Elit Sporcularda Birden Fazla Eklem Açısında Aşil Tendonu Sertliğini Değerlendirmek İçin Titreşim Tabanlı Elastografi Protokolünün Güvenilirliği
16 Haziran 2026
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.
Aşil tendonun sertliğini birden fazla eklem açısında değerlendirmek için yeni bir elastografi protokolü kullanıyoruz; bu protokol, çeşitli spor dallarından elit sporcularda biyomekanik adaptasyonları karakterize etmeyi hedefliyor. Mevcut yöntemlerin aksine, titreşim tabanlı elastografimiz sürekli tendon sertliğini, tüm hareket aralığındaki değişiklikleri güvenilir şekilde değerlendirir. Başlangıç olarak, 18 ila 26 yaş arası profesyonel erkek sporcuları da içeren ulusal seviyedeki spor takımlarından katılımcılar alın.
Dominant bacağı belirleyin, katılımcıdan topa tekme atmasını isteyin. Ekipmanı, 9L3'e 8,5 megahertz doğrusal dizi probuyla donatılmış M5 yumuşak doku elastometresini ve mekanik uyarılma modülünü hazırlayın. Bir Aşil botu, ultrason jeli ve muayene yatağı dahil ek ekipman toplayın.
Ana güç kaynağını aç ve sistem durum göstergesinin yandığını doğrula. Sonra, tablet arayüzünü açın, belirlenen uygulama simgesini seçerek ultrason sistem yazılımını başlatın ve sistemin ana ultrason işletim arayüzüne girdiğini, gerçek zamanlı B modu görüntülemesini gösterdiğini doğrulayın. B modu parametrelerini 7,5 megahertz frekansa, dört alma çizgisine, beş milimetre derinlik aralığına ve 300 milisaniyelik bir alım süresine ayarlayın.
Sonra, katılımcıya ayakkabılarını çıkarmasını söyleyin, ardından katılımcıyı muayene kanepesinde yaslanmış halde yerleştirin, ayak bilekleri yaklaşık beş santimetre kenarın üzerine tamamen uzatılmış halde. Kalkaneal tüberozitenin üst noktasını bulmak için palpe yapın. Bu işarete 0,5 santimetre yakın bir noktayı cilt işaretçisi kullanarak ilk ölçüm noktasını belirle.
Dönüştürücü yüzeyine önceden ısıtılmış bir bağlama jeli tabakası uygulayın. Probu ölçüm bölgesine hafifçe yerleştirin ve hedef noktayı probun ön tarafının altına hizalasın. Şimdi ultrason sistemini elastografi moduna geçirin.
Referans hattını, alma derinliği aralığı yüzeysel tendon fasyasının hemen altında başlayacak şekilde konumlandırın. İlgilendiğiniz bölgeyi tendon kalınlığını kapatacak şekilde ayarlayın, ancak deri, deri altı dokusu ve Kager yağ yastığı gibi bölgelerden kaçının. Kayda geçmeden önce, dönüştürücü düzleminin cilt yüzeyine neredeyse dik ve 75 dereceden fazla olduğundan emin olarak görüntüleme kalitesini doğrulayın.
Transdüserin deriye olan mesafesinin yaklaşık beş milimetre olduğunu doğrulayın. Görünür hava kabarcıklarının olmadığını ve fasya ile tendon liflerinin net görselleştirildiğini doğrulayın. Uyarılma cihazı açıldıktan sonra, sistemin kayma modülünü otomatik olarak hesaplamasına ve geçerli verilerin ortalama ile standart sapma değerlerini göstermesine izin verin.
En az 10 geçerli sürekli veri noktası elde etmek için alım sırasında sürekli katılımcı ve operatör pozisyonunu koruyun. Yeterli veri noktası toplandığında dondurma fonksiyonuna basarak veri alımı durdurun. Veri setini aykırı varlıklar için inceleyin ve sistem düzenleme fonksiyonunu kullanarak anormal veri noktalarını kaldırın.
Her iki Aşil tendonunda gevşek, sıfır derece nötr, 20 derece plantar fleksiyon, 40 derece plantar fleksiyon, 20 derece dorsifleksiyon ve 40 derece dorsifleksiyon koşullarında ardışık olarak ölçümler yapılacaktır. Her ayak bileği açısında ölçümleri en az üç kez tekrarlayın. Her ölçümü, cihazın iç doğrulama kriterlerine uygun olarak, sürekli veri noktalarının standart sapması ortalamanın %10'undan az ise doğrulayın.
B modu görüntülerini ve mekanik görüntüleme haritalarını dokümantasyon için kaydedin. Rahat durum ölçümü tamamlandıktan sonra, katılımcının ayağını ayarlanabilir ayak bileği test botuna yerleştirin; böylece topuk bot tabanının arka topuk kabına tamamen hiza şekilde dayandığından emin olun. Test sırasında topuk kaldırma veya yanlara kaymayı önlemek için ön ayak, orta ayak ve alt bacakları bağlı kanca ve halka kayışlarıyla sabitleyin.
Bagaj menteşesi mekanizmasındaki çift taraflı kilitleme düğmelerini gevşedin. Ayak bileğini manuel olarak hedef açıya yönlendirin; yapısal işaretleyicileri gonyometrik ölçekle hizalamak. Kilitleme düğmelerini sıkıca sıkarak ayak bileği eklemini hedef açıda sabitleyin.
Açıyı kilitledikten hemen sonra ultrason ölçümü yapın, böylece viskoelastik tendonun gevşemesini önleyin. Bundan sonra, katılımcıya ayak bileği botunu çıkarmasını söyleyin. Tüm aletleri ve ultrason problarını temizleyin ve dezenfekte edin.
Başarılı bir ölçüm, cilt yüzeyine paralel net sürekli tendon fibrillar yapısına sahip yüksek kaliteli B modu görüntüsü ve önceden tanımlanmış ilgi alanında stabil homojen elastografi renk haritası ile görsel olarak karakterize edildi. Farklı eklem açılarında ortalama varyasyon katsayısı 0,14 ile 0,25 arasında değişiyordu. Sınıflar arası korelasyon katsayısı değerleri, değerlendirilen tüm eklem açılarında 0.871 ile 0.974 arasında değişiyordu.
En yüksek güvenilirlik gevşetmiş durumda, en düşük güvenilirlik ise nötr sıfır derece pozisyonunda gözlemlendi. Tüm katılımcılarda Aşil tendonunun sertliği, plantar fleksiyondan dorsifleksiyona doğrusal olmayan şekilde arttı. Genelleştirilmiş karma modeller eklem açısının önemli bir etkisini ortaya koydu, oysa yan ve spor tipi ana etki göstermedi.
Açı ve spor etkileşimi önemliydi; bu da spora özgü belirli ayak bileği açılarındaki sertlik farklarını gösteriyordu. Bu protokol, Aşil tendonunun fonksiyonel sertlik spektrumunu invaziv olmayan şekilde ölçür ve dinamik açılar boyunca doğrusal olmayan mekanik davranışını yakalar. Dinamik alım sırasında temel zorluk, hareket artefaktlarını önlemek için sürekli temas basıncını ve pro perpendikülary'yi korumaktır.
Gelecekteki çalışmalar, tendonopsi rehabilitasyonunu izlemek, antrenman adaptasyonlarını değerlendirmek ve dinamik spor performansını tahmin etmek için tendon davranışını haritalayabilir.
Tam transkripti görüntüleyin ve binlerce bilimsel videoya erişin
Overview
This study introduces and validates a portable, standardized protocol for quantifying the functional stiffness spectrum of the Achilles tendon across multiple ankle joint angles. By employing a force–ultrasound fusion system, the method enables continuous mechanical profiling of the tendon, offering improved assessment over traditional single-value or laboratory-bound techniques. The protocol demonstrates high repeatability and reliability, making it suitable for diverse applications in athlete monitoring and injury risk assessment.
Key Study Components
Area of Science
- Sports medicine
- Biomechanics
- Musculoskeletal imaging
Background
- The Achilles tendon’s mechanical properties are crucial for athletic performance and injury prevention.
- In vivo assessment of tendon stiffness is challenging due to limitations of current methods.
- Conventional ultrasonography with dynamometry is expensive and limited to laboratory settings and single joint positions.
- Existing elastography techniques often lack functional relevance or are constrained by methodological assumptions.
Purpose of Study
- To present and validate a portable protocol for quantifying the Achilles tendon’s stiffness spectrum across multiple ankle joint angles.
- To shift assessment from a static stiffness value to a continuous mechanical profile reflecting nonlinear tendon behavior.
- To enable practical, repeatable tendon assessment in laboratory, clinical, and field settings.
Methods Used
- Application of mechanically induced low-frequency vibrations to the Achilles tendon.
- Ultrasound-based motion tracking to estimate the shear elastic modulus of superficial tendon tissue.
- Force–ultrasound fusion system for synchronized measurement.
- Measurements performed bilaterally in elite male athletes at predefined ankle joint positions (relaxed, plantarflexed, neutral, dorsiflexed).
Main Results
- The protocol showed good intra-trial repeatability and excellent intra-session reproducibility across all joint angles.
- Coefficients of variation were within acceptable limits for soft-tissue elastography.
- Intraclass correlation coefficients indicated high measurement reliability.
- Achilles tendon stiffness increased non-linearly with dorsiflexion, demonstrating angle-dependent mechanical behavior.
- No significant effect of side dominance was observed, but sport-specific differences appeared at selected joint angles.
Conclusions
- The protocol provides a practical and repeatable approach for characterizing Achilles tendon mechanical behavior under functionally relevant loading.
- Its portability and standardized workflow support use in laboratory, clinical, and field environments.
- The method is valuable for athlete monitoring, injury risk assessment, and longitudinal evaluation of tendon adaptation.
Frequently Asked Questions
Executive Industry Relevance
Quantitative assessment of tendon mechanical properties is critical for translational musculoskeletal research and preclinical model development. This portable vibration-based elastography protocol enables standardized, reproducible measurement of Achilles tendon stiffness across multiple joint angles, supporting predictive confidence in biomechanical target validation. Its reliability and functional relevance position it as a valuable tool for risk-adjusted advancement in sports medicine and musculoskeletal R&D portfolios.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of tendon mechanical behavior under physiologically relevant loading conditions.
- Supports functional target validation by quantifying nonlinear stiffness profiles across joint angles.
- Facilitates biological de-risking for musculoskeletal intervention strategies.
Screening & Assay Development
- Provides a standardized, repeatable workflow for tendon stiffness quantification.
- Delivers quantitative outputs suitable for assay reproducibility and cross-study comparison.
- Prepares validated biomechanical systems for downstream screening or intervention studies.
Translational & Preclinical Research
- Aligns tendon mechanical profiling with disease-relevant and athlete-specific translational models.
- Enables longitudinal evaluation of tendon adaptation and intervention effects.
- Supports risk-adjusted decisions for advancing candidate therapies targeting tendon health.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol integrates into the discovery-to-preclinical continuum for musculoskeletal research, bridging early biomechanical hypothesis testing with translational model validation.
- Discovery Biology: Quantifies tendon mechanical response to loading, clarifying functional pathways and de-risking targets.
- Screening: Standardizes measurement of tendon stiffness for reproducible, quantitative assay outputs.
- Analytics: Provides continuous mechanical profiles and statistical reliability metrics for robust condition comparison.
- Translational Research: Enables alignment of preclinical models with athlete-relevant mechanical endpoints.
- Enterprise Reuse: Offers a portable, standardized capability for repeated use across laboratory, clinical, and field settings.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in tendon research.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable tendon assessment workflows.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by enabling reliable mechanical phenotyping.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization and advancement of musculoskeletal R&D assets.
Implementation Considerations
- Requires expertise in ultrasound imaging and biomechanical data interpretation.
- Needs access to force–ultrasound fusion instrumentation and vibration induction hardware.
- Demands cross-team standardization for protocol reproducibility and data comparability.
- Adaptable to various joint angles and subject populations within validated operational limits.
- Practical limitations include dependency on operator training and instrumentation availability.
