Summary
Ultraljud i ljusstyrkeläge kan användas för att ge visuell biofeedback av musklerna i den laterala bukväggen under en golfsving. Visuell och verbal instruktion efter svängning kan öka muskelaktiveringen och tidpunkten för de yttre och inre snedställningarna.
Abstract
Att använda ultraljud biofeedback i samband med verbal cueing kan öka muskeltjockleken mer än verbal cueing ensam och kan förstärka traditionella rehabiliteringstekniker i en atletisk, fysiskt aktiv befolkning. Ultraljud för ljusstyrkeläge (B-läge) kan tillämpas med hjälp av bild-för-bild-analys synkroniserad med video för att förstå muskeltjockleksförändringar under dessa dynamiska uppgifter. Visuell biofeedback med ultraljud har etablerats i statiska positioner för musklerna i den laterala bukväggen. Men genom att säkra givaren i buken med hjälp av ett elastiskt bälte och skumblock kan biofeedback appliceras under mer specifika uppgifter som förekommer i livstidssporter, såsom golf. För att analysera muskelaktivitet under en golfsving kan muskeltjockleksförändringar jämföras. Tjockleken måste öka under hela uppgiften, vilket indikerar att muskeln är mer aktiv. Denna metod gör det möjligt för kliniker att omedelbart spela upp ultraljudsvideor för patienter som ett visuellt verktyg för att instruera korrekt aktivitet hos musklerna av intresse. Till exempel kan ultraljud användas för att rikta in sig på de yttre och inre snedställningarna, som spelar en viktig roll för att svänga en golfklubba eller någon annan rotationssport eller aktivitet. Denna metod syftar till att öka sned muskeltjocklek under golfsvingen. Dessutom kan tidpunkten för muskelkontraktion riktas genom att instruera patienten att dra ihop magmusklerna vid specifika tidpunkter, såsom början av nedgången, med målet att förbättra muskelavfyrningsmönster under uppgifterna.
Introduction
Musklerna i den laterala bukväggen inkluderar den yttre sneda, inre sneda och tvärgående abdominis. De yttre snedställningarna utför lateral flexion och kontralateral stamrotation, medan de inre snedställningarna utför ipsilateral stamrotation. Den tvärgående abdominis är det djupaste lagret i bukmuskulaturen, och det fungerar för att öka intra-abdominalt tryck och öka segmentstabiliteten i ryggraden1. Den korrekta funktionen hos dessa muskler är viktig för att minska risken för ländryggssmärta och förbättra atletisk prestanda eftersom bålstabilitet möjliggör ökad styrka och kraft genom extremiteterna2.
Under sporter med tonvikt på bålrotation, som golf, tennis, baseboll eller softboll, finns det en stor efterfrågan på kärnmusklerna. Till exempel, under en golfsving, toppar snedställningarna på spårsidan av kroppen vid 64% av den maximala frivilliga isometriska sammandragningen (MVIC) när de mäts med ytelektromyografi, medan blyet snedställs toppar vid 54% MVIC3. Stamrotation är en viktig bidragsgivare till avståndet och noggrannheten hos golfskott4. Stressen i golfsvingen och den höga efterfrågan på kärnmuskelaktivitet kan bidra till ländryggssmärta, vilket är den vanligaste skadan i golf5. Dessutom, hos elitgolfare med ländryggssmärta, försenas tidpunkten för extern sned aktivitet under golfsvingen jämfört med friska individer6. En annan studie med elektromyografi fann att golfare med ländryggssmärta har en tidigare debut av erector spinae än golfare utan ländryggssmärta7, vilket tyder på att fokus på anterolaterala muskler kan vara fördelaktigt. Därför är det viktigt att mäta omfattningen och tidpunkten för magmuskelaktiviteten under en golfsving för att förbättra prestanda och minska risken för ländryggssmärta.
Rehabiliterande ultraljud används ofta för att bedöma laterala magväggsmuskler på grund av den skiktade karaktären hos denna muskulatur 8,9,10. Det finns ingen skillnad i tvärgående abdominisaktivering hos collegegolfare med och utan ländryggssmärta i ryggläge eller i en mer funktionell golfsving position11. Tvärgående abdominisaktivitet är dock bara en komponent i en golfsving, och rotation kan vara viktigare för denna befolkning. Tidigare litteratur har använt ett elastiskt bälte och skumblock för att säkra ultraljudsgivaren i buken, vilket möjliggör ultraljudsbedömning av kärnmuskulaturen under dynamisk rörelse såsom en knäböj med ett ben eller gång8. Att applicera ultraljud under dynamiska rörelser har visat sig ha acceptabel till utmärkt tillförlitlighet12. Denna teknik kan tillämpas för att mäta tjockleksförändringar i den laterala bukväggen under en golfsving eller annan sportspecifik uppgift. Medan ytelektromyografi vanligtvis används för att mäta musklernas elektriska aktivitet, är detta mindre genomförbart i bukregionen. Den skiktade anatomin leder till korssamtal mellan musklerna och tillåter inte en visuell representation av de enskilda muskellagren i kärnan13. Ultraljud ger en fördel jämfört med alternativ som ytelektromyografi för kärnmuskulaturen eftersom det möjliggör en representation av varje enskild muskel samtidigt som det ger en bild för feedback14.
Eftersom ultraljud ger en bild av musklerna av intresse i realtid, kan den också användas som ett verktyg för visuell biofeedback. Ultraljud biofeedback har förbättrat förmågan att öka muskeltjockleken hos tvärgående abdominis och ländrygg multifidus jämfört med verbal cueing ensam15,16. Dessutom, hos golfare med och utan ländryggssmärta, ökar ultraljudsbiofeedback i realtid tvärgående abdominis tjocklek i liggande och i golfinställningsposition11. Biofeedback-träning i rygg översätts också till upprätt laddade uppgifter17. Mer forskning behövs för att bestämma den nödvändiga frekvensen och varaktigheten av biofeedback-träning, eftersom de flesta studier är enstaka eller kortvariga träningsprotokoll15. Eftersom ultraljud har tillämpats under funktionella uppgifter och det finns bevis för att golfare kan öka djup muskelföraktivering i inställningspositionen, bör forskning nästa undersöka användningen av ultraljudsbiofeedback för att öka sned muskeltjocklek under golfsvingen.
Därför syftar denna metod till att använda ultraljud som en återkopplingsmekanism för att förbättra aktiveringen och tidpunkten för buksnett under golfsvingen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Det nuvarande protokollet var en del av en studie som godkänts av Institutional Review Board vid University of Central Florida. Informerat samtycke mottogs från alla mänskliga deltagare för den aktuella studien. För att inkluderas i studien måste deltagarna vara mellan 18 år och 75 år, spela golf minst en gång i månaden under det senaste året eller en gång i veckan under de senaste 2 månaderna, ha spelat golf i minst 2 år och ha haft minst två episoder av ländryggssmärta under de senaste 12 månaderna. Exklusionskriterierna var balansstörningar, aktuell graviditet, operation i ländryggen eller nedre extremiteterna under det senaste året eller ett öppet sår i bukområdet där givaren måste placeras.
1. Ultraljudsinställning och datainsamling
- Öppna och slå på ultraljudsenheten (se Materialförteckning) med knappen På / Av .
- Tryck på knappen Patient på tangentbordet för att lägga till en ny patient och välj Ny patient till vänster på skärmen.
- Ange önskat patient-ID-nummer, se till att MSK är valt som tentamenstyp och klicka på Registrera. Avsluta för att börja tentamen och gå in i B-läge.
OBS: Ultraljudsinställningar i MSK Abdominal Preset, B-läge: B-färg = Tint Map D, Skriv zoomhöjd = 4, Skriv zoombredd = 4, Termiskt index = Tls, ATO-nivå = Låg, Fokusnummer = 2, Fokusnummer CrossXBeam = 2, Fokusdjup = 50, Djup (cm) = 3, Komprimering = 1, Fokusbredd = 1, Fokusbredd CrossXBeam = 1, Linjetäthet = 3, Linjetäthet CrossXBeam = 3, Suppression = 0, Frame Average = 4, från Average CrossXBeam = 2, CrossXBeam 2, CrossXBeam # = Low, CrossXBeam Type = Mean, Edge Enhance = 3, B Steer = 0, Gråskalekarta = Grå karta C, Gain = 34, Dynamic Range = 69, Rejection = 0, Frequency (MHz) = 12.
- Ange önskat patient-ID-nummer, se till att MSK är valt som tentamenstyp och klicka på Registrera. Avsluta för att börja tentamen och gå in i B-läge.
- Placera den linjära matrisgivaren i det elastiska bältet genom att placera huvudet på den linjära givaren genom en horisontell slits i mitten av bältet (se Materialförteckning). Applicera sedan ett till två skumblock för att säkra givaren på plats.
- Applicera ultraljudsgel (se materialförteckning) på den linjära givaren. Placera givaren på den laterala bukväggen, ca 10 cm i sidled till naveln8.
- Fäst bältet på deltagaren med hjälp av krok- och öglafästena. Se till att bältet är tillräckligt tätt så att givaren är fastsatt vinkelrätt mot den laterala bukväggen8.
- Justera djupet och förstärkningen (ljusstyrkan) på ultraljudet om det behövs för att få en tydlig bild av de fasciala gränserna och muskeltjockleken hos den yttre sneda, inre sneda och tvärgående abdominis. Se till att den fasciala kanten på den tvärgående abdominis är synlig på skärmens kant i denna längsgående vy (figur 1)8.
OBS: Djupet beror på storleken på individen som mäts, men se till att den djupa fasciala gränsen för den tvärgående abdominis är synlig och bilden är tydlig. - När bilden är klar, placera patienten på ett sätt som speglar den uppgift de kommer att slutföra. Till exempel, om de utför en golfsving, låt dem stå i sin inställningsposition. Tryck på Frys och sedan på Store för att ta en statisk bild, spara den i patientens undersökning och mät i realtid eller få tillgång till den senare för att mäta vilomuskeltjockleken.
OBS: Se figur 1 för ett exempel på en tydlig bild av den laterala bukväggen med hjälp av B-läge ultraljud.
- Välj Frys igen för att återgå till liveavbildning. Tryck på Butik för att börja spela in i B-lägesvideo. I det nedre högra hörnet av skärmen kontrollerar du att en timer börjar och är markerad med ljusgrönt, vilket indikerar att en video spelas in. Instruera deltagaren att ta en full golfsving när inspelningen har börjat.
- Tryck på Store igen för att avsluta videon och spara den i provet.
OBS: Sparade bilder och videor visas under den aktiva bilden, med upp till fem synliga per rad. Välj markören för att bläddra igenom eller välj tidigare bilder.
- Tryck på Store igen för att avsluta videon och spara den i provet.
- Upprepa steg 1.4 så många gånger som behövs för studien. Justera placeringen av ultraljudssonden i skumblocket efter behov om bilden blir suddig.
OBS: Typiska protokoll som jämför biofeedback och icke-biofeedback-förhållanden använder mellan 3 och 10 repetitioner per tillstånd11,17.- Efter varje testversion granskar du videon för bildklarhet. Om bilden blir ekofri (helt svart) vid något tillfälle indikerar det att ultraljudssonden rörde sig under gungan. I ett sådant fall, uteslut rättegången och åtgärda igen.
- Efter varje svängning, ha patienten placerad där de kan se ultraljudsskärmen. Öppna den senaste utvärderingsversionen.
- Ge en kort översikt och beskrivning av musklerna av intresse (för en rotationsuppgift kommer detta att inkludera de yttre och inre snedställningarna). Beskriv hur musklerna ska bli tjockare under rörelsen och visa dem deras prövning, ge utbildning baserat på varje försök.
- Till exempel, om snedställningarna förblir relativt lika stora under hela uppgiften, instruera dem att fokusera under nästa försök att dra ihop sina kärnmuskler kraftigt under hela rörelsen istället för att passivt rotera bålen.
OBS: Betoning på stamrotation som kraftkälla under en golfsving är ett vanligt drag hos högre skickliga golfare18. Under rotationsrörelser är det i allmänhet inte möjligt att ge biofeedback under uppgiften. Därför anses det vara acceptabelt att ge feedback efter varje prövning19.
- Upprepa biofeedback-försöken för så många försök som önskas. Ge ultraljudsbilderna samt verbal ledtråd eller instruktion efter varje försök, justera cueing efter behov.
Figur 1: Bild av höger lateral bukvägg under tyst stående . (A) Externt snett. (B) Internt snett. (C) Tvärgående abdominis. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
2. Vilande bildbehandling
- Öppna den första vilobilden för att mäta. Håll muspekaren över önskad bild från biblioteket under den aktiva bilden med markören och klicka på Enter.
- Klicka på Mät en gång för att öppna mätverktyget. Klicka på Enter när markören är över den överlägsna fasciala gränsen för muskeln av intresse.
OBS: För den aktuella studien mättes de yttre och inre snedställningarna eftersom de är musklerna av intresse, men man kan också mäta den tvärgående abdominis i denna uppfattning. - Klicka på Enter igen när markören är över den underlägsna fasciala gränsen.
OBS: Längden på det uppmätta segmentet visas längst ned till vänster på skärmen, mätt i centimeter. Registrera denna längd i ett kalkylblad organiserat för att inkludera deltagarens eller patientens namn / nummer och vilande muskeltjocklek.
- Klicka på Mät en gång för att öppna mätverktyget. Klicka på Enter när markören är över den överlägsna fasciala gränsen för muskeln av intresse.
- Upprepa steg 2.1.1-2.1.2 för alla bilder som behövs för att mäta för både yttre och inre snedställningar.
3. B-läge videobearbetning
- När önskat antal videor har tagits öppnar du den första videon som ska bearbetas. Håll muspekaren över önskad bild från biblioteket under den aktiva bilden med markören och klicka på Enter-knappen .
- Justera visningsramen i B-lägesvideon tills den första bildrutan har uppnåtts. Bestäm önskad samplingsfrekvens.
OBS: Tidigare litteratur har använt 10% intervall av de totala ramarna från 0% -100% för analys, men man kanske vill använda mer eller mindre beroende på målen20. - När den önskade ramen är öppen använder du mätverktyget . Klicka på knappen en gång för att öppna verktyget, placera markören på den överlägsna fasciala gränsen för muskeln av intresse och klicka på Enter för att placera den första änden av mätningen.
- Dra mätlinjen till den underlägsna fasciala gränsen för muskeln av intresse och klicka på Enter igen för att slutföra mätningen.
OBS: Det uppmätta avståndet visas längst ned till vänster på skärmen. - Tryck på Arkiv för att spara den uppmätta bilden.
- Registrera mätningen i ett kalkylblad som är organiserat för att inkludera deltagares eller patientens namn/nummer, ramnummer och tjockleksmått. Återgå till den ursprungliga B-lägesvideoramen (steg 3.2).
- Bläddra till nästa bildruta som ska analyseras. Om man till exempel samplar 11 tidpunkter (10% intervall från 0% -100%) av en gunga som fångade 100 ramar, kommer man nu att använda ram 10 (dvs. 10/100 motsvarar ram 10 av totalt 100 ramar).
- Upprepa steg 3.3-3.4 för att mäta nästa bildruta.
- Upprepa steg 3.7 tills alla önskade ramar har mätts.
- Gå till nästa video och upprepa steg 3.1-3.8 tills alla videor har mätts.
OBS: Se figur 2 för en sammanställning av de bearbetade ramarna under faserna av en golfsving.
4. Beräkning av aktiveringsgrad
OBS: Ett aktiveringsförhållande används vanligtvis för att bestämma graden av muskeltjockleksförändring 8,9,11. Formeln för aktiveringsförhållandet är kontrakterad tjocklek (cm)/vilotjocklek (cm).
- För att bestämma aktiveringsförhållandet vid en viss tidpunkt, mät tjockleken genom att följa steg 3. Dela detta värde med den vilande bildtjockleken som erhållits från steg 2.
Figur 2: Bild-för-bild-analys av en B-lägesvideo på spårsidan (höger) lateral bukvägg hos en högerhänt golfare. EO = yttre snett; IO = internt snett. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
| Icke-feedback | Biofeedback | |||||
| Swing varaktighet | Extern sned tjocklek (cm) | Inre sned tjocklek (cm) | Kombinerad sned tjocklek (cm) | Extern sned tjocklek (cm) | Inre sned tjocklek (cm) | Kombinerad sned tjocklek (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 |
Tabell 1: Jämförelse av den kombinerade sneda tjockleken under en golfsving mellan icke-återkopplings- och ultraljudsbiofeedback-förhållandena.
För önskat resultat måste måtten på sned tjocklek vara större under biofeedback-försök jämfört med traditionella, icke-återkopplingssvängningar. Helst skulle detta ske under alla faser av golfsvingen. Flera prövningar kan användas och varje utvärderingsversion diskuteras före nästa försök. Typiska protokoll som jämför biofeedback och icke-biofeedback-förhållanden använder mellan 3 och 10 repetitioner per tillstånd11,17. Till exempel, baserat på prövningen i tabell 1, måste klinikerns nästa instruktioner till patienten vara att de riktar in sig på snedställningarna och ökar bålens rotationskraft under baksvängningen. Denna deltagares kombinerade tjocklek på snedställningarna minskade vid 25% -tiden under biofeedback-studien, vilket motsvarar ungefär mitten av backswing. På de flesta andra punkter var snedställningarna större under biofeedback-studien, vilket tyder på att patienten förstår hur man använder sina snedställningar under golfsvingen effektivt.
I det här exemplet användes 5% av bilderna för provtagning. Det fångades 180 ramar under gungan och 9 mättes för att representera golfsvingens faser, som ses i figur 2. Om så önskas kan samplingsfrekvensen ökas för att representera en större andel av ultraljudsvideon. Detta skulle helt enkelt kräva analys av fler bilder som beskrivs i avsnittet "B-Mode video processing" i protokollet.
För att beräkna om biofeedback-försöken var effektiva kan man jämföra aktiveringsförhållandena vid olika tidpunkter för gungan. Ett aktiveringsförhållande tar den kontrakterade tjockleken eller tjockleken under gungan och delar den med den vilande (eller inställnings) tjockleken. Ett förhållande över 1,0 indikerar att muskeln ökade i tjocklek och är aktiv. Till exempel kan svängningstiden på 0% i tabell 1 användas som vilotjocklek, eftersom detta är tjockleken på de yttre och inre snedställningarna innan gungan initieras. För att bestämma om den kombinerade sneda tjockleken ökade vid 50% tidpunkt då biofeedback tillhandahölls, kan aktiveringsförhållanden beräknas enligt följande:
Icke-biofeedback: 1,685 cm/1,608 cm = 1,048
Biofeedback: 1.739 cm/1.555 cm = 1.118
Baserat på detta individuella prov kan man dra slutsatsen att biofeedback ledde till en liten ökning av sned muskelaktivering vid 50% varaktighet av golfsvingen.
Video 1: Full B-läge ultraljudsvideo av höger lateral bukvägg under en golfsving av en högerhänt golfare. Klicka här för att ladda ner den här videon.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Att tillhandahålla ultraljud biofeedback efter en rotationsbaserad sportrörelse som en golfsving kan användas för att öka muskeltjockleken på den laterala bukväggen. Som visas i de representativa resultaten kan en enda studie av ultraljudsbiofeedback leda till kortsiktiga ökningar av sned muskelaktivitet under en golfsving.
Tidigare forskning har också använt B-läge ultraljud säkrat med ett elastiskt bälte under dynamiska uppgifter20. Detta mättes medan individer gick på ett löpband. I likhet med de nuvarande metoderna reducerade författarna B-lägesvideon till en mindre andel stillbilder för mätning för att representera gånggången. Detta gör databehandling och analys mer genomförbar, eftersom de samplas med 10% intervall under en gångcykel. Det nuvarande protokollet bygger på denna metodik genom att tillämpa B-mode ultraljud som ett biofeedback-verktyg under en komplex, rotationsbaserad rörelse. Eftersom gången är cyklisk måste dock direkt jämförelse med detta protokoll varnas. En golfsving kan delas upp i mindre delar, till exempel adress, backswing, downswing och follow-through21. Det kan dock vara utmanande att synkronisera B-läge ultraljudsvideo till de specifika faserna i golfsvingen eftersom backswing av elitspelare är i genomsnitt under 1 s, och downswing i genomsnitt mindre än 0.25 s21. För att direkt jämföra svängfaser kan klinikern se förändringarna i muskelaktivitet genom att synkronisera en svängvideo och B-läge ultraljudsvideo. Gung- och ultraljudsbilderna kan sedan jämföras bild för bild för att bestämma muskelaktiviteten vid olika punkter i gungan. Att synkronisera B-lägesvideon till ett stoppur med varvade tider i början och slutet av gungan kan också ge en grov uppskattning av svängfaser. När backswingen börjar kan man förvänta sig att spårsidan (höger sida i en högerhänt golfare) inre snett ökar i tjocklek när de roterar stammen mot höger sida under backswing. På samma sätt bör ledarsidan (vänster i högerhänta golfare) yttre snedställda öka i tjocklek under backswing, eftersom det finns kontralateral stamrotation under denna fas av gungan21. Se figur 2 för en ram-för-ram-jämförelse av sned aktivitet under golfsvingens faser.
Ett kritiskt steg är att säkerställa konsekvent hudkontakt med givaren för att få exakta, tydliga bilder under rotationsrörelser. Detta kan kräva felsökning eller ändringar i de skumblock som används. Till exempel kan större eller mindre individer behöva olika mängder vaddering, så det rekommenderas att bekräfta bildens klarhet före datainsamling. Instruera individen att utföra några övningssvängningar, vilket gör att de kan bekanta sig med positioneringen medan klinikern observerar ultraljudsskärmen för att säkerställa bildklarhet. Eftersom givaren kommer att säkras med ett elastiskt bälte lindat tätt runt buken är denna förtrogenhetsperiod viktig. Det gör att individen kan bli bekväm med utrustningen och svänga så normalt som möjligt. Bältet kan ändra sin mekanik minimalt, men det möjliggör en konsekvent tydlig bild.
Ytterligare begränsningar av denna metod inkluderar risken för oklara bilder. Även om risken för oklara bilder kan mildras med rätt positionering och förtrogenhetsperioder, kan vissa bildrutor i B-lägesvideon vara oklara. När du väljer samplingsfrekvens eller bestämmer vilken procentandel av bildrutorna som ska mätas kan vissa justeringar behöva göras för att säkerställa att tydliga bilder analyseras. Om till exempel var 10:e bildruta mäts, med början i bildruta 1, kan prövaren och/eller läkaren behöva välja en bildruta något ur sekvens om den önskade bilden är ur fokus , till exempel att använda den 12:e bildrutan i stället för den 11:e. Att upprätthålla konsekvent kontakt mellan huden och givaren är viktigt för att minska risken för dålig bildkvalitet. Video 1 visar ett exempel på en fullständig B-lägesvideo. När den pausas vid olika tidpunkter kan tittaren se hur, även när korrekta procedurer följs, det finns enstaka suddiga ramar. Trots dessa utmaningar är dynamiska ultraljudsbedömningar tillförlitliga mått12.
Förutom den nuvarande metoden för bildbehandling som utförs på ultraljudsenheten kan annan bearbetningsprogramvara mäta tjockleksförändringar12. Att till exempel spara videorna på en extern enhet och öppna dem på en dator med fritt tillgänglig mätprogramvara möjliggör senare bearbetning utan att behöva ultraljudsenheten. En liknande procedur används med denna typ av programvara, där skärmdumpar av önskade ramar tas från videon och sedan analyseras med hjälp av ett mätverktyg. Om du använder den här metoden, se till att ställa in bildskalan med hjälp av djupmätningarna på höger sida av ultraljudsbilden som referenslinje.
Att träna deltagare med ultraljudsbiofeedback kräver en god förståelse för anatomi, förtrogenhet med ultraljudsenheten och förmågan att förklara bilden eller videon för en deltagare i realtid22,23. Denna metod för ultraljud biofeedback anses vara förstärkt feedback med kunskap om prestanda, där patienten ges ytterligare information (video av deras muskelaktivitet) som visar vad de gjorde när de slutförde rörelsen. I skadade populationer kan förstärkt återkoppling ge saknad information på grund av förändringar i sensoriska vägar19. Förstärkt feedback kan förbättra inlärningen och minska mängden övning som behövs för att lära sig en komplex uppgift19. Tidpunkten för biofeedback har diskuterats, och en begränsning av denna metod är att samtidig feedback verkar vara mest effektiv19. Att ge feedback under en sving är dock inte genomförbart på grund av ultraljudsavbildning och golfsvingen. Därför är det ett rimligt alternativ att ge feedback efter svängningen. Slutligen har den ideala frekvensen av biofeedback-träning inte fastställts24, och framtida studier bör jämföra långsiktig feedbackträning för att bestämma den mest effektiva strategin.
Medan det nuvarande protokollet fokuserar på golfsvingen, kan en liknande metod följas för andra sporter med fokus på stamrotation. Dessa inkluderar bland annat tennis, baseboll och softboll. Eftersom dessa också involverar en rotationskomponent kan den laterala bukväggen riktas på samma sätt, och ultraljud kan användas för biofeedback. Detta protokoll fokuserar på golfsvingen på grund av den höga förekomsten av ländryggssmärta hos golfare, vanligtvis tillskriven den snabba rotationen av stammen i kombination med lateral skjuvning och tryckkrafter4. Framtida forskning bör undersöka om träning med ultraljudsbiofeedback kan förbättra muskelaktivitetsmönster och minska risken för ländryggssmärta i golf och andra rotationsbaserade sporter.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inga relevanta upplysningar att rapportera.
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 |
References
- Betts, J. G., et al. Anatomy and Physiology. , OpenStax. Houston, TX. (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. , McGraw-Hill. New York, NY. (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).
