توفير الارتجاع البيولوجي البصري باستخدام الموجات فوق الصوتية لوضع السطوع أثناء تأرجح الجولف

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 وحدها^15,16. 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.

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

1. افتح جهاز الموجات فوق الصوتية وقم بتشغيله (انظر جدول المواد) باستخدام زر التشغيل / الإيقاف .
2. اضغط على زر المريض على لوحة المفاتيح لإضافة مريض جديد وحدد مريض جديد على الجانب الأيسر من الشاشة.
   1. 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.
3. 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.
   1. 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.
   2. 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.
   3. 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.
   4. 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.
4. 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.
   1. 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.
5. 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 حالة^11,17.
   1. 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.
6. بعد كل أرجوحة ، ضع المريض في مكان يمكنه فيه مشاهدة شاشة الموجات فوق الصوتية. افتح أحدث إصدار تجريبي.
   1. 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.
   2. 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.
7. 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

1. افتح أول صورة يستريح لقياسها. باستخدام المؤشر ، مرر مؤشر الماوس فوق الصورة المطلوبة من المكتبة أسفل الصورة النشطة وانقر فوق Enter.
   1. 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.
   2. 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.
2. كرر الخطوات 2.1.1-2.1.2 لجميع الصور اللازمة لقياس كل من المائل الخارجي والداخلي.

3. معالجة الفيديو في الوضع B

1. 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 .
2. 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.
3. 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.
4. 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.
5. اضغط على المتجر لحفظ الصورة المقاسة.
6. 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).
7. 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).
   1. كرر الخطوات 3.3-3.4 لقياس الإطار التالي.
8. كرر الخطوة 3.7 حتى يتم قياس جميع الإطارات المطلوبة.
9. 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).

1. 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.

النتائج

	عدم التغذية الراجعة			بيوفيدباك
مدة التأرجح	سمك مائل خارجي (سم)	سمك مائل داخلي (سم)	سمك مائل مجتمعة (سم)	سمك ?...

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 الع...

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