A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يستخدم هذا البروتوكول الموجات فوق الصوتية لوضع الحركة وتخطيط كهربية العضل السطحي في وقت واحد لقياس وظيفة العضلات في القلب. يمكن تحقيق سمك العضلات وتنشيط المثبتات المحلية (على سبيل المثال ، البطن المستعرضة ، المائلة الداخلية) والمحركات العالمية (على سبيل المثال ، المائل الخارجي) خلال نقاط زمنية محددة من تمارين اللوح الجانبي والحشرات الميتة.
يسمح وضع الحركة (M-mode) بالموجات فوق الصوتية للباحثين والأطباء بقياس تغير سمك العضلات بمرور الوقت. يمكن قياس سمك العضلات بين حدود اللفافة في نقطة زمنية معينة أثناء التمرين. تنتج هذه النقطة الزمنية المحددة صورة أحادية البعد تؤدي إلى مراقبة حية في الوقت الفعلي للتشريح. يمكن الإشارة إلى الموجات فوق الصوتية المستخدمة أثناء الحركة الوظيفية باسم الموجات فوق الصوتية الديناميكية. هذا ممكن وموثوق به باستخدام محول طاقة خطي وحزام مرن وكتلة رغوة لتأمين وضع محول طاقة متسق. عادة ما يتم فحص جدار البطن الجانبي باستخدام الموجات فوق الصوتية بسبب الطبيعة المتداخلة للعضلات. يمكن أن يكمل تخطيط كهربية العضل السطحي (sEMG) التصوير بالموجات فوق الصوتية في الوضع M لأنه يقيس التمثيل الكهربائي لتنشيط العضلات. هناك حد أدنى من الأدلة باستخدام الموجات فوق الصوتية M-mode و sEMG في وقت واحد أثناء التمرين الأساسي. تتضمن التمارين التي تتحدى العضلات الأساسية كلا من عمليات التثبيت متساوية القياس (على سبيل المثال ، اللوح الجانبي) ، بالإضافة إلى حركات الأطراف المتذبذبة (على سبيل المثال ، حشرة ميتة). في هذه الدراسة ، سيتم استخدام كلتا الأداتين في وقت واحد لقياس وظيفة العضلات الأساسية أثناء التمرين. سيتم الحصول على قياسات الموجات فوق الصوتية باستخدام محول طاقة خطي ووحدة الموجات فوق الصوتية ، وسيتم الحصول على قياسات sEMG من نظام sEMG اللاسلكي. لإجراء مقارنات بين المشاركين والتمارين ، سيتم استخدام طرق التطبيع باستخدام أوضاع بدء التمرين الثابتة لكلا الأداتين. سيتم استخدام نسبة التنشيط للموجات فوق الصوتية وحسابها بقسمة السماكة المتعاقد عليها (السماكة خلال نقطة زمنية من التمرين) على سمك الراحة (وضع البداية). سيتم قياس سمك العضلات بالسنتيمتر من حدود اللفافة السفلية العلوية إلى حدود اللفافة العلوية السفلية. تهدف هذه الطرق إلى تقديم قياس مبتكر وعملي لوظيفة العضلات باستخدام الموجات فوق الصوتية M-mode و sEMG أثناء تمارين التحمل الأساسية.
يتكون جدار البطن الجانبي من البطن المستعرض ، المائل الداخلي ، والمائل الخارجي1. ينقبض جدار البطن الجانبي بشكل مركزي وغريب الأطوار ومتماثل لتحمل القوى الموضوعة على الجسم1. يوفر الانكماش المشترك لهذه المجموعة العضلية استقرار مركز جسم الإنسان 2,3. هذه العضلات مهمة أثناء الوقاية وإعادة التأهيل من إصابات الأطراف السفلية لأن ضعف وظيفة الجذع يرتبط بزيادة تقريب الورك وأروح الركبة ، وهي عوامل خطر لإصابات الأطراف السفلية 4,5. التركيز على تقوية وزيادة القدرة على التحمل العضلي للعضلات الأساسية لا يقلل فقط من عوامل الخطر للطرف السفلي ولكن يمكن أيضا أن يقلل من آلام أسفل الظهر6. في الآونة الأخيرة ، تمت التوصية بأن الأفراد الذين يعانون من آلام أسفل الظهر الحادة والمزمنة يجب أن تشمل تقوية الجذع ، والقدرة على التحمل ، وتنشيط عضلات الجذع المحددة في إعادة تأهيلهم6. مثال على تنشيط عضلات الجذع المحددة هو استهداف عضلات الجذع المعزولة أو المجمعة باستخدام الانقباض المشترك لاستعادة السيطرة أو زيادة التنسيق في منطقة الورك القطنية الحوضية6.
هناك طريقتان لقياس وظيفة العضلات بشكل موضوعي وهما استخدام وضع الحركة (M-mode) بالموجات فوق الصوتية وتخطيط كهربية العضل السطحي (sEMG). توفر الموجات فوق الصوتية M-mode تصورا في الوقت الفعلي لحركة العضلات واللفافة خلال وقت مسجل يمكنه عرض بداية الحركةومداها 7. يتم قياس المسافة بين حدود اللفافة السفلية العلوية وحدود اللفافة العلوية السفلية في وقت محدد للحصول على سمك العضلات. يمكن تقسيم سمك العضلات خلال نقطة زمنية محددة من التمرين على سمك الراحة لتحقيق نسبة التنشيط8. يوفر sEMG نظرة ثاقبة لتنشيط العضلات والتعب ، حيث يمكن مقارنة الناتج بأقصى انقباض للعضلة9. تم استخدام هاتين الأداتين والطريقتين سابقا لقياس بداية تنشيط عضلات الورك خلال مجموعة متنوعة من التمارين في الأفراد الأصحاء والمصابين10. التمارين التي تستهدف الجذع ، وتحديدا جدار البطن الجانبي ، هي اللوح الجانبي والحشرات الميتة11،12،13. يتم تنفيذ اللوح الجانبي في وضع الاستلقاء الجانبي مع الكوع مباشرة تحت الكتف والساعد على الأرض ، ويتم رفع الوركين عن الأرض حتى يصبح العمود الفقري في وضع محايد. يتم تمديد الركبتين ، ويتم وضع القدمين فوق بعضهما البعض9 (الشكل التكميلي 1). يتم تنفيذ الحشرة الميتة في وضع ضعيف مع كلا الذراعين مباشرة أعلاه والوركين والركبتين مثنية بزاوية 90 درجة. يبدأ التمرين عندما يتم ثني ذراع واحدة فوق الرأس وتمتد الساق المقابلة. تظل الذراع والساق المعاكسة في وضع محايد ثم تنثني وتمتد بمجرد عودة الذراع والساق المتحركة الأصلية إلى الوضع المحايد13 (الشكل التكميلي 2 والشكل التكميلي 3).
وقد لوحظ أن تنشيط المائل الخارجي يتراوح من 37٪ إلى 62٪ من الحد الأقصى للانكماش متساوي القياس الطوعي (MVIC) خلال اللوح الجانبي11،12،14. أثناء الحشرة الميتة ، تم تسجيل تنشيط المائل الخارجي بين 20٪ إلى 30٪ من MVIC لخمس مرات فقط من التمرين15. تنشط عضلات البطن الداخلية المائلة والمستعرضة ، عضلات البطن العميقة لجدار البطن الجانبي ، بين 22٪ إلى 28٪ من MVIC خلال اللوح الجانبي12,14. نظرا للطبيعة المتداخلة للعضلات الداخلية المائلة والمستعرضة ، تم دمج العضلتين أثناء مجموعة sEMG14. أحد قيود sEMG هو الحديث المتبادل من العضلات المجاورة ، حيث قد ينتج مستشعر sEMG ناتجا لعضلة مختلفة ، مما يؤدي إلى فهم خاطئ للتنشيط16. يمكن استخدام قياسات سمك العضلات التي تم الحصول عليها باستخدام الموجات فوق الصوتية للتخفيف من هذا القيد ، وهذا القياس ممكن أثناء تمارين الجذع ، مثل المعلقات متساوية القياس المذكورة سابقا17.
تم تسجيل سمك العضلات لجدار البطن الجانبي خلال اللوح الجانبي كمقدار مطلق للفرق بين السماكة المتعاقد عليها وسمك الراحة. عند النقطة الزمنية 30 ثانية من اللوح الجانبي ، زاد سمك العضلات المائل الداخلي والمائل الخارجي بمقدار 0.526 مم و 0.205 مم ، على التوالي17. تم تسجيل هذه القياسات في وضع السطوع بالموجات فوق الصوتية في نقطة زمنية واحدة خلال اللوح الجانبي. عادة ما يتم إجراء الموجات فوق الصوتية في الوضع B لتقييم الصور قبل وبعد. ومع ذلك ، فإن هذه الطريقة تسمح فقط بالقياس في نقطتين زمنيتين18. توفر الموجات فوق الصوتية M-mode مزايا متزايدة مقارنة بالموجات فوق الصوتية في الوضع B ، حيث يمكنها اكتشاف بداية تنشيط العضلات وكذلك سمك العضلات أثناء التمرين بأكمله مع أي نقطة زمنية يمكن اختيارها للقياس18. لذلك ، فإن الهدف العام للبروتوكول الحالي هو توفير قياس مبتكر وعملي لوظيفة العضلات باستخدام الموجات فوق الصوتية M-mode و sEMG أثناء تمارين التحمل الأساسية. هذا مفيد للباحثين والأطباء لفهم كيفية عمل العضلات طوال مدة التمرين ، خاصة ذات طبيعة التحمل ، بدلا من القياس المعزول إلى نقطة زمنية واحدة.
قدم جميع المشاركين من البشر موافقة مستنيرة. كان البروتوكول جزءا من دراسة وافق عليها مجلس المراجعة المؤسسية بجامعة سنترال فلوريدا. تضمنت معايير الإدراج الأعمار من 18 إلى 45 عاما والنشاط البدني وفقا لإرشادات ACSM (30 دقيقة من النشاط المعتدل إلى القوي 5 أيام في الأسبوع)19. تضمنت معايير الاستبعاد آلام أسفل الظهر خلال العام الماضي ، وآلام أو إصابة الورك أو الجزء العلوي أو السفلي الحالية ، وتاريخ عام من جراحة أسفل الظهر أو جراحة الأطراف السفلية ، واضطراب التوازن المبلغ عنه ذاتيا ، وتشوهات العضلات ، والحمل حاليا ، أو وجود جرح مفتوح في منطقة البطن (الجدول 1).
1. إعداد أداة جمع البيانات
2. إعداد تخطيط كهربية العضل السطحي (انظر جدول المواد)
الشكل 1: موقع فحص جدار البطن الجانبي. يتم وضع مستشعر sEMG 3 سم أمامي من نقطة المنتصف بين الضلع السفلي والقمة الحرقفية ، بالتوازي مع ألياف العضلات20. يقع محول الطاقة على بعد 10 سم من السرة حتى يصبح جدار البطن الجانبي مرئيا على الشاشة. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
3. إعداد الموجات فوق الصوتية (انظر جدول المواد)
الشكل 2: محول الطاقة يوضع من خلال الحزام المرن وكتلة الرغوة. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 3: مثال على صورة الراحة للتحقق من جدار البطن الجانبي. الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 4: محول مثبت على جدار البطن الجانبي بواسطة الحزام المرن وكتلة الرغوة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
4. لوح جانبي ثابت بالموجات فوق الصوتية
5. لوح جانبي ثابت sEMG
ملاحظة: في الوقت نفسه ، سيحصل الباحث أيضا على إخراج sEMG أثناء تحديد المواقع الثابتة الموضحة في الخطوة 4.1.
6. لوح جانبي
7. الموجات فوق الصوتية ساكنة علة ميتة
8. sEMG ثابت علة ميتة
9. علة ميتة
10. قياس ثابت بالموجات فوق الصوتية
الشكل 5: مثال على جدار البطن الجانبي أثناء ثبات اللوح الجانبي ، ووضعية بدء التمرين وقياسات العضلات. A = مائل خارجي (0.554 سم) ، B = مائل داخلي (0.761 سم) ، و C = مائل عرضي (0.326 سم). الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 6: مثال على جدار البطن الجانبي في الحشرة الميتة الثابتة ، ووضعية بدء التمرين وقياسات العضلات. A = مائل خارجي (0.618 سم) ، B = مائل داخلي (0.820 سم) ، و C = مائل عرضي (0.438 سم). الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
11. قياسات ديناميكية بالموجات فوق الصوتية
الشكل 7: مثال على جدار البطن الجانبي أثناء تمرين اللوح الخشبي الجانبي وقياسات العضلات في الوضع M. A = مائل خارجي (0.968 سم) ، B = مائل داخلي (0.937 سم) ، و C = مائل عرضي (0.714 سم). الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
الشكل 8: مثال على جدار البطن الجانبي أثناء تمرين الحشرة الميتة وقياسات العضلات في الوضع M. A = مائل خارجي (0.840 سم) ، B = مائل داخلي (0.840 سم) ، و C = مائل عرضي (0.720 سم). الرجاء الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
12. قياس sEMG
يتم تمثيل قياسات كل من الموجات فوق الصوتية و sEMG أثناء وضع بدء التمرين الثابت في الجدول 2. سيتم استخدام هذه الأرقام كمقام عند حساب نسبة التنشيط. قيم سمك البطن المائل الخارجي والمائل الداخلي والمستعرض خلال أول 5 ثوان ، وآخر 5 ثوان ، والمدة الإجمالية (60 ثانية) في الجدول 3. هذه ا?...
يوفر الوضع M الموجات فوق الصوتية بداية حركة الأنسجة العضلية وتغير سمك العضلات أثناء مراقبة التشريح في الوقت الفعلي خلال فترة زمنية محددة21. توفر الموجات فوق الصوتية M-mode جنبا إلى جنب مع sEMG فهما شاملا لوظيفة العضلات ، بما في ذلك التمثيل الكهربائي والملاحظة البصرية. يمكن استخدام ...
يعلن المؤلفون عدم وجود تضارب في المصالح فيما يتعلق بهذه المخطوطة.
اي.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alcohol prep pads | Henry Schein | HS1007 | |
Amazon Basics 1/2- Inch Extra Thick Exercise Yoga Mat | Amazon | YM2001BK | |
Delsys Trigno Sensor Adhesive Interface, 4-Slot | Delsys | SC:F03 | |
Delsys Trigno Wireless System | Delsys | T03-A16014 | |
Galaxy Tablet S5e | Samsung | SM-TS20N | |
GE NextGen Logig e Ultrasound Unit | GE Healthcare | HR48382AR | |
Linear Array Probe | GE Healthcare | H48062AB | |
Trigno Avanti sensors | Delsys | T03-A16014 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved