Proporcionar biorretroalimentación visual mediante ultrasonido de modo brillo durante un swing de golf

Resumen

El ultrasonido de modo de brillo se puede utilizar para proporcionar biorretroalimentación visual de los músculos de la pared abdominal lateral durante un swing de golf. La instrucción visual y verbal posterior al swing puede aumentar la activación muscular y la sincronización de los oblicuos externos e internos.

Resumen

El uso de biorretroalimentación por ultrasonido junto con señales verbales puede aumentar el grosor muscular más que las señales verbales solas y puede aumentar las técnicas de rehabilitación tradicionales en una población atlética y físicamente activa. El ultrasonido de modo de brillo (modo B) se puede aplicar mediante el análisis fotograma a fotograma sincronizado con vídeo para comprender los cambios en el grosor muscular durante estas tareas dinámicas. La biorretroalimentación visual con ultrasonido se ha establecido en posiciones estáticas para los músculos de la pared abdominal lateral. Sin embargo, al asegurar el transductor al abdomen con un cinturón elástico y un bloque de espuma, la biorretroalimentación se puede aplicar durante tareas más específicas que prevalecen en los deportes de toda la vida, como el golf. Para analizar la actividad muscular durante un swing de golf, se pueden comparar los cambios en el grosor muscular. El grosor debe aumentar a lo largo de la tarea, lo que indica que el músculo está más activo. Esta metodología permite a los médicos reproducir inmediatamente videos de ultrasonido para pacientes como una herramienta visual para instruir la actividad adecuada de los músculos de interés. Por ejemplo, el ultrasonido se puede utilizar para apuntar a los oblicuos externos e internos, que juegan un papel importante en el balanceo de un palo de golf o cualquier otro deporte o actividad de rotación. Esta metodología tiene como objetivo aumentar el grosor muscular oblicuo durante el swing de golf. Además, el momento de la contracción muscular se puede dirigir instruyendo al paciente para que contraiga los músculos abdominales en puntos de tiempo específicos, como el comienzo de la fase descendente, con el objetivo de mejorar los patrones de disparo muscular durante las tareas.

Introducción

Los músculos de la pared abdominal lateral incluyen el oblicuo externo, el oblicuo interno y el abdomen transverso. Los oblicuos externos realizan la flexión lateral y la rotación contralateral del tronco, mientras que los oblicuos internos realizan la rotación del tronco ipsilateral. El abdomen transverso es la capa más profunda de la musculatura abdominal, y funciona para aumentar la presión intraabdominal y aumentar la estabilidad segmentaria de la columna vertebral¹. La función adecuada de estos músculos es importante para reducir el riesgo de dolor lumbar y mejorar el rendimiento deportivo, ya que la estabilidad del núcleo permite una mayor fuerza y potencia a través de las extremidades².

Durante los deportes con énfasis en la rotación del tronco, como el golf, el tenis, el béisbol o el softbol, existe una gran demanda de los músculos centrales. Por ejemplo, durante un swing de golf, los oblicuos en el lado del sendero del cuerpo alcanzan un máximo del 64% de la contracción isométrica voluntaria máxima (MVIC) cuando se miden utilizando electromiografía de superficie, mientras que los oblicuos de plomo alcanzan un máximo de 54% MVIC³. La rotación del tronco es un factor clave para la distancia y la precisión de los golpes de golf⁴. El estrés del swing de golf y la alta demanda de actividad muscular central pueden contribuir al dolor lumbar, que es la lesión más común en el golf⁵. Además, en golfistas de élite con dolor lumbar, el momento de la actividad oblicua externa se retrasa durante el swing de golf en comparación con individuos sanos⁶. Otro estudio que utilizó electromiografía encontró que los golfistas con dolor lumbar tienen un inicio más temprano de la columna erectora que los golfistas sin dolor lumbar⁷, lo que sugiere que un enfoque en los músculos anterolaterales puede ser beneficioso. Por lo tanto, medir el alcance y el momento de la actividad muscular abdominal durante un swing de golf es importante para mejorar el rendimiento y reducir el riesgo de dolor lumbar.

El ultrasonido rehabilitador se utiliza comúnmente para evaluar los músculos de la pared abdominal lateral debido a la naturaleza estratificada de esta musculatura ^8,9,10. No hay diferencia en la activación transversal del abdomen en golfistas universitarios con y sin dolor lumbar en posición supina o en una posición de swing de golf más funcional¹¹. Sin embargo, la actividad transversal del abdomen es solo un componente de un swing de golf, y la rotación puede ser más importante para esta población. La literatura previa ha utilizado un cinturón elástico y un bloque de espuma para asegurar el transductor de ultrasonido al abdomen, lo que permite la evaluación por ultrasonido de la musculatura central durante el movimiento dinámico, como una sentadilla de una sola pierna o la marcha⁸. La aplicación de ultrasonido durante los movimientos dinámicos ha demostrado tener una fiabilidad aceptable a excelente¹². Esta técnica se puede aplicar para medir los cambios de grosor en la pared abdominal lateral durante un swing de golf u otra tarea específica del deporte. Si bien la electromiografía de superficie se usa comúnmente para medir la actividad eléctrica de los músculos, esto es menos factible en la región abdominal. La anatomía en capas conduce a la diafonía entre los músculos y no permite una representación visual de las capas musculares individuales del núcleo¹³. El ultrasonido proporciona una ventaja sobre alternativas como la electromiografía de superficie para la musculatura central porque permite una representación de cada músculo individual al tiempo que proporciona una imagen para la retroalimentación¹⁴.

Dado que el ultrasonido proporciona una imagen de los músculos de interés en tiempo real, también se puede utilizar como una herramienta para la biorretroalimentación visual. La biorretroalimentación ecográfica ha mejorado la capacidad de aumentar el grosor muscular del abdomen transverso y el multifidus lumbar en comparación con la señal verbal sola^15,16. Además, en golfistas con y sin dolor lumbar, la biorretroalimentación por ultrasonido en tiempo real aumenta el grosor transversal del abdomen en decúbito supino y en la posición¹¹ de configuración de golf. El entrenamiento de biorretroalimentación en decúbito supino también se traduce en tareas cargadas verticalmente¹⁷. Se necesita más investigación para determinar la frecuencia y duración requeridas del entrenamiento de biorretroalimentación, ya que la mayoría de los estudios son protocolos de entrenamiento de sesión única o a corto plazo¹⁵. Dado que el ultrasonido se ha aplicado durante tareas funcionales y hay evidencia de que los golfistas pueden aumentar la preactivación muscular profunda en la posición de configuración, la investigación debe investigar el uso de biorretroalimentación de ultrasonido para aumentar el grosor del músculo oblicuo durante el swing de golf.

Por lo tanto, esta metodología tiene como objetivo utilizar el ultrasonido como un mecanismo de retroalimentación para mejorar la activación y el tiempo de los oblicuos abdominales durante el swing de golf.

Protocolo

El presente protocolo fue parte de un estudio aprobado por la Junta de Revisión Institucional de la Universidad de Florida Central. Se recibió el consentimiento informado de todos los participantes humanos para el presente estudio. Para ser incluidos en el estudio, los participantes tenían que tener entre 18 y 75 años de edad, jugar al golf al menos una vez al mes durante el último año o una vez por semana durante los últimos 2 meses, haber jugado al golf durante al menos 2 años y haber tenido al menos dos episodios de dolor lumbar en los últimos 12 meses. Los criterios de exclusión fueron trastornos del equilibrio, embarazo actual, cirugía en la parte baja de la espalda o extremidades inferiores en el último año, o una herida abierta en el área abdominal donde se debe colocar el transductor.

1. Configuración del ultrasonido y recopilación de datos

1. Abra y encienda el dispositivo de ultrasonido (consulte Tabla de materiales) con el botón On/Off .
2. Presione el botón Paciente en el teclado para agregar un nuevo paciente y seleccione Nuevo paciente en el lado izquierdo de la pantalla.
   1. Ingrese el número de identificación de paciente deseado, asegúrese de que MSK esté seleccionado como el tipo de examen y haga clic en Registrarse. Salga para comenzar el examen y entre en modo B.
      NOTA: Ajustes de ultrasonido en MSK Abdominal Preset, modo B: color B = Mapa de tinte D, Altura de zoom de escritura = 4, Ancho de zoom de escritura = 4, Índice térmico = Tls, Nivel ATO = Bajo, Número de enfoque = 2, Número de enfoque CrossXBeam = 2, Profundidad de enfoque = 50, Profundidad (cm) = 3, Compresión = 1, Ancho de enfoque = 1, Ancho de enfoque CrossXBeam = 1, Densidad de línea = 3, Densidad de línea CrossXBeam = 3, Supresión = 0, promedio de fotogramas = 4, desde CrossXBeam promedio = 2, CrossXBeam 2, CrossXBeam # = bajo, tipo CrossXBeam = media, mejora de borde = 3, dirección B = 0, mapa de escala de grises = mapa gris C, ganancia = 34, rango dinámico = 69, rechazo = 0, frecuencia (MHz) = 12.
3. Coloque el transductor de matriz lineal en el cinturón elástico colocando el cabezal del transductor lineal a través de una hendidura horizontal en el centro de la banda (consulte la Tabla de materiales). A continuación, aplique uno o dos bloques de espuma para asegurar el transductor en su lugar.
   1. Aplique gel de ultrasonido (consulte la Tabla de materiales) al transductor lineal. Colocar el transductor en la pared abdominal lateral, aproximadamente 10 cm lateral al ombligo⁸.
   2. Asegure el cinturón al participante con los cierres de gancho y lazo. Asegúrese de que la correa esté lo suficientemente apretada para que el transductor quede asegurado perpendicular a la pared abdominal lateral⁸.
   3. Ajuste la profundidad y la ganancia (brillo) del ultrasonido si es necesario para obtener una imagen clara de los bordes fasciales y el grosor muscular del oblicuo externo, oblicuo interno y transverso del abdomen. Asegúrese de que el borde fascial del abdomen transverso sea visible en el borde de la pantalla en esta vista longitudinal (Figura 1)⁸.
      NOTA: La profundidad dependerá del tamaño del individuo que se está midiendo, pero asegúrese de que el borde fascial profundo del abdomen transverso sea visible y la imagen sea clara.
   4. Una vez que la imagen sea clara, coloque al paciente de una manera que refleje la tarea que completará. Por ejemplo, si realizan un swing de golf, pídales que se paren en su posición de configuración. Presione Congelar, luego Almacenar para capturar una imagen estática, guárdela en el examen del paciente y mida en tiempo real o acceda a ella más tarde para medir el grosor muscular en reposo.
      NOTA: Consulte la Figura 1 para ver un ejemplo de una imagen clara de la pared abdominal lateral mediante una ecografía en modo B.
4. Seleccione Inmovilizar de nuevo para volver a las imágenes en directo. Presione Almacenar para comenzar a grabar en video en modo B. En la esquina inferior derecha de la pantalla, comprueba que un temporizador comience y esté resaltado en verde brillante, lo que indica que se está capturando un vídeo. Indique al participante que tome un swing de golf completo una vez que la grabación haya comenzado.
   1. Presione Almacenar nuevamente para finalizar el video y guardarlo en su examen.
      NOTA: Las imágenes y videos guardados aparecerán debajo de la imagen activa, con hasta cinco visibles por fila. Seleccione el cursor para desplazarse o seleccione imágenes anteriores.
5. Repita el paso 1.4 tantas veces como sea necesario para el estudio. Ajuste la posición de la sonda de ultrasonido dentro del bloque de espuma según sea necesario si la imagen se vuelve borrosa.
   NOTA: Los protocolos típicos que comparan condiciones de biorretroalimentación y no biorretroalimentación utilizan entre 3 y 10 repeticiones por condición^11,17.
   1. Después de cada prueba, revise el video para la claridad de la imagen. Si la imagen se vuelve anecoica (completamente negra) en cualquier punto, indica que la sonda de ultrasonido se movió durante el balanceo. En tal caso, excluya el juicio y vuelva a medir.
6. Después de cada swing, coloque al paciente donde pueda ver la pantalla de ultrasonido. Abra la versión de prueba más reciente.
   1. Proporcione una breve descripción de los músculos de interés (para una tarea de rotación, esto incluirá los oblicuos externos e internos). Describa cómo los músculos deben volverse más gruesos durante el movimiento y muéstreles su prueba, proporcionando educación basada en cada intento.
   2. Por ejemplo, si los oblicuos permanecen relativamente del mismo tamaño durante toda la tarea, indíqueles que se concentren durante el próximo intento de contraer sus músculos centrales con fuerza durante todo el movimiento en lugar de rotar pasivamente el tronco.
      NOTA: El énfasis en la rotación del tronco como fuente de energía durante un swing de golf es un rasgo común de los golfistas más calificados¹⁸. Durante los movimientos de rotación, generalmente no es factible proporcionar biorretroalimentación durante la tarea. Por lo tanto, se considera aceptable proporcionar retroalimentación después de cada ensayo¹⁹.
7. Repita los ensayos de biorretroalimentación para tantos intentos como desee. Proporcione las imágenes de ultrasonido, así como la señal verbal o la instrucción después de cada intento, ajustando la señal según sea necesario.

Figura 1: Imagen de la pared abdominal lateral derecha durante la posición tranquila . (A) Oblicuo externo. (B) Oblicuo interno. (C) Abdominis transversal. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

2. Procesamiento de imágenes en reposo

1. Abra la primera imagen en reposo para medir. Con el cursor, coloque el cursor sobre la imagen deseada de la biblioteca debajo de la imagen activa y haga clic en Entrar.
   1. Haga clic en Medir una vez para abrir la herramienta de medición. Haga clic en Enter cuando el cursor esté sobre el borde fascial superior del músculo de interés.
      NOTA: Para el presente estudio, los oblicuos externos e internos se midieron ya que son los músculos de interés, pero también se puede medir el abdomen transverso en esta vista.
   2. Haga clic en Enter nuevamente una vez que el cursor esté sobre el borde fascial inferior.
      NOTA: La longitud del segmento medido aparecerá en la parte inferior izquierda de la pantalla, medida en centímetros. Registre esta longitud en una hoja de cálculo organizada para incluir el nombre/número del participante o paciente y el grosor muscular en reposo.
2. Repita los pasos 2.1.1-2.1.2 para todas las imágenes necesarias para medir los oblicuos externos e internos.

3. Procesamiento de video en modo B

1. Una vez que se haya capturado el número deseado de videos, abra el primer video que se procesará. Con el cursor, coloque el cursor sobre la imagen deseada de la biblioteca debajo de la imagen activa y haga clic en el botón Enter .
2. Ajuste el fotograma de visualización dentro del vídeo en modo B hasta que se alcance el primer fotograma. Determine la frecuencia de muestreo deseada.
   NOTA: La literatura previa ha utilizado intervalos del 10% de los fotogramas totales de 0% -100% para el análisis, pero se puede desear usar más o menos dependiendo de los objetivos²⁰.
3. Una vez que haya abierto el marco deseado, utilice la herramienta Medir . Haga clic en el botón una vez para abrir la herramienta, coloque el cursor en el borde fascial superior del músculo de interés y haga clic en Enter para colocar el primer extremo de la medición.
4. Arrastre la línea de medición al borde fascial inferior del músculo de interés y haga clic en Enter nuevamente para completar la medición.
   NOTA: La distancia medida aparecerá en la parte inferior izquierda de la pantalla.
5. Pulse Almacenar para guardar la imagen medida.
6. Registre la medición en una hoja de cálculo organizada para incluir el nombre/número del participante o paciente, el número de marco y las mediciones de grosor. Vuelva al fotograma de vídeo original en modo B (paso 3.2).
7. Desplácese hasta el siguiente fotograma que se va a analizar. Por ejemplo, si uno está muestreando 11 puntos de tiempo (intervalos del 10% de 0% a 100%) de una oscilación que capturó 100 fotogramas, ahora usará el fotograma 10 (es decir, 10/100 corresponde al fotograma 10 de cada 100 fotogramas totales).
   1. Repita los pasos 3.3-3.4 para medir el siguiente fotograma.
8. Repita el paso 3.7 hasta que se midan todos los fotogramas deseados.
9. Vaya al siguiente vídeo y repita los pasos 3.1-3.8 hasta que se midan todos los vídeos.
   NOTA: Consulte la Figura 2 para obtener una compilación de los cuadros procesados a lo largo de las fases de un swing de golf.

4. Cálculo del ratio de activación

NOTA: Una relación de activación se utiliza comúnmente para determinar el grado de cambio de espesor muscular ^8,9,11. La fórmula para la relación de activación es espesor contraído (cm) / espesor en reposo (cm).

1. Para determinar la relación de activación en un punto de tiempo específico, mida el grosor siguiendo el paso 3. Divida este valor por el grosor de imagen en reposo obtenido del paso 2.

Figura 2: Análisis fotograma a fotograma de un vídeo en modo B en la pared abdominal lateral lateral del lado del sendero (derecha) de un golfista diestro. EO = oblicuo externo; IO = oblicuo interno. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Resultados

	No comentarios			Biofeedback
Duración del swing	Espesor oblicuo externo (cm)	Espesor oblicuo interno (cm)	Espesor oblicuo combinado (cm)	Espesor oblicuo externo (cm)

Discusión

Proporcionar biorretroalimentación de ultrasonido después de un movimiento deportivo basado en la rotación, como un swing de golf, se puede usar para aumentar el grosor muscular de la pared abdominal lateral. Como se muestra en los resultados representativos, un solo ensayo de biorretroalimentación de ultrasonido puede conducir a aumentos a corto plazo en la actividad muscular oblicua a lo largo de un swing de golf.

Investigaciones anteriores también han utilizado ultrasonidos de modo B a...

Materiales

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