מתן ביופידבק חזותי באמצעות אולטרסאונד במצב בהירות במהלך חבטת גולף

Summary

ניתן להשתמש באולטרסאונד במצב בהירות כדי לספק ביופידבק חזותי של שרירי דופן הבטן הצדדית במהלך חבטת גולף. הוראה חזותית ומילולית לאחר נדנדה יכולה להגביר את הפעלת השרירים ואת התזמון של האלכסונים החיצוניים והפנימיים.

Abstract

שימוש בביופידבק אולטרסאונד בשילוב עם רמיזה מילולית יכול להגדיל את עובי השרירים יותר מאשר רמיזה מילולית בלבד ועשוי להגביר את טכניקות השיקום המסורתיות באוכלוסייה אתלטית ופעילה גופנית. ניתן ליישם אולטרסאונד במצב בהירות (מצב B) באמצעות ניתוח פריים אחר פריים המסונכרן עם וידאו כדי להבין את השינויים בעובי השרירים במהלך משימות דינמיות אלה. ביופידבק חזותי עם אולטרסאונד הוקם בעמדות סטטיות עבור השרירים של דופן הבטן לרוחב. עם זאת, על ידי הצמדת המתמר לבטן באמצעות חגורה אלסטית ובלוק קצף, ניתן ליישם ביופידבק במהלך משימות ספציפיות יותר הנפוצות בספורט לכל החיים, כגון גולף. כדי לנתח את פעילות השרירים במהלך חבטת גולף, ניתן להשוות שינויים בעובי השרירים. העובי חייב לעלות לאורך כל המשימה, המציין כי השריר פעיל יותר. מתודולוגיה זו מאפשרת לקלינאים להקרין באופן מיידי סרטוני אולטרסאונד למטופלים ככלי חזותי המורה על פעילות תקינה של השרירים המעניינים. לדוגמה, אולטרסאונד יכול לשמש כדי למקד את האלכסונים החיצוניים והפנימיים, אשר ממלאים תפקיד חשוב בהנפת מועדון גולף או כל ספורט או פעילות סיבובית אחרת. מתודולוגיה זו נועדה להגדיל את עובי השרירים האלכסוניים במהלך חבטת הגולף. בנוסף, ניתן למקד את תזמון התכווצות השרירים על ידי הנחיית המטופל לכווץ את שרירי הבטן בנקודות זמן ספציפיות, כגון תחילת הנפילה, במטרה לשפר את דפוסי ירי השרירים במהלך משימות.

Introduction

שרירי דופן הבטן הצדדית כוללים את האלכסון החיצוני, האלכסוני הפנימי והבטן הרוחבית. האלכסונים החיצוניים מבצעים כיפוף לרוחב וסיבוב תא המטען הקונטרה-לטרלי, בעוד שהאלכסונים הפנימיים מבצעים סיבוב תא המטען האיפסילטרלי. ה- abdominis הרוחבי הוא השכבה העמוקה ביותר של שרירי הבטן, והוא מתפקד כדי להגביר את הלחץ התוך בטני ולהגדיל את היציבות הסגמנטלית של עמוד השדרה¹. תפקוד תקין של שרירים אלה חשוב כדי להפחית את הסיכון לכאבי גב תחתון ולשפר את הביצועים הספורטיביים שכן יציבות הליבה מאפשרת כוח מוגבר וכוח דרך הגפיים².

במהלך ספורט עם דגש על סיבוב תא המטען, כגון גולף, טניס, בייסבול או סופטבול, יש ביקוש גבוה לשרירי הליבה. לדוגמה, במהלך חבטת גולף, האלכסונים בצד השביל של הגוף מגיעים לשיא של 64% מההתכווצות האיזומטרית הרצונית המקסימלית (MVIC) כאשר הם נמדדים באמצעות אלקטרומיוגרפיה של פני השטח, בעוד שהעופרת מגיעה לשיאה ב-54% MVIC³. סיבוב תא המטען הוא תורם מרכזי למרחק ולדיוק של זריקות גולף⁴. הלחצים של נדנדת הגולף והביקוש הגבוה לפעילות שרירי הליבה עשויים לתרום לכאבי גב תחתון, שהם הפציעה השכיחה ביותר בגולף⁵. בנוסף, אצל שחקני גולף מובחרים הסובלים מכאבי גב תחתון, התזמון של פעילות אלכסונית חיצונית מתעכב במהלך חבטת הגולף בהשוואה לאנשים בריאים⁶. מחקר אחר שהשתמש באלקטרומיוגרפיה מצא שלשחקני גולף עם כאבי גב תחתון יש התחלה מוקדמת יותר של הזקפה ספינאה מאשר לגולפאים ללא כאבי גב תחתון⁷, מה שמרמז על כך שהתמקדות בשרירים האנטרולטרליים עשויה להועיל. לכן, מדידת ההיקף והתזמון של פעילות שרירי הבטן במהלך חבטת גולף חשובה לשיפור הביצועים ולהפחתת הסיכון לכאבי גב תחתון.

אולטרסאונד שיקומי משמש בדרך כלל להערכת שרירי דופן הבטן לרוחב בשל האופי הרב-שכבתי של^{שרירי אלה 8,9,10}. אין הבדל בהפעלת בטן רוחבית אצל שחקני גולף במכללות עם ובלי כאבי גב תחתון בתנוחת שכיבה או בתנוחת נדנדת גולף^{פונקציונלית יותר 11}. עם זאת, פעילות הבטן הרוחבית היא רק מרכיב אחד בחבטת גולף, וסיבוב עשוי להיות חשוב יותר עבור אוכלוסייה זו. ספרות קודמת השתמשה בחגורה אלסטית ובבלוק קצף כדי להדק את מתמר האולטרסאונד לבטן, מה שמאפשר הערכת אולטרסאונד של שרירי הליבה במהלך תנועה דינמית כגון סקוואט רגל אחת או הליכה⁸. החלת אולטרסאונד במהלך תנועות דינמיות הוכחה כמקובלת על אמינות מצוינת¹². ניתן ליישם טכניקה זו כדי למדוד שינויי עובי בדופן הבטן הצידית במהלך נדנדת גולף או משימה אחרת הספציפית לספורט. בעוד אלקטרומיוגרפיה פני השטח משמשת בדרך כלל למדידת הפעילות החשמלית של השרירים, זה פחות אפשרי באזור הבטן. האנטומיה הרב-שכבתית מובילה להצלבה בין השרירים ואינה מאפשרת ייצוג חזותי של שכבות השרירים הבודדות של הליבה¹³. אולטרסאונד מספק יתרון על פני חלופות כמו אלקטרומיוגרפיה של פני השטח עבור שרירי הליבה מכיוון שהוא מאפשר ייצוג של כל שריר בנפרד תוך מתן תמונה למשוב¹⁴.

מאז אולטרסאונד מספק תמונה של השרירים של עניין בזמן אמת, זה יכול לשמש גם ככלי ביופידבק חזותי. ביופידבק אולטרסאונד שיפר את היכולת להגדיל את עובי השרירים של הבטן הרוחבית והמולטיפידוס המותני בהשוואה לרמיזה מילולית^{בלבד 15,16}. בנוסף, אצל שחקני גולף עם ובלי כאבי גב תחתון, ביופידבק אולטרסאונד בזמן אמת מגביר את עובי הבטן הרוחבית בשכיבה ובמצב הגדרת גולף¹¹. אימון ביופידבק בשכיבה מתורגם גם למשימות טעונות זקופות¹⁷. נדרשים מחקרים נוספים כדי לקבוע את התדירות והמשך הנדרשים של אימון ביופידבק, מכיוון שרוב המחקרים הם פרוטוקולי אימון חד-פעמיים או קצרי טווח¹⁵. מכיוון שאולטרסאונד יושם במהלך משימות פונקציונליות ויש עדויות לכך ששחקני גולף יכולים להגביר את ההפעלה המוקדמת של השרירים העמוקים בתנוחת ההתקנה, המחקר צריך לחקור את השימוש בביופידבק אולטרסאונד כדי להגדיל את עובי השרירים האלכסוניים במהלך חבטת הגולף.

לכן, מתודולוגיה זו שואפת להשתמש באולטרסאונד כמנגנון משוב כדי לשפר את ההפעלה והתזמון של אלכסוני הבטן במהלך חבטת הגולף.

Protocol

הפרוטוקול הנוכחי היה חלק ממחקר שאושר על ידי מועצת הביקורת המוסדית באוניברסיטת מרכז פלורידה. הסכמה מדעת התקבלה מכל המשתתפים האנושיים למחקר הנוכחי. כדי להיכלל במחקר, המשתתפים היו צריכים להיות בין 18 שנים ל -75 שנים, לשחק גולף לפחות פעם בחודש בשנה האחרונה או פעם בשבוע במשך החודשיים האחרונים, לשחק גולף לפחות שנתיים, והיו לפחות שני פרקים של כאבי גב תחתון ב -12 החודשים האחרונים. קריטריוני ההדרה היו הפרעות שיווי משקל, הריון נוכחי, ניתוח בגב התחתון או בגפיים התחתונות בשנה האחרונה, או פצע פתוח באזור הבטן שבו יש למקם את המתמר.

1. הגדרת אולטרסאונד ואיסוף נתונים

1. פתח והפעל את מכשיר האולטרסאונד (ראה טבלת חומרים) באמצעות לחצן ההפעלה/כיבוי .
2. לחץ על הלחצן 'מטופל' במקלדת כדי להוסיף מטופל חדש ובחר ' מטופל חדש' בצד שמאל של המסך.
   1. הזן את מספר מזהה המטופל הרצוי, ודא ש-MSK נבחר כסוג הבדיקה ולחץ על הירשם. צא כדי להתחיל את הבחינה והיכנס למצב B.
      הערה: הגדרות אולטרסאונד ב-MSK הגדרת בטן מוגדרת מראש, מצב B: צבע B = מפת רשת צבע D, גובה זום כתיבה = 4, רוחב זום כתיבה = 4, אינדקס תרמי = tls, רמת ATO = נמוכה, מספר מיקוד = 2, מספר מיקוד CrossXBeam = 2, עומק מיקוד = 50, עומק (cm) = 3, דחיסה = 1, רוחב מיקוד = 1, רוחב מיקוד crossXBeam = 1, צפיפות קו = 3, צפיפות קו crossXBeam = 3, דיכוי = 0, ממוצע מסגרת = 4, מממוצע crossXBeam = 2, crossXBeam 2, crossXBeam # = נמוך, crossXBeam סוג = ממוצע, שיפור קצה = 3, היגוי B = 0, מפת קנה מידה אפור = מפה אפורה C, רווח = 34, טווח דינמי = 69, דחייה = 0, תדר (MHz) = 12.
3. מקם את מתמר המערך הליניארי בחגורה האלסטית על ידי הצבת ראש המתמר הליניארי דרך חריץ אופקי באמצע החגורה (ראה טבלת חומרים). לאחר מכן, החל בלוק קצף אחד עד שניים כדי לאבטח את המתמר במקומו.
   1. יש למרוח ג'ל אולטרסאונד (ראו טבלת חומרים) על המתמר הליניארי. מקמו את המתמר על דופן הבטן הלטרלית, כ-10 ס"מ לרוחב הטבור⁸.
   2. אבטח את החגורה למשתתף באמצעות מחברים וו ולולאה. ודא שהחגורה הדוקה מספיק כך שהמתמר מאובטח בניצב לדופן הבטן הצדדית⁸.
   3. התאם את העומק והרווח (בהירות) של האולטרסאונד במידת הצורך כדי לקבל תמונה ברורה של הגבולות הפאסיאליים ועובי השרירים של הבטן האלכסונית החיצונית, האלכסונית הפנימית והרוחבית. ודא שהגבול הפאסיאלי של הבטן הרוחבית נראה בקצה המסך בתצוגה אורכית זו (איור 1)⁸.
      הערה: העומק יהיה תלוי בגודל הפרט הנמדד, אך ודא שהגבול הפאסיאלי העמוק של הבטן הרוחבית גלוי לעין והתמונה ברורה.
   4. ברגע שהתמונה ברורה, מקם את המטופל באופן שישקף את המשימה שהוא ישלים. לדוגמה, אם הם מבצעים חבטת גולף, בקש מהם לעמוד בתנוחת ההתקנה שלהם. לחצו על ' הקפאה', ולאחר מכן על 'אחסן' כדי לצלם תמונה סטטית, שמרו אותה בבדיקה של המטופל ומדדו בזמן אמת או גשו אליה מאוחר יותר כדי למדוד את עובי השריר במנוחה.
      הערה: ראו איור 1 כדוגמה לתמונה ברורה של דופן הבטן הצדדית באמצעות אולטרסאונד במצב B.
4. בחר הקפא שוב כדי לחזור להדמיה חיה. לחץ על Store כדי להתחיל להקליט בווידאו במצב B. בפינה השמאלית התחתונה של המסך, ודא שטיימר מתחיל ומודגש בירוק בהיר, המציין שסרטון מצולם. הנחו את המשתתף לקחת חבטת גולף מלאה לאחר תחילת ההקלטה.
   1. לחץ שוב על Store כדי לסיים את הסרטון ולשמור אותו במבחן שלהם.
      הערה: תמונות וסרטונים שמורים יופיעו מתחת לתמונה הפעילה, עם עד חמישה גלויים בכל שורה. בחר את הסמן כדי לגלול בו או בחר תמונות קודמות.
5. חזור על שלב 1.4 כמה פעמים שנדרש לצורך המחקר. התאם את מיקום בדיקת האולטרסאונד בתוך בלוק הקצף לפי הצורך אם התמונה הופכת מטושטשת.
   הערה: פרוטוקולים אופייניים המשווים בין ביופידבק לתנאים שאינם ביופידבק משתמשים בין 3 ל-10 חזרות לכל תנאי^11,17.
   1. לאחר כל ניסיון, עיין בסרטון לקבלת בהירות תמונה. אם התמונה הופכת לאנכואית (שחורה לחלוטין) בשלב כלשהו, זה מצביע על כך שבדיקת האולטרסאונד זזה במהלך הנדנדה. במקרה כזה, אל תכלול את המשפט ותמדוד מחדש.
6. לאחר כל נדנדה, יש למקם את המטופל במקום שבו הוא יכול לראות את מסך האולטרסאונד. פתח את גירסת הניסיון האחרונה.
   1. ספק סקירה קצרה ותיאור של השרירים המעניינים (למשימה סיבובית, זה יכלול את האלכסונים החיצוניים והפנימיים). תאר כיצד השרירים צריכים להיות עבים יותר במהלך התנועה והראה להם את הניסוי שלהם, מתן חינוך המבוסס על כל ניסיון.
   2. לדוגמה, אם האלכסונים נשארים יחסית באותו גודל לאורך כל המשימה, הנחו אותם להתמקד במהלך הניסיון הבא לכווץ את שרירי הליבה שלהם בכוח לאורך כל התנועה במקום לסובב את תא המטען באופן פסיבי.
      הערה: דגש על סיבוב תא המטען כמקור כוח במהלך חבטת גולף הוא תכונה נפוצה בקרב שחקני גולף מיומנים^{יותר 18}. במהלך תנועות סיבוביות, בדרך כלל לא ניתן לספק ביופידבק במהלך המשימה. לכן, מתן משוב לאחר כל ניסוי נחשב מקובל¹⁹.
7. חזור על ניסויי הביופידבק עבור ניסיונות רבים ככל שתרצה. ספק את תמונות האולטרסאונד כמו גם רמיזה מילולית או הוראות לאחר כל ניסיון, תוך התאמת הרמז לפי הצורך.

איור 1: תמונה של דופן הבטן הצידית הימנית במהלך עמידה שקטה . (A) אלכסוני חיצוני. (B) אלכסוני פנימי. (C) בטן רוחבית. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

2. עיבוד תמונה במנוחה

1. פתחו את תמונת המנוחה הראשונה למדידה. באמצעות הסמן, רחף מעל התמונה הרצויה מהספרייה מתחת לתמונה הפעילה ולחץ על Enter.
   1. לחצו פעם אחת על ' מדידה' כדי לפתוח את כלי המדידה. לחץ על Enter כאשר הסמן נמצא מעל הגבול הפאסיאלי העליון של שריר העניין.
      הערה: עבור המחקר הנוכחי, האלכסונים החיצוניים והפנימיים נמדדו מכיוון שהם השרירים המעניינים, אך ניתן גם למדוד את הבטן הרוחבית בתצוגה זו.
   2. לחץ על Enter שוב ברגע שהסמן נמצא מעל הגבול הפאסיאלי התחתון.
      הערה: אורך המקטע הנמדד יופיע בחלק השמאלי התחתון של המסך, הנמדד בסנטימטרים. רשום אורך זה בגיליון אלקטרוני המאורגן כך שיכלול את שם/מספר המשתתף או המטופל ואת עובי השרירים במנוחה.
2. חזור על שלבים 2.1.1-2.1.2 עבור כל התמונות הדרושות למדידה עבור האלכסונים החיצוניים והפנימיים כאחד.

3. עיבוד וידאו במצב B

1. לאחר לכידת מספר הסרטונים הרצוי, פתח את הסרטון הראשון שיעובד. באמצעות הסמן, רחף מעל התמונה הרצויה מהספרייה מתחת לתמונה הפעילה ולחץ על הלחצן Enter .
2. התאם את מסגרת הצפייה בסרטון במצב B עד שתגיע למסגרת הראשונה. קבע את קצב הדגימה הרצוי.
   הערה: הספרות הקודמת השתמשה במרווחים של 10% מסך המסגרות מ-0%-100% לצורך ניתוח, אך ייתכן שתרצה להשתמש פחות או יותר בהתאם למטרות²⁰.
3. לאחר שהמסגרת הרצויה פתוחה, השתמש בכלי מדידה . לחץ על הכפתור פעם אחת כדי לפתוח את הכלי, מקם את הסמן על הגבול הפאסיאלי העליון של שריר העניין, ולחץ על Enter כדי למקם את הקצה הראשון של המדידה.
4. גרור את קו המדידה לגבול הפאסיאלי התחתון של שריר העניין ולחץ שוב על Enter כדי להשלים את המדידה.
   הערה: המרחק שנמדד יופיע בחלק השמאלי התחתון של המסך.
5. לחץ על Store כדי לשמור את התמונה שנמדדה.
6. רשום את המדידה בגיליון אלקטרוני המאורגן כך שיכלול שם/מספר משתתף או מטופל, מספר מסגרת ומדידות עובי. חזור למסגרת הווידאו המקורית במצב B (שלב 3.2).
7. גלול למסגרת הבאה לניתוח. לדוגמה, אם אדם מדגים 11 נקודות זמן (מרווחים של 10% בין 0%-100%) של נדנדה שלכדה 100 מסגרות, הוא ישתמש כעת במסגרת 10 (כלומר, 10/100 מתאים למסגרת 10 מתוך 100 מסגרות בסך הכל).
   1. חזור על שלבים 3.3-3.4 כדי למדוד את המסגרת הבאה.
8. חזור על שלב 3.7 עד למדידת כל המסגרות הרצויות.
9. עבור לסרטון הבא וחזור על שלבים 3.1-3.8 עד שכל הסרטונים יימדדו.
   הערה: ראה איור 2 עבור אוסף של המסגרות המעובדות לאורך שלבים של חבטת גולף.

4. חישוב יחס הפעלה

הערה: יחס הפעלה משמש בדרך כלל כדי לקבוע את מידת השינוי בעובי השריר ^8,9,11. הנוסחה ליחס ההפעלה היא עובי מכווץ (ס"מ)/עובי מנוחה (ס"מ).

1. כדי לקבוע את יחס ההפעלה בנקודת זמן מסוימת, מדוד את העובי על-ידי ביצוע שלב 3. חלק ערך זה בעובי התמונה המנוחה המתקבל משלב 2.

איור 2: ניתוח פריים אחר פריים של סרטון במצב B בצד השביל (מימין) של דופן בטן צידית של שחקן גולף ימני. EO = אלכסוני חיצוני; IO = אלכסוני פנימי. אנא לחץ כאן כדי להציג גרסה גדולה יותר של נתון זה.

תוצאות

	אי-משוב			ביופידבק
משך הנדנדה	עובי אלכסוני חיצוני (cm)	עובי אלכסוני פנימי (cm)	עובי אלכסוני משולב (cm)	עובי אלכס...

Discussion

מתן ביופידבק אולטרסאונד לאחר תנועת ספורט מבוססת סיבוב כגון נדנדת גולף יכול לשמש להגדלת עובי השרירים של דופן הבטן הצידית. כפי שמוצג בתוצאות המייצגות, ניסוי יחיד של ביופידבק אולטרסאונד יכול להוביל לעלייה קצרת טווח בפעילות השרירים האלכסונית במהלך חבטת גולף.

מחקרים קודמים הש?...

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