밝기 모드 초음파를 사용하여 시각적 바이오피드백 제공 골프 스윙 중

요약

밝기 모드 초음파는 골프 스윙 중에 측면 복벽 근육의 시각적 바이오 피드백을 제공하는 데 사용할 수 있습니다. 스윙 후 시각 및 언어 교육은 근육 활성화와 외부 및 내부 복사근의 타이밍을 증가시킬 수 있습니다.

초록

언어 적 신호와 함께 초음파 바이오 피드백을 사용하면 구두 단독보다 근육 두께를 더 늘릴 수 있으며 운동적이고 신체적으로 활동적인 인구에서 전통적인 재활 기술을 보강 할 수 있습니다. 밝기 모드(B 모드) 초음파는 비디오와 동기화된 프레임별 분석을 사용하여 적용하여 이러한 동적 작업 중 근육 두께 변화를 이해할 수 있습니다. 초음파를 이용한 시각적 바이오 피드백은 측면 복벽의 근육에 대한 정적 위치에 확립되었습니다. 그러나 탄성 벨트와 폼 블록을 사용하여 변환기를 복부에 고정함으로써 골프와 같은 평생 스포츠에서 널리 퍼진보다 구체적인 작업 중에 바이오 피드백을 적용 할 수 있습니다. 골프 스윙 중 근육 활동을 분석하기 위해 근육 두께 변화를 비교할 수 있습니다. 작업 전반에 걸쳐 두께가 증가해야 근육이 더 활동적임을 나타냅니다. 이 방법론을 통해 임상의는 관심있는 근육의 적절한 활동을 지시하는 시각적 도구로 환자를 위해 초음파 비디오를 즉시 재생할 수 있습니다. 예를 들어, 초음파는 골프 클럽을 스윙하거나 다른 회전 스포츠 또는 활동에 중요한 역할을하는 외부 및 내부 복사선을 표적으로 삼는 데 사용할 수 있습니다. 이 방법론은 골프 스윙 중에 비스듬한 근육 두께를 증가시키는 것을 목표로합니다. 또한, 근육 수축의 타이밍은 작업 중 근육 발사 패턴을 개선하는 것을 목표로 다운 스윙의 시작과 같은 특정 시점에서 복부 근육을 수축하도록 환자에게 지시함으로써 목표로 삼을 수 있습니다.

서문

측면 복벽의 근육에는 외부 복사근, 내부 복사근 및 횡단 복부가 포함됩니다. 외부 경사는 측면 굴곡 및 반대쪽 몸통 회전을 수행하는 반면 내부 복사선은 동측 몸통 회전을 수행합니다. 횡복근은 복부 근육계의 가장 깊은 층으로, 복강 내압을 높이고 척추의 분절 안정성을 증가시키는 기능을^합니다1. 이러한 근육의 적절한 기능은 요통 위험을 줄이고 코어 안정성이 사지를 통한 힘과 힘을 증가시킬 수 있으므로 운동 능력을 향상시키는 데 중요합니다².

골프, 테니스, 야구 또는 소프트볼과 같이 몸통 회전에 중점을 둔 스포츠에서는 코어 근육에 대한 수요가 높습니다. 예를 들어, 골프 스윙 동안, 신체의 트레일 쪽의 사선은 표면 근전도를 사용하여 측정할 때 최대 자발적 등척성 수축(MVIC)의 64%에서 최고조에 달하는 반면, 리드 경사는 54% MVIC³에서 최고조에 달한다. 몸통 회전은 골프 샷의 거리와 정확도에 중요한 기여를 합니다⁴. 골프 스윙의 스트레스와 코어 근육 활동에 대한 높은 요구는 골프에서 가장 흔한 부상인 요통의 원인이 될 수 있습니다⁵. 또한 요통이 있는 엘리트 골퍼의 경우^{건강한 개인에} 비해 골프 스윙 중에 외부 사선 활동의 타이밍이 지연됩니다6. 근전도를 사용한 또 다른 연구에서는 요통이 있는 골퍼가 요통이 없는 골퍼보다 척추기립근이 더 일찍 발병하는 것으로 나타났습니다.⁷ 전외측 근육에 초점을 맞추는 것이 도움이 될 수 있음을 시사합니다. 따라서 골프 스윙 중 복부 근육 활동의 범위와 시기를 측정하는 것은 성능을 향상시키고 요통의 위험을 줄이는 데 중요합니다.

재활 초음파는 일반적으로이 근육 조직 ^8,9,10의 층상 특성으로 인해 측면 복벽 근육을 평가하는 데 사용됩니다. 앙와위 자세 또는 보다 기능적인 골프 스윙 셋업 자세에서 요통이 있거나 없는 대학 골퍼의 횡복근 활성화에는 차이가 없습니다¹¹. 그러나 횡복근 활동은 골프 스윙의 한 구성 요소 일 뿐이며 회전은이 인구에게 더 중요 할 수 있습니다. 이전 문헌에서는 탄성 벨트와 폼 블록을 사용하여 초음파 변환기를 복부에 고정하여 단일 다리 스쿼트 또는 보행⁸과 같은 역동적인 운동 중에 코어 근육계의 초음파 평가를 가능하게 했습니다. 동적 운동 동안 초음파를 적용하는 것은 우수한 신뢰성¹²에 수용 가능한 것으로 나타났습니다. 이 기술은 골프 스윙 또는 기타 스포츠 관련 작업 중 측면 복벽의 두께 변화를 측정하는 데 적용할 수 있습니다. 표면 근전도 검사는 일반적으로 근육의 전기적 활동을 측정하는 데 사용되지만 복부에서는 실현 가능성이 떨어집니다. 계층화 된 해부학은 근육 사이의 혼선을 유도하고 코어⁽¹³)의 개별 근육 층의 시각적 표현을 허용하지 않습니다. 초음파는 코어 근육계에 대한 표면 근전도 검사와 같은 대안에 비해 이점을 제공하는데, 이는 피드백¹⁴에 대한 이미지를 제공하면서 각 개별 근육의 표현을 허용하기 때문입니다.

초음파는 관심 근육의 이미지를 실시간으로 제공하기 때문에 시각적 바이오 피드백을위한 도구로도 사용할 수 있습니다. 초음파 바이오 피드백은 구두 큐 단독에 비해 횡단 복부 및 요추 다발성의 근육 두께를 증가시키는 능력을 향상 시켰습니다^15,16. 또한, 요통이 있거나 없는 골퍼에서, 실시간 초음파 바이오피드백은 앙와위 및 골프 셋업 자세(¹¹)에서 횡복복부 두께를 증가시킨다. 앙와위의 바이오 피드백 훈련은 또한 직립로드 작업¹⁷로 해석됩니다. 대부분의 연구가 단일 세션 또는 단기 훈련 프로토콜이기 때문에 바이오 피드백 훈련의 필요한 빈도와 기간을 결정하기 위해서는 더 많은 연구가 필요합니다¹⁵. 초음파는 기능적 작업 중에 적용되었고 골퍼가 설정 위치에서 깊은 근육 사전 활성화를 증가시킬 수 있다는 증거가 있기 때문에 연구는 골프 스윙 중 비스듬한 근육 두께를 증가시키기 위해 초음파 바이오 피드백의 사용을 조사해야합니다.

따라서이 방법론은 골프 스윙 중 복부 복사근의 활성화 및시기를 개선하기위한 피드백 메커니즘으로 초음파를 사용하는 것을 목표로합니다.

프로토콜

현재 프로토콜은 센트럴 플로리다 대학의 기관 검토위원회가 승인 한 연구의 일부였습니다. 본 연구를 위해 모든 인간 참가자로부터 정보에 입각 한 동의를 받았다. 연구에 포함되려면 참가자는 18세에서 75세 사이여야 하며, 지난 1년 동안 최소 한 달에 한 번 또는 지난 2개월 동안 일주일에 한 번 골프를 치고, 최소 2년 동안 골프를 쳤고, 지난 12개월 동안 최소 2번의 요통이 있었습니다. 제외 기준은 균형 장애, 현재 임신, 작년에 허리 또는하지에 대한 수술 또는 변환기를 배치해야하는 복부의 열린 상처였습니다.

1. 초음파 설정 및 데이터 수집

1. On/Off 버튼을 사용하여 초음파 장치(재료 표 참조)를 열고 켭니다.
2. 키보드의 환자 버튼을 눌러 새 환자를 추가하고 화면 왼쪽에서 새 환자를 선택합니다.
   1. 원하는 환자 ID 번호를 입력하고 MSK 가 검사 유형으로 선택되었는지 확인한 다음 등록을 클릭합니다. 종료하여 시험을 시작하고 B 모드로 들어갑니다.
      참고: MSK 복부 사전 설정의 초음파 설정, B 모드: B 색상 = 색조 맵 D, 쓰기 줌 높이 = 4, 쓰기 줌 너비 = 4, 열 인덱스 = Tls, ATO 레벨 = 낮음, 초점 번호 = 2, 초점 번호 CrossXBeam = 2, 초점 심도 = 50, 깊이(cm) = 3, 압축 = 1, 초점 폭 = 1, 초점 너비 CrossXBeam = 1, 선 밀도 = 3, 선 밀도 CrossXBeam = 3, 억제 = 0, 프레임 평균 = 4, 평균 CrossXBeam = 2, CrossXBeam 2, CrossXBeam # = 낮음, CrossXBeam 유형 = 평균, 에지 향상 = 3, B 스티어 = 0, 그레이 스케일 맵 = 그레이 맵 C, 게인 = 34, 동적 범위 = 69, 제거 = 0, 주파수(MHz) = 12.
3. 선형 변환기의 헤드를 벨트 중앙의 수평 슬릿을 통해 배치하여 선형 배열 변환기를 탄성 벨트에 배치합니다( 재료 표 참조). 다음으로, 1-2개의 폼 블록을 적용하여 변환기를 제자리에 고정합니다.
   1. 초음파 젤(재료 표 참조)을 선형 변환기에 적용합니다. 트랜스듀서를 탯줄 8에 대해 약 10cm 측면의 측면 복벽에 위치^시킨다.
   2. 후크 및 루프 패스너를 사용하여 참가자에게 벨트를 고정합니다. 변환기가 측면 복벽(⁸)에 수직으로 고정되도록 벨트가 충분히 조여져 있는지 확인하십시오.
   3. 필요한 경우 초음파의 깊이와 게인 (밝기)을 조정하여 외부 복사근, 내부 복사근 및 횡복근의 근막 경계와 근육 두께의 선명한 이미지를 얻습니다. 이 종단면도에서 횡복근의 근막 경계가 화면 가장자리에 보이는지 확인하십시오(그림 1)⁸.
      알림: 깊이는 측정되는 개인의 크기에 따라 다르지만 횡복근의 깊은 근막 경계가 보이고 이미지가 선명한지 확인하십시오.
   4. 이미지가 선명해지면 환자가 완료할 작업을 반영하는 방식으로 환자를 배치합니다. 예를 들어, 골프 스윙을 하는 경우 설정 위치에 서게 하십시오. Freeze, Store 를 차례로 눌러 정적 이미지를 캡처하고 환자의 검사에 저장한 다음 실시간으로 측정하거나 나중에 액세스하여 안정기 근육 두께를 측정합니다.
      알림: B-모드 초음파를 사용한 측면 복벽의 선명한 이미지의 예는 그림 1 을 참조하십시오.
4. 고정을 다시 선택하여 라이브 이미징으로 돌아갑니다. 스토어를 눌러 B 모드 비디오 녹화를 시작합니다. 화면 오른쪽 하단에서 타이머가 시작되고 밝은 녹색으로 강조 표시되어 비디오가 캡처되고 있음을 나타냅니다. 참가자에게 녹음이 시작되면 완전한 골프 스윙을하도록 지시하십시오.
   1. 스토어를 다시 눌러 비디오를 종료하고 시험에 저장합니다.
      참고: 저장된 이미지와 비디오는 활성 이미지 아래에 표시되며 행당 최대 5개까지 표시됩니다. 스크롤할 커서를 선택하거나 이전 이미지를 선택합니다.
5. 연구에 필요한만큼 1.4 단계를 반복하십시오. 이미지가 흐려지면 필요에 따라 폼 블록 내에서 초음파 프로브의 위치를 조정하십시오.
   참고: 바이오피드백과 비바이오피드백 조건을 비교하는 일반적인 프로토콜은 조건(^11,17)당 3회에서¹⁰회 반복을 사용한다.
   1. 각 평가판이 끝나면 이미지 선명도를 위해 비디오를 검토합니다. 이미지가 어느 시점에서 무반향 (완전히 검은 색)이되면 스윙 중에 초음파 프로브가 움직 였음을 나타냅니다. 이 경우 시험을 제외하고 다시 측정하십시오.
6. 각 스윙 후 환자가 초음파 화면을 볼 수 있는 위치에 배치하도록 합니다. 가장 최근 평가판을 엽니다.
   1. 관심있는 근육에 대한 간략한 개요와 설명을 제공하십시오 (회전 작업의 경우 외부 및 내부 복사선이 포함됩니다). 운동 중에 근육이 어떻게 두꺼워 져야하는지 설명하고 각 시도에 따라 교육을 제공하여 시험을 보여줍니다.
   2. 예를 들어, 사선이 작업 내내 비교적 같은 크기로 유지되는 경우 다음 시도 중에 몸통을 수동적으로 회전하는 대신 움직임 전반에 걸쳐 코어 근육을 강제로 수축시키도록 집중하도록 지시하십시오.
      참고: 골프 스윙 중 동력원으로 트렁크 회전을 강조하는 것은 숙련된 골퍼의 일반적인 특성입니다¹⁸. 회전 운동 중에는 일반적으로 작업 중에 바이오 피드백을 제공하는 것이 불가능합니다. 따라서 각 시험 후에 피드백을 제공하는 것은 수용 가능한 것으로 생각됩니다¹⁹.
7. 원하는 만큼 시도에 대해 바이오피드백 시험을 반복합니다. 각 시도 후 초음파 이미지와 구두 신호 또는 지시를 제공하고 필요에 따라 신호를 조정합니다.

그림 1: 조용히 서 있을 때의 오른쪽 측면 복벽 이미지 . (A) 외부 경사. (B) 내부 복사선. (C) 횡단 복부. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

2. 휴지기 이미지 처리

1. 측정할 첫 번째 휴식 이미지를 엽니다. 커서를 사용하여 활성 이미지 아래의 라이브러리에서 원하는 이미지 위로 마우스를 가져간 다음 Enter를 클릭합니다.
   1. 측정을 한 번 클릭하여 측정 도구를 엽니다. 커서가 관심 근육의 상부 근막 경계 위에있을 때 Enter 키를 클릭하십시오.
      참고 : 본 연구에서는 외부 및 내부 복사선이 관심있는 근육이기 때문에 측정되었지만이 관점에서 횡복근도 측정 할 수 있습니다.
   2. 커서가 하근막 경계 위에 있으면 Enter 키를 다시 클릭하십시오.
      알림: 측정된 세그먼트의 길이는 센티미터 단위로 측정된 화면의 왼쪽 하단에 나타납니다. 참가자 또는 환자 이름/번호 및 휴식 근육 두께를 포함하도록 구성된 스프레드시트에 이 길이를 기록합니다.
2. 외부 및 내부 경사를 모두 측정하는 데 필요한 모든 이미지에 대해 2.1.1-2.1.2단계를 반복합니다.

3. B 모드 비디오 처리

1. 원하는 수의 비디오가 캡처되면 처리할 첫 번째 비디오를 엽니다. 커서를 사용하여 활성 이미지 아래의 라이브러리에서 원하는 이미지 위로 마우스를 가져간 다음 Enter 버튼을 클릭합니다.
2. 첫 번째 프레임에 도달할 때까지 B 모드 비디오 내에서 보기 프레임을 조정합니다. 원하는 샘플링 속도를 결정합니다.
   참고 : 이전 문헌에서는 분석을 위해 0 % -100 %의 총 프레임의 10 % 간격을 사용했지만 목표²⁰에 따라 다소 사용하거나 사용할 수 있습니다.
3. 원하는 프레임이 열리면 측정 도구를 사용합니다. 버튼을 한 번 클릭하여 도구를 열고 관심 근육의 상부 근막 경계에 커서를 놓고 Enter 키를 클릭하여 측정의 첫 번째 끝을 배치합니다.
4. 측정 라인을 관심 근육의 하부 근막 경계로 드래그하고 Enter 키를 다시 클릭하여 측정을 완료합니다.
   알림: 측정된 거리는 화면의 왼쪽 하단에 나타납니다.
5. Store를 눌러 측정된 이미지를 저장합니다.
6. 참가자 또는 환자 이름/번호, 프레임 번호 및 두께 측정을 포함하도록 구성된 스프레드시트에 측정값을 기록합니다. 원래 B 모드 비디오 프레임으로 돌아갑니다 (3.2 단계).
7. 분석할 다음 프레임으로 스크롤합니다. 예를 들어, 100개의 프레임을 캡처한 스윙의 11개 시점(0%-100%에서 10% 간격)을 샘플링하는 경우 이제 프레임 10을 사용합니다(즉, 10/100은 총 프레임 100개 중 프레임 10에 해당).
   1. 3.3-3.4단계를 반복하여 다음 프레임을 측정합니다.
8. 원하는 프레임이 모두 측정될 때까지 3.7단계를 반복합니다.
9. 다음 비디오로 이동하고 모든 비디오가 측정 될 때까지 3.1-3.8 단계를 반복하십시오.
   참고: 그림 2 를 참조하여 골프 스윙 단계 전반에 걸쳐 처리된 프레임을 편집한 것입니다.

4. 활성화 비율 계산

알림: 활성화 비율은 일반적으로 근육 두께 변화^정도를 결정하는 데 사용됩니다 ^8,9,11. 활성화 비율의 공식은 수축 두께 (cm) / 휴식 두께 (cm)입니다.

1. 특정 시점에서 활성화 비율을 결정하려면 3단계에 따라 두께를 측정합니다. 이 값을 2단계에서 얻은 정지 이미지 두께로 나눕니다.

그림 2: 오른손잡이 골퍼의 트레일 측면(오른쪽) 측면 복벽에 있는 B-모드 비디오의 프레임별 분석. EO = 외부 경사; IO = 내부 복사선. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.

결과

	비 피드백			생체
스윙 지속 시간	외부 경사 두께 (cm)	내부 경사 두께 (cm)	결합 된 비스듬한 두께 (cm)	외부 경사 두께 (cm)	내?...

토론

골프 스윙과 같은 회전 기반 스포츠 운동에 따른 초음파 바이오 피드백을 제공하는 것은 측면 복벽의 근육 두께를 증가시키는 데 사용될 수 있습니다. 대표적인 결과에서 볼 수 있듯이 초음파 바이오 피드백의 단일 시험은 골프 스윙 전반에 걸쳐 비스듬한 근육 활동의 단기 증가로 이어질 수 있습니다.

이전 연구에서는 동적 작업²⁰ 중에 탄성 벨트로 고정 된 ...

자료

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