Ger visuell biofeedback med ultraljud i ljusstyrka under en golfsving

Summary

Ultraljud i ljusstyrkeläge kan användas för att ge visuell biofeedback av musklerna i den laterala bukväggen under en golfsving. Visuell och verbal instruktion efter svängning kan öka muskelaktiveringen och tidpunkten för de yttre och inre snedställningarna.

Abstract

Att använda ultraljud biofeedback i samband med verbal cueing kan öka muskeltjockleken mer än verbal cueing ensam och kan förstärka traditionella rehabiliteringstekniker i en atletisk, fysiskt aktiv befolkning. Ultraljud för ljusstyrkeläge (B-läge) kan tillämpas med hjälp av bild-för-bild-analys synkroniserad med video för att förstå muskeltjockleksförändringar under dessa dynamiska uppgifter. Visuell biofeedback med ultraljud har etablerats i statiska positioner för musklerna i den laterala bukväggen. Men genom att säkra givaren i buken med hjälp av ett elastiskt bälte och skumblock kan biofeedback appliceras under mer specifika uppgifter som förekommer i livstidssporter, såsom golf. För att analysera muskelaktivitet under en golfsving kan muskeltjockleksförändringar jämföras. Tjockleken måste öka under hela uppgiften, vilket indikerar att muskeln är mer aktiv. Denna metod gör det möjligt för kliniker att omedelbart spela upp ultraljudsvideor för patienter som ett visuellt verktyg för att instruera korrekt aktivitet hos musklerna av intresse. Till exempel kan ultraljud användas för att rikta in sig på de yttre och inre snedställningarna, som spelar en viktig roll för att svänga en golfklubba eller någon annan rotationssport eller aktivitet. Denna metod syftar till att öka sned muskeltjocklek under golfsvingen. Dessutom kan tidpunkten för muskelkontraktion riktas genom att instruera patienten att dra ihop magmusklerna vid specifika tidpunkter, såsom början av nedgången, med målet att förbättra muskelavfyrningsmönster under uppgifterna.

Introduction

Musklerna i den laterala bukväggen inkluderar den yttre sneda, inre sneda och tvärgående abdominis. De yttre snedställningarna utför lateral flexion och kontralateral stamrotation, medan de inre snedställningarna utför ipsilateral stamrotation. Den tvärgående abdominis är det djupaste lagret i bukmuskulaturen, och det fungerar för att öka intra-abdominalt tryck och öka segmentstabiliteten i ryggraden¹. Den korrekta funktionen hos dessa muskler är viktig för att minska risken för ländryggssmärta och förbättra atletisk prestanda eftersom bålstabilitet möjliggör ökad styrka och kraft genom extremiteterna².

Under sporter med tonvikt på bålrotation, som golf, tennis, baseboll eller softboll, finns det en stor efterfrågan på kärnmusklerna. Till exempel, under en golfsving, toppar snedställningarna på spårsidan av kroppen vid 64% av den maximala frivilliga isometriska sammandragningen (MVIC) när de mäts med ytelektromyografi, medan blyet snedställs toppar vid 54% MVIC³. Stamrotation är en viktig bidragsgivare till avståndet och noggrannheten hos golfskott⁴. Stressen i golfsvingen och den höga efterfrågan på kärnmuskelaktivitet kan bidra till ländryggssmärta, vilket är den vanligaste skadan i golf⁵. Dessutom, hos elitgolfare med ländryggssmärta, försenas tidpunkten för extern sned aktivitet under golfsvingen jämfört med friska individer⁶. En annan studie med elektromyografi fann att golfare med ländryggssmärta har en tidigare debut av erector spinae än golfare utan ländryggssmärta⁷, vilket tyder på att fokus på anterolaterala muskler kan vara fördelaktigt. Därför är det viktigt att mäta omfattningen och tidpunkten för magmuskelaktiviteten under en golfsving för att förbättra prestanda och minska risken för ländryggssmärta.

Rehabiliterande ultraljud används ofta för att bedöma laterala magväggsmuskler på grund av den skiktade karaktären hos denna muskulatur ^8,9,10. Det finns ingen skillnad i tvärgående abdominisaktivering hos collegegolfare med och utan ländryggssmärta i ryggläge eller i en mer funktionell golfsving position¹¹. Tvärgående abdominisaktivitet är dock bara en komponent i en golfsving, och rotation kan vara viktigare för denna befolkning. Tidigare litteratur har använt ett elastiskt bälte och skumblock för att säkra ultraljudsgivaren i buken, vilket möjliggör ultraljudsbedömning av kärnmuskulaturen under dynamisk rörelse såsom en knäböj med ett ben eller gång⁸. Att applicera ultraljud under dynamiska rörelser har visat sig ha acceptabel till utmärkt tillförlitlighet¹². Denna teknik kan tillämpas för att mäta tjockleksförändringar i den laterala bukväggen under en golfsving eller annan sportspecifik uppgift. Medan ytelektromyografi vanligtvis används för att mäta musklernas elektriska aktivitet, är detta mindre genomförbart i bukregionen. Den skiktade anatomin leder till korssamtal mellan musklerna och tillåter inte en visuell representation av de enskilda muskellagren i kärnan¹³. Ultraljud ger en fördel jämfört med alternativ som ytelektromyografi för kärnmuskulaturen eftersom det möjliggör en representation av varje enskild muskel samtidigt som det ger en bild för feedback¹⁴.

Eftersom ultraljud ger en bild av musklerna av intresse i realtid, kan den också användas som ett verktyg för visuell biofeedback. Ultraljud biofeedback har förbättrat förmågan att öka muskeltjockleken hos tvärgående abdominis och ländrygg multifidus jämfört med verbal cueing ensam^15,16. Dessutom, hos golfare med och utan ländryggssmärta, ökar ultraljudsbiofeedback i realtid tvärgående abdominis tjocklek i liggande och i golfinställningsposition¹¹. Biofeedback-träning i rygg översätts också till upprätt laddade uppgifter¹⁷. Mer forskning behövs för att bestämma den nödvändiga frekvensen och varaktigheten av biofeedback-träning, eftersom de flesta studier är enstaka eller kortvariga träningsprotokoll¹⁵. Eftersom ultraljud har tillämpats under funktionella uppgifter och det finns bevis för att golfare kan öka djup muskelföraktivering i inställningspositionen, bör forskning nästa undersöka användningen av ultraljudsbiofeedback för att öka sned muskeltjocklek under golfsvingen.

Därför syftar denna metod till att använda ultraljud som en återkopplingsmekanism för att förbättra aktiveringen och tidpunkten för buksnett under golfsvingen.

Protocol

Det nuvarande protokollet var en del av en studie som godkänts av Institutional Review Board vid University of Central Florida. Informerat samtycke mottogs från alla mänskliga deltagare för den aktuella studien. För att inkluderas i studien måste deltagarna vara mellan 18 år och 75 år, spela golf minst en gång i månaden under det senaste året eller en gång i veckan under de senaste 2 månaderna, ha spelat golf i minst 2 år och ha haft minst två episoder av ländryggssmärta under de senaste 12 månaderna. E…

Representative Results

Icke-feedback Biofeedback Swing varaktighet Extern sned tjocklek (cm) Inre sned tjocklek (cm) Kombinerad sned tjocklek (cm) Extern sned tjocklek (cm) Inre sned t…

Discussion

Att tillhandahålla ultraljud biofeedback efter en rotationsbaserad sportrörelse som en golfsving kan användas för att öka muskeltjockleken på den laterala bukväggen. Som visas i de representativa resultaten kan en enda studie av ultraljudsbiofeedback leda till kortsiktiga ökningar av sned muskelaktivitet under en golfsving.

Tidigare forskning har också använt B-läge ultraljud säkrat med ett elastiskt bälte under dynamiska uppgifter²⁰. Detta mättes medan in…

Materials

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