Waiting
Login processing...

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

Medicine

מתן ביופידבק חזותי באמצעות אולטרסאונד במצב בהירות במהלך חבטת גולף

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

ניתן להשתמש באולטרסאונד במצב בהירות כדי לספק ביופידבק חזותי של שרירי דופן הבטן הצדדית במהלך חבטת גולף. הוראה חזותית ומילולית לאחר נדנדה יכולה להגביר את הפעלת השרירים ואת התזמון של האלכסונים החיצוניים והפנימיים.

Abstract

שימוש בביופידבק אולטרסאונד בשילוב עם רמיזה מילולית יכול להגדיל את עובי השרירים יותר מאשר רמיזה מילולית בלבד ועשוי להגביר את טכניקות השיקום המסורתיות באוכלוסייה אתלטית ופעילה גופנית. ניתן ליישם אולטרסאונד במצב בהירות (מצב B) באמצעות ניתוח פריים אחר פריים המסונכרן עם וידאו כדי להבין את השינויים בעובי השרירים במהלך משימות דינמיות אלה. ביופידבק חזותי עם אולטרסאונד הוקם בעמדות סטטיות עבור השרירים של דופן הבטן לרוחב. עם זאת, על ידי הצמדת המתמר לבטן באמצעות חגורה אלסטית ובלוק קצף, ניתן ליישם ביופידבק במהלך משימות ספציפיות יותר הנפוצות בספורט לכל החיים, כגון גולף. כדי לנתח את פעילות השרירים במהלך חבטת גולף, ניתן להשוות שינויים בעובי השרירים. העובי חייב לעלות לאורך כל המשימה, המציין כי השריר פעיל יותר. מתודולוגיה זו מאפשרת לקלינאים להקרין באופן מיידי סרטוני אולטרסאונד למטופלים ככלי חזותי המורה על פעילות תקינה של השרירים המעניינים. לדוגמה, אולטרסאונד יכול לשמש כדי למקד את האלכסונים החיצוניים והפנימיים, אשר ממלאים תפקיד חשוב בהנפת מועדון גולף או כל ספורט או פעילות סיבובית אחרת. מתודולוגיה זו נועדה להגדיל את עובי השרירים האלכסוניים במהלך חבטת הגולף. בנוסף, ניתן למקד את תזמון התכווצות השרירים על ידי הנחיית המטופל לכווץ את שרירי הבטן בנקודות זמן ספציפיות, כגון תחילת הנפילה, במטרה לשפר את דפוסי ירי השרירים במהלך משימות.

Introduction

שרירי דופן הבטן הצדדית כוללים את האלכסון החיצוני, האלכסוני הפנימי והבטן הרוחבית. האלכסונים החיצוניים מבצעים כיפוף לרוחב וסיבוב תא המטען הקונטרה-לטרלי, בעוד שהאלכסונים הפנימיים מבצעים סיבוב תא המטען האיפסילטרלי. ה- abdominis הרוחבי הוא השכבה העמוקה ביותר של שרירי הבטן, והוא מתפקד כדי להגביר את הלחץ התוך בטני ולהגדיל את היציבות הסגמנטלית של עמוד השדרה1. תפקוד תקין של שרירים אלה חשוב כדי להפחית את הסיכון לכאבי גב תחתון ולשפר את הביצועים הספורטיביים שכן יציבות הליבה מאפשרת כוח מוגבר וכוח דרך הגפיים2.

במהלך ספורט עם דגש על סיבוב תא המטען, כגון גולף, טניס, בייסבול או סופטבול, יש ביקוש גבוה לשרירי הליבה. לדוגמה, במהלך חבטת גולף, האלכסונים בצד השביל של הגוף מגיעים לשיא של 64% מההתכווצות האיזומטרית הרצונית המקסימלית (MVIC) כאשר הם נמדדים באמצעות אלקטרומיוגרפיה של פני השטח, בעוד שהעופרת מגיעה לשיאה ב-54% MVIC3. סיבוב תא המטען הוא תורם מרכזי למרחק ולדיוק של זריקות גולף4. הלחצים של נדנדת הגולף והביקוש הגבוה לפעילות שרירי הליבה עשויים לתרום לכאבי גב תחתון, שהם הפציעה השכיחה ביותר בגולף5. בנוסף, אצל שחקני גולף מובחרים הסובלים מכאבי גב תחתון, התזמון של פעילות אלכסונית חיצונית מתעכב במהלך חבטת הגולף בהשוואה לאנשים בריאים6. מחקר אחר שהשתמש באלקטרומיוגרפיה מצא שלשחקני גולף עם כאבי גב תחתון יש התחלה מוקדמת יותר של הזקפה ספינאה מאשר לגולפאים ללא כאבי גב תחתון7, מה שמרמז על כך שהתמקדות בשרירים האנטרולטרליים עשויה להועיל. לכן, מדידת ההיקף והתזמון של פעילות שרירי הבטן במהלך חבטת גולף חשובה לשיפור הביצועים ולהפחתת הסיכון לכאבי גב תחתון.

אולטרסאונד שיקומי משמש בדרך כלל להערכת שרירי דופן הבטן לרוחב בשל האופי הרב-שכבתי שלשרירי אלה 8,9,10. אין הבדל בהפעלת בטן רוחבית אצל שחקני גולף במכללות עם ובלי כאבי גב תחתון בתנוחת שכיבה או בתנוחת נדנדת גולףפונקציונלית יותר 11. עם זאת, פעילות הבטן הרוחבית היא רק מרכיב אחד בחבטת גולף, וסיבוב עשוי להיות חשוב יותר עבור אוכלוסייה זו. ספרות קודמת השתמשה בחגורה אלסטית ובבלוק קצף כדי להדק את מתמר האולטרסאונד לבטן, מה שמאפשר הערכת אולטרסאונד של שרירי הליבה במהלך תנועה דינמית כגון סקוואט רגל אחת או הליכה8. החלת אולטרסאונד במהלך תנועות דינמיות הוכחה כמקובלת על אמינות מצוינת12. ניתן ליישם טכניקה זו כדי למדוד שינויי עובי בדופן הבטן הצידית במהלך נדנדת גולף או משימה אחרת הספציפית לספורט. בעוד אלקטרומיוגרפיה פני השטח משמשת בדרך כלל למדידת הפעילות החשמלית של השרירים, זה פחות אפשרי באזור הבטן. האנטומיה הרב-שכבתית מובילה להצלבה בין השרירים ואינה מאפשרת ייצוג חזותי של שכבות השרירים הבודדות של הליבה13. אולטרסאונד מספק יתרון על פני חלופות כמו אלקטרומיוגרפיה של פני השטח עבור שרירי הליבה מכיוון שהוא מאפשר ייצוג של כל שריר בנפרד תוך מתן תמונה למשוב14.

מאז אולטרסאונד מספק תמונה של השרירים של עניין בזמן אמת, זה יכול לשמש גם ככלי ביופידבק חזותי. ביופידבק אולטרסאונד שיפר את היכולת להגדיל את עובי השרירים של הבטן הרוחבית והמולטיפידוס המותני בהשוואה לרמיזה מילוליתבלבד 15,16. בנוסף, אצל שחקני גולף עם ובלי כאבי גב תחתון, ביופידבק אולטרסאונד בזמן אמת מגביר את עובי הבטן הרוחבית בשכיבה ובמצב הגדרת גולף11. אימון ביופידבק בשכיבה מתורגם גם למשימות טעונות זקופות17. נדרשים מחקרים נוספים כדי לקבוע את התדירות והמשך הנדרשים של אימון ביופידבק, מכיוון שרוב המחקרים הם פרוטוקולי אימון חד-פעמיים או קצרי טווח15. מכיוון שאולטרסאונד יושם במהלך משימות פונקציונליות ויש עדויות לכך ששחקני גולף יכולים להגביר את ההפעלה המוקדמת של השרירים העמוקים בתנוחת ההתקנה, המחקר צריך לחקור את השימוש בביופידבק אולטרסאונד כדי להגדיל את עובי השרירים האלכסוניים במהלך חבטת הגולף.

לכן, מתודולוגיה זו שואפת להשתמש באולטרסאונד כמנגנון משוב כדי לשפר את ההפעלה והתזמון של אלכסוני הבטן במהלך חבטת הגולף.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

הפרוטוקול הנוכחי היה חלק ממחקר שאושר על ידי מועצת הביקורת המוסדית באוניברסיטת מרכז פלורידה. הסכמה מדעת התקבלה מכל המשתתפים האנושיים למחקר הנוכחי. כדי להיכלל במחקר, המשתתפים היו צריכים להיות בין 18 שנים ל -75 שנים, לשחק גולף לפחות פעם בחודש בשנה האחרונה או פעם בשבוע במשך החודשיים האחרונים, לשחק גולף לפחות שנתיים, והיו לפחות שני פרקים של כאבי גב תחתון ב -12 החודשים האחרונים. קריטריוני ההדרה היו הפרעות שיווי משקל, הריון נוכחי, ניתוח בגב התחתון או בגפיים התחתונות בשנה האחרונה, או פצע פתוח באזור הבטן שבו יש למקם את המתמר.

1. הגדרת אולטרסאונד ואיסוף נתונים

  1. פתח והפעל את מכשיר האולטרסאונד (ראה טבלת חומרים) באמצעות לחצן ההפעלה/כיבוי .
  2. לחץ על הלחצן 'מטופל' במקלדת כדי להוסיף מטופל חדש ובחר ' מטופל חדש' בצד שמאל של המסך.
    1. הזן את מספר מזהה המטופל הרצוי, ודא ש-MSK נבחר כסוג הבדיקה ולחץ על הירשם. צא כדי להתחיל את הבחינה והיכנס למצב B.
      הערה: הגדרות אולטרסאונד ב-MSK הגדרת בטן מוגדרת מראש, מצב B: צבע B = מפת רשת צבע D, גובה זום כתיבה = 4, רוחב זום כתיבה = 4, אינדקס תרמי = tls, רמת ATO = נמוכה, מספר מיקוד = 2, מספר מיקוד CrossXBeam = 2, עומק מיקוד = 50, עומק (cm) = 3, דחיסה = 1, רוחב מיקוד = 1, רוחב מיקוד crossXBeam = 1, צפיפות קו = 3, צפיפות קו crossXBeam = 3, דיכוי = 0, ממוצע מסגרת = 4, מממוצע crossXBeam = 2, crossXBeam 2, crossXBeam # = נמוך, crossXBeam סוג = ממוצע, שיפור קצה = 3, היגוי B = 0, מפת קנה מידה אפור = מפה אפורה C, רווח = 34, טווח דינמי = 69, דחייה = 0, תדר (MHz) = 12.
  3. מקם את מתמר המערך הליניארי בחגורה האלסטית על ידי הצבת ראש המתמר הליניארי דרך חריץ אופקי באמצע החגורה (ראה טבלת חומרים). לאחר מכן, החל בלוק קצף אחד עד שניים כדי לאבטח את המתמר במקומו.
    1. יש למרוח ג'ל אולטרסאונד (ראו טבלת חומרים) על המתמר הליניארי. מקמו את המתמר על דופן הבטן הלטרלית, כ-10 ס"מ לרוחב הטבור8.
    2. אבטח את החגורה למשתתף באמצעות מחברים וו ולולאה. ודא שהחגורה הדוקה מספיק כך שהמתמר מאובטח בניצב לדופן הבטן הצדדית8.
    3. התאם את העומק והרווח (בהירות) של האולטרסאונד במידת הצורך כדי לקבל תמונה ברורה של הגבולות הפאסיאליים ועובי השרירים של הבטן האלכסונית החיצונית, האלכסונית הפנימית והרוחבית. ודא שהגבול הפאסיאלי של הבטן הרוחבית נראה בקצה המסך בתצוגה אורכית זו (איור 1)8.
      הערה: העומק יהיה תלוי בגודל הפרט הנמדד, אך ודא שהגבול הפאסיאלי העמוק של הבטן הרוחבית גלוי לעין והתמונה ברורה.
    4. ברגע שהתמונה ברורה, מקם את המטופל באופן שישקף את המשימה שהוא ישלים. לדוגמה, אם הם מבצעים חבטת גולף, בקש מהם לעמוד בתנוחת ההתקנה שלהם. לחצו על ' הקפאה', ולאחר מכן על 'אחסן' כדי לצלם תמונה סטטית, שמרו אותה בבדיקה של המטופל ומדדו בזמן אמת או גשו אליה מאוחר יותר כדי למדוד את עובי השריר במנוחה.
      הערה: ראו איור 1 כדוגמה לתמונה ברורה של דופן הבטן הצדדית באמצעות אולטרסאונד במצב B.
  4. בחר הקפא שוב כדי לחזור להדמיה חיה. לחץ על Store כדי להתחיל להקליט בווידאו במצב B. בפינה השמאלית התחתונה של המסך, ודא שטיימר מתחיל ומודגש בירוק בהיר, המציין שסרטון מצולם. הנחו את המשתתף לקחת חבטת גולף מלאה לאחר תחילת ההקלטה.
    1. לחץ שוב על Store כדי לסיים את הסרטון ולשמור אותו במבחן שלהם.
      הערה: תמונות וסרטונים שמורים יופיעו מתחת לתמונה הפעילה, עם עד חמישה גלויים בכל שורה. בחר את הסמן כדי לגלול בו או בחר תמונות קודמות.
  5. חזור על שלב 1.4 כמה פעמים שנדרש לצורך המחקר. התאם את מיקום בדיקת האולטרסאונד בתוך בלוק הקצף לפי הצורך אם התמונה הופכת מטושטשת.
    הערה: פרוטוקולים אופייניים המשווים בין ביופידבק לתנאים שאינם ביופידבק משתמשים בין 3 ל-10 חזרות לכל תנאי11,17.
    1. לאחר כל ניסיון, עיין בסרטון לקבלת בהירות תמונה. אם התמונה הופכת לאנכואית (שחורה לחלוטין) בשלב כלשהו, זה מצביע על כך שבדיקת האולטרסאונד זזה במהלך הנדנדה. במקרה כזה, אל תכלול את המשפט ותמדוד מחדש.
  6. לאחר כל נדנדה, יש למקם את המטופל במקום שבו הוא יכול לראות את מסך האולטרסאונד. פתח את גירסת הניסיון האחרונה.
    1. ספק סקירה קצרה ותיאור של השרירים המעניינים (למשימה סיבובית, זה יכלול את האלכסונים החיצוניים והפנימיים). תאר כיצד השרירים צריכים להיות עבים יותר במהלך התנועה והראה להם את הניסוי שלהם, מתן חינוך המבוסס על כל ניסיון.
    2. לדוגמה, אם האלכסונים נשארים יחסית באותו גודל לאורך כל המשימה, הנחו אותם להתמקד במהלך הניסיון הבא לכווץ את שרירי הליבה שלהם בכוח לאורך כל התנועה במקום לסובב את תא המטען באופן פסיבי.
      הערה: דגש על סיבוב תא המטען כמקור כוח במהלך חבטת גולף הוא תכונה נפוצה בקרב שחקני גולף מיומניםיותר 18. במהלך תנועות סיבוביות, בדרך כלל לא ניתן לספק ביופידבק במהלך המשימה. לכן, מתן משוב לאחר כל ניסוי נחשב מקובל19.
  7. חזור על ניסויי הביופידבק עבור ניסיונות רבים ככל שתרצה. ספק את תמונות האולטרסאונד כמו גם רמיזה מילולית או הוראות לאחר כל ניסיון, תוך התאמת הרמז לפי הצורך.

Figure 1
איור 1: תמונה של דופן הבטן הצידית הימנית במהלך עמידה שקטה . (A) אלכסוני חיצוני. (B) אלכסוני פנימי. (C) בטן רוחבית. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

2. עיבוד תמונה במנוחה

  1. פתחו את תמונת המנוחה הראשונה למדידה. באמצעות הסמן, רחף מעל התמונה הרצויה מהספרייה מתחת לתמונה הפעילה ולחץ על Enter.
    1. לחצו פעם אחת על ' מדידה' כדי לפתוח את כלי המדידה. לחץ על Enter כאשר הסמן נמצא מעל הגבול הפאסיאלי העליון של שריר העניין.
      הערה: עבור המחקר הנוכחי, האלכסונים החיצוניים והפנימיים נמדדו מכיוון שהם השרירים המעניינים, אך ניתן גם למדוד את הבטן הרוחבית בתצוגה זו.
    2. לחץ על Enter שוב ברגע שהסמן נמצא מעל הגבול הפאסיאלי התחתון.
      הערה: אורך המקטע הנמדד יופיע בחלק השמאלי התחתון של המסך, הנמדד בסנטימטרים. רשום אורך זה בגיליון אלקטרוני המאורגן כך שיכלול את שם/מספר המשתתף או המטופל ואת עובי השרירים במנוחה.
  2. חזור על שלבים 2.1.1-2.1.2 עבור כל התמונות הדרושות למדידה עבור האלכסונים החיצוניים והפנימיים כאחד.

3. עיבוד וידאו במצב B

  1. לאחר לכידת מספר הסרטונים הרצוי, פתח את הסרטון הראשון שיעובד. באמצעות הסמן, רחף מעל התמונה הרצויה מהספרייה מתחת לתמונה הפעילה ולחץ על הלחצן Enter .
  2. התאם את מסגרת הצפייה בסרטון במצב B עד שתגיע למסגרת הראשונה. קבע את קצב הדגימה הרצוי.
    הערה: הספרות הקודמת השתמשה במרווחים של 10% מסך המסגרות מ-0%-100% לצורך ניתוח, אך ייתכן שתרצה להשתמש פחות או יותר בהתאם למטרות20.
  3. לאחר שהמסגרת הרצויה פתוחה, השתמש בכלי מדידה . לחץ על הכפתור פעם אחת כדי לפתוח את הכלי, מקם את הסמן על הגבול הפאסיאלי העליון של שריר העניין, ולחץ על Enter כדי למקם את הקצה הראשון של המדידה.
  4. גרור את קו המדידה לגבול הפאסיאלי התחתון של שריר העניין ולחץ שוב על Enter כדי להשלים את המדידה.
    הערה: המרחק שנמדד יופיע בחלק השמאלי התחתון של המסך.
  5. לחץ על Store כדי לשמור את התמונה שנמדדה.
  6. רשום את המדידה בגיליון אלקטרוני המאורגן כך שיכלול שם/מספר משתתף או מטופל, מספר מסגרת ומדידות עובי. חזור למסגרת הווידאו המקורית במצב B (שלב 3.2).
  7. גלול למסגרת הבאה לניתוח. לדוגמה, אם אדם מדגים 11 נקודות זמן (מרווחים של 10% בין 0%-100%) של נדנדה שלכדה 100 מסגרות, הוא ישתמש כעת במסגרת 10 (כלומר, 10/100 מתאים למסגרת 10 מתוך 100 מסגרות בסך הכל).
    1. חזור על שלבים 3.3-3.4 כדי למדוד את המסגרת הבאה.
  8. חזור על שלב 3.7 עד למדידת כל המסגרות הרצויות.
  9. עבור לסרטון הבא וחזור על שלבים 3.1-3.8 עד שכל הסרטונים יימדדו.
    הערה: ראה איור 2 עבור אוסף של המסגרות המעובדות לאורך שלבים של חבטת גולף.

4. חישוב יחס הפעלה

הערה: יחס הפעלה משמש בדרך כלל כדי לקבוע את מידת השינוי בעובי השריר 8,9,11. הנוסחה ליחס ההפעלה היא עובי מכווץ (ס"מ)/עובי מנוחה (ס"מ).

  1. כדי לקבוע את יחס ההפעלה בנקודת זמן מסוימת, מדוד את העובי על-ידי ביצוע שלב 3. חלק ערך זה בעובי התמונה המנוחה המתקבל משלב 2.

Figure 2
איור 2: ניתוח פריים אחר פריים של סרטון במצב B בצד השביל (מימין) של דופן בטן צידית של שחקן גולף ימני. EO = אלכסוני חיצוני; IO = אלכסוני פנימי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

אי-משוב ביופידבק
משך הנדנדה עובי אלכסוני חיצוני (cm) עובי אלכסוני פנימי (cm) עובי אלכסוני משולב (cm) עובי אלכסוני חיצוני (cm) עובי אלכסוני פנימי (cm) עובי אלכסוני משולב (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

טבלה 1: השוואה של העובי האלכסוני המשולב לאורך חבטת גולף בין תנאי הביופידבק ללא משוב ואולטרסאונד.

לקבלת התוצאה הרצויה, המדדים של עובי אלכסוני חייבים להיות גדולים יותר במהלך ניסויי ביופידבק בהשוואה לנדנדות מסורתיות ללא משוב. באופן אידיאלי, זה יתרחש לאורך כל שלבי חבטת הגולף. ניתן להשתמש בגירסאות ניסיון מרובות, וכל גירסת ניסיון נדונה לפני הניסיון הבא. פרוטוקולים אופייניים המשווים בין ביופידבק לתנאים שאינם ביופידבק משתמשים בין 3 ל-10 חזרות לכל תנאי11,17. לדוגמה, בהתבסס על הניסוי בטבלה 1, ההוראות הבאות של המטפל למטופל חייבות להיות שהם יתמקדו באלכסונים ויגבירו את כוח הסיבוב של תא המטען במהלך ה-backswing. העובי המשולב של האלכסונים על ידי משתתף זה ירד בנקודת הזמן של 25% במהלך ניסוי הביופידבק, אשר תואם בערך את אמצע הגב. ברוב הנקודות האחרות, האלכסונים היו גדולים יותר במהלך ניסוי הביופידבק, מה שמרמז על כך שהמטופל מבין כיצד להשתמש באלכסונים שלהם במהלך חבטת הגולף ביעילות.

בדוגמה הנוכחית, 5% מהתמונות שימשו לדגימה. היו 180 פריימים שצולמו במהלך הנדנדה, ו-9 נמדדו כדי לייצג את השלבים של נדנדת הגולף, כפי שניתן לראות באיור 2. אם תרצה, ניתן להגדיל את קצב הדגימה כדי לייצג אחוז גדול יותר של וידאו אולטרסאונד. זה פשוט ידרוש ניתוח של תמונות נוספות כמתואר בסעיף "עיבוד וידאו במצב B" של הפרוטוקול.

כדי לחשב אם ניסויי הביופידבק היו יעילים, ניתן להשוות את יחסי ההפעלה בנקודות זמן שונות של הנדנדה. יחס הפעלה לוקח את העובי המכווץ, או העובי במהלך הנדנדה, ומחלק אותו בעובי המנוחה (או ההתקנה). יחס מעל 1.0 מציין שהשריר גדל בעובי והוא פעיל. לדוגמה, משך הנדנדה של 0% בטבלה 1 יכול לשמש כעובי המנוחה, מכיוון שזהו עובי האלכסונים החיצוניים והפנימיים לפני תחילת הנדנדה. כדי לקבוע אם העובי האלכסוני המשולב גדל בנקודת הזמן של 50% שבה סופק ביופידבק, ניתן לחשב את יחסי ההפעלה באופן הבא:

ללא ביופידבק: 1.685 ס"מ/1.608 ס"מ = 1.048

ביופידבק: 1.739 ס"מ/1.555 ס"מ = 1.118

בהתבסס על מדגם אישי זה, ניתן להסיק כי ביופידבק הוביל לעלייה קטנה בהפעלת השרירים האלכסוניים במשך 50% של חבטת הגולף.

וידאו 1: סרטון אולטרסאונד מלא במצב B של דופן הבטן הצידית הימנית במהלך חבטת גולף של שחקן גולף ימני. אנא לחץ כאן כדי להוריד סרטון זה.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

מתן ביופידבק אולטרסאונד לאחר תנועת ספורט מבוססת סיבוב כגון נדנדת גולף יכול לשמש להגדלת עובי השרירים של דופן הבטן הצידית. כפי שמוצג בתוצאות המייצגות, ניסוי יחיד של ביופידבק אולטרסאונד יכול להוביל לעלייה קצרת טווח בפעילות השרירים האלכסונית במהלך חבטת גולף.

מחקרים קודמים השתמשו גם באולטרסאונד במצב B מאובטח עם חגורה אלסטית במהלך משימות דינמיות20. זה נמדד בזמן שאנשים הלכו על הליכון. בדומה לשיטות הנוכחיות, המחברים הפחיתו את הסרטון במצב B לאחוז קטן יותר של תמונות סטילס לצורך מדידה כדי לייצג את מחזור ההליכה. זה הופך את עיבוד הנתונים וניתוחם לישימים יותר, מכיוון שהם נדגמים במרווחים של 10% לאורך מחזור הליכה. הפרוטוקול הנוכחי מתבסס על מתודולוגיה זו על ידי יישום אולטרסאונד במצב B ככלי ביופידבק במהלך תנועה מורכבת ומבוססת סיבוב. עם זאת, מכיוון שההליכה היא מחזורית, יש להזהיר בהשוואה ישירה לפרוטוקול זה. ניתן לפרק נדנדת גולף לחלקים קטנים יותר, כגון כתובת, נדנדה אחורית, downswing, ו-follow-through 21. עם זאת, זה יכול להיות מאתגר לסנכרן וידאו אולטרסאונד במצב B לשלבים הספציפיים של נדנדת הגולף מכיוון שהגב של שחקני העילית ממוצע מתחת לשנייה אחת, וממוצעי ההנמכה נמוכים מ-0.25 שניות21. כדי להשוות ישירות בין שלבי הנדנדה, הקלינאי יכול לראות את השינויים בפעילות השרירים על ידי סנכרון סרטון נדנדה וסרטון אולטרסאונד במצב B. לאחר מכן ניתן להשוות את תמונות הנדנדה והאולטרסאונד פריים אחר פריים כדי לקבוע את פעילות השרירים בנקודות שונות בנדנדה. סנכרון הסרטון במצב B לשעון עצר עם זמני הקפות בהתחלה ובסוף הנדנדה יכול גם לספק הערכה גסה של שלבי הנדנדה. כאשר הנדנדה האחורית מתחילה, ניתן לצפות שצד השביל (צד ימין בשחקן גולף ימני) האלכסוני הפנימי יגדל בעובי כאשר הם מסובבים את תא המטען לכיוון צד ימין במהלך הנדנדה האחורית. באופן דומה, הצד המוביל (שמאלי בשחקני גולף ימניים) האלכסוני החיצוני אמור לעלות בעובי במהלך הנדנדה האחורית, שכן יש סיבוב תא מטען מנוגד בשלב זה של הנדנדה21. ראו איור 2 להשוואה פריים אחר פריים של פעילות אלכסונית לאורך כל שלבי חבטת הגולף.

שלב קריטי הוא להבטיח מגע עקבי של העור עם המתמר כדי לקבל תמונות מדויקות וברורות במהלך תנועות סיבוביות. הדבר עשוי לדרוש פתרון בעיות או שינויים בבלוקי הקצף שבהם נעשה שימוש. לדוגמה, אנשים גדולים או קטנים יותר עשויים להזדקק לכמויות שונות של ריפוד, ולכן מומלץ לאשר את בהירות התמונה לפני איסוף הנתונים. הנחו את האדם לבצע כמה נדנדות תרגול, מה שמאפשר לו להכיר את המיקום בזמן שהקלינאי מתבונן במסך האולטרסאונד כדי להבטיח בהירות בתמונה. מכיוון שהמתמר יהיה מאובטח בחגורה אלסטית עטופה בחוזקה סביב הבטן, תקופת היכרות זו חשובה. זה מאפשר לאדם להרגיש בנוח עם הציוד ולהתנדנד כרגיל ככל האפשר. החגורה עשויה לשנות את המכניקה שלהם באופן מינימלי, אך היא תאפשר תמונה ברורה באופן עקבי.

מגבלות נוספות של מתודולוגיה זו כוללות את הפוטנציאל לתמונות לא ברורות. בעוד שניתן למתן את הסיכון לתמונות לא ברורות באמצעות מיקום נכון ותקופות היכרות, ייתכן שחלק מהפריימים לאורך הסרטון במצב B אינם ברורים. בעת בחירת קצב הדגימה או קביעת אחוז המסגרות שיימדדו, ייתכן שיהיה צורך לבצע התאמות מסוימות כדי להבטיח ניתוח תמונות ברורות. לדוגמה, אם כל פריים 10 נמדד, החל ממסגרת 1, ייתכן שהחוקר ו/או המטפל יצטרכו לבחור מסגרת מעט מחוץ לרצף אם התמונה הרצויה אינה ממוקדת - כגון שימוש במסגרת ה-12 במקום ה-11. שמירה על מגע עקבי בין העור למתמר חיונית להפחתת הסיכון לאיכות תמונה ירודה. סרטון 1 מציג דוגמה לסרטון מלא במצב B. כאשר הוא מושהה בנקודות זמן שונות, הצופה יכול לראות כיצד, גם כאשר מתבצעים נהלים מתאימים, יש מדי פעם מסגרות מטושטשות. למרות אתגרים אלה, הערכות אולטרסאונד דינמיות הן מדדים אמינים12.

בנוסף למתודולוגיה הנוכחית לעיבוד תמונה המבוצעת במכשיר האולטרסאונד, תוכנות עיבוד אחרות יכולות למדוד שינויי עובי12. לדוגמה, שמירת הסרטונים בכונן חיצוני ופתיחתם במחשב עם תוכנת מדידה זמינה באופן חופשי מאפשרת עיבוד מאוחר יותר ללא צורך במכשיר האולטרסאונד. הליך דומה משמש עם סוג זה של תוכנה, שבו צילומי מסך של המסגרות הרצויות נלקחים מן הווידאו ולאחר מכן מנותח באמצעות כלי מדידה. אם אתם משתמשים בשיטה זו, הקפידו לקבוע את קנה המידה של התמונות, תוך שימוש במדידות העומק בצד ימין של תמונת האולטרסאונד כקו ייחוס.

הכשרת המשתתפים עם ביופידבק אולטרסאונד דורשת הבנה קולית של האנטומיה, היכרות עם מכשיר האולטרסאונד ויכולת להסביר את התמונה או הסרטון למשתתף בזמן אמת22,23. שיטה זו של ביופידבק אולטרסאונד נחשבת למשוב מוגבר עם ידע בביצועים, שבו המטופל מקבל מידע נוסף (וידאו של פעילות השרירים שלהם) שמראה מה הם עשו בזמן השלמת התנועה. באוכלוסיות פצועות, משוב מוגבר יכול לספק מידע חסר עקב שינויים במסלולים חושיים19. משוב מוגבר יכול לשפר את הלמידה ולהפחית את כמות התרגול הדרושה כדי ללמוד משימה מורכבת19. התזמון של הביופידבק כבר שנוי במחלוקת, ומגבלה אחת של מתודולוגיה זו היא כי משוב בו זמנית נראה יעיל ביותר19. עם זאת, מתן משוב במהלך נדנדה אינו אפשרי בשל אופי הדמיית אולטרסאונד וחבטת הגולף. לכן, מתן משוב לאחר הנדנדה הוא חלופה סבירה. לבסוף, התדירות האידיאלית של אימון ביופידבק לא נקבעה24, ומחקרים עתידיים צריכים להשוות אימון משוב לטווח ארוך כדי לקבוע את האסטרטגיה היעילה ביותר.

בעוד שהפרוטוקול הנוכחי מתמקד בנדנדת הגולף, ניתן לעקוב אחר מתודולוגיה דומה עבור ענפי ספורט אחרים המתמקדים בסיבוב תא המטען. אלה כוללים טניס, בייסבול וסופטבול, בין היתר. מכיוון שאלו כוללים גם מרכיב סיבובי, ניתן למקד את דופן הבטן הצדדית באופן דומה, ואולטרסאונד יכול לשמש לביופידבק. פרוטוקול זה מתמקד בנדנדת הגולף בשל השכיחות הגבוהה של כאבי גב תחתון אצל שחקני גולף, המיוחסים בדרך כלל לסיבוב המהיר של תא המטען בשילוב עם גזירה לרוחב וכוחות דחיסה4. מחקרים עתידיים צריכים לבחון האם אימון עם ביופידבק אולטרסאונד יכול לשפר את דפוסי פעילות השרירים ולהפחית את הסיכון לכאבי גב תחתון בגולף ובענפי ספורט אחרים המבוססים על סיבוב.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

למחברים אין גילויים רלוונטיים לדווח עליהם.

Acknowledgments

ללא.

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

רפואה גיליון 186
מתן ביופידבק חזותי באמצעות אולטרסאונד במצב בהירות במהלך חבטת גולף
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