Evaluatie van posturale controle en onderste extremiteit spieractivering bij personen met chronische enkelinstabiliteit
Summary
Personen met chronische enkelinstabiliteit (CAI) vertonen posturale controledeficiëntie en vertraagde spieractivering van de onderste ledematen. Geautomatiseerde dynamische posturografie in combinatie met oppervlakte-elektromyografie biedt inzicht in de coördinatie van de visuele, somatosensorische en vestibulaire systemen met spieractiveringsregeling om de posturale stabiliteit bij personen met CAI te behouden.
Abstract
Geautomatiseerde dynamische posturografie (CDP) is een objectieve techniek voor de evaluatie van de posturale stabiliteit onder statische en dynamische omstandigheden en verstoring. CDP is gebaseerd op het omgekeerde slingermodel dat de onderlinge relatie tussen het drukcentrum en het zwaartepunt traceert. CDP kan worden gebruikt om de verhoudingen van visie, proprioceptie en vestibulaire sensatie te analyseren om de posturale stabiliteit te behouden. De volgende personages definiëren chronische enkelinstabiliteit (CAI): aanhoudende enkelpijn, zwelling, het gevoel van “geven”, en zelfgerapporteerde invaliditeit. Posturale stabiliteit en fibulaire spier activering niveau bij personen met CAI daalde als gevolg van laterale enkelband complexe verwondingen. Weinig studies hebben CDP gebruikt om de posturale stabiliteit van personen met CAI te verkennen. Studies die posturale stabiliteit en gerelateerde spieractivering onderzoeken met behulp van gesynchroniseerde CDP met oppervlakte-elektromyografie ontbreken. Dit CDP-protocol omvat een sensorische organisatietest (SOT), een motorbesturingstest (MCT) en een aanpassingstest (ADT), evenals tests die eenzijdige houding (VS) en stabiliteitslimiet (LOS) meten. Het oppervlakteelektromyografiesysteem wordt gesynchroniseerd met CDP om gegevens over spieractivering van de onderste ledematen tijdens de meting te verzamelen. Dit protocol presenteert een nieuwe aanpak voor de evaluatie van de coördinatie van de visuele, somatosensorische en vestibulaire systemen en aanverwante spieractivering om posturale stabiliteit te behouden. Bovendien biedt het nieuwe inzichten in de neuromusculaire controle van personen met CAI bij het omgaan met echte complexe omgevingen.
Introduction
Geautomatiseerde dynamische posturografie (CDP) is een objectieve techniek voor de evaluatie van de posturale stabiliteit onder statische en dynamische omstandigheden en verstoring. CDP is gebaseerd op het omgekeerde slingermodel dat de onderlinge relatie tussen het drukcentrum (COP) en het zwaartepunt (COG) traceert. COG is de verticale projectie van het massacentrum (COM), terwijl COM het puntequivalent is van de totale lichaamsmassa in het wereldwijde referentiesysteem. COP is de puntlocatie van de verticale grondreactiekrachtvector. Het vertegenwoordigt een gewogen gemiddelde van alle druk over het oppervlak van het contactgebied met de grond1. Posturale stabiliteit is de mogelijkheid om de COM te handhaven binnen de basis van de steun in een bepaalde zintuiglijke omgeving. Het weerspiegelt neuromusculaire controle vermogen dat het centrale zenuwstelsel coördineert met de afferent sensorische systeem (visie, proprioceptie, en vestibulaire sensatie) en motorische commando output2.
Eerdere evaluatiemethoden voor posturale controle, zoals de tijd voor een houding met één been en de bereikafstand voor Y-balanstests, zijn resultaatgericht en kunnen niet worden gebruikt om de coördinatie tussen sensorische systemen en motorbesturing objectief te evalueren3. Bovendien gebruikten sommige studies draagbare geautomatiseerde wiebelplank, die dynamische balansprestaties uit laboratoriuminstellingen4,5,6kwantificeerde . CDP verschilt van de bovengenoemde testmethoden, omdat het kan worden toegepast op de analyse van het aandeel van visie, proprioceptie en vestibulaire sensatie in postural stabiliteit onderhoud en de evaluatie van het aandeel van de motorische strategie, zoals enkel of heup dominante strategie. Het is gezien als een gouden standaard voor posturale controle meting7 vanwege de nauwkeurigheid, betrouwbaarheid, en geldigheid8.
Chronische enkelinstabiliteit (CAI) wordt gekenmerkt door aanhoudende enkelpijn, zwelling en gevoel van “geven”; het is een van de meest voorkomende sportblessures9. CAI komt meestal voort uit laterale enkelverstuikingen, die de integriteit en stabiliteit van het laterale enkelbandcomplex vernietigen. De proprioceptie, fibulaire spierkracht, en normale baan van talus zijn aangetast10,11. De tekortkomingen van het zwakke enkelsegment kunnen leiden tot een gebrekkige posturale controle en spieractivering bij personen met CAI12. Weinig studies hebben echter de posturale stabiliteit van personen met CAI onderzocht met behulp van CDP3,13. Huidige metingen kunnen zelden analyseren van de houding controle tekort van CAI vanuit het perspectief van sensorische analyse. Daarom moet het vermogen van de sensorische organisatie en de posturale strategie van CAI om posturale stabiliteit te handhaven verder worden onderzocht.
Spieractiviteit is een belangrijk onderdeel van neuromusculaire controle die van invloed is op de regulering van de posturale stabiliteit14,15. CDP controleert echter alleen de onderlinge relatie tussen COP en COG door middel van krachtplaten, en de toepassing ervan op de observatie van het specifieke activeringsniveau van de onderste ledematen spieren bij personen met CAI is moeilijk. Momenteel hebben weinig studies de posturale stabiliteit van individuen met CAI geëvalueerd door middel van een methode die CDP combineert met elektromyografie (EMG).
Daarom is het ontwikkelde protocol gericht op het verkennen van posturale controle en aanverwante spieractiviteit door het combineren van CDP en oppervlakte elektromyografie systeem (sEMG). Dit protocol biedt een nieuwe aanpak om neuromusculaire controle te onderzoeken, inclusief zintuiglijke organisatie, posturale controle en gerelateerde spieractiviteit, voor deelnemers met CAI.
Protocol
Representative Results
Discussion
Het gepresenteerde protocol wordt gebruikt om dynamische posturale controle en gerelateerde spieractiviteit te meten bij personen met CAI door CDP te synchroniseren met sEMG. CDP traceert het traject van de COP en COG en geeft inzicht in de interactie tussen sensorische informatie (visuele, somatosensorische en vestibulaire sensatie) input en de externe omgeving8,21,22. Het is een effectief hulpmiddel voor de diagnose van de fun…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs erkennen de financiering van het National Natural Science Fund of China (11572202, 11772201 en 31700815).
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. |
Referencias
- 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).
