Name: providing visual biofeedback using brightness mode ultrasound during a golf swing
Uploaded: 2022-08-25T14:30:00
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Das vorliegende Protokoll war Teil einer Studie, die vom Institutional Review Board der University of Central Florida genehmigt wurde. Für die vorliegende Studie wurde von allen menschlichen Teilnehmern eine Einwilligung nach Aufklärung eingeholt. Um in die Studie aufgenommen zu werden, mussten die Teilnehmer zwischen 18 und 75 Jahre alt sein, im vergangenen Jahr mindestens einmal pro Monat oder in den letzten 2 Monaten einmal pro Woche Golf spielen, seit mindestens 2 Jahren Golf spielen und in den letzten 12 Monaten m...

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Die Bereitstellung von Ultraschall-Biofeedback nach einer rotationsbasierten Sportbewegung wie einem Golfschwung kann verwendet werden, um die Muskeldicke der seitlichen Bauchdecke zu erhöhen. Wie die repräsentativen Ergebnisse zeigen, kann ein einziger Versuch mit Ultraschall-Biofeedback zu einer kurzfristigen Steigerung der schrägen Muskelaktivität während eines Golfschwungs führen.
Frühere Forschungen haben auch B-Mode-Ultraschall verwendet, der mit einem elastischen Gürtel bei dyna...

Die Muskeln der lateralen Bauchdecke umfassen den äußeren schrägen, inneren schrägen und transversalen Bauch. Die externen Schrägen führen eine laterale Flexion und kontralaterale Rumpfrotation durch, während die internen Schrägen eine ipsilaterale Rumpfrotation durchführen. Der transversale Abdominis ist die tiefste Schicht der Bauchmuskulatur und erhöht den intraabdominalen Druck und erhöht die segmentale Stabilität der Wirbelsäule1. Die richtige Funktion dieser Muskeln ist wichtig, um das Risiko von Rückenschmerzen zu reduzieren und die sportliche Leistung zu verbessern, da die Rumpfstabilität eine erhöhte Kraft und Kraft durch die Extremitäten ermöglicht2.
Bei Sportarten mit Schwerpunkt auf Rumpfrotation, wie Golf, Tennis, Baseball oder Softball, besteht ein hoher Bedarf an der Rumpfmuskulatur. Zum Beispiel während eines Golfschwungs erreichen die Schrägen auf der Trail-Seite des Körpers ihren Höhepunkt bei 64% der maximalen freiwilligen isometrischen Kontraktion (MVIC), wenn sie mit Oberflächenelektromyographie gemessen werden, während die Bleischrägen bei 54% MVIC3 ihren Höhepunkt erreichen. Die Rumpfrotation ist ein wichtiger Faktor für die Entfernung und Genauigkeit von Golfschlägen4. Die Belastungen des Golfschwungs und die hohe Nachfrage nach Rumpfmuskelaktivität können zu Rückenschmerzen beitragen, die die häufigste Verletzung beim Golf5 sind. Darüber hinaus ist bei Elite-Golfern mit Rückenschmerzen das Timing der externen schrägen Aktivität während des Golfschwungs im Vergleich zu gesunden Personen verzögert6. Eine weitere Studie mit Elektromyographie ergab, dass Golfer mit Rückenschmerzen einen früheren Beginn der Erector spinae haben als Golfer ohne Rückenschmerzen7, was darauf hindeutet, dass ein Fokus auf anterolaterale Muskeln von Vorteil sein kann. Daher ist es wichtig, das Ausmaß und den Zeitpunkt der Bauchmuskelaktivität während eines Golfschwungs zu messen, um die Leistung zu verbessern und das Risiko von Rückenschmerzen zu reduzieren.
Rehabilitativer Ultraschall wird häufig verwendet, um laterale Bauchwandmuskeln aufgrund der geschichteten Natur dieser Muskulaturzu beurteilen 8,9,10. Es gibt keinen Unterschied in der transversalen Bauchaktivierung bei College-Golfern mit und ohne Rückenschmerzen in Rückenlage oder in einer funktionelleren Golfschwungposition11. Die transversale Bauchaktivität ist jedoch nur eine Komponente eines Golfschwungs, und die Rotation kann für diese Population wichtiger sein. In der bisherigen Literatur wurde ein elastischer Gürtel und ein Schaumstoffblock verwendet, um den Ultraschallwandler am Bauch zu befestigen, was eine Ultraschalluntersuchung der Rumpfmuskulatur während dynamischer Bewegungen wie einer Kniebeuge oder eines Gangs mit einem Bein ermöglicht8. Die Anwendung von Ultraschall während dynamischer Bewegungen hat sich als akzeptable bis ausgezeichnete Zuverlässigkeit erwiesen12. Diese Technik kann angewendet werden, um Dickenänderungen in der seitlichen Bauchdecke während eines Golfschwungs oder einer anderen sportartspezifischen Aufgabe zu messen. Während die Oberflächenelektromyographie häufig zur Messung der elektrischen Aktivität von Muskeln verwendet wird, ist dies in der Bauchregion weniger durchführbar. Die geschichtete Anatomie führt zu Cross-Talk zwischen den Muskeln und erlaubt keine visuelle Darstellung der einzelnen Muskelschichten des Kerns13. Ultraschall bietet einen Vorteil gegenüber Alternativen wie der Oberflächenelektromyographie für die Rumpfmuskulatur, da er eine Darstellung jedes einzelnen Muskels ermöglicht und gleichzeitig ein Bild für Feedback liefert14.
Da Ultraschall ein Bild der interessierenden Muskeln in Echtzeit liefert, kann er auch als Werkzeug für visuelles Biofeedback verwendet werden. Ultraschall-Biofeedback hat die Fähigkeit verbessert, die Muskeldicke des transversalen Abdominis und des lumbalen Multifidus im Vergleich zum verbalen Cueing allein zu erhöhen15,16. Darüber hinaus erhöht das Echtzeit-Ultraschall-Biofeedback bei Golfern mit und ohne Rückenschmerzen die transversale Bauchdicke in Rückenlage und in der Golf-Setup-Position11. Biofeedback-Training in Rückenlage führt auch zu aufrecht belasteten Aufgaben17. Weitere Forschung ist erforderlich, um die erforderliche Häufigkeit und Dauer des Biofeedback-Trainings zu bestimmen, da die meisten Studien Einzelsitzungen oder kurzfristige Trainingsprotokolle sind15. Da Ultraschall bei funktionellen Aufgaben angewendet wurde und es Hinweise darauf gibt, dass Golfer die Voraktivierung der Tiefenmuskulatur in der Setup-Position erhöhen können, sollte die Forschung als nächstes die Verwendung von Ultraschall-Biofeedback untersuchen, um die schräge Muskeldicke während des Golfschwungs zu erhöhen.
Daher zielt diese Methodik darauf ab, Ultraschall als Rückkopplungsmechanismus zu verwenden, um die Aktivierung und das Timing der Bauchschrägen während des Golfschwungs zu verbessern.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aquasonic 100</td>
			<td>Parker</td>
			<td>BT-025-0037L</td>
			<td>Ultrasound gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GE NextGen Logig e Ultrasound Unit</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>HR48382AR</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Linear Array Probe</td>
			<td>GE Healthcare</td>
			<td>H48062AB</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Velcro straps</td>
			<td>VELCRO</td>
			<td></td>
			<td>Fasteners for the elastic belt used to secure the ultrasound transducer</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

providing visual biofeedback using brightness mode ultrasound during a golf swing

Die Verwendung von Ultraschall-Biofeedback in Verbindung mit verbalem Cueing kann die Muskeldicke mehr erhöhen als verbales Cueing allein und kann traditionelle Rehabilitationstechniken in einer athletischen, körperlich aktiven Bevölkerung erweitern. Der Helligkeitsmodus (B-Modus) Ultraschall kann mithilfe einer Frame-by-Frame-Analyse angewendet werden, die mit Video synchronisiert ist, um Muskeldickenänderungen während dieser dynamischen Aufgaben zu verstehen. Visuelles Biofeedback mit Ultraschall wurde in statischen Positionen für die Muskeln der lateralen Bauchdecke etabliert. Durch die Befestigung des Schallkopfes am Bauch mit einem elastischen Gürtel und einem Schaumstoffblock kann Biofeedback jedoch bei spezifischeren Aufgaben angewendet werden, die in lebenslangen Sportarten wie Golf vorherrschen. Um die Muskelaktivität während eines Golfschwungs zu analysieren, können Muskeldickenänderungen verglichen werden. Die Dicke muss während der gesamten Aufgabe zunehmen, was darauf hinweist, dass der Muskel aktiver ist. Diese Methodik ermöglicht es Klinikern, Ultraschallvideos für Patienten sofort als visuelles Werkzeug abzuspielen, um die richtige Aktivität der interessierenden Muskeln anzuweisen. Zum Beispiel kann Ultraschall verwendet werden, um die äußeren und inneren Schrägen zu zielen, die eine wichtige Rolle beim Schwingen eines Golfschlägers oder einer anderen Rotationssportart oder -aktivität spielen. Diese Methode zielt darauf ab, die schräge Muskeldicke während des Golfschwungs zu erhöhen. Darüber hinaus kann der Zeitpunkt der Muskelkontraktion gezielt gesteuert werden, indem der Patient angewiesen wird, die Bauchmuskeln zu bestimmten Zeitpunkten, wie z. B. zu Beginn des Abschwungs, zusammenzuziehen, mit dem Ziel, die Muskelfeuermuster während der Aufgaben zu verbessern.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td></td>
			<td>Keine Rückmeldung</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Biofeedback</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr><tr><td>Schwungdauer</td>
			<td>Äußere Schrägstärke (cm)</td>
			<td>Innendicke schräg (cm)</td>
			<td>Kombinierte schräge Dicke (cm)</td>
			<td>Äußere Schrägstärke (cm)</td>
			<td>Inn...

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Providing Visual Biofeedback Using Brightness Mode Ultrasound During a Golf Swing

Helligkeitsmodus-Ultraschall kann verwendet werden, um visuelles Biofeedback der Muskeln der seitlichen Bauchdecke während eines Golfschwungs zu liefern. Visuelle und verbale Anweisungen nach dem Schwung können die Muskelaktivierung und das Timing der äußeren und inneren Schrägen erhöhen.

Bereitstellung von visuellem Biofeedback mit Helligkeitsmodus-Ultraschall während eines Golfschwungs

Using ultrasound biofeedback in conjunction with verbal cueing can increase muscle thickness more than verbal cueing alone and may augment traditional ...

Ultraschall-Biofeedback kann dazu beitragen, die Aktivierung und das Timing der Rumpfmuskulatur zu erhöhen, was sowohl für die sportliche Leistung als auch für die Verringerung des Risikos von Verletzungen wie Rückenschmerzen wichtig ist. Ein Hauptvorteil der Verwendung von Ultraschall für Biofeedback besteht darin, dass er ein Echtzeitbild liefert. Dieses Bild, zusammen mit verbalen Hinweisen, kann Patienten helfen, ihre Muskeln richtig zu benutzen.Diese Methode kann auch direkt auf andere Rotationsbewegungen angewendet werden, wie einen Baseball- oder Softballschwung oder eine Tennisvorhand. Um zu beginnen, öffnen und schalten Sie das Ultraschallgerät mit der Ein-/Aus-Taste ein. Drücken Sie dann die Patiententaste auf der Tastatur, um einen neuen Patienten hinzuzufügen, und wählen Sie auf der linken Seite des Bildschirms Neuer Patient aus.Geben Sie die gewünschte Patienten-ID-Nummer ein, stellen Sie sicher, dass MSK als Untersuchungstyp ausgewählt ist, und klicken Sie auf Registrieren. Beenden Sie, um die Prüfung zu beginnen, und wechseln Sie in den B-Modus. Positionieren Sie den Linear-Array-Aufnehmer im elastischen Band, indem Sie den Kopf des Linearwandlers durch einen horizontalen Schlitz in der Mitte des Bandes platzieren.Als nächstes tragen Sie ein bis zwei Schaumstoffblöcke auf, um den Wandler an seinem Platz zu befestigen. Tragen Sie Ultraschallgel auf den linearen Schallkopf auf. Positionieren Sie den Schallkopf an der seitlichen Bauchdecke, etwa 10 Zentimeter seitlich zum Nabel.Befestigen Sie den Gurt mit den Klettverschlüssen am Teilnehmer und stellen Sie sicher, dass der Gurt fest genug ist, so dass der Schallkopf senkrecht zur seitlichen Bauchdecke befestigt ist. Passen Sie bei Bedarf die Tiefe und Verstärkung des Ultraschalls an, um ein klares Bild der Faszienränder und der Muskeldicke des äußeren schrägen, inneren schrägen und transversalen Bauches zu erhalten, und stellen Sie sicher, dass der Faszienrand des Querabdomis am Rand des Bildschirms in dieser Längsansicht sichtbar ist. Sobald das Bild klar ist, positionieren Sie den Patienten so, dass er die Aufgabe widerspiegelt, die er erledigen wird, z. B. lassen Sie ihn in seiner Setup-Position stehen, wenn er einen Golfschwung ausführt.Drücken Sie dann Einfrieren und dann Speichern, um ein statisches Bild aufzunehmen. Speichern Sie es in der Untersuchung des Patienten und messen Sie es in Echtzeit oder greifen Sie später darauf zu, um die Ruhemuskeldicke zu messen. Wählen Sie erneut Einfrieren aus, um zum Live-Imaging zurückzukehren.Drücken Sie Store, um die Aufnahme im B-Modus zu starten. Geben Sie die verbalen Hinweise oder Anweisungen nach jedem Versuch an, während Sie die Hinweise nach Bedarf anpassen. Überprüfen Sie in der unteren rechten Ecke des Bildschirms, ob ein Timer beginnt und hellgrün hervorgehoben ist, um anzuzeigen, dass ein Video aufgenommen wird.Drücken Sie erneut auf Speichern, um das Video zu beenden und in der Prüfung zu speichern. Wenn das Bild verschwommen wird, passen Sie die Positionierung der Ultraschallsonde innerhalb des Schaumstoffblocks nach Bedarf an. Überprüfen Sie nach jedem Versuch das Video auf Bildklarheit, und wenn das Bild zu irgendeinem Zeitpunkt reflexionsarm wird, zeigt dies an, dass sich die Ultraschallsonde während des Schwungs bewegt hat.Schließen Sie die Testversion aus und messen Sie erneut. Nach jedem Schwung muss der Patient so positioniert sein, dass er den Ultraschallbildschirm sehen kann. Öffnen Sie das erste ruhende Bild zum Messen.Fahren Sie mit dem Cursor über das gewünschte Bild aus der Bibliothek unterhalb des aktiven Bildes und klicken Sie auf Enter. Klicken Sie einmal auf Messen, um das Messwerkzeug zu öffnen, und klicken Sie dann auf Enter, wenn sich der Cursor über dem oberen Faszienrand des interessierenden Muskels befindet. Klicken Sie erneut auf Enter, sobald sich der Cursor über dem unteren Faszienrand befindet.Sobald die gewünschte Anzahl von Videos aufgenommen wurde, öffnen Sie das erste zu verarbeitende Video. Bewegen Sie den Mauszeiger mit dem Cursor über das gewünschte Bild aus der Bibliothek unter dem aktiven Bild und klicken Sie auf die Schaltfläche Enter. Passen Sie den Betrachtungsrahmen innerhalb des B-Mode-Videos an, bis das erste Bild erreicht ist, und bestimmen Sie die gewünschte Abtastrate.Sobald der gewünschte Rahmen geöffnet ist, verwenden Sie das Messwerkzeug, indem Sie einmal auf die Schaltfläche klicken, um das Werkzeug zu öffnen. Platzieren Sie den Cursor auf dem oberen Faszienrand des interessierenden Muskels und klicken Sie auf Enter, um das erste Ende der Messung zu platzieren. Ziehen Sie die Messlinie an den unteren Faszienrand des interessierenden Muskels und klicken Sie erneut auf Enter, um die Messung abzuschließen.Klicken Sie dann auf Speichern, um das gemessene Bild zu speichern. Zeichnen Sie die Messung in einer Tabelle auf, die nach Teilnehmer- oder Patientenname/-nummer, Rahmennummer und Dickenmessungen organisiert ist. Kehren Sie zum ursprünglichen B-Mode-Videoframe zurück und scrollen Sie zum nächsten zu analysierenden Frame.Wiederholen Sie die Messschritte, bis alle gewünschten Frames gemessen sind. Um das Aktivierungsverhältnis zu einem bestimmten Zeitpunkt zu bestimmen, messen Sie die zuvor gezeigte Dicke und dividieren Sie diesen Wert durch die Dicke des ruhenden Bildes. Um festzustellen, ob die kombinierte schräge Dicke zu dem Zeitpunkt, an dem Biofeedback bereitgestellt wurde, um 50% zunahm, wurden Aktivierungsverhältnisse berechnet.Die Nicht-Bio-Feedback-Studie zeigt eine Dicke von 1,685, während Biofeedback einen Wert von 1,739 hat. Daraus kann geschlossen werden, dass das Biofeedback zu einer leichten Erhöhung der schrägen Muskelaktivierung bei der 50%igen Dauer des Golfschwungs führte. Beim Ultraschall-Biofeedback ist es wichtig, Laienbegriffe verwenden zu können, um dem Patienten zu helfen, das Bild zu verstehen.Erklären Sie, dass das Ziel darin besteht, sich durch ihren Kern zu drehen, um Strom zu erzeugen. Nach diesem Verfahren können wir auch die Muskeldicke des transversalen Abdominis betrachten. Dies kann uns die tiefe Muskelaktivität und die Stabilität der Wirbelsäule eines Patienten bei dynamischen Bewegungen zeigen.

Research

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