eksempel kan svingvarigheden på 0% i tabel 1 bruges som hviletykkelse, da dette er tykkelsen af de udvendige og indvendige skrå, før svinget startes. For at afgøre, om den kombinerede skrå tykkelse steg på 50% tidspunktet, hvor biofeedback blev leveret, kan aktiveringsforhold beregnes som følger:

Ikke-biofeedback: 1.685 cm/1.608 cm = 1.048

Biofeedback: 1.739 cm/1.555 cm = 1.118

Baseret på denne individuelle prøve kan det udledes, at biofeedback førte til en lille stigning i skrå muskelaktivering ved 50% varighed af golfsvinget.

Video 1: Fuld B-mode ultralydsvideo af højre laterale mavevæg under et golfsving af en højrehåndet golfspiller. Klik her for at downloade denne video.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Tilvejebringelse af ultralydsbiofeedback efter en rotationsbaseret sportsbevægelse som et golfsving kan bruges til at øge muskeltykkelsen på den laterale abdominalvæg. Som det fremgår af de repræsentative resultater, kan et enkelt forsøg med ultralydsbiofeedback føre til kortvarige stigninger i skrå muskelaktivitet gennem et golfsving.

Tidligere forskning har også brugt B-mode ultralyd sikret med et elastisk bælte under dynamiske opgaver20. Dette blev målt, mens enkeltpersoner gik på et løbebånd. I lighed med de nuværende metoder reducerede forfatterne B-mode-videoen til en mindre procentdel af stillbilleder til måling for at repræsentere gangcyklussen. Dette gør databehandling og analyse mere gennemførlig, da de udtages med 10% intervaller i løbet af en gangcyklus. Den nuværende protokol bygger på denne metode ved at anvende B-mode ultralyd som et biofeedback-værktøj under en kompleks, rotationsbaseret bevægelse. Men da gang er cyklisk, skal direkte sammenligning med denne protokol advares. Et golfsving kan opdeles i mindre portioner, såsom adresse, backswing, downswing og follow-through21. Det kan dog være udfordrende at synkronisere B-mode ultralydsvideo til de specifikke faser af golfsvinget, fordi backswing af elitespillere i gennemsnit er under 1 s, og downswing gennemsnit mindre end 0.25 s21. For direkte at sammenligne svingfaser kan klinikeren se ændringerne i muskelaktivitet ved at synkronisere en svingvideo og B-mode ultralydsvideoen. Sving- og ultralydsbillederne kan derefter sammenlignes ramme for ramme for at bestemme muskelaktiviteten på forskellige punkter i svinget. Synkronisering af B-mode-videoen til et stopur med lappede tider i starten og slutningen af svinget kan også give et groft skøn over svingfaser. Når backswing begynder, kan man forvente, at trailsiden (højre side i en højrehåndet golfspiller) indre skrå vil stige i tykkelse, når de roterer bagagerummet mod højre side under backswing. Tilsvarende bør hovedsiden (venstre i højrehåndede golfspillere) ydre skrå stige i tykkelse under backswing, da der er kontralateral bagagerumsrotation i denne fase af sving21. Se figur 2 for en frame-by-frame sammenligning af skrå aktivitet i hele golfsvingets faser.

Et kritisk trin er at sikre ensartet hudkontakt med transduceren for at opnå nøjagtige, klare billeder under rotationsbevægelser. Dette kan kræve fejlfinding eller ændringer i de anvendte skumblokke. For eksempel kan større eller mindre individer have brug for forskellige mængder polstring, så det tilrådes at bekræfte billedklarhed inden dataindsamling. Instruer den enkelte til at udføre et par øvelsessvingninger, som giver dem mulighed for at gøre sig bekendt med positioneringen, mens klinikeren observerer ultralydsskærmen for at sikre billedklarhed. Da transduceren vil blive fastgjort med et elastisk bælte viklet tæt rundt om maven, er denne fortrolighedsperiode vigtig. Det giver den enkelte mulighed for at blive fortrolig med udstyret og svinge så normalt som muligt. Bæltet kan ændre deres mekanik minimalt, men det giver mulighed for et konsekvent klart billede.

Yderligere begrænsninger af denne metode omfatter potentialet for uklare billeder. Mens risikoen for uklare billeder kan mindskes med korrekt positionering og fortrolighedsperioder, kan nogle rammer i hele B-mode-videoen være uklare. Når du vælger samplingshastigheden eller bestemmer, hvilken procentdel af billeder der skal måles, skal der muligvis foretages nogle justeringer for at sikre, at klare billeder analyseres. For eksempel, hvis hver 10. ramme måles, begyndende med ramme 1, skal efterforskeren og / eller klinikeren muligvis vælge en ramme lidt ude af rækkefølge, hvis det ønskede billede er ude af fokus - såsom at bruge den 12. ramme i stedet for den 11. Opretholdelse af ensartet kontakt mellem hud og transducer er afgørende for at reducere risikoen for dårlig billedkvalitet. Video 1 viser et eksempel på en fuld B-modevideo. Når den sættes på pause på forskellige tidspunkter, kan seeren se, hvordan der, selv når de korrekte procedurer følges, lejlighedsvis er slørede rammer. På trods af disse udfordringer er dynamiske ultralydsvurderinger pålidelige foranstaltninger12.

Ud over den nuværende metode til billedbehandling udført på ultralydsenheden kan anden behandlingssoftware måle tykkelsesændringer12. For eksempel at gemme videoerne på et eksternt drev og åbne dem på en computer med frit tilgængelig målesoftware tillader senere behandling uden brug af ultralydsenheden. En lignende procedure bruges med denne type software, hvor skærmbilleder af de ønskede rammer tages fra videoen og derefter analyseres ved hjælp af et måleværktøj. Hvis du bruger denne metode, skal du sørge for at indstille skalaen af billeder ved hjælp af dybdemålingerne på højre side af ultralydsbilledet som referencelinje.

Træningsdeltagere med ultralydsbiofeedback kræver en god forståelse af anatomi, fortrolighed med ultralydsenheden og evnen til at forklare billedet eller videoen til en deltager i realtid22,23. Denne metode til ultralyd biofeedback betragtes som forstærket feedback med viden om ydeevne, hvor patienten får yderligere oplysninger (video af deres muskelaktivitet), der viser, hvad de gjorde, mens de gennemførte bevægelsen. I skadede populationer kan forstærket feedback give manglende information på grund af ændringer i sensoriske veje19. Udvidet feedback kan forbedre læring og mindske mængden af øvelse, der er nødvendig for at lære en kompleks opgave19. Timingen af biofeedback er blevet debatteret, og en begrænsning af denne metode er, at samtidig feedback synes at være mest effektiv19. Det er dog ikke muligt at give feedback under et sving på grund af arten af ultralydsbilleddannelse og golfsvinget. Derfor er det et rimeligt alternativ at give feedback efter sving. Endelig er den ideelle hyppighed af biofeedback-træning ikke blevet fastlagt24, og fremtidige undersøgelser bør sammenligne langsigtet feedbacktræning for at bestemme den mest effektive strategi.

Mens den nuværende protokol fokuserer på golfsvinget, kan en lignende metode følges for andre sportsgrene med fokus på bagagerumsrotation. Disse omfatter blandt andet tennis, baseball og softball. Da disse også involverer en roterende komponent, kan den laterale abdominalvæg målrettes på samme måde, og ultralyd kan bruges til biofeedback. Denne protokol fokuserer på golfsvinget på grund af den høje forekomst af lændesmerter hos golfspillere, der almindeligvis tilskrives den hurtige rotation af bagagerummet kombineret med lateral forskydning og trykkræfter4. Fremtidig forskning bør undersøge, om træning med ultralydsbiofeedback kan forbedre muskelaktivitetsmønstre og reducere risikoen for lændesmerter i golf og andre rotationsbaserede sportsgrene.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har ingen relevante oplysninger at rapportere.

Acknowledgments

Ingen.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Aquasonic 100 Parker BT-025-0037L Ultrasound gel
GE NextGen Logig e Ultrasound Unit GE Healthcare HR48382AR
Linear Array Probe GE Healthcare H48062AB
Velcro straps VELCRO Fasteners for the elastic belt used to secure the ultrasound transducer

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Betts, J. G., et al. Anatomy and Physiology. , OpenStax. Houston, TX. (2017).
  2. Saeterbakken, A. H., vanden Tillaar, R., Seiler, S. Effect of core stability training on throwing velocity in female handball players. Journal of Strength and Conditioning Research. 25 (3), 712-718 (2011).
  3. Pink, M., Perry, J., Jobe, F. W. Electromyographic analysis of the trunk in golfers. The American Journal of Sports Medicine. 21 (3), 385-388 (1993).
  4. Cole, M. H., Grimshaw, P. N. The biomechanics of the modern golf swing: Implications for lower back injuries. Sports Medicine. 46 (3), 339-351 (2016).
  5. McHardy, A. J., Pollard, H. P., Luo, K. Golf-related lower back injuries: An epidemiological survey. Journal of Chiropractic Medicine. 6 (1), 20-26 (2007).
  6. Horton, J. F., Lindsay, D. M., Macintosh, B. R. Abdominal muscle activation of elite male golfers with chronic low back pain. Medicine and Science in Sports and Exercise. 33 (10), 1647-1654 (2001).
  7. Cole, M. H., Grimshaw, P. N. Trunk muscle onset and cessation in golfers with and without low back pain. Journal of Biomechanics. 41 (13), 2829-2833 (2008).
  8. Mangum, L. C., Henderson, K., Murray, K. P., Saliba, S. A. Ultrasound assessment of the transverse abdominis during functional movement. Journal of Ultrasound in Medicine. 37 (5), 1225-1231 (2018).
  9. Sutherlin, M. A., et al. Changes in muscle thickness across positions on ultrasound imaging in participants with or without a history of low back pain. Journal of Athletic Training. 53 (6), 553-559 (2018).
  10. Teyhen, D. S., et al. The use of ultrasound imaging of the abdominal drawing-in maneuver in subjects with low back pain. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 35 (6), 346-355 (2005).
  11. Skibski, A., Burkholder, E., Goetschius, J. Transverse abdominis activity and ultrasound biofeedback in college golfers with and without low back pain. Physical Therapy in Sport. 46, 249-253 (2020).
  12. Mangum, L. C., Sutherlin, M. A., Saliba, S. A., Hart, J. M. Reliability of ultrasound imaging measures of transverse abdominis and lumbar multifidus in various positions. PM&R. 8 (4), 340-347 (2016).
  13. Stokes, I. A. F., Henry, S. M., Single, R. M. Surface EMG electrodes do not accurately record from lumbar multifidus muscles. Clinical Biomechanics. 18 (1), 9-13 (2003).
  14. Valera-Calero, J. A., et al. Ultrasound imaging as a visual biofeedback tool in rehabilitation: an updated systematic review. International Journal of Environmental Research and Public Health. 18 (14), 7554 (2021).
  15. Cha, H. -G., Kim, M. -K., Shin, Y. -J. The effects of visual biofeedback using ultrasonograpy on deep trunk muscle activation. Journal of Physical Therapy Science. 28 (12), 3310-3312 (2016).
  16. Van, K., Hides, J. A., Richardson, C. A. The use of real-time ultrasound imaging for biofeedback of lumbar multifidus muscle contraction in healthy subjects. The Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy. 36 (12), 920-925 (2006).
  17. McPherson, S. L., Watson, T. Training of transversus abdominis activation in the supine position with ultrasound biofeedback translated to increased transversus abdominis activation during upright loaded functional tasks. PM&R. 6 (7), 612-623 (2014).
  18. Burden, A. M., Grimshaw, P. N., Wallace, E. S. Hip and shoulder rotations during the golf swing of sub-10 handicap players. Journal of Sports Sciences. 16 (2), 165-176 (1998).
  19. Magill, R. A., Anderson, D. Motor Learning and Control: Concepts and Applications. , McGraw-Hill. New York, NY. (2014).
  20. DeJong, A. F., Mangum, L. C., Hertel, J. Gluteus medius activity during gait is altered in individuals with chronic ankle instability: An ultrasound imaging study. Gait & Posture. 71, 7-13 (2019).
  21. Hume, P. A., Keogh, J., Reid, D. The role of biomechanics in maximising distance and accuracy of golf shots. Sports Medicine. 35 (5), 429-449 (2005).
  22. Smith, J., Finnoff, J. T. Diagnostic and interventional musculoskeletal ultrasound: Part 1. fundamentals. PM&R. 1 (1), 64-75 (2009).
  23. Smith, J., Finnoff, J. T. Diagnostic and interventional musculoskeletal ultrasound: Part 2. clinical applications. PM&R. 1 (2), 162-177 (2009).
  24. Ribeiro, D. C., Mącznik, A. K., Milosavljevic, S., Abbott, J. H. Effectiveness of extrinsic feedback for management of non-specific low back pain: A systematic review protocol. BMJ Open. 8 (5), 021259 (2018).

Tags

Medicin udgave 186
Giver visuel biofeedback ved hjælp af ultralyd i lysstyrketilstand under et golfsving
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Skibski, A., Devorski, L., Mangum,… More

Skibski, A., Devorski, L., Mangum, L. C. Providing Visual Biofeedback Using Brightness Mode Ultrasound During a Golf Swing. J. Vis. Exp. (186), e64333, doi:10.3791/64333 (2022).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter