Обеспечение визуальной биологической обратной связи с использованием ультразвука режима яркости во время игры в гольф
Summary
Режим яркости ультразвука может быть использован для обеспечения визуальной биологической обратной связи мышц боковой брюшной стенки во время игры в гольф. Послесвинговые визуальные и вербальные инструкции могут увеличить мышечную активацию и сроки внешних и внутренних наклонов.
Abstract
Использование ультразвуковой биологической обратной связи в сочетании со словесными сигналами может увеличить толщину мышц больше, чем только вербальные сигналы, и может дополнить традиционные методы реабилитации в спортивной, физически активной популяции. Ультразвуковой режим яркости (B-режим) может быть применен с использованием покадрового анализа, синхронизированного с видео, чтобы понять изменения толщины мышц во время этих динамических задач. Установлена визуальная биологическая обратная связь с ультразвуком в статических положениях для мышц боковой брюшной стенки. Однако, закрепляя датчик на животе с помощью эластичного ремня и пеноблока, биологическая обратная связь может быть применена во время более конкретных задач, распространенных в пожизненных видах спорта, таких как гольф. Чтобы проанализировать мышечную активность во время игры в гольф, можно сравнить изменения толщины мышц. Толщина должна увеличиваться на протяжении всей задачи, указывая на то, что мышца более активна. Эта методология позволяет клиницистам немедленно воспроизводить ультразвуковые видео для пациентов в качестве визуального инструмента для обучения правильной деятельности интересующих мышц. Например, ультразвук может быть использован для нацеливания на внешние и внутренние косые, которые играют важную роль в размахивании клюшкой для гольфа или любом другом ротационном виде спорта или деятельности. Эта методика направлена на увеличение толщины косых мышц во время игры в гольф. Кроме того, время сокращения мышц может быть нацелено, инструктируя пациента сокращать мышцы живота в определенные моменты времени, такие как начало нисходящего движения, с целью улучшения моделей мышечной стрельбы во время выполнения задач.
Introduction
Мышцы боковой брюшной стенки включают наружный косой, внутренний косой и поперечный живот. Внешние косые выполняют боковое сгибание и контралатеральное вращение туловища, в то время как внутренние косые выполняют ипсилатеральное вращение туловища. Поперечный живот является самым глубоким слоем брюшной мускулатуры, и он функционирует для повышения внутрибрюшного давления и повышения сегментарной стабильности позвоночника1. Правильная функция этих мышц важна для снижения риска боли в пояснице и улучшения спортивных результатов, поскольку стабильность ядра позволяет увеличить силу и мощность через конечности2.
Во время занятий спортом с акцентом на вращение туловища, таких как гольф, теннис, бейсбол или софтбол, существует высокий спрос на основные мышцы. Например, во время качелей для гольфа косые склоны на стороне следа тела достигают пика на 64% от максимального произвольного изометрического сжатия (MVIC) при измерении с помощью поверхностной электромиографии, в то время как свинец наклоняется к пику при 54% MVIC3. Вращение туловища является ключевым фактором расстояния и точности ударов в гольф4. Стрессы, связанные с гольф-свингом, и высокая потребность в основной мышечной активности могут способствовать боли в пояснице, которая является наиболее распространенной травмой в гольфе5. Кроме того, у элитных игроков в гольф с болью в пояснице время внешней косой активности задерживается во время свинга в гольфе по сравнению со здоровыми людьми6. Другое исследование с использованием электромиографии показало, что игроки в гольф с болью в пояснице имеют более раннее начало эректора позвоночника, чем гольфисты без боли в пояснице7, предполагая, что сосредоточение внимания на переднебоковых мышцах может быть полезным. Поэтому измерение степени и времени активности мышц живота во время игры в гольф важно для улучшения производительности и снижения риска боли в пояснице.
Реабилитационное ультразвуковое исследование обычно используется для оценки боковых мышц брюшной стенки из-за слоистой природы этой мускулатуры 8,9,10. Нет никакой разницы в активации поперечного живота у игроков в гольф колледжа с болью в пояснице и без нее в положении лежа на спине или в более функциональном положении11 для гольфа. Тем не менее, поперечная активность абдоминиса является лишь одним из компонентов качелей для гольфа, и вращение может быть более важным для этой популяции. Предыдущая литература использовала эластичный пояс и пеноблок для крепления ультразвукового преобразователя к брюшной полости, что позволяет проводить ультразвуковую оценку мышечной массы ядра во время динамических движений, таких как приседание одной ноги или походка8. Было показано, что применение ультразвука во время динамических движений имеет приемлемую и отличную надежность12. Этот метод может быть применен для измерения изменений толщины боковой брюшной стенки во время игры в гольф или другой спортивной задачи. В то время как поверхностная электромиография обычно используется для измерения электрической активности мышц, это менее осуществимо в брюшной области. Слоистая анатомия приводит к перекрестным помехам между мышцами и не позволяет визуально представить отдельные мышечные слои ядра13. Ультразвук обеспечивает преимущество перед альтернативами, такими как поверхностная электромиография для основной мускулатуры, поскольку он позволяет представлять каждую отдельную мышцу, а также дает изображение для обратной связи14.
Поскольку ультразвук обеспечивает изображение интересующих мышц в режиме реального времени, его также можно использовать в качестве инструмента для визуальной биологической обратной связи. Ультразвуковая биологическая обратная связь улучшила способность увеличивать мышечную толщину поперечного живота и поясничного мультифидуса по сравнению с только вербальным сигналом15,16. Кроме того, у игроков в гольф с болью в пояснице и без нее ультразвуковая биологическая обратная связь в режиме реального времени увеличивает толщину поперечного живота в лежачем положении и в положении11 для гольфа. Обучение биологической обратной связи в лежачем положении также переводится в вертикально нагруженные задачи17. Необходимы дополнительные исследования для определения требуемой частоты и продолжительности обучения биологической обратной связи, поскольку большинство исследований представляют собой односессионные или краткосрочные тренировочные протоколы15. Поскольку ультразвук применяется во время функциональных задач, и есть доказательства того, что игроки в гольф могут увеличить глубокую мышечную предварительную активацию в установочном положении, исследования должны затем изучить использование ультразвуковой биологической обратной связи для увеличения толщины косых мышц во время качелей для гольфа.
Поэтому данная методика направлена на использование ультразвука в качестве механизма обратной связи для улучшения активации и времени абдоминальных косых мышц во время качелей в гольфе.
Protocol
Representative Results
Discussion
Обеспечение ультразвуковой биологической обратной связи после спортивного движения на основе вращения, такого как качели для гольфа, может быть использовано для увеличения мышечной толщины боковой брюшной стенки. Как показано в репрезентативных результатах, одно испытание ультразв?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Никакой.
Materials
| 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 |
References
- Betts, J. G., et al. . Anatomy and Physiology. , (2017).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Magill, R. A., Anderson, D. . Motor Learning and Control: Concepts and Applications. , (2014).
- 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).
- 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).
- Smith, J., Finnoff, J. T. Diagnostic and interventional musculoskeletal ultrasound: Part 1. fundamentals. PM&R. 1 (1), 64-75 (2009).
- Smith, J., Finnoff, J. T. Diagnostic and interventional musculoskeletal ultrasound: Part 2. clinical applications. PM&R. 1 (2), 162-177 (2009).
- 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).
