Elit Sporcularda Birden Fazla Eklem Açısında Aşil Tendonu Sertliğini Değerlendirmek İçin Titreşim Tabanlı Elastografi Protokolünün Güvenilirliği

Summary

Bu protokol, elit sporcularda birden fazla bilek eklemi açısı boyunca Aşil tendonunun fonksiyonel sertlik spektrumunu niceleyen standartlaştırılmış, taşınabilir ultrason tabanlı bir yöntemi tanımlar; böylece farklı yük koşullarında tendon mekanik davranışının güvenilir ve tekrarlanabilir değerlendirilmesini sağlar.

Abstract

Aşil tendonunun mekanik davranışı, atletik performans ve sakatlık riskinde kritik bir rol oynar; Ancak, tendon sertliğinin in vivo değerlendirmesi hâlâ zordur. Ultrasonografi ile dinamometriyi birleştiren geleneksel yaklaşımlar pahalı, laboratuvar gerektiren ve genellikle tek eklem pozisyonlarıyla sınırlıdır; mevcut elastografi tabanlı teknikler ise genellikle metodolojik varsayımlar veya sınırlı fonksiyonel önem nedeniyle kısıtlanır.

Bu çalışmanın amacı, birden fazla sabit ayak bileği eklemi açısı boyunca Aşil tendonunun fonksiyonel sertlik spektrumunu niceltmek için standartlaştırılmış, taşınabilir bir protokol sunmak ve doğrulamaktı. Bu paradigma, değerlendirmeyi tek bir statik sertlik değerinden sürekli mekanik bir profile kaydırır ve tendonun yüklemeye doğrusal olmayan yanıtını yakalar. Kuvvet-ultrason füzyon sistemi kullanılarak, mekanik olarak indüklenen düşük frekanslı titreşimler tendona uygulanırken, yüzeysel tendon dokusunun kayma elastik modülü tahmin etmek için ultrason tabanlı hareket takibi kullanıldı. Ölçümler, elit erkek sporcularda, gevşek ve plantarfleks durumlardan nötr ve dorsifleks pozisyonlara kadar önceden belirlenmiş ayak bileği eklemleri pozisyonlarında iki taraflı olarak gerçekleştirildi.

Protokol, tüm eklem açılarında iyi bir deneme içi tekrarlanabilirlik ve seans içi mükemmel tekrarlanabilirlik gösterdi; yumuşak doku elastografisi ve sınıf içi korelasyon katsayıları için kabul edilebilir sınırlar içinde kaldı; bu da yüksek güvenilirliği göstermektedir. Aşil tendonunun sertliği, progresif dorsifleksiyonla birlikte doğrusal olmayan bir şekilde arttı, bu da açıya bağlı mekanik davranışı gösterir. Tam fonksiyonel aralıkta yan hakimiyetin önemli bir ana etkisi gözlemlenmedi; spora özgü farklılıklar ise seçilmiş eklem açılarında ortaya çıktı.

Bu protokol, işlevsel olarak ilgili yükleme koşullarında Aşil tendonunun mekanik davranışını karakterize etmek için pratik ve tekrarlanabilir bir yaklaşım sunar. Taşınabilirliği ve standart iş akışı, laboratuvar, klinik ve saha tabanlı uygulamalar için uygun hale getirerek sporcu izleme, yaralanma riski değerlendirmesi ve tendon adaptasyonunun uzunlamasına değerlendirmesi için değerli bir araç sunmaktadır.

Introduction

Aşil tendonu, kas kuvvetlerini iletirek ve elastik enerjiyi depolayıp serbest bırakarak yüksek performanslı insan hareketlerinde kritik bir rol oynar^1. Mekanik sertliği, hareket verimliliğinin temel belirleyicisidir; kuvvet iletimi, elastik enerji yeniden kullanımı ve lokomotor ve patlayıcı görevlerde genel mekanik çıktıyı etkiler². Elit sporcularda—özellikle sprint, zıplama ve diğer SSC ağırlıklı sporlarda çalışanlarda—daha yüksek Aşil tendonu sertliği, sürekli olarak üstün sprint hızı, ivme, koşu ekonomisi, zıplama performansı ve kuvvet gelişim oranıyla^{ilişkilendirilmiştir 3}. Hem uzun süreli eğitim maruziyeti hem de kısa vadeli mekanik yükleme, tendon sertliğinde ölçülebilir değişikliklere yol açtığı gösterilmiştir; bu da tendon^{dokusu 4,5'in} adaptif kapasitesini yansıtmaktadır. Buna karşılık, Aşil tendinopatisi gibi patolojik durumlar genellikle değişmiş sertlikle karakterize edilir; bu durum, kas gücü korunmasına rağmen kuvvet iletimi bozabilir^{. 6}. Tendinopatinin etkisi oldukça büyüktür; Elit sporlarda önemli zaman kaybı, performansın düşmesi ve potansiyel olarak kariyerlerin kısaltılmasına yol açarken, rekreasyon amaçlı aktif nüfuslarda yaşam kalitesini düşüren ve önemli sağlık masraflarına yol açan oldukça yaygın ve inatçı bir sorundur. Bu nedenle, atletik popülasyonlarda performans izleme, yük yönetimi ve yaralanma ile ilgili değerlendirme için doğru ve güvenilir bir şekilde Aşil tendonu sertliğinin değerlendirilmesi gereklidir.

Şu anda, ultrasonografi ve dinamometrinin birleşimi, tendon^sertliği 7,8,9'un in vivo ölçülmesi için referans yaklaşımı olarak yaygın olarak kabul edilmektedir. Bu yöntem, yüksek kontrollü koşullarda tendon mekanik özellikleri hakkında değerli bilgiler sağlasa da, daha geniş uygulamasını birkaç pratik sınırlama kısıtlamaktadır^. Kurulum zaman alıcıdır, operatör uzmanlığına büyük ölçüde bağlıdır ve genellikle laboratuvar ortamlarıyla sınırlıdır. Ayrıca, hem izokinetik dinamometre hem de premium ultrason makineleri için önemli sermaye yatırımı gerektiren önemli bir finansal engel oluşturur. Ayrıca, sertlik tahminleri genellikle tek bir eklem konfigürasyonunda izole veya yarı-statik yükleme koşullarında elde edilir; bu da rutin sporcu izleme, saha tabanlı değerlendirme ve antrenman döngüleri boyunca uzunlamasına değerlendirme için uygulanabilirliklerini sınırlar. Bu kısıtlamalar, hem metodolojik olarak sağlam hem de uygulamalı spor ortamlarında uygulanabilir alternatif ölçüm yaklaşımlarına olan ihtiyacı vurgulamaktadır.

Ultrason tabanlı elastografi teknikleri, tendon mekanik özelliklerinin in vivo değerlendirmesinde değerli araçlar olarak ortaya çıkmıştır. Bunlar arasında, kesme dalgası elastografisi (SWE) kas-iskelet dokularında yaygın olarak uygulanmıştır; ancak kullanımı önemli metodolojik zorlukları ortaya^{koymuştur 11}. Önceki çalışmalar, elastografiden kaynaklanan sertlik ölçümlerinin eklem açısına, prob yönelimine, doku ön sıkıştırmasına, ilgi alanına (ROI) seçimine ve veri işleme stratejilerine özellikle tendonlar gibi yüksek anizotropik yapılarda karşı oldukça hassas olduğunu göstermiştir. Operatör kaynaklı değişkenliği azaltmak için, bazı yazarlar ultrason probunu güvence altına almak için özel harici demetlerin kullanılmasını savunmuştur, ancak bu genellikle test verimliliği ve hızlı veri toplama pahasına gerçekleşir. Sonuç olarak, metodolojik standartlar ve titiz ölçüm protokolleri—ister serbest el teknikleri ister harici stabilizasyon kullansın—geçerli ve tekrarlanabilir sertlik değerlendirmesini sağlamak için güçlü bir şekilde savunulmuştur. Bu metodolojik hususlar sadece SWE ile sınırlı değildir; mekanik olarak indüklenen dalga yayılımından doku sertliğini çıkaran elastografi tabanlı tekniklerle genel olarak ilgilidir.

Son yıllarda, titreşim tabanlı ultrason elastografisi, yüzeysel kas-iskelet dokularının mekanik özelliklerini değerlendirmek için pratik ve alana uyarlanabilir bir alternatif olarak ilgi^{görmüştür.} Bu yaklaşımda, hedef dokunun akustik ve yapısal özellikleri için özel olarak optimize edilmiş frekans ve genlik parametreleriyle mekanik titreşimler dokuya dışarıdan uygulanır ve ortaya çıkan dalga yayılımı ultrason görüntülemesi kullanılarak uygulanarak sertlikle ilgili parametreler elde edilir. Önceki öncü çalışmalar, ultrases ve harici aktüatör kombinasyonunu tendon mekaniğini değerlendirmek için başarıyla kullanmış—uzuva bağlanmış hacimli mekanik bir sarsıntı kullanarak sürekli sinüzoidal^{dalgalar üretmektedir 13,14}—ancak mevcut protokol geçici titreşim yaklaşımını kullanmaktadır. Mekanik uyarılma ucunun ultrases dönüştürücüsünün hemen yanına manuel olarak yerleştirildiği esnek, elde tutulan bir konfigürasyon kullanarak son derece kısa (300 ms) geçici impulslar iletilarak, bu sistem karmaşık ve zaman alıcı harici kayış kurulumlarına olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Bu gelişme, denek yükünü önemli ölçüde azaltır ve geleneksel laboratuvar tabanlı dinamometri-ultrason kombinasyonlarına kıyasla, titreşim tabanlı elastografi sistemlerini daha taşınabilir, invaziv olmayan ve uygulamalı spor ortamlarında tekrar edilen ölçümler için uygulanabilir hale getirir. Ancak, bu avantajlara rağmen, mevcut çalışmalar genellikle tek bir eklem konfigürasyonunda Aşil tendon sertliğini değerlendirmiş ve tendon mekanik davranışının sınırlı bir anlık görüntüsünü sağlamıştır.

Tendon sertliği, kas-tendon biriminin konfigürasyonuna bağlıdır ve eklem açısı ile kas uzunluğuna bağlı olarak değişir. Bu nedenle, tek açıdan yapılan bir ölçüm, ayak bileği hareket aralığında ve spora özgü duruşlarda oluşan tendon sertliğindeki fonksiyonel değişkenliği yakalamakta başarısız olur. Bu sınırlama, çok açılı yüklemeye ve hızlı kuvvet geçişlerine maruz kalan sporcular için sertlik ölçümlerinin pratik önemini azaltır. Bugüne kadar, çok az çalışma tekrarlanabilir elastografiye dayalı protokol¹⁵ kullanarak birden fazla standart eklem açısı boyunca Aşil tendonun sertliğini sistematik olarak nicelikle niceliklemiştir.

Bu metodolojik boşluğu gidermek için Fonksiyonel Sertlik Spektrumu Paradigması öneriyoruz. Bu yaklaşım, tendon sertliğini skaler bir özellik olarak değil, eklem pozisyonunun sürekli bir fonksiyonu olarak yeniden kavramsallaştırır ve tendonun mekanik çıkışını fizyolojik yük durumları aralığında nicelikleştirir. Serbest tendonun kesme elastik modülünü birden fazla açıdan izole ederek, bu yöntem kas-tendon biriminin geleneksel dinamometrisini tamamlayan dokuya özgü bir değerlendirme sağlar. Bu makalenin amacı, konu konumlandırma, ortak açı standartlaştırılması, prob işleme, ROI seçimi ve veri toplama prosedürlerini içeren ayrıntılı ve adım adım bir protokol sunmaktır. Bu protokol, Aşil tendonunun fonksiyonel sertlik spektrumunun tekrarlanabilir değerlendirmesini kolaylaştırmak ve araştırmacılar ile uygulayıcılara elit sporcularda spora özgü tendon adaptasyonları ve fonksiyonel biyomekaniği araştırmak için pratik bir araç sağlamak amacıyla tasarlanmıştır. Önemli olarak, bu yöntemin faydası hakkında pratik rehberlik sağlamak için uygulama sınırları net bir şekilde tanımlanmalıdır. Bu yaklaşım, yerel tendon mekaniğinin invaziv olmayan, statik veya yarı-statik profillenmesi için son derece uygundur—örneğin boylamasına adaptasyonların izlenmesi, yan yana asimetri taraması veya tendinopati rehabilitasyonunun izlenmesi. Ancak, tutarlı akustik bağlanmanın mümkün olmadığı yüksek dinamik, sürekli hareket görevleri için uygun değildir ve taban geriliminin olmadığı tam tendon kopmalarının akut aşamasında da uygulanamaz. Ayrıca, uygulayıcılar, aşırı doku gerilimi altında kesme dalgası yayılımının doygunluk etkisi nedeniyle, aşırı hareket aralıklarında mutlak ölçüm hassasiyetinin (örneğin maksimum dorsifleksiyon) azalabileceğini unutmamalıdır.

Protocol

Bu çalışma, Pekin Spor Üniversitesi Araştırma Etik Komitesi tarafından onaylanmış (Onay numarası: 2025608H) ve tüm prosedürler Helsinki Bildirgesi'ne uygun olarak yürütülmüştür. Tüm katılımcılar, çalışmaya katılım ve anonimleştirilmiş görüntülerin yayınlanması için yazılı bilgilendirilmiş onay sundu.

Katılımcı hazırlığı

Işe alım ve uygunluk

Katılımcılar, ulusal seviyedeki spor takımlarından seçildi ve 18–26 yaş arası profesyonel erkek sporcuları da dahil ederek çeşitli spor dallarında (örneğin sprint, tenis, basketbol) yer aldı. Katılımcılar, normal vücut kitle indeksi (BMI)¹⁶ için tarama yapıldı. Dominant bacak ise katılımcılardan topa tekme atmaları istenerek belirlendi.

Dahil etme ve dışlama kriterleri

Katılımcılar aşağıdaki dahil etme kriterlerini karşıladı: erkek cinsiyet, normal BMI ve ulusal düzeyde spor yeterliliği. Dışlama kriterleri arasında bilek yaralanması veya ameliyatı öyküsü, nörolojik veya sistemik hastalık, akut kas-iskelet ağrısı veya Aşil tendonu veya çevresindeki yapılarla ilgili iltihap ve kendi bildirilen anabolik ilaç kullanımı yer alıyordu.

Test ortamı ve ön test talimatları

Tüm ölçümler, tüm katılımcılar için aynı test odası ve muayene görevlileri kullanılarak standart laboratuvar koşullarında gerçekleştirildi. Katılımcılara,¹⁷ testten önce 48 saat boyunca yüksek yoğunluklu egzersizlerden kaçınmaları talimatı verildi.

Ekipman bileşenleri ve bağlantılar

Bu çalışmada taşınabilir titreşim tabanlı ultrason elastografi sistemi kullanıldı. Kullanılan özel ticari ürünler ve yazılımlar Materyaller Tablosu'nda detaylandırılmıştır. Sistem dört ana bileşenden oluşuyordu: (1) entegre sistem yazılımına sahip ana ünite (sürüm 1.0), (2) linear-array ultrason dönüştürücü, (3) harici uyarılma modülü ve (4) L15 titreşim başlığı.

Linear-array dönüştürücü, nominal merkezi frekansı 100 Hz ve genliği 1 mm olan, yüzeysel kas-iskelet dokularının yüksek çözünürlüklü görüntülemesi için tasarlanmış 128 elemanlı bir probdu. Uyarılma modülü, L15 titreşim başlığı ile birlikte, dokuya iletilen mekanik dalgalar (15 ± 2 mm) düşük frekanslı mekanik titreşimler üretir. Dalga yayılımından kaynaklanan doku hareketi ultrason sistemi tarafından takip edildi ve sertlikle ilgili parametreler sistemin yerleşik analiz yazılımı kullanılarak türetildi.

Transdüser, konnektörün ana ünitenin arka panelindeki ilgili arayüzle hizalanması, konnektör düğmeleri tam olarak bağlı ve sonda muhafazasına hizalanarak ve kondüktör kablosunu nazikçe çekerek ana üniteye bağlanarak bağlanıyordu. Uyarılma modülü, ana ünitenin sol alt tarafında bulunan belirlenmiş sokete, kilitleme konnektörünü hizalayıp tam olarak takarak ve kilitleme mekanizmasını manuel olarak sıkılaştırarak sabit mekanik ve elektriksel bağlantı sağlanıyordu. Sistem, ana güç kaynağını açarak ve sistem durum göstergesinin yandığını doğrulayarak açıldı, ardından tablet arayüzü açıldı, belirlenen uygulama simgesi seçilerek ultrason sistem yazılımını başlatıldı ve sistemin ana ultrason işletim arayüzüne girdiği doğrulandı; gerçek zamanlı B-mod görüntüleme gösterildi.

Kayma elastik modülü (G) edinimi

Dönüştürücü hazırlığı ve yerleştirme

Dönüştürücü yüzeyine önceden ısıtılmış bir eşleştirme jeli tabakası uygulandı ve prob, ölçüm alanına hafifçe yerleştirildi; hedef nokta probun ön tarafının altına hizalandı. Görüntüleme kalitesi alınmadan önce doğrulandı; bu da dönüştürücü düzlemin cilt yüzeyine neredeyse dik (>75°) olduğu, dönüştürücü-cilt mesafesinin yaklaşık 5 mm olduğu, görünür hava kabarcıklarının olmadığı ve fasya ile tendon liflerinin net görselleştirildiği sağlandı.

Uyarılma modülü yapılandırması

Elastografi modu (E-modu) parametreleri 7,5 MHz frekansa, 4 alım hattına, 5 mm derinlik aralığına ve 300 ms alma süresine ayarlandı. Uyarılma modülü etkinleştirildi ve uyarılma ucu, probun çıkıntı tarafının 3–6 mm önünde, prob görüntüleme düzlemine dik konumlandırıldı.

E-mod görüntüleme ve derinlik ayarı

Ultrason sistemi E-moduna geçti ve referans hattı, alınım derinliği aralığı yüzeysel tendon fasyasının hemen altında başlayacak şekilde konumlandırıldı. İlgi bölgesi (ROI), tendon kalınlığını kapatacak şekilde ayarlandı; ancak deri, deri altı dokusu ve Kager yağ pedinden kesinlikle kaçınıldı.

Veri toplama ve kalite kontrolü

Sürekli ölçüm, Açık düğmesine tıklanarak başlatılır ve sistem otomatik olarak kesme modülünü (G) hesaplar, geçerli verilerin ortalama ± SD değerlerini sağlar. Katılımcı ve operatör duruşu alım sırasında sabit tutularak en az 10 geçerli sürekli veri noktası elde edildi. Yeterli veri noktası toplandığında Dondurma fonksiyonuna basarak veri toplama durduruluyordu. Veri seti istisnalar açısından incelendi ve anormal veri noktaları sistemin düzenleme fonksiyonuyla kaldırıldı.

Ölçümler her ayak bileği açısında en az üç kez tekrarlandı. Bir ölçüm, yalnızca sürekli veri noktalarının standart sapması (SD) cihazın iç geçerlilik gereksinimlerine uygun olarak ortalamanın %10'undan az ise geçerli sayılırdı; aksi takdirde, ölçüm atılmış ve tekrarlanmıştır. B-mod görüntüleri ve mekanik görüntüleme haritaları dokümantasyon için kaydedildi (Şekil 1).

Şekil 1. Deneysel kurulumun şematik temsili ve fonksiyonel sertlik spektrumu edinim protokolü. (A) Deneysel kurulum. (B) Aşil tendonunda özel ölçüm bölgeleri. (C) Deneysel dizide ayak bileği eklemi açıları. Kısaltmalar: PF = plantarfleksyon, DF = dorsifleksiyon. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Veri toplama prosedürü

Konu kaydı ve anatomik lokalizasyon

Katılımcı demografik ve spor bilgileri varışta kaydedildi. Katılımcılara ayakkabılarını ve çoraplarını çıkarıp muayene koltuğunda yatmaları ve bileklerini yaklaşık 5 cm kenarın üzerine tamamen uzatmaları talimatı verildi. Kalkaneal tüberozitinin üst ucu palpasyon yoluyla tespit edildi ve bu işarete 5 cm yakın bir nokta, ilk ölçüm noktasını belirlemek için deri işaretçisi kullanılarak işaretlendi. İşareli bölge, uzunlamasına görünümde ultrason görüntüleme kullanılarak doğrulandı.

Temel ölçüm

İlk sertlik edinimi, yukarıda açıklanan prosedürlere uygun olarak başlangıç durumunda (boot olmadan gevşeme durumu) gerçekleştirilmiştir.

Çok açılı ölçüm (fonksiyonel sertlik spektrumu)

Ölçümler, her iki Aşil tendonunda sıralı olarak aşağıdaki koşullarda yapıldı: gevşem, 0° (nötr), 20° plantarfleksyon (PF), 40° PF, 20° dorsifleksiyon (DF) ve 40° DF. Rastgele test sırası kasıtlı olarak kaçınıldı; çünkü plantarfleksyon pozisyonlarından önce aşırı dorsifleksiyon pozisyonu test edildiğinde, doku histerezisi ve ön koşullandırma indükleyerek, başlangıç mekaniğini yapay olarak değiştirecek ve sonraki ölçümleri etkiliyordu.

Şekil 2. Veri toplama sırasında sistemin temsilci arayüzü. Orta panel, Aşil tendonunun boyununa B-modlu ultrason görüntüsünü gösterir ve net ve paralel fiber hizalanmasını gösterir. Sağdaki sarı panel, kesme elastik modülünün (G) gerçek zamanlı niceliklerini gösterir. Sistem, aşağıda gösterilen geçerli ölçüm listesinden ortalama değeri (bu örnekte 20,46 kPa) ve standart sapmayı (0,37 kPa) otomatik olarak hesaplar. Bu okuma, düşük standart sapma ile yüksek ölçüm kararlılığını (SD < ortalamanın %10'u olarak gösteriyor) ve protokolün kalite kontrol kriterlerini karşılıyor. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Boot kurulumu ve açı ayarı

Katılımcının ayağı, ayarlanabilir ayak bileği test botuna yerleştirilir, böylece topuk bot tabanının arka topuk kabına tamamen hiz yaslanır. Ön ayak, orta ayak ve alt bacak, test sırasında topuk kaldırma veya yanlara kaymayı önlemek için bağlı kanca-halka kayışlarla sabitlendi. Botun menteşe mekanizmasındaki çift taraflı kilitleme düğmeleri gevşedildi ve ayak bileği, yapısal işaretleyiciler goniyometrik ölçekle hizalanarak manuel olarak hedef açıya yönlendirildi. Kilitleme düğmeleri, ayak bileği eklemini hedef açıda sabitlemek için sıkıca sıkıldı. Ultrases ölçümü, açıyı kilitledikten hemen sonra viskoelastik tendonun gevşememesini önlemek için yapıldı.

İşlem sonrası

Katılımcılara ayak bileği botunu çıkarmaları talimatı verildi, tüm aletler ve ultrason probları temizlenip dezenfekte edildi.

Veri işleme ve istatistiksel analiz

Veri toplama

Her ölçüm denemesi için, veri noktalarının iç SD'si ortalamanın %10'u < olarak doğrulandı. Üç geçerli çalışmada denemeler arası varyasyon katsayısı (CV) her ölçüm açısı için hesaplandı ve %30 < olması gerekiyordu; aksi takdirde, veri seti atılmış ve yeniden ölçülmüştür. Üç başarılı çalışmanın genel ortalaması hesaplandı ve sonraki analizler için kullanıldı.

İstatistiksel modelleme

Sınıf içi korelasyon katsayısı (ICC), ölçümlerin tekrarlanabilirliğini değerlendirmek için hesaplandı. Değişkenlerin Aşil tendonu sertliği üzerindeki etkileri, Genelleştirilmiş Karma Modeller (GLMM) kullanılarak analiz edilmiştir. Aşil tendonunun sertliği (G) bağımlı değişken olarak belirtilmiş, ayak bileği açısı, spor tipi ve dominant bacak sabit faktörler olarak belirtilmiştir. Denek kimliği, tekrarlanan ölçümleri hesaba katmak için rastgele bir etki olarak dahil edilmiştir. Bonferroni düzeltmesiyle sonradan yapılan analizler yapılmıştır.

Veri görselleştirme

İşlenen veriler, sertlik spektrum analizi için çizgi grafikler ve grup karşılaştırmaları için bar grafikler kullanılarak dışa aktarıldı ve görselleştirildi.

Results

İstatistiksel sonuçları yorumlamadan önce, bu protokolün başarılı ve başarısız uygulanması için kriterleri belirlemek kritik öneme sahipti. Katılımcı demografik özellikleri Tablo 1'de sunulmaktadır. Başarılı bir ölçüm, cilt yüzeyine paralel olan açık, sürekli tendon fibrillar yapısı gösteren yüksek kaliteli B-mod görüntüsü ile ve önceden tanımlanmış İlgi Bölgesi (ROI) içinde stabil, homojen bir elastografi renk haritası ile ( Şekil 2'de gösterildiği gibi) görsel olarak karakterize edilmiştir. Nicel olarak, tek bir yakalama içindeki sürekli veri noktalarının %<30 varyasyon katsayısı (CV) vermesiyle başarı sağlanmıştır. Buna karşılık, başarısız bir uygulama genellikle zayıf akustik bağlantı (elastografi haritasında koyu boşluklar veya sinyal kesintilerine yol açan), hareket artefaktları veya aşırı operatör kaynaklı prob basıncı ile gösterilirdi ve bu da yüzeysel dokuyu yapay olarak sertleştirirdi. CV %30 ≥ gösteren veya kesintisiz elastografi dolgusu gösteren herhangi bir deneme teknik bir arıza sayılırdı ve derhal sonda yeniden konumlandırılıp yeniden test yapılmasını gerektirdi.

	Basketbol	Voleybol	Futbol	Tenis	Sprint	Uzun mesafe koşusu	Kruskal-Wallis p
Yaş (yıl)	22.2±2.29	20.6±1.59	21.1±2.42	20.9±2.63	21.7±3	21.1±2.2	0.639
Yükseklik (m)	1.87±0.09	1.87±0.05	1.77±0.05	1.81±0.05	1.76±0.05	1.75±0.05	<0.001
Ağırlık (kg)	81.8±9.91	76±8.71	69.1±6.45	70.6±4.39	70.6±5	65.9±5.86	<0.001
BMI	23.4±1.48	21.7±1.84	22.1±1.69	21.5±1.34	22.8±1.34	21.5±1.67	0.033
Eğitim Sıklığı (haftada saatler)	4.75±2.67	4.89±1.54	5.1±1.10	4.82±1.40	5.89±1.83	6±0.87	0.125
Spor yaşı (yıl)	9.75±4.25	6.22±2.91	10.8±2.62	9.73±4.13	3.44±1.74	5.5±3.89	<0.001

Tablo 1: Sporcuların demografik özellikleri.

Deneme içi güvenilirlik ve hassasiyet

Protokolün iç hassasiyeti, tüm ölçüm koşullarında (6 eklem açısı × 2 uzuv × N katılımcı) için Aşil tendonu kayma elastik modülü (G) varyasyon katsayısı (CV) hesaplanarak değerlendirildi. Ortalama CV değerleri farklı eklem açılarında %14,0 ile %25,2 arasında değişmiştir (Tablo 2). Özellikle, ölçüm değişkenliği açıya bağlı bir desen göstermiştir: CV değerleri dinlenme ve plantarfleksyon (PF) durumlarında daha düşük ve oldukça stabil kalırken, ayak bileği aşırı dorsifleksiye (DF) konumlandığında sistematik olarak artmıştır.

Ayrıca, ardışık ölçüm çalışmalarında seans içi tekrarlanabilirlik sınıf içi korelasyon katsayısı (ICC) kullanılarak değerlendirildi. Sonuçlar, değerlendirilen tüm eklem açılarında iyi ila mükemmel göreceli güvenilirlik gösterdi. Özellikle, ICC (2,1) değerleri 0.871 ile 0.974 arasında değişiyordu (Tablo 2), en yüksek güvenilirlik gevşek durumda gözlemlendi (ICC = 0.974, %95 GA: 0.943–0.990) ve en düşük ama yine de sağlam güvenilirlik nötr 0° pozisyonunda (ICC = 0.871, %95 GA: 0.751–0.939). CV verileriyle birlikte, bu bulgular çoklu açı ölçüm protokolünün genel biyomekanik dayanıklılığını ve kararlılığını doğruladı.

	Rahatla	PF 40	PF 20	0	DF 20	DF 40
Ortalama CV	0.16	0.14	0.16	0.25	0.24	0.25
ICC(2,1)	0.974	0.962	0.925	0.871	0.957	0.965
ICC için %95 CI	[0.943, 0.990]	[0.930, 0.980]	[0.847, 0.967]	[0.751, 0.939]	[0.927, 0.976]	[0.933, 0.983]

Tablo 2: Aşil tendonunun kayma elastik modülünün farklı eklem açıları boyunca ölçüm güvenilirliği (sınıf içi korelasyon katsayısı) ve iç hassasiyeti (varyasyon katsayısı).

Aşil tendonunun fonksiyonel sertliği

Aşil tendonunun sertliği (G), hem baskın hem de baskın olmayan uzuvlar için altı ayak bileği eklemi açısı boyunca nicelendirilmiştir. Sabit etkiler için Genelleştirilmiş Karma Modeller (GLMM) sonuçları Tablo 3'te özetlenmiştir. Aşil tendonunun işlevsel hareket aralığı boyunca sertliği başarıyla nicelendirilmiştir. Beklendiği gibi, tüm katılımcılarda tendon sertliği plantarfleksiyondan (gevşeklik) dorsifleksiyona (gerginlik) doğrusal olmayan şekilde artmıştır ( bkz. Şekil 3).

GLMM, eklem açısının önemli bir ana etkisini (p < 0.001) gösterdiken, yan (baskın vs. baskın olmayan) ve spor tipte ana etki göstermedi. Açı × Spor etkileşimi anlamlıydı (p = 0.049), bu da belirli ayak bileği açılarında spora özgü sertlik farklarını gösteriyordu. Bu farklılıkları doğrulamak için sonradan basit etki analizleri yapıldı. Farklar en belirgin şekilde 20° plantarfleksyonda (PF20) oldu; burada hem Basketbol (203 ± 187 kPa; p = 0.046, Cohen'in d = 0.58) hem de uzun mesafe koşu sporcuları (188 ± 138 kPa; p = 0.048, Cohen'in d = 0.62) tenis sporcularına (122 ± 62 kPa) kıyasla anlamlı şekilde daha yüksek tendon sertliği gösterdi. Ayrıca, nötr pozisyonda (0°), Basketbol sporcuları (1033 ± 912 kPa) tenis sporcularına göre (574 ± 382 kPa; p = 0.008, Cohen'in d = 0.66) sertliğini önemli ölçüde daha yüksek tutmuştur. Buna karşılık, 40° dorsifleksiyonda (DF40) sporlar arasında anlamlı fark gözlemlenmedi ve bu da maksimum tendon yükü altında mekanik özelliklerin yakınsamasını göstermektedir.

Faktör	X²	DF	p
Açı	8964.919	5	< .001
Yan (Baskın/Baskın olmayan)	0.47	1	0.493
Spor	4.423	5	0.49
Açı × Taraf	1.715	5	0.887
Yan × Spor	10.182	5	0.07
Spor açısı ×	37.788	25	0.049
Spor Tarafı × Açı ×	26.065	25	0.404

Tablo 3: Genelleştirilmiş Karma Modellerin (GLMM) sabit etkiler test sonuçları. 

Şekil 3. Aşil tendonunun farklı ayak bileği eklem açıları boyunca fonksiyonel sertlik spektrumu. Veriler ortalama ± SD olarak sunulur. X ekseni, ayak bileği eklemi pozisyonunu temsil eder; gevşek (gevşem, plantarfleksyon [PF]) ile gerilim durumları (nötr 0°, dorsifleksiyon [DF]) arasında değişir. Y ekseni, log10 ölçekli bir ölçekte çizilmiş kesme elastik modülünü (sertlik) temsil eder. Düzüme modülü dorsifleksiyon arttıkça doğrusal olmayan olarak arttı. Yan baskınlık veya Açı × Yan etkileşiminde anlamlı ana etki bulunmadı (p > 0.05), bu da test edilen aralıkta baskın ve baskın olmayan tendonlar arasında genel fonksiyonel simetriyi göstermektedir. Yıldızlar (*), GLMM parametre tahminlerine dayalı referans grubu (Tenis) ile karşılaştırıldığında (p < 0,05) anlamlı bir farkı gösterir. Bu figürün daha büyük bir versiyonunu görmek için lütfen buraya tıklayın.

Ek Şekil S1. Sol ve sağ tarafları karşılaştıran eklem açıları boyunca Aşil tendonu kesme modülü. Veriler ortalama SD ± olarak sunulur. X ekseni, ayak bileği eklemi açısını temsil eder; gevşek pozisyonlardan (Gevş, Plantarfleksyon) gergin pozisyonlara (Nötr 0°, Dorsifleksiyon/Uzatma) kadar değişir. Y ekseni, log10 ölçeğinde çizilmiş kayım modülünü (sertlik) temsil eder. Düzüme modülü dorsifleksiyon arttıkça doğrusal olmayan olarak arttı. Belirgin ana etki yalnızca eklem açısı için gözlemlenmiş, yan veya spor için ise önemli ana etki bulunmamıştır. Ayrıca, önemli bir Açı × Yan etkileşimi tespit edildi, oysa diğer tüm etkileşim etkileri anlamsız kaldı. * GLMM parametre tahminlerine göre Nötr 0°'de sol ve sağ taraflar arasında anlamlı bir fark (p < 0.05) gösterir. Kısaltmalar: PF = plantarfleksyon; DF = dorsifleksiyon. Bu dosyayı indirmek için lütfen buraya tıklayın.

Discussion

Bu çalışma, elit erkek sporcularda Aşil tendonunun fonksiyonel sertlik spektrumunu portatif kuvvet-ultrason füzyon cihazı kullanarak nicelendirilmek için standartlaştırılmış bir protokol sundu. Sınırlı işlevsel bilgi sunan geleneksel anatomik görüntülemenin aksine, bu yöntem titreşim tabanlı ultrason elastografisi kullanarak tendonun mekanik özelliklerini ayak bileği eklemlerinin fizyolojik açıları arasında invaziv olmayan şekilde haritalandırmıştır. Toplam test süresi denek başına yaklaşık 10–20 dakika olup, elastik modül değerlerinin otomatik olarak çıkarılması, bu protokolü hem laboratuvar hem de saha tabanlı spor ortamlarında boylamasına izleme için pratik bir çözüm haline getirdi. Ancak, her çok açılı değerlendirmede olduğu gibi, Aşil tendonunun doğasında bulunan viskoelastik özellikleri—özellikle sürünmeye, histereze ve stres gevşemesine yatkınlık—dikkatlice yönetilmelidir. Tüm oturum 10–20 dakika sürdü ve kurulum, anatomik işaretleme ve bot kurulumu dahil edildi. Her eklem açısında geçirilen gerçek süre kısaydı (genellikle 1 dakikadan kısa). Ayrıca, uygulanan mekanik titreşim sürekli değil (300 ms per acquisition window) geçiciydi ve biriken mekanik yorgunluk riskini en aza indirdi. Stres gevşemesini azaltmak için, protokol bilek eklemi kilitlendikten hemen sonra veri toplamanın yapılmasını zorunlu kılıyordu; böylece viskoelastik sürünme doku mekaniğini değiştirmeden önce anlık sertlik yakalanmaya başlandı. Buna rağmen, daha kapsamlı tekrar yükleme içeren gelecekteki uygulamalar bu zamana bağlı özelliklerin farkında kalmalıdır.

Sertlik spektrumunun tekrarlanabilirliğini sağlamak için, belirli satın alma detaylarına sıkı sıkıya uyulması gerekiyordu. İlk olarak, yeterli bir akustik jel tabakasının uygulanması, kesme dalgası sinyal kalitesini bozabilecek hava arayüzü yankılanma artefaktlarını önlemek için kritik öneme sahipti. İkinci olarak, ölçümün zamanlaması belirleyici bir faktördü. ^{Tendon 18'in} viskoelastik yapısı nedeniyle, ayak bileği yeni bir pozisyona kilitlendikten hemen sonra stres gevşemesi gerçekleşti. Bu nedenle, protokol, açılı sabitlemeden hemen alınmasını gerektiriyordu; böylece gevşek durum yerine anlık sertlik yanıtı yakalanabilirdi.

Deneme içi tekrarlanabilirliğin ayrıntılı analizi, eklem açısına bağlı bir değişkenlik desenini ortaya koydu. Plantarfleksli pozisyonlarda (gevşeklik durumu) daha düşük varyasyon katsayıları (CV, ~14–16%) gözlemlenmişken, dorsifleks pozisyonlarda (gergin durum) daha yüksek CV (~%24–25) gözlemlenmiştir. Bu eğilim, sertliğin üst sınırlarında doku mekaniğinin nicelendirilmesiyle ilgili teknik zorlukları yansıtıyor olabilir. Gergin durumda (dorsifleksyon), tendon sertliği doğrusal olmayan şekilde arttı ve bu da kesme dalgalarının yüksek hızlarda^{yayılmasına neden oldu 19}. Bu, taşınabilir cihazın tespit sınırlarına yaklaşabilir. Sonuç olarak, dorsifleks pozisyonlarda daha yüksek CV değerleri, metodolojik güvensizlik veya operatör hatası yerine yüksek gergilmeli anizotropik dokunun karmaşık akustik özelliklerini yansıtıyordu. Bu doğaüstü değişkenliğin tanınması, ekolojik olarak geçerli kalite kontrol eşiklerinin belirlenmesi için önemliydi. Tüm açılarda daha sıkı bir eşik (örneğin, CV < %20) uygulanmak, aşırı esneme pozisyonlarında aşırı yeniden test yapılmasını gerektirir ve bu da viskoelastik sürünme ve gerilme gevşemesi gibi fizyolojik artefaktlara yol açabilir. Bu nedenle, CV eşiği %30< çok açılı in vivo testler için pragmatik bir uzlaşma olarak kabul edildi. Buna rağmen, operatörler, ekstra değişkenliği en aza indirmek için yüksek gerilimli pozisyonlarda tendonu değerlendirirken prob stabilitesini korumaları gerekiyordu.

Araştırmacılar ve klinisyenler için, aşırı dorsifleksyonda yüksek CV değerleri (%>20), bu açılarda mutlak sertlik değerlerinin dikkatli yorumlanması gerektiğini gösterir. Bu, yöntemin maksimum gerilimde yalnızca kesitlerarası bireyler arası karşılaştırmalara dayanmak yerine bireyler içi boylam değişimleri izlemek için en uygun olduğunu göstermektedir. Değişkenliği daha da azaltmak için, gelecekteki protokol iyileştirmeleri, prob basıncı ve yönelimini standartlaştırmak için harici stabilizasyon yaklaşımlarının (örneğin, özelleştirilmiş destekler) kullanılmasını içerebilir. Ancak, herhangi bir stabilizasyon stratejisi, mekanik stabiliteyle viskoelastik sürünmeyi en aza indirmek arasındaki dengeyi korumak için hızlı açı ayarına izin vermelidir.

Önerilen Fonksiyonel Sertlik Spektrumu, geleneksel izokinetik dinamometriye göre metodolojik bir ilerleme sunar. Dinamometri, kas-tendon biriminin küresel mekanik özelliklerini değerlendirmek için referans yöntem olarak kabul edilse de, serbest tendonun yerel sertliğini kas katkılarından izole edemez. Serbest Aşil tendonunu doğrudan değerlendirerek, bu protokol lokaliz, dokuya özgü bir ölçüm sağlar. Bu yetenek, hedefli yükleme programları uygulayan asemptomatik bireylerde tendon sertliğinde lokal değişikliklerin tespit edilmesinde faydalı^{olabilir 4}. Ayrıca, patolojik veya tendinopatik popülasyonlarda, lokal yapısal değişiklikler, küresel kas-tendon birimi eksiklikleri ortaya çıkmadan önce sertliği^{değiştirebilir 20}. Bu yöntem, küresel test yaklaşımlarıyla yakalanmayabilecek lokal mekanik değişikliklerin tespit edilmesini sağlar.

Plantarfleksyondan dorsifleksiyona doğrusal olmayan sertlik artışını niceleyerek bu yöntem, fonksiyonel olarak ilgili yükleme koşullarında tendon mekanik davranışını yakaladı. Şekil 3'te gözlemlenen açı-sertlik ilişkisi, tendon dokusunun geniş bir hareket aralığındaki doğrusal olmayan fizyolojik davranışını yansıtan basit bir kuadratik modele uymuyordu. PF20° ile 0° arasındaki belirgin üstel sertlik artışı, kıvrılmış kolajen liflerinin hızla düzleştirildiği klasik 'ayak parmağı bölgesi'ne karşılık gelir. Daha yüksek dorsifleksiyon açılarında eğrinin görsel olarak düzleştirilmiş görünümünün, veri görselleştirmesi için kullanılan log10 ölçeğinden etkilendiğini belirtmek önemlidir. Mutlak terimle, sertlik önemli ölçüde artmaya devam eder ve yüksek mekanik gerilim altında kademeli gerilme sertleşmesini yansıtır. Bu özellikler, tendon dokusunun geniş bir fizyolojik aralıkta karmaşık, doğrusal olmayan mekanik davranışını ortaya koymaktadır. PF20° ile 0° arasındaki sertlik artışı, kolajen liflerinin ilk düzleşmesine karşılık gelirken, daha yüksek dorsifleksiyon açılarında devam eden artışlar gerilim altında ilerleyen gerilme-sertleşmeyi yansıtıyordu. Bu bulgular, tek noktalı tahmin yerine çok açılı değerlendirmenin kullanılmasını desteklemektedir.

İstatistiksel sonuçlarla ilgili olarak, GLMM eklem açısının önemli bir ana etkisini doğruladı ve protokolün mekanik yük değişikliklerine karşı hassasiyetini destekledi. Uzuv hakimiyeti için ana etkiler veya etkileşimler gözlemlenmedi; bu da eklem açıları boyunca Aşil tendon sertliğinde fonksiyonel simetri^{olduğunu düşündürmektedir 21}. Bu, hareket²² sırasında dengeli kuvvet iletimi ve enerji depolama için biyomekanik gereksinimlerle uyumludur. Ancak, anatomik lateraliteye (sol ve sağ) dayalı ek analizler, bazı durumlarda yan spesifik farklılıkları gösterdi ve fonksiyonel simetrinin altta yatan yapısal asimetrilere rağmen^{korunabileceğini gösterdi 23}.

Birkaç sınırlama göz önünde bulundurulmalıdır. İlk olarak, çalışma genç elit erkek sporcularla sınırlıydı ve gelecekteki araştırmalar, kadınlar, yaşlı yetişkinler ve semptomatik bireyler dahil olmak üzere daha geniş popülasyonları değerlendirmelidir. İkinci olarak, kesme dalgası yayılımının fiziksel sınırları nedeniyle maksimum gerilim pozisyonlarında ölçüm hassasiyeti azaldı. Ancak bu, güvenilirliği kabul edilemez bir seviyeye indirmedi; çünkü üç denemenin ortalaması yüksek tekrarlanabilirlik (ICC > 0.87) üretti. Üçüncüsü, protokol sürekli dinamik ölçüm yerine statik çok açılı yaklaşım kullanmış ve bu nedenle yüksek hızlı yükleme koşullarını taklit etmiyor. Ayrıca, ölçümler pasif koşullarda yapıldı ve aktif kas kasılmasının etkilerini hesaba katmadı. Son olarak, bu yöntem enine titreşim altında yerel kesme-elastiklik davranışını karakterize eder ve boyununa çekme sertliğinin doğrudan bir ölçüsü olarak yorumlanmamalıdır.

Sonuç olarak, çoklu deneme ortalaması (en az üç tekrar) ve gerçek zamanlı kalite kontrolü (CV <% 30) uygulandığında, bu standartlaştırılmış çok açılı protokol Aşil tendonu mekaniğini değerlendirmek için güvenilir ve pratik bir araç sağladı. Çeşitli yükleme durumları boyunca tendon yanıtlarını yakalayarak, çift taraflı simetrinin izlenmesini ve eğitim adaptasyonlarını mümkün kıldı. Bu yöntem, uzunlamasına değerlendirme için kullanıldığında sporcu izlemesini ve tendinopati ile ilişkili mekanik değişikliklerin erken belirlenmesini destekleyebilir.

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Botlar	Ober	AO-36	Protokolde önerildiği gibi kullanımı
Bağlantı Jeli	Jinya Teknolojisi	TM-100	Protokolde önerildiği gibi kullanımı
Excel	Microsoft	https://www.microsoft.com/microsoft-365/excel	Yazarlar tarafından veri düzenlemesinde kullanılır
Jamovi	Jamovi projesi	https://www.jamovi.org/	Yazarlar tarafından istatistiksel analiz için kullanılır
Taşınabilir Ultrason  Cihaz	XiJian Teknolojisi	T5C1B101WT	Protokolde önerildiği gibi kullanımı
Prizma	Graphpad	Yok; https://www.graphpad.com	Yazarlar tarafından görselleştirme için kullanılır
SPSS	IBM	https://www.ibm.com/products/spss-statistics	Yazarlar tarafından istatistiksel analiz için kullanılır