Fournir un biofeedback visuel à l’aide de l’échographie en mode luminosité pendant un swing de golf

Résumé

L’échographie en mode luminosité peut être utilisée pour fournir un biofeedback visuel des muscles de la paroi abdominale latérale lors d’un swing de golf. L’instruction visuelle et verbale post-swing peut augmenter l’activation musculaire et le timing des obliques externes et internes.

Résumé

L’utilisation du biofeedback par ultrasons en conjonction avec les signaux verbaux peut augmenter l’épaisseur musculaire plus que le signal verbal seul et peut augmenter les techniques de réadaptation traditionnelles dans une population sportive et physiquement active. L’échographie en mode Luminosité (mode B) peut être appliquée à l’aide d’une analyse image par image synchronisée avec la vidéo pour comprendre les changements d’épaisseur musculaire au cours de ces tâches dynamiques. Le biofeedback visuel par échographie a été établi dans des positions statiques pour les muscles de la paroi abdominale latérale. Cependant, en fixant le transducteur à l’abdomen à l’aide d’une ceinture élastique et d’un bloc de mousse, le biofeedback peut être appliqué lors de tâches plus spécifiques répandues dans les sports de la vie, tels que le golf. Pour analyser l’activité musculaire pendant un swing de golf, les changements d’épaisseur musculaire peuvent être comparés. L’épaisseur doit augmenter tout au long de la tâche, indiquant que le muscle est plus actif. Cette méthodologie permet aux cliniciens de rejouer immédiatement des vidéos d’échographie pour les patients en tant qu’outil visuel pour instruire l’activité appropriée des muscles d’intérêt. Par exemple, les ultrasons peuvent être utilisés pour cibler les obliques externes et internes, qui jouent un rôle important dans le balancement d’un club de golf ou de tout autre sport ou activité de rotation. Cette méthodologie vise à augmenter l’épaisseur musculaire oblique pendant le swing de golf. De plus, le moment de la contraction musculaire peut être ciblé en demandant au patient de contracter les muscles abdominaux à des moments spécifiques, tels que le début de la descente, dans le but d’améliorer les schémas de tir musculaire pendant les tâches.

Introduction

Les muscles de la paroi abdominale latérale comprennent l’abdomen externe, l’abdomen interne et l’abdomen transverse. Les obliques externes effectuent la flexion latérale et la rotation controlatérale du tronc, tandis que les obliques internes effectuent la rotation ipsilatérale du tronc. L’abdomen transverse est la couche la plus profonde de la musculature abdominale, et il fonctionne pour augmenter la pression intra-abdominale et augmenter la stabilité segmentaire de la colonne vertébrale¹. Le bon fonctionnement de ces muscles est important pour réduire le risque de lombalgie et améliorer les performances athlétiques, car la stabilité du tronc permet d’augmenter la force et la puissance à travers les extrémités².

Pendant les sports mettant l’accent sur la rotation du tronc, tels que le golf, le tennis, le baseball ou le softball, il existe une forte demande pour les muscles du tronc. Par exemple, lors d’un swing de golf, les obliques du côté du sentier du corps culminent à 64% de la contraction isométrique volontaire maximale (MVIC) lorsqu’elles sont mesurées par électromyographie de surface, tandis que les obliques de plomb culminent à 54% MVIC³. La rotation du tronc est un facteur clé de la distance et de la précision des coups de golf⁴. Le stress du swing de golf et la forte demande d’activité musculaire centrale peuvent contribuer à la lombalgie, qui est la blessure la plus courante au golf⁵. De plus, chez les golfeurs d’élite souffrant de lombalgie, le moment de l’activité oblique externe est retardé pendant le swing de golf par rapport aux individus en bonne santé⁶. Une autre étude utilisant l’électromyographie a révélé que les golfeurs souffrant de lombalgie ont une apparition plus précoce de l’érecteur spinae que les golfeurs sans lombalgie⁷, ce qui suggère qu’une concentration sur les muscles antérolatéraux peut être bénéfique. Par conséquent, il est important de mesurer l’étendue et le moment de l’activité des muscles abdominaux pendant un swing de golf pour améliorer les performances et réduire le risque de lombalgie.

L’échographie de réadaptation est couramment utilisée pour évaluer les muscles de la paroi abdominale latérale en raison de la nature stratifiée de cette musculature ^8,9,10. Il n’y a pas de différence dans l’activation transversale de l’abdomen chez les golfeurs universitaires avec et sans lombalgie en décubitus dorsal ou dans une position de configuration de swing de golf^{plus fonctionnelle 11}. Cependant, l’activité transversale de l’abdomen n’est qu’une composante d’un swing de golf, et la rotation peut être plus importante pour cette population. La littérature antérieure a utilisé une ceinture élastique et un bloc de mousse pour fixer le transducteur à ultrasons à l’abdomen, permettant une évaluation échographique de la musculature centrale pendant un mouvement dynamique tel qu’un squat à une jambe ou une démarche⁸. Il a été démontré que l’application d’ultrasons lors de mouvements dynamiques a une fiabilité acceptable à excellente¹². Cette technique peut être appliquée pour mesurer les changements d’épaisseur de la paroi abdominale latérale lors d’un swing de golf ou d’une autre tâche spécifique au sport. Bien que l’électromyographie de surface soit couramment utilisée pour mesurer l’activité électrique des muscles, cela est moins faisable dans la région abdominale. L’anatomie en couches conduit à une diaphonie entre les muscles et ne permet pas une représentation visuelle des couches musculaires individuelles du noyau¹³. L’échographie offre un avantage par rapport à des alternatives telles que l’électromyographie de surface pour la musculature centrale, car elle permet une représentation de chaque muscle individuel tout en donnant une image pour la rétroaction¹⁴.

Étant donné que l’échographie fournit une image des muscles d’intérêt en temps réel, elle peut également être utilisée comme outil de biofeedback visuel. Le biofeedback échographique a amélioré la capacité d’augmenter l’épaisseur musculaire des abdominaux transversaux et du multifidus lombaire par rapport au signal verbal seul^15,16. De plus, chez les golfeurs avec et sans lombalgie, le biofeedback échographique en temps réel augmente l’épaisseur transversale de l’abdomen en décubitus dorsal et en position de configuration^{de golf 11}. L’entraînement au biofeedback en décubitus dorsal se traduit également par des tâches chargées verticalement¹⁷. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour déterminer la fréquence et la durée requises de la formation en biofeedback, car la plupart des études sont des protocoles de formation à séance unique ou à court terme¹⁵. Étant donné que l’échographie a été appliquée lors de tâches fonctionnelles et qu’il existe des preuves que les golfeurs peuvent augmenter la pré-activation musculaire profonde dans la position de configuration, la recherche devrait ensuite étudier l’utilisation du biofeedback par ultrasons pour augmenter l’épaisseur musculaire oblique pendant le swing de golf.

Par conséquent, cette méthodologie vise à utiliser les ultrasons comme mécanisme de rétroaction pour améliorer l’activation et le timing des obliques abdominaux pendant le swing de golf.

Protocole

Le présent protocole faisait partie d’une étude approuvée par l’Institutional Review Board de l’Université de Floride centrale. Le consentement éclairé a été reçu de tous les participants humains pour la présente étude. Pour être inclus dans l’étude, les participants devaient être âgés de 18 à 75 ans, jouer au golf au moins une fois par mois au cours de la dernière année ou une fois par semaine au cours des 2 derniers mois, avoir joué au golf pendant au moins 2 ans et avoir eu au moins deux épisodes de lombalgie au cours des 12 derniers mois. Les critères d’exclusion étaient les troubles de l’équilibre, la grossesse en cours, la chirurgie au bas du dos ou aux membres inférieurs au cours de l’année écoulée, ou une plaie ouverte dans la région abdominale où le transducteur doit être placé.

1. Configuration de l’échographie et collecte de données

1. Ouvrez et allumez l’appareil à ultrasons (voir le tableau des matériaux) à l’aide du bouton On/Off .
2. Appuyez sur le bouton Patient du clavier pour ajouter un nouveau patient et sélectionnez Nouveau patient sur le côté gauche de l’écran.
   1. Entrez le numéro d’identification du patient souhaité , assurez-vous que MSK est sélectionné comme type d’examen, puis cliquez sur S’inscrire. Quittez pour commencer l’examen et passez en mode B.
      REMARQUE: Paramètres d’échographie dans MSK Abdominal Preset, mode B: couleur B = Tint Map D, Write Zoom Height = 4, Write Zoom Width = 4, Thermal Index = Tls, ATO Level = Low, Focus Number = 2, Focus Number CrossXBeam = 2, Focus Depth = 50, Depth (cm) = 3, Compression = 1, Focus Width = 1, Focus Width CrossXBeam = 1, Line Density = 3, Line Density CrossXBeam = 3, Suppression = 0, Moyenne d’images = 4, à partir de la moyenne CrossXBeam = 2, CrossXBeam 2, CrossXBeam # = Faible, CrossXBeam Type = Moyenne, Amélioration des bords = 3, B Diriger = 0, Carte en échelle de gris = Carte grise C, Gain = 34, Plage dynamique = 69, Rejet = 0, Fréquence (MHz) = 12.
3. Positionnez le transducteur linéaire dans la bande élastique en plaçant la tête du transducteur linéaire à travers une fente horizontale au milieu de la courroie (voir le tableau des matériaux). Ensuite, appliquez un à deux blocs de mousse pour fixer le transducteur à sa place.
   1. Appliquer le gel à ultrasons (voir le tableau des matériaux) sur le transducteur linéaire. Placez le transducteur sur la paroi abdominale latérale, à environ 10 cm latérale à l’ombilic⁸.
   2. Fixez la ceinture au participant à l’aide des attaches à crochet et à boucle. Assurez-vous que la ceinture est suffisamment serrée pour que le transducteur soit fixé perpendiculairement à la paroi abdominale latérale⁸.
   3. Ajustez la profondeur et le gain (luminosité) de l’échographie si nécessaire pour obtenir une image claire des bords fasciaux et de l’épaisseur musculaire de l’abdomen externe oblique, oblique interne et transversal. S’assurer que le bord fascial de l’abdomen transversal est visible sur le bord de l’écran dans cette vue longitudinale (Figure 1)⁸.
      REMARQUE: La profondeur dépendra de la taille de l’individu mesuré, mais assurez-vous que le bord fascial profond de l’abdomen transversal est visible et que l’image est claire.
   4. Une fois que l’image est claire, positionnez le patient de manière à refléter la tâche qu’il accomplira. Par exemple, s’ils exécutent un swing de golf, demandez-leur de se tenir debout dans leur position de configuration. Appuyez sur Congeler, puis sur Stocker pour capturer une image statique, l’enregistrer dans l’examen du patient et mesurer en temps réel ou y accéder plus tard pour mesurer l’épaisseur du muscle au repos.
      REMARQUE : Voir la figure 1 pour un exemple d’image claire de la paroi abdominale latérale à l’aide d’une échographie en mode B.
4. Sélectionnez à nouveau Figer pour revenir à l’imagerie en direct. Appuyez sur Store pour commencer l’enregistrement en vidéo en mode B. Dans le coin inférieur droit de l’écran, vérifiez qu’une minuterie commence et est surlignée en vert vif, indiquant qu’une vidéo est en cours de capture. Demandez au participant de prendre un swing de golf complet une fois l’enregistrement commencé.
   1. Appuyez à nouveau sur Store pour terminer la vidéo et l’enregistrer dans leur examen.
      REMARQUE: Les images et vidéos enregistrées apparaîtront sous l’image active, avec jusqu’à cinq visibles par ligne. Sélectionnez le curseur à faire défiler ou sélectionnez les images précédentes.
5. Répétez l’étape 1.4 autant de fois que nécessaire pour l’étude. Ajustez le positionnement de la sonde à ultrasons dans le bloc de mousse au besoin si l’image devient floue.
   REMARQUE: Les protocoles typiques comparant les conditions de biofeedback et de non-biofeedback utilisent entre 3 et 10 répétitions par condition^11,17.
   1. Après chaque essai, examinez la vidéo pour plus de clarté d’image. Si l’image devient anéchoïque (entièrement noire) à un moment donné, cela indique que la sonde à ultrasons s’est déplacée pendant la balançoire. Dans un tel cas, exclure l’essai et remesurer.
6. Après chaque balançoire, placez le patient de manière à ce qu’il puisse voir l’écran à ultrasons. Ouvrez la version d’évaluation la plus récente.
   1. Donnez un bref aperçu et une description des muscles d’intérêt (pour une tâche de rotation, cela inclura les obliques externes et internes). Décrivez comment les muscles doivent s’épaissir pendant le mouvement et montrez-leur leur essai, en fournissant une éducation basée sur chaque tentative.
   2. Par exemple, si les obliques restent relativement de la même taille tout au long de la tâche, demandez-leur de se concentrer lors de la prochaine tentative de contracter leurs muscles abdominaux avec force tout au long du mouvement au lieu de faire pivoter passivement le tronc.
      REMARQUE: L’accent mis sur la rotation du tronc comme source d’énergie lors d’un swing de golf est un trait commun des golfeurs plus qualifiés¹⁸. Pendant les mouvements de rotation, il n’est généralement pas possible de fournir une rétroaction biologique pendant la tâche. Par conséquent, la rétroaction après chaque essai est jugée acceptable¹⁹.
7. Répétez les essais de biofeedback pour autant de tentatives que vous le souhaitez. Fournissez les images échographiques ainsi que les indices verbaux ou les instructions après chaque tentative, en ajustant le signal au besoin.

Figure 1 : Image de la paroi abdominale latérale droite en position debout silencieuse. (A) Oblique externe. b) Oblique interne. C) Abdominat transverse. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

2. Traitement d’image au repos

1. Ouvrez la première image de repos à mesurer. À l’aide du curseur, passez la souris sur l’image souhaitée de la bibliothèque sous l’image active et cliquez sur Entrée.
   1. Cliquez sur Mesurer une fois pour ouvrir l’outil de mesure. Cliquez sur Entrée lorsque le curseur est au-dessus de la bordure fasciale supérieure du muscle d’intérêt.
      NOTE: Pour la présente étude, les obliques externes et internes ont été mesurés car ce sont les muscles d’intérêt, mais on peut également mesurer les abdominaux transversaux dans cette vue.
   2. Cliquez à nouveau sur Entrée une fois que le curseur est sur la bordure fasciale inférieure.
      REMARQUE: La longueur du segment mesuré apparaîtra dans la partie inférieure gauche de l’écran, mesurée en centimètres. Notez cette longueur dans une feuille de calcul organisée de manière à inclure le nom ou le numéro du participant ou du patient et l’épaisseur du muscle au repos.
2. Répétez les étapes 2.1.1-2.1.2 pour toutes les images nécessaires à la mesure pour les obliques externes et internes.

3. Traitement vidéo en mode B

1. Une fois que le nombre souhaité de vidéos a été capturé, ouvrez la première vidéo à traiter. À l’aide du curseur, passez la souris sur l’image souhaitée de la bibliothèque sous l’image active et cliquez sur le bouton Entrée .
2. Ajustez l’image de visualisation dans la vidéo en mode B jusqu’à ce que la première image soit atteinte. Déterminez la fréquence d’échantillonnage souhaitée.
   NOTE: La littérature précédente a utilisé des intervalles de 10% des trames totales de 0% à 100% pour l’analyse, mais on peut souhaiter utiliser plus ou moins en fonction des objectifs²⁰.
3. Une fois que le cadre souhaité est ouvert, utilisez l’outil Mesurer . Cliquez une fois sur le bouton pour ouvrir l’outil, placez le curseur sur la bordure fasciale supérieure du muscle d’intérêt et cliquez sur Entrée pour placer la première extrémité de la mesure.
4. Faites glisser la ligne de mesure vers le bord fascial inférieur du muscle d’intérêt et cliquez à nouveau sur Entrée pour terminer la mesure.
   REMARQUE: La distance mesurée apparaîtra dans la partie inférieure gauche de l’écran.
5. Appuyez sur Store pour enregistrer l’image mesurée.
6. Consignez la mesure dans une feuille de calcul organisée de manière à inclure le nom / numéro du participant ou du patient, le numéro de base et les mesures d’épaisseur. Revenez à l’image vidéo en mode B d’origine (étape 3.2).
7. Faites défiler jusqu’à l’image suivante à analyser. Par exemple, si l’on échantillonne 11 points temporels (intervalles de 10 % de 0 % à 100 %) d’une balançoire qui a capturé 100 images, on utilisera maintenant l’image 10 (c’est-à-dire que 10/100 correspond à l’image 10 sur 100 images totales).
   1. Répétez les étapes 3.3 à 3.4 pour mesurer l’image suivante.
8. Répétez l’étape 3.7 jusqu’à ce que toutes les images souhaitées soient mesurées.
9. Passez à la vidéo suivante et répétez les étapes 3.1 à 3.8 jusqu’à ce que toutes les vidéos soient mesurées.
   REMARQUE: Voir la figure 2 pour une compilation des cadres traités tout au long des phases d’un swing de golf.

4. Calcul du taux d’activation

REMARQUE: Un taux d’activation est couramment utilisé pour déterminer le degré de changement d’épaisseur musculaire ^8,9,11. La formule du taux d’activation est l’épaisseur contractée (cm)/épaisseur de repos (cm).

1. Pour déterminer le taux d’activation à un moment précis, mesurez l’épaisseur en suivant l’étape 3. Divisez cette valeur par l’épaisseur de l’image au repos obtenue à l’étape 2.

Figure 2 : Analyse image par image d’une vidéo en mode B sur la paroi abdominale latérale (droite) d’un golfeur droitier. OE = oblique externe; IO = oblique interne. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Résultats

	Non-feedback			Biofeedback
Durée du swing	Épaisseur oblique externe (cm)	Épaisseur oblique interne (cm)	Épaisseur oblique combinée (cm)	Épaisseur oblique externe (cm)

Discussion

Fournir un biofeedback échographique après un mouvement sportif basé sur la rotation tel qu’un swing de golf peut être utilisé pour augmenter l’épaisseur musculaire de la paroi abdominale latérale. Comme le montrent les résultats représentatifs, un seul essai de biofeedback échographique peut entraîner une augmentation à court terme de l’activité musculaire oblique tout au long d’un swing de golf.

Des recherches antérieures ont également utilisé des ultrasons en mode B ...

matériels

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