Summary
يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية لوضع السطوع لتوفير الارتجاع البيولوجي البصري لعضلات جدار البطن الجانبي أثناء تأرجح الجولف. يمكن أن تزيد التعليمات البصرية واللفظية بعد التأرجح من تنشيط العضلات وتوقيت المائل الخارجي والداخلي.
Abstract
يمكن أن يؤدي استخدام الارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية جنبا إلى جنب مع الإشارات اللفظية إلى زيادة سمك العضلات أكثر من الإشارات اللفظية وحدها وقد يزيد من تقنيات إعادة التأهيل التقليدية لدى السكان الرياضيين النشطين بدنيا. يمكن تطبيق الموجات فوق الصوتية لوضع السطوع (B-mode) باستخدام تحليل إطار بإطار متزامن مع الفيديو لفهم تغيرات سمك العضلات أثناء هذه المهام الديناميكية. تم إنشاء الارتجاع البيولوجي البصري مع الموجات فوق الصوتية في أوضاع ثابتة لعضلات جدار البطن الجانبي. ومع ذلك ، من خلال تثبيت محول الطاقة في البطن باستخدام حزام مرن وكتلة رغوية ، يمكن تطبيق الارتجاع البيولوجي أثناء مهام أكثر تحديدا سائدة في الرياضات مدى الحياة ، مثل الجولف. لتحليل نشاط العضلات أثناء تأرجح الجولف ، يمكن مقارنة تغيرات سمك العضلات. يجب أن يزيد السمك طوال المهمة ، مما يشير إلى أن العضلات أكثر نشاطا. تسمح هذه المنهجية للأطباء بإعادة تشغيل مقاطع فيديو الموجات فوق الصوتية على الفور للمرضى كأداة مرئية لتوجيه النشاط المناسب للعضلات محل الاهتمام. على سبيل المثال ، يمكن استخدام الموجات فوق الصوتية لاستهداف المائل الخارجي والداخلي ، والذي يلعب دورا مهما في تأرجح نادي الجولف أو أي رياضة أو نشاط دوراني آخر. تهدف هذه المنهجية إلى زيادة سمك العضلات المائل أثناء تأرجح الجولف. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استهداف توقيت تقلص العضلات عن طريق توجيه المريض إلى تقلص عضلات البطن في نقاط زمنية محددة ، مثل بداية التأرجح ، بهدف تحسين أنماط إطلاق العضلات أثناء المهام.
Introduction
تشمل عضلات جدار البطن الجانبي البطن المائل الخارجي والمائل الداخلي والبطني المستعرض. تؤدي المائلات الخارجية الانثناء الجانبي ودوران الجذع المقابل ، بينما تؤدي المائلات الداخلية دوران الجذع المماثل. البطن المستعرض هو أعمق طبقة من عضلات البطن ، ويعمل على زيادة الضغط داخل البطن وزيادة الاستقرار القطاعي للعمود الفقري1. الوظيفة المناسبة لهذه العضلات مهمة لتقليل مخاطر آلام أسفل الظهر وتحسين الأداء الرياضي حيث يسمح الاستقرار الأساسي بزيادة القوة والقوة من خلال الأطراف2.
أثناء ممارسة الرياضة مع التركيز على دوران الجذع ، مثل الجولف أو التنس أو البيسبول أو الكرة اللينة ، هناك طلب كبير على العضلات الأساسية. على سبيل المثال ، أثناء تأرجح الجولف ، يبلغ المائل على جانب الممر من الجسم ذروته عند 64٪ من الحد الأقصى للانكماش الطوعي متساوي القياس (MVIC) عند قياسه باستخدام تخطيط كهربية العضل السطحي ، بينما يبلغ المائل الرصاص ذروته عند 54٪ MVIC3. يعد دوران الجذع مساهما رئيسيا في مسافة ودقة لقطات الجولف4. قد تساهم ضغوط أرجوحة الجولف وارتفاع الطلب على نشاط العضلات الأساسية في آلام أسفل الظهر ، وهي الإصابة الأكثر شيوعا في لعبة الجولف5. بالإضافة إلى ذلك ، في نخبة لاعبي الجولف الذين يعانون من آلام أسفل الظهر ، يتأخر توقيت النشاط المائل الخارجي أثناء تأرجح الجولف مقارنة بالأفراد الأصحاء6. وجدت دراسة أخرى باستخدام تخطيط كهربية العضل أن لاعبي الجولف الذين يعانون من آلام أسفل الظهر لديهم بداية مبكرة للشوكة المنتصبة من لاعبي الجولف الذين لا يعانون من آلام أسفل الظهر7 ، مما يشير إلى أن التركيز على العضلات الأمامية الجانبية قد يكون مفيدا. لذلك ، يعد قياس مدى وتوقيت نشاط عضلات البطن أثناء تأرجح الجولف أمرا مهما لتحسين الأداء وتقليل خطر الإصابة بآلام أسفل الظهر.
يستخدم الموجات فوق الصوتية التأهيلية بشكل شائع لتقييم عضلات جدار البطن الجانبية بسبب الطبيعة الطبقية لهذه العضلات8،9،10. لا يوجد فرق في تنشيط البطن المستعرض في لاعبي الجولف الجامعيين الذين يعانون من آلام أسفل الظهر وبدونها في وضع الاستلقاء أو في وضع إعداد أرجوحة الجولف الأكثر وظيفية11. ومع ذلك ، فإن نشاط البطن المستعرض هو عنصر واحد فقط من أرجوحة الجولف ، وقد يكون الدوران أكثر أهمية لهذه الفئة من السكان. استخدمت الأدبيات السابقة حزاما مرنا وكتلة رغوية لتأمين محول الموجات فوق الصوتية في البطن ، مما يسمح بإجراء تقييم بالموجات فوق الصوتية للعضلات الأساسية أثناء الحركة الديناميكية مثل القرفصاء بساق واحدة أو المشية8. ثبت أن تطبيق الموجات فوق الصوتية أثناء الحركات الديناميكية مقبول لموثوقية ممتازة12. يمكن تطبيق هذه التقنية لقياس التغيرات في سمك جدار البطن الجانبي أثناء تأرجح الجولف أو أي مهمة أخرى خاصة بالرياضة. بينما يستخدم تخطيط كهربية العضل السطحي بشكل شائع لقياس النشاط الكهربائي للعضلات ، فإن هذا أقل جدوى في منطقة البطن. يؤدي التشريح الطبقي إلى الحديث المتبادل بين العضلات ولا يسمح بالتمثيل البصري لطبقات العضلات الفردية للنواة13. توفر الموجات فوق الصوتية ميزة على البدائل مثل تخطيط كهربية العضل السطحي للعضلات الأساسية لأنها تسمح بتمثيل كل عضلة فردية مع إعطاء صورة للتغذية المرتدة14.
نظرا لأن الموجات فوق الصوتية توفر صورة للعضلات محل الاهتمام في الوقت الفعلي ، فيمكن استخدامها أيضا كأداة للارتجاع البيولوجي البصري. أدى الارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية إلى تحسين القدرة على زيادة سمك العضلات في البطن المستعرض و multifidus القطني مقارنة بالإشارات اللفظية وحدها15,16. بالإضافة إلى ذلك ، في لاعبي الجولف الذين يعانون من آلام أسفل الظهر وبدونها ، يزيد الارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية في الوقت الفعلي من سمك البطن المستعرض في الاستلقاء وفي وضع إعداد الجولف11. يترجم تدريب الارتجاع البيولوجي في الاستلقاء أيضا إلى مهام محملة منتصبة17. هناك حاجة إلى مزيد من البحث لتحديد التكرار المطلوب ومدة التدريب على الارتجاع البيولوجي ، حيث أن معظم الدراسات عبارة عن بروتوكولات تدريب أحادية الجلسة أو قصيرة الأجل15. نظرا لأنه تم تطبيق الموجات فوق الصوتية أثناء المهام الوظيفية وهناك دليل على أن لاعبي الجولف يمكنهم زيادة التنشيط المسبق للعضلات العميقة في وضع الإعداد ، يجب أن يبحث البحث بعد ذلك في استخدام الارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية لزيادة سمك العضلات المائل أثناء تأرجح الجولف.
لذلك ، تهدف هذه المنهجية إلى استخدام الموجات فوق الصوتية كآلية تغذية مرتدة لتحسين تنشيط وتوقيت المائل البطني أثناء تأرجح الجولف.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
كان البروتوكول الحالي جزءا من دراسة وافق عليها مجلس المراجعة المؤسسية في جامعة سنترال فلوريدا. ووردت موافقة مستنيرة من جميع المشاركين من البشر على هذه الدراسة. ليتم تضمينهم في الدراسة ، يجب أن يتراوح عمر المشاركين بين 18 عاما و 75 عاما ، وأن يلعبوا الجولف مرة واحدة على الأقل شهريا خلال العام الماضي أو مرة واحدة في الأسبوع خلال الشهرين الماضيين ، وأن يلعبوا الجولف لمدة عامين على الأقل ، وكان لديهم حلقتان على الأقل من آلام أسفل الظهر في الأشهر ال 12 الماضية. كانت معايير الاستبعاد هي اضطرابات التوازن ، أو الحمل الحالي ، أو الجراحة في أسفل الظهر أو الأطراف السفلية في العام الماضي ، أو جرح مفتوح في منطقة البطن حيث يجب وضع محول الطاقة.
1. إعداد الموجات فوق الصوتية وجمع البيانات
- افتح جهاز الموجات فوق الصوتية وقم بتشغيله (انظر جدول المواد) باستخدام زر التشغيل / الإيقاف .
- اضغط على زر المريض على لوحة المفاتيح لإضافة مريض جديد وحدد مريض جديد على الجانب الأيسر من الشاشة.
- أدخل رقم معرف المريض المطلوب، وتأكد من تحديد MSK كنوع الامتحان، وانقر فوق تسجيل. اخرج لبدء الاختبار وادخل إلى الوضع B.
ملاحظة: إعدادات الموجات فوق الصوتية في الإعداد المسبق للبطن MSK ، الوضع B: اللون B = خريطة الصبغة D ، كتابة ارتفاع التكبير = 4 ، كتابة عرض التكبير = 4 ، المؤشر الحراري = TLS ، مستوى ATO = منخفض ، رقم التركيز = 2 ، رقم التركيز CrossXBeam = 2 ، عمق التركيز = 50 ، العمق (سم) = 3 ، الضغط = 1 ، عرض التركيز = 1 ، عرض التركيز CrossXBeam = 1 ، كثافة الخط = 3 ، كثافة الخط CrossXBeam = 3 ، قمع = 0 ، متوسط الإطار = 4 ، من متوسط CrossXBeam = 2 ، CrossXBeam 2 ، CrossXBeam # = منخفض ، نوع CrossXBeam = متوسط ، تحسين الحافة = 3 ، B التوجيه = 0 ، خريطة المقياس الرمادي = الخريطة الرمادية C ، الكسب = 34 ، النطاق الديناميكي = 69 ، الرفض = 0 ، التردد (MHz) = 12.
- أدخل رقم معرف المريض المطلوب، وتأكد من تحديد MSK كنوع الامتحان، وانقر فوق تسجيل. اخرج لبدء الاختبار وادخل إلى الوضع B.
- ضع محول طاقة الصفيف الخطي في الحزام المرن عن طريق وضع رأس محول الطاقة الخطي من خلال شق أفقي في منتصف الحزام (انظر جدول المواد). بعد ذلك ، ضع كتلة أو كتلتين من الرغوة لتأمين محول الطاقة في مكانه.
- ضع جل الموجات فوق الصوتية (انظر جدول المواد) على محول الطاقة الخطي. ضع الترجام على جدار البطن الجانبي ، على بعد حوالي 10 سم من السرة8.
- قم بتأمين الحزام للمشارك باستخدام مثبتات الخطاف والحلقة. تأكد من أن الحزام مشدود بدرجة كافية بحيث يتم تأمين الترجام بشكل عمودي على جدار البطن الجانبي8.
- اضبط عمق وكسب (سطوع) الموجات فوق الصوتية إذا لزم الأمر للحصول على صورة واضحة للحدود اللفافة وسمك العضلات للعضلات المائلة الخارجية والمائلة الداخلية والبطنية المستعرضة. تأكد من أن الحدود اللفافية للبطن المستعرض مرئية على حافة الشاشة في هذا العرض الطولي (الشكل 1)8.
ملاحظة: سيعتمد العمق على حجم الفرد الذي يتم قياسه ، ولكن تأكد من أن الحدود اللفافية العميقة للبطن المستعرض مرئية وأن الصورة واضحة. - بمجرد أن تصبح الصورة واضحة ، ضع المريض بطريقة تعكس المهمة التي سيكتملها. على سبيل المثال ، إذا قاموا بأداء أرجوحة جولف ، فاجعلهم يقفون في وضع الإعداد الخاص بهم. اضغط على تجميد ، ثم قم بالتخزين لالتقاط صورة ثابتة ، وحفظها في فحص المريض ، وقياسها في الوقت الفعلي أو الوصول إليها لاحقا لقياس سمك العضلات أثناء الراحة.
ملاحظة: انظر الشكل 1 للحصول على مثال لصورة واضحة لجدار البطن الجانبي باستخدام الموجات فوق الصوتية B-mode.
- حدد تجميد مرة أخرى للعودة إلى التصوير المباشر. اضغط على المتجر لبدء التسجيل في فيديو الوضع B. في الزاوية السفلية اليمنى من الشاشة ، تحقق من بدء المؤقت وتمييزه باللون الأخضر الفاتح ، مما يشير إلى أنه يتم التقاط مقطع فيديو. اطلب من المشارك أن يأخذ أرجوحة جولف كاملة بمجرد بدء التسجيل.
- اضغط على المتجر مرة أخرى لإنهاء الفيديو وحفظه في الاختبار.
ملاحظة: ستظهر الصور ومقاطع الفيديو المحفوظة أسفل الصورة النشطة، مع ظهور ما يصل إلى خمسة مقاطع فيديو لكل صف. حدد المؤشر للتمرير خلاله أو حدد الصور السابقة.
- اضغط على المتجر مرة أخرى لإنهاء الفيديو وحفظه في الاختبار.
- كرر الخطوة 1.4 عدة مرات حسب الضرورة للدراسة. اضبط موضع مسبار الموجات فوق الصوتية داخل كتلة الرغوة حسب الحاجة إذا أصبحت الصورة ضبابية.
ملاحظة: تستخدم البروتوكولات النموذجية التي تقارن بين حالات الارتجاع البيولوجي وغير الارتجاع البيولوجي ما بين 3 و 10 تكرارات لكل حالة11,17.- بعد كل تجربة ، راجع الفيديو للتأكد من وضوح الصورة. إذا أصبحت الصورة عديمة الصدى (سوداء بالكامل) في أي وقت ، فهذا يشير إلى أن مسبار الموجات فوق الصوتية تحرك أثناء التأرجح. في مثل هذه الحالة ، استبعد المحاكمة وإعادة القياس.
- بعد كل أرجوحة ، ضع المريض في مكان يمكنه فيه مشاهدة شاشة الموجات فوق الصوتية. افتح أحدث إصدار تجريبي.
- قدم نظرة عامة موجزة ووصفا للعضلات ذات الاهتمام (بالنسبة لمهمة التناوب ، سيشمل ذلك المائل الخارجي والداخلي). صف كيف يجب أن تصبح العضلات أكثر سمكا أثناء الحركة وأظهر لهم تجربتهم ، مع توفير التعليم بناء على كل محاولة.
- على سبيل المثال ، إذا بقيت المائلة بنفس الحجم نسبيا طوال المهمة ، فاطلب منها التركيز أثناء المحاولة التالية لتقلص عضلاتها الأساسية بقوة طوال الحركة بدلا من تدوير الجذع بشكل سلبي.
ملاحظة: التركيز على دوران الجذع كمصدر للطاقة أثناء تأرجح الجولف هو سمة مشتركة للاعبي الجولف ذوي المهارات العالية18. أثناء الحركات الدورانية ، ليس من الممكن عموما توفير الارتجاع البيولوجي أثناء المهمة. لذلك ، يعتقد أن تقديم التعليقات بعد كل تجربة مقبول19.
- كرر تجارب الارتجاع البيولوجي لأكبر عدد ممكن من المحاولات حسب الرغبة. قدم صور الموجات فوق الصوتية بالإضافة إلى الإشارات اللفظية أو التعليمات بعد كل محاولة ، واضبط الإشارات حسب الحاجة.
الشكل 1: صورة لجدار البطن الجانبي الأيمن أثناء الوقوف الهادئ. أ: مائل خارجي. (ب) مائل داخلي. ج: البطن المستعرض. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
2. يستريح معالجة الصور
- افتح أول صورة يستريح لقياسها. باستخدام المؤشر ، مرر مؤشر الماوس فوق الصورة المطلوبة من المكتبة أسفل الصورة النشطة وانقر فوق Enter.
- انقر فوق القياس مرة واحدة لفتح أداة القياس. انقر فوق Enter عندما يكون المؤشر فوق الحد اللفافي العلوي للعضلة محل الاهتمام.
ملاحظة: بالنسبة للدراسة الحالية ، تم قياس المائل الخارجي والداخلي لأنها العضلات ذات الاهتمام ، ولكن يمكن للمرء أيضا قياس البطن المستعرض في هذا الرأي. - انقر فوق Enter مرة أخرى بمجرد أن يكون المؤشر فوق الحد اللفافي السفلي.
ملاحظة: سيظهر طول المقطع المقاس في الجزء السفلي الأيسر من الشاشة، مقاسا بالسنتيمتر. سجل هذا الطول في جدول بيانات منظم ليشمل اسم / رقم المشارك أو المريض وسمك العضلات أثناء الراحة.
- انقر فوق القياس مرة واحدة لفتح أداة القياس. انقر فوق Enter عندما يكون المؤشر فوق الحد اللفافي العلوي للعضلة محل الاهتمام.
- كرر الخطوات 2.1.1-2.1.2 لجميع الصور اللازمة لقياس كل من المائل الخارجي والداخلي.
3. معالجة الفيديو في الوضع B
- بمجرد التقاط العدد المطلوب من مقاطع الفيديو ، افتح الفيديو الأول المراد معالجته. باستخدام المؤشر ، مرر مؤشر الماوس فوق الصورة المطلوبة من المكتبة أسفل الصورة النشطة وانقر فوق الزر Enter .
- اضبط إطار العرض داخل فيديو الوضع B حتى يتم الوصول إلى الإطار الأول. تحديد معدل أخذ العينات المطلوب.
ملاحظة: استخدمت الأدبيات السابقة فترات 10٪ من إجمالي الإطارات من 0٪ -100٪ للتحليل ، ولكن قد يرغب المرء في استخدام أكثر أو أقل اعتمادا على الأهداف20. - بمجرد فتح الإطار المطلوب ، استخدم أداة القياس . انقر فوق الزر مرة واحدة لفتح الأداة ، ضع المؤشر على الحد اللفافي العلوي للعضلة محل الاهتمام ، وانقر فوق Enter لوضع الطرف الأول من القياس.
- اسحب خط القياس إلى الحد اللفافي السفلي للعضلة محل الاهتمام وانقر فوق Enter مرة أخرى لإكمال القياس.
ملاحظة: ستظهر المسافة المقاسة في الجزء السفلي الأيسر من الشاشة. - اضغط على المتجر لحفظ الصورة المقاسة.
- سجل القياس في جدول بيانات منظم ليشمل اسم / رقم المشارك أو المريض ورقم الإطار وقياسات السماكة. ارجع إلى إطار الفيديو الأصلي بالوضع B (الخطوة 3.2).
- قم بالتمرير إلى الإطار التالي المراد تحليله. على سبيل المثال ، إذا كان المرء يأخذ عينات من 11 نقطة زمنية (10٪ فواصل زمنية من 0٪ -100٪) من أرجوحة استولت على 100 إطار ، فسيستخدم المرء الآن الإطار 10 (أي أن 10/100 يتوافق مع الإطار 10 من إجمالي 100 إطار).
- كرر الخطوات 3.3-3.4 لقياس الإطار التالي.
- كرر الخطوة 3.7 حتى يتم قياس جميع الإطارات المطلوبة.
- انتقل إلى الفيديو التالي وكرر الخطوات من 3.1 إلى 3.8 حتى يتم قياس جميع مقاطع الفيديو.
ملاحظة: انظر الشكل 2 للحصول على تجميع للإطارات المعالجة خلال مراحل أرجوحة الجولف.
4. حساب نسبة التنشيط
ملاحظة: تستخدم نسبة التنشيط بشكل شائع لتحديد درجة تغير سمك العضلات8،9،11. صيغة نسبة التنشيط هي سمك التعاقد (سم) / سمك الراحة (سم).
- لتحديد نسبة التنشيط في نقطة زمنية محددة ، قم بقياس السماكة باتباع الخطوة 3. قسم هذه القيمة على سمك الصورة الساكنة الذي تم الحصول عليه من الخطوة 2.
الشكل 2: تحليل إطار بإطار لفيديو بالوضع B على جانب الممر (الأيمن) جدار البطن الجانبي للاعب الجولف الأيمن. EO = مائل خارجي ؛ IO = مائل داخلي. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
| عدم التغذية الراجعة | بيوفيدباك | |||||
| مدة التأرجح | سمك مائل خارجي (سم) | سمك مائل داخلي (سم) | سمك مائل مجتمعة (سم) | سمك مائل خارجي (سم) | سمك مائل داخلي (سم) | سمك مائل مجتمعة (سم) |
| 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 |
الجدول 1: مقارنة السماكة المائلة المجمعة في جميع أنحاء أرجوحة الجولف بين ظروف عدم التغذية المرتدة والارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية.
للحصول على النتيجة المرجوة ، يجب أن تكون مقاييس السماكة المائلة أكبر أثناء تجارب الارتجاع البيولوجي مقارنة بالتقلبات التقليدية غير المرتدة. من الناحية المثالية ، سيحدث هذا في جميع مراحل أرجوحة الجولف. يمكن استخدام تجارب متعددة ، وتتم مناقشة كل تجربة قبل المحاولة التالية. تستخدم البروتوكولات النموذجية التي تقارن بين حالات الارتجاع البيولوجي وغير الارتجاع البيولوجي ما بين 3 و 10 تكرارات لكل حالة11,17. على سبيل المثال ، بناء على التجربة الواردة في الجدول 1 ، يجب أن تكون التعليمات التالية للطبيب للمريض هي استهداف المائل وزيادة قوة دوران الجذع أثناء الارتداد. انخفض سمك المائل المشترك لهذا المشارك عند النقطة الزمنية 25٪ أثناء تجربة الارتجاع البيولوجي ، وهو ما يتوافق مع منتصف التأرجح الخلفي تقريبا. في معظم النقاط الأخرى ، كانت المائل أكبر أثناء تجربة الارتجاع البيولوجي ، مما يشير إلى أن المريض يفهم كيفية استخدام المائل أثناء تأرجح الجولف بشكل فعال.
في المثال الحالي ، تم استخدام 5٪ من الصور لأخذ العينات. تم التقاط 180 إطارا أثناء التأرجح ، وتم قياس 9 إطارات لتمثيل مراحل أرجوحة الجولف ، كما هو موضح في الشكل 2. إذا رغبت في ذلك ، يمكن زيادة معدل أخذ العينات لتمثيل نسبة أكبر من فيديو الموجات فوق الصوتية. سيتطلب ذلك ببساطة تحليل المزيد من الصور كما هو موضح في قسم "معالجة الفيديو B-Mode" من البروتوكول.
لحساب ما إذا كانت تجارب الارتجاع البيولوجي فعالة ، يمكن للمرء مقارنة نسب التنشيط في نقاط زمنية مختلفة من التأرجح. تأخذ نسبة التنشيط السماكة المتعاقد عليها ، أو السماكة أثناء التأرجح ، وتقسمها على سمك الراحة (أو الإعداد). تشير النسبة التي تزيد عن 1.0 إلى زيادة سمك العضلات ونشاطها. على سبيل المثال ، يمكن استخدام مدة التأرجح 0٪ في الجدول 1 كسمك الراحة ، لأن هذا هو سمك المائل الخارجي والداخلي قبل بدء التأرجح. لتحديد ما إذا كان سمك المائل المشترك قد زاد عند النقطة الزمنية 50٪ عند توفير الارتجاع البيولوجي ، يمكن حساب نسب التنشيط على النحو التالي:
الارتجاع غير البيولوجي: 1.685 سم / 1.608 سم = 1.048
الارتجاع البيولوجي: 1.739 سم / 1.555 سم = 1.118
بناء على هذه العينة الفردية ، يمكن الاستدلال على أن الارتجاع البيولوجي أدى إلى زيادة طفيفة في تنشيط العضلات المائلة في مدة 50٪ من أرجوحة الجولف.
فيديو 1: فيديو كامل بالموجات فوق الصوتية في الوضع B لجدار البطن الجانبي الأيمن أثناء تأرجح الجولف للاعب الجولف الأيمن. الرجاء الضغط هنا لتحميل هذا الفيديو.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
يمكن استخدام توفير الارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية بعد حركة رياضية قائمة على الدوران مثل أرجوحة الجولف لزيادة سمك العضلات في جدار البطن الجانبي. كما هو موضح في النتائج التمثيلية ، يمكن أن تؤدي تجربة واحدة للارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية إلى زيادات قصيرة المدى في نشاط العضلات المائلة طوال فترة تأرجح الجولف.
استخدمت الأبحاث السابقة أيضا الموجات فوق الصوتية في الوضع B المؤمنة بحزام مرن أثناء المهام الديناميكية20. تم قياس ذلك أثناء سير الأفراد على جهاز المشي. على غرار الأساليب الحالية ، قام المؤلفون بتقليل فيديو الوضع B إلى نسبة أصغر من الصور الثابتة للقياس لتمثيل دورة المشي المشية. وهذا يجعل معالجة البيانات وتحليلها أكثر جدوى ، حيث يتم أخذ عينات منها على فترات 10٪ طوال دورة المشي. يعتمد البروتوكول الحالي على هذه المنهجية من خلال تطبيق الموجات فوق الصوتية B-mode كأداة للارتجاع البيولوجي أثناء حركة معقدة قائمة على الدوران. ومع ذلك ، نظرا لأن المشية دورية ، يجب تحذير المقارنة المباشرة بهذا البروتوكول. يمكن تقسيم أرجوحة الجولف إلى أجزاء أصغر ، مثل العنوان ، والتأرجح الخلفي ، والتأرجح الهابط ، والمتابعةمن خلال 21. ومع ذلك ، قد يكون من الصعب مزامنة فيديو الموجات فوق الصوتية في الوضع B مع المراحل المحددة من أرجوحة الجولف لأن متوسط التراجع للاعبي النخبة أقل من 1 ثانية ، ومتوسط التأرجح أقل من 0.25 ثانية21. لمقارنة مراحل التأرجح مباشرة ، يمكن للطبيب عرض التغييرات في نشاط العضلات عن طريق مزامنة فيديو التأرجح وفيديو الموجات فوق الصوتية في الوضع B. يمكن بعد ذلك مقارنة صور التأرجح والموجات فوق الصوتية إطارا تلو الآخر لتحديد نشاط العضلات في نقاط مختلفة في الأرجوحة. يمكن أن توفر مزامنة فيديو الوضع B مع ساعة توقيت مع أوقات اللف في بداية ونهاية التأرجح أيضا تقديرا تقريبيا لمراحل التأرجح. مع بدء الارتداد ، يمكن للمرء أن يتوقع زيادة سمك جانب الممر (الجانب الأيمن في لاعب الجولف الأيمن) الداخلي المائل أثناء تدوير الجذع نحو الجانب الأيمن أثناء التأرجح الخلفي. وبالمثل ، يجب أن يزداد سمك الجانب الأمامي (الأيسر في لاعبي الجولف الأيمن) في الخلف أثناء التأرجح الخلفي ، حيث يوجد دوران جذع مقابل خلال هذه المرحلة من التأرجح21. انظر الشكل 2 للحصول على مقارنة إطار بإطار للنشاط المائل طوال مراحل أرجوحة الجولف.
تتمثل الخطوة الحاسمة في ضمان ملامسة الجلد بشكل متسق لمحول الطاقة للحصول على صور دقيقة وواضحة أثناء الحركات الدورانية. قد يتطلب ذلك استكشاف الأخطاء وإصلاحها أو التعديلات في كتل الرغوة المستخدمة. على سبيل المثال ، قد يحتاج الأفراد الأكبر أو الأصغر إلى كميات مختلفة من الحشو ، لذلك ينصح بتأكيد وضوح الصورة قبل جمع البيانات. اطلب من الفرد إجراء بعض التقلبات التدريبية ، مما يسمح له بالتعرف على تحديد المواقع بينما يراقب الطبيب شاشة الموجات فوق الصوتية لضمان وضوح الصورة. نظرا لأنه سيتم تأمين محول الطاقة بحزام مرن ملفوف بإحكام حول البطن ، فإن فترة التعريف هذه مهمة. يسمح للفرد بالراحة مع المعدات والتأرجح بشكل طبيعي قدر الإمكان. قد يغير الحزام ميكانيكا الحد الأدنى ، لكنه سيسمح بصورة واضحة باستمرار.
تشمل القيود الإضافية لهذه المنهجية احتمال وجود صور غير واضحة. في حين أنه يمكن التخفيف من خطر الصور غير الواضحة من خلال تحديد المواقع المناسبة وفترات التعريف ، فقد تكون بعض الإطارات في جميع أنحاء الفيديو في الوضع B غير واضحة. عند اختيار معدل أخذ العينات أو تحديد النسبة المئوية للإطارات التي سيتم قياسها ، قد يلزم إجراء بعض التعديلات لضمان تحليل الصور الواضحة. على سبيل المثال ، إذا تم قياس كل إطار 10 ، بدءا من الإطار 1 ، فقد يضطر المحقق و / أو الطبيب إلى اختيار إطار خارج التسلسل قليلا إذا كانت الصورة المطلوبة خارج نطاق التركيز - مثل استخدام الإطار 12 بدلا من 11. يعد الحفاظ على اتصال ثابت بين الجلد ومحول الطاقة أمرا ضروريا لتقليل مخاطر جودة الصورة الرديئة. يعرض الفيديو 1 مثالا لفيديو كامل في الوضع B. عند التوقف مؤقتا في نقاط زمنية مختلفة ، يمكن للمشاهد أن يرى كيف ، حتى عند اتباع الإجراءات المناسبة ، هناك إطارات ضبابية عرضية. على الرغم من هذه التحديات ، فإن تقييمات الموجات فوق الصوتية الديناميكية هي تدابير موثوقة12.
بالإضافة إلى المنهجية الحالية لمعالجة الصور التي يتم إجراؤها على جهاز الموجات فوق الصوتية ، يمكن لبرامج المعالجة الأخرى قياس تغيرات السماكة12. على سبيل المثال ، يتيح حفظ مقاطع الفيديو على محرك أقراص خارجي وفتحها على جهاز كمبيوتر مزود ببرنامج قياس متاح مجانا المعالجة اللاحقة دون الحاجة إلى جهاز الموجات فوق الصوتية. يتم استخدام إجراء مماثل مع هذا النوع من البرامج ، حيث يتم أخذ لقطات شاشة للإطارات المطلوبة من الفيديو ثم تحليلها باستخدام أداة قياس. في حالة استخدام هذه الطريقة ، تأكد من ضبط مقياس الصور ، باستخدام قياسات العمق على الجانب الأيمن من صورة الموجات فوق الصوتية كخط مرجعي.
يتطلب تدريب المشاركين على الارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية فهما سليما للتشريح ، والتعرف على جهاز الموجات فوق الصوتية ، والقدرة على شرح الصورة أو الفيديو للمشارك في الوقت الفعلي22,23. تعتبر طريقة الارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية هذه ردود فعل معززة مع معرفة الأداء ، حيث يتم إعطاء المريض معلومات إضافية (فيديو لنشاطه العضلي) يوضح ما فعله أثناء إكمال الحركة. في السكان المصابين ، يمكن أن توفر التغذية الراجعة المعززة معلومات مفقودة بسبب التغيرات في المسارات الحسية19. يمكن أن تعزز التغذية الراجعة المعززة التعلم وتقلل من مقدار الممارسة اللازمة لتعلم مهمة معقدة19. تمت مناقشة توقيت الارتجاع البيولوجي ، وأحد قيود هذه المنهجية هو أن التغذية الراجعة المتزامنة تبدو أكثر فاعلية19. ومع ذلك ، فإن تقديم ملاحظات أثناء التأرجح غير ممكن بسبب طبيعة التصوير بالموجات فوق الصوتية وأرجوحة الجولف. لذلك ، يعد تقديم ملاحظات ما بعد التأرجح بديلا معقولا. أخيرا ، لم يتم تحديد التردد المثالي للتدريب على الارتجاع البيولوجي24 ، ويجب أن تقارن الدراسات المستقبلية التدريب على التغذية المرتدة على المدى الطويل لتحديد الإستراتيجية الأكثر فعالية.
بينما يركز البروتوكول الحالي على أرجوحة الجولف ، يمكن اتباع منهجية مماثلة للرياضات الأخرى التي تركز على دوران صندوق السيارة. وتشمل هذه التنس والبيسبول والكرة اللينة وغيرها. نظرا لأن هذه تتضمن أيضا مكونا دورانيا ، يمكن استهداف جدار البطن الجانبي بالمثل ، ويمكن استخدام الموجات فوق الصوتية للارتجاع البيولوجي. يركز هذا البروتوكول على أرجوحة الجولف بسبب ارتفاع معدل انتشار آلام أسفل الظهر لدى لاعبي الجولف ، والتي تعزى عادة إلى الدوران السريع للجذع جنبا إلى جنب مع القص الجانبي وقوى الضغط4. يجب أن تبحث الأبحاث المستقبلية فيما إذا كان التدريب باستخدام الارتجاع البيولوجي بالموجات فوق الصوتية يمكن أن يحسن أنماط نشاط العضلات ويقلل من خطر آلام أسفل الظهر في لعبة الجولف وغيرها من الرياضات القائمة على الدوران.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ليس لدى المؤلفين إفصاحات ذات صلة للإبلاغ عنها.
Acknowledgments
اي.
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.
- 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).
