Valutazione del controllo posturale e dell'attivazione muscolare a bassa estremità in individui con instabilità cronica della caviglia

Summary

Gli individui con instabilità cronica della caviglia (CAI) presentano carenza di controllo posturale e attivazione muscolare ritardata degli allevamenti inferiori. La posturografia dinamica computerizzata combinata con l’elettromiografia superficiale fornisce informazioni sulla coordinazione dei sistemi visivi, somatosensoriali e vestibolari con regolazione dell’attivazione muscolare per mantenere la stabilità posturale negli individui con CAI.

Abstract

La posturografia dinamica computerizzata (CDP) è una tecnica oggettiva per la valutazione della stabilità posturale in condizioni statiche e dinamiche e perturbazioni. CDP si basa sul modello di pendolo invertito che traccia l’interrelazione tra il centro di pressione e il centro di gravità. Il CDP può essere utilizzato per analizzare le proporzioni della visione, della propriocezione e della sensazione vestibolare per mantenere la stabilità posturale. I seguenti personaggi definiscono l’instabilità cronica della caviglia (CAI): dolore alla caviglia persistente, gonfiore, la sensazione di “dare modo” e disabilità auto-riferita. Stabilità posturale e livello di attivazione muscolare fibulare in individui con CAI diminuito a causa di lesioni complesse del legamento della caviglia laterale. Pochi studi hanno utilizzato CDP per esplorare la stabilità posturale degli individui con CAI. Mancano studi che studiano la stabilità posturale e l’attivazione muscolare correlata utilizzando CDP sincronizzato con elettromiografia superficiale. Questo protocollo CDP include un test dell’organizzazione sensoriale (SOT), un test di controllo del motore (MCT) e un test di adattamento (ADT), nonché test che misurano la posizione unilaterale (US) e il limite di stabilità (LOS). Il sistema di elettromiografia superficiale è sincronizzato con CDP per raccogliere dati sull’attivazione muscolare degli arti inferiori durante la misurazione. Questo protocollo presenta un nuovo approccio per valutare il coordinamento dei sistemi visivi, somatosensoriali e vestibolari e la relativa attivazione muscolare per mantenere la stabilità posturale. Inoltre, fornisce nuove informazioni sul controllo neuromuscolare degli individui con CAI quando si affronta ambienti complessi reali.

Introduction

La posturografia dinamica computerizzata (CDP) è una tecnica oggettiva per la valutazione della stabilità posturale in condizioni statiche e dinamiche e perturbazioni. Il CDP si basa sul modello di pendolo invertito che traccia l’interrelazione tra il centro di pressione (COP) e il centro di gravità (COG). COG è la proiezione verticale del centro di massa (COM), mentre COM è l’equivalente in punti della massa corporea totale nel sistema di riferimento globale. COP è la posizione del punto del vettore di forza di reazione al suolo verticale. Rappresenta una media ponderata di tutte le pressioni sulla superficie dell’area di contatto con il terreno¹. La stabilità posturale è la capacità di mantenere la COM all’interno della base di supporto in un determinato ambiente sensoriale. Riflette la capacità di controllo neuromuscolare che coordina il sistema nervoso centrale con il sistema sensoriale afferente (visione, propriocezione e sensazione vestibolare) e l’uscita del comando^{motorio 2}.

I metodi di valutazione precedenti per il controllo posturale, come il tempo per una posizione a gamba singola e la distanza di copertura per i test di bilanciamento Y, sono orientati ai risultati e non possono essere utilizzati per valutare oggettivamente la coordinazione tra i sistemi sensoriali e il controllo^{motorio 3}. Inoltre, alcuni studi hanno utilizzato scheda oscillante computerizzata portatile, che quantificato le prestazioni di bilanciamento dinamico dalle impostazioni di^{laboratorio 4,5,6}. Il CDP differisce dai suddetti metodi di prova, perché può essere applicato all’analisi della proporzione di visione, propriocezione e sensazione vestibolare nella manutenzione posturale della stabilità e alla valutazione della proporzione della strategia motoria, come la strategia dominante della caviglia o dell’anca. È stato visto come un gold standard per la misurazione del controllo^{posturale 7} a causa della sua precisione, affidabilità e validità⁸.

L’instabilità cronica della caviglia (CAI) è caratterizzata da dolore persistente alla caviglia, gonfiore e sensazione di “dare modo”; è uno degli infortuni sportivi più comuni⁹. CAI proviene principalmente da distorsioni alla caviglia lateral, che distruggono l’integrità e la stabilità del complesso legamento della caviglia laterale. La propriocezione, la forza muscolare fibulare e la traiettoria normale del talus sono compromesse^10,11. Le carenze del segmento della caviglia debole possono provocare un controllo posturale carente e l’attivazione muscolare in individui con CAI¹². Tuttavia, pochi studi hanno studiato la stabilità posturale degli individui con CAI utilizzando CDP^3,13. Le misurazioni attuali raramente potrebbero analizzare la carenza di controllo della postura del CAI dal punto di vista dell’analisi sensoriale. Pertanto, la capacità dell’organizzazione sensoriale e della strategia posturale del CAI di mantenere la stabilità posturale richiede ulteriori esplorazioni.

L’attività muscolare è una componente importante del controllo neuromuscolare che influisce sulla regolazione della stabilità^{posturale 14,15}. Tuttavia, CDP monitora solo l’interrelazione tra COP e COG attraverso piastre di forza, e la sua applicazione all’osservazione del livello di attivazione specifico dei muscoli degli arti inferiori negli individui con CAI è difficile. Attualmente, pochi studi hanno valutato la stabilità posturale degli individui con CAI attraverso un metodo che combina CDP con elettromiografia (EMG).

Pertanto, il protocollo sviluppato mira a esplorare il controllo posturale e l’attività muscolare correlata combinando CDP e sistema di elettromiografia superficiale (sEMG). Questo protocollo fornisce un nuovo approccio per studiare il controllo neuromuscolare, tra cui l’organizzazione sensoriale, il controllo posturale e l’attività muscolare correlata, per i partecipanti con CAI.

Protocol

Prima dei test, i partecipanti hanno firmato un consenso informato dopo aver ricevuto informazioni sul processo sperimentale. Questo esperimento è stato approvato dal comitato etico della Shanghai University of Sports. 1. Configurazione dell’attrezzatura Accendere il sistema CDP, completare l’auto-calibrazione e assicurarsi che lo strumento funzioni normalmente alla frequenza di campionamento a 100 Hz.NOTA: Ognuna delle due piastre di forza indipendenti installate misura tre forze (Fx, Fy e Fz) e tr…

Representative Results

Risultati CDP rappresentativiTest dell’organizzazione sensorialeIl sistema valuta la capacità del partecipante di mantenere il COG nell’area di destinazione predeterminata, quando l’ambiente cambia quando l’ingresso del segnale periferico. Punteggio di equilibrio (ES) è il punteggio in condizioni 1–6 che riflette la capacità di coordinare il sistema sensoriale per mantenere la stabilità posturale (Equazione 6). Il punteggio composito (COMP)…

Discussion

Il protocollo presentato viene utilizzato per misurare il controllo posturale dinamico e l’attività muscolare correlata negli individui con CAI sincronizzando CDP con sEMG. CDP traccia la traiettoria del COP e COG e fornisce informazioni dettagliate sull’interazione tra l’input di informazioni sensoriali (visual, somatosensoriale e vestibolare) e l’ambiente^{esterno 8,21,22}. È uno strumento efficace per la diagnosi della limitaz…

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.