تقييم التحكم الوضعي وتنشيط العضلات في الطرف السفلي في الأفراد الذين يعانون من عدم استقرار الكاحل المزمن
Summary
الأفراد الذين يعانون من عدم الاستقرار في الكاحل المزمن (CAI) معرض نقص التحكم الوضعي وتأخر تنشيط العضلات من الأطراف السفلية. يوفر التصوير الحيوي المحوسب للتصوير بعد الطباعة مع التصوير الكهرومغنطيري السطحي رؤى حول تنسيق الأنظمة البصرية وأنظمة الوموربوسينات والدهليزية مع تنظيم تنشيط العضلات للحفاظ على الاستقرار الوضعي لدى الأفراد الذين يعانون من CAI.
Abstract
التصوير الحيوي المحوسب (CDP) هو تقنية موضوعية لتقييم الاستقرار الوضعي في ظل ظروف وتشويش ثابتة وديناميكية. ويستند CDP على نموذج البندول المقلوب الذي يتتبع العلاقة المتبادلة بين مركز الضغط ومركز الثقل. يمكن استخدام CDP لتحليل نسب الرؤية، وإثارة الإثارة، والدهليزية للحفاظ على الاستقرار الوضعي. تحدد الشخصيات التالية عدم الاستقرار المزمن في الكاحل (CAI): ألم الكاحل المستمر ، والتورم ، والشعور بـ “الفسحة” ، والإعاقة المبلغ عنها ذاتيًا. انخفض الاستقرار الوضعي ومستوى تنشيط العضلات في الأفراد المصابين بـ CAI بسبب إصابات معقدة في أربطة الكاحل الجانبي. وقد استخدمت دراسات قليلة CDP لاستكشاف الاستقرار الوضعي للأفراد مع CAI. الدراسات التي تحقق الاستقرار الوضعي وتفعيل العضلات ذات الصلة باستخدام CDP متزامنة مع التصوير الكهربائي السطحي تفتقر. يتضمن بروتوكول CDP اختبار تنظيم حسي (SOT) واختبار التحكم الحركي (MCT) واختبار التكيف (ADT) ، بالإضافة إلى الاختبارات التي تقيس الموقف الأحادي (الولايات المتحدة) والحد من الاستقرار (LOS). تتم مزامنة نظام التصوير الكهربائي السطحي مع CDP لجمع البيانات عن تنشيط العضلات في الأطراف السفلية أثناء القياس. يقدم هذا البروتوكول نهجًا جديدًا لتقييم تنسيق الأنظمة البصرية والدهليزية والدهليزية وتنشيط العضلات ذات الصلة للحفاظ على الاستقرار الوضعي. وعلاوة على ذلك، فإنه يوفر رؤى جديدة في السيطرة العصبية العضلية للأفراد مع CAI عند التعامل مع بيئات معقدة حقيقية.
Introduction
التصوير الحيوي المحوسب (CDP) هو تقنية موضوعية لتقييم الاستقرار الوضعي في ظل ظروف وتشويش ثابتة وديناميكية. ويستند CDP على نموذج البندول المقلوب الذي يتتبع العلاقة المتبادلة بين مركز الضغط (COP) ومركز الثقل (COG). COG هو الإسقاط الرأسي لمركز الكتلة (COM)، في حين أن COM هو ما يعادل نقطة كتلة الجسم الإجمالية في النظام المرجعي العالمي. COP هو موقع نقطة من ناقل قوة رد الفعل الأرضي العمودي. وهو يمثل متوسط مرجح لجميع الضغوط على سطح منطقة التماس مع الأرض1. الاستقرار الوضعي هو القدرة على الحفاظ على COM داخل قاعدة الدعم في بيئة حسية معينة. وهو يعكس القدرة العصبية العضلية على التحكم الذي ينسق الجهاز العصبي المركزي مع الجهاز الحسي المُعَد (الرؤية، و البروبريوب، والإحساس الدهليزي) وإخراج الأوامر الحركية2.
أساليب التقييم السابقة للرقابة الوضعية، مثل الوقت للمواقف ذات الساق الواحدة ومسافة الوصول لاختبارات التوازن Y، هي موجهة نحو النتائج ولا يمكن استخدامها لتقييم موضوعي للتنسيق بين الأنظمة الحسية والتحكم الحركي3. وبالإضافة إلى ذلك، استخدمت بعض الدراسات المحمولة لوحة تمايل المحوسبة، والتي كميا أداء التوازن الديناميكي من إعدادات المختبر4،,5،,6. يختلف CDP عن طرق الاختبار المذكورة أعلاه ، لأنه يمكن تطبيقه على تحليل نسبة الرؤية ، و البروباريوسيب ، والإحساس الدهليزي في صيانة الاستقرار الوضعي وتقييم نسبة استراتيجية المحرك ، مثل استراتيجية الكاحل أو الورك المهيمنة. وقد ينظر إليها على أنها معيار الذهب لقياس التحكم الوضعي7 بسبب دقتها وموثوقيتها وصلاحيتها8.
عدم الاستقرار في الكاحل المزمن (CAI) يتميز بألم الكاحل المستمر, تورم, والشعور “تفسح المجال”; وهي واحدة من الإصابات الرياضية الأكثر شيوعا9. CAI ينشأ في الغالب من التواء الكاحل الجانبي، والتي تدمر سلامة واستقرار مجمع أربطة الكاحل الجانبي. ضعفت 10 ،11 ، 11,، 10 ،11، االعضاء ، قوة العضلات fibular ، والمسار الطبيعي من تالوس . يمكن أن يؤدي نقص الجزء ضعف الكاحل في التحكم الوضعي ونقص في تنشيط العضلات في الأفراد مع CAI12. ومع ذلك، فقد بحثت دراسات قليلة الاستقرار الوضعي للأفراد مع CAI باستخدام CDP3،13. يمكن القياسات الحالية نادرا ما تحليل نقص التحكم في الموقف من CAI من منظور التحليل الحسي. لذلك ، فإن قدرة التنظيم الحسي والاستراتيجية الوضعية لـ CAI على الحفاظ على الاستقرار الوضعي تحتاج إلى مزيد من الاستكشاف.
نشاط العضلات هو عنصر مهم من عناصر التحكم العصبي العضلي الذي يؤثر على تنظيم الاستقرار الوضعي14,15. ومع ذلك، CDP تراقب فقط العلاقة المتبادلة بين COP وCOG من خلال لوحات القوة، وتطبيقه على مراقبة مستوى التنشيط المحدد لعضلات الأطراف السفلية في الأفراد الذين يعانون من CAI أمر صعب. في الوقت الحالي، قامت دراسات قليلة بتقييم الاستقرار الوضعي للأفراد المصابين بـ CAI من خلال طريقة تجمع بين CDP والتصوير الكهربائي (EMG).
ولذلك، فإن البروتوكول المتقدمة تهدف إلى استكشاف السيطرة الوضعية والنشاط العضلي ذات الصلة من خلال الجمع بين CDP ونظام التصوير الكهروميكانيكي السطحي (sEMG). يوفر هذا البروتوكول نهجًا جديدًا للتحقيق في التحكم العصبي العضلي ، بما في ذلك التنظيم الحسي ، والتحكم الوضعي ، والنشاط العضلي المرتبط به ، للمشاركين الذين يعانون من CAI.
Protocol
Representative Results
Discussion
ويستخدم البروتوكول المقدم لقياس التحكم الوضعي الحيوي والنشاط العضلي ذات الصلة في الأفراد مع CAI عن طريق مزامنة CDP مع SEMG. CDP يتتبع مسار COP و COG ويوفر نظرة ثاقبة في التفاعل بين المعلومات الحسية (البصرية, somatosensory, والإحساس الدهليزي) المدخلات والبيئة الخارجية8,,21,…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
يقر المؤلفون بتمويل الصندوق الوطني للعلوم الطبيعية في الصين (11572202، 11772201، و31700815).
Materials
| NeuroCom Balance Manager SMART EquiTest | Natus Medical Incorporated, USA | Its major components include: NeuroCom Balance Manager Software Suite, dynamic dual force plate (rotate & translate), moveable visual surround with 15” LCD display (it could provide a real time display of the subject’s center of gravity shown as a cursor during the task) and illumination, overhead support bar with patient harness, computer and other parts. | |
| wireless Myon 320 sEMG system | Myon AG | The system consists of 16 parallel channels of transmitter signals, receiver, "EMG motion Tools" and "ProEMG" software,computer and other parts. |
References
- Winter, D. A. Human balance and posture control during standing and walking. Gait & Posture. 3, 193-214 (1995).
- Vanicek, N., King, S. A., Gohil, R., Chetter, I. C., Coughlin, P. A. Computerized dynamic posturography for postural control assessment in patients with intermittent claudication. Journal of Visualized Experiments. (82), e51077 (2013).
- Yin, L., Wang, L. Acute Effect of Kinesiology Taping on Postural Stability in Individuals With Unilateral Chronic Ankle Instability. Frontiers in Physiology. 11, 192 (2020).
- Fusco, A., et al. Dynamic Balance Evaluation: Reliability and Validity of a Computerized Wobble Board. Journal of Strength and Conditioning Research. 34 (6), 1709-1715 (2020).
- Fusco, A., et al. Wobble board balance assessment in subjects with chronic ankle instability. Gait & Posture. 68, 352-356 (2019).
- Silva Pde, B., Oliveira, A. S., Mrachacz-Kersting, N., Laessoe, U., Kersting, U. G. Strategies for equilibrium maintenance during single leg standing on a wobble board. Gait & Posture. 44, 149-154 (2016).
- Domènech-Vadillo, E., et al. Normative data for static balance testing in healthy individuals using open source computerized posturography. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 276 (1), 41-48 (2019).
- Harro, C. C., Garascia, C. Reliability and validity of computerized force platform measures of balance function in healthy older adults. Journal of Geriatric Physical Therapy. 42 (3), 57-66 (2019).
- Doherty, C., et al. The incidence and prevalence of ankle sprain injury: a systematic review and meta-analysis of prospective epidemiological studies. Sports Medicine. 44 (1), 123-140 (2014).
- Hertel, J. Sensorimotor deficits with ankle sprains and chronic ankle instability. Clinics in Sports Medicine. 27 (3), 353-370 (2008).
- Munn, J., Sullivan, S. J., Schneiders, A. G. Evidence of sensorimotor deficits in functional ankle instability: a systematic review with meta-analysis. Journal of Science and Medicine in Sport. 13 (1), 2-12 (2010).
- Arnold, B. L., De La Motte, S., Linens, S., Ross, S. E. Ankle instability is associated with balance impairments: a meta-analysis. Medicine & Science in Sports & Exercise. 41 (5), 1048-1062 (2009).
- de-la-Torre-Domingo, C., Alguacil-Diego, I. M., Molina-Rueda, F., Lopez-Roman, A., Fernandez-Carnero, J. Effect of kinesiology tape on measurements of balance in subjects with chronic ankle instability: a randomized controlled trial. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 96 (12), 2169-2175 (2015).
- Jaber, H., et al. Neuromuscular control of ankle and hip during performance of the star excursion balance test in subjects with and without chronic ankle instability. PLoS One. 13 (8), 0201479 (2018).
- Simpson, J. D., Stewart, E. M., Macias, D. M., Chander, H., Knight, A. C. Individuals with chronic ankle instability exhibit dynamic postural stability deficits and altered unilateral landing biomechanics: A systematic review. Phys Ther Sport. 37, 210-219 (2019).
- Gribble, P. A., et al. Selection criteria for patients with chronic ankle instability in controlled research: a position statement of the International Ankle Consortium. Br J Sports Medicine. 48 (13), 1014-1018 (2014).
- Wrisley, D. M., et al. Learning effects of repetitive administrations of the sensory organization test in healthy young adults. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 88 (8), 1049-1054 (2007).
- Tabard-Fougère, A., et al. EMG normalization method based on grade 3 of manual muscle testing: Within- and between-day reliability of normalization tasks and application to gait analysis. Gait & Posture. 60, 6-12 (2018).
- Shim, D. B., Song, M. H., Park, H. J. Typical sensory organization test findings and clinical implication in acute vestibular neuritis. Auris Nasus Larynx. 45 (5), 916-921 (2018).
- Nam, G. S., Jung, C. M., Kim, J. H., Son, E. J. Relationship of vertigo and postural instability in patients with vestibular schwannoma. Clinical and Experimental Otorhinolaryngology. 11 (2), 102-108 (2018).
- Faraldo-Garcia, A., Santos-Perez, S., Crujeiras, R., Soto-Varela, A. Postural changes associated with ageing on the sensory organization test and the limits of stability in healthy subjects. Auris Nasus Larynx. 43 (2), 149-154 (2016).
- Gofrit, S. G., et al. The association between video-nystagmography and sensory organization test of computerized dynamic posturography in patients with vestibular symptoms. European Archives of Oto-Rhino-Laryngology. 276 (12), 3513-3517 (2019).
- Gribble, P. A., Hertel, J., Denegar, C. R., Buckley, W. E. The effects of fatigue and chronic ankle instability on dynamic postural control. Journal of Athletic Training. 39 (4), 321-329 (2004).
- Gribble, P. A., Hertel, J., Denegar, C. R. Chronic ankle instability and fatigue create proximal joint alterations during performance of the Star Excursion Balance Test. International Journal of Sports Medicine. 28 (3), 236-242 (2007).
- Le Clair, K., Riach, C. Postural stability measures: what to measure and for how long. Clinical Biomechanics. 11 (3), 176-178 (1996).
- Fusco, A., et al. Y balance test: Are we doing it right. Journal of Science and Medicine in Sport. 23 (2), 194-199 (2020).
- Riemann, B., Davies, G. Limb, sex, and anthropometric factors influencing normative data for the Biodex Balance System SD athlete single leg stability test. Athletic Training & Sports Health Care. 5, 224-232 (2013).
- Chiari, L., Rocchi, L., Cappello, A. Stabilometric parameters are affected by anthropometry and foot placement. Clinical Biomechanics. 17 (9-10), 666-677 (2002).
- Chaudhry, H., Bukiet, B., Ji, Z., Findley, T. Measurement of balance in computer posturography: Comparison of methods–A brief review. Journal of Bodywork and Movement Therapies. 15 (1), 82-91 (2011).
- Hertel, J., Braham, R. A., Hale, S. A., Olmsted-Kramer, L. C. Simplifying the Star Excursion Balance Test Analyses of Subjects With and Without Chronic Ankle Instability. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 36 (3), (2006).
- Gribble, P. A., Hertel, J., Plisky, P. Using the Star Excursion Balance Test to assess dynamic postural-control deficits and outcomes in lower extremity injury: a literature and systematic review. Journal of Athletic Training. 47 (3), 339-357 (2012).
