急性踝关节实验疼痛对下肢运动控制评估修改后的明星游览平衡试验

1。介绍

脚踝扭伤是频繁的肌肉骨骼(MSK)损伤(1- - - - - -3)。最初的脚踝扭伤后,约33%的病人患有慢性踝关节不稳定(4),报告残留症状,比如反复扭伤,踝关节的“让步”,疼痛、肿胀,减少函数(5)。慢性踝关节不稳定可以感知到损伤后3年4)。此外,高达78%的患者踝关节损伤的风险发展踝关节骨关节炎(6,7)。因此,适当的后续人持续的脚踝扭伤,防止chronicization至关重要和脚踝的进一步损害。

了各种各样的测试,评估患者踝关节损伤。这些测试可以评估somatosensation或电机控制(8)。Somatosensation测试意味着敏感信息的使用和解释等感官受体肌肉纺锤波,高尔基腱器官、关节受体从皮肤在关节和皮肤的受体(9)。Somatosensation测试是有用的脚踝扭伤后这种类型的损伤可以进一步改变Somatosensation (10)。电机控制测试使信息能够调节或直接机制基本运动(11),从而评估功能性运动执行性能。最近的一项系统回顾报道,明星游览平衡试验(SEBT)是最有效的,可靠的和响应测试来评估患者的下肢运动控制扭伤脚踝(8)。最初描述参与者站在一条腿和达到他们可以在一个星形的形式(12),这种电动机控制测试也有两个“短”形式基因用y形的形式显示类似的心理属性,修改后的明星游览平衡试验(mSEBT) (13)和Y-Balance测试(14,15)。mSEBT是一个可靠的临床评估动态姿势控制的工具,最近的一次审查和实用的指导方针建议使用这个简短的版本而不是八向SEBT (13)。所有这些测试需要在临床设置(小设备和易于使用的16)。

即使这些测试看起来有前途的评估扭伤了脚踝,他们主要研究在健康或慢性踝关节不稳定人群(12,14,15,17)。因此,急性疼痛达到距离和电动机性能的影响仍然未知。如果疼痛干扰踝关节运动控制的存在,它可以显著降低mSEBT到达距离和影响分数的解释。霍奇斯和塔克指出,急性疼痛会导致机械性能的变化(18)。这些变化可能会增加肌肉僵硬和诱导的再分配负载在关节或影响力向量的方向运动。这样的变化可能在mSEBT因此影响性能。

此外,研究电机控制疼痛的效果极大的兴趣是肌肉骨骼疼痛是主要原因在初级保健咨询(19可以与减少)和功能(20.)。然而,研究组织与肌肉骨骼疼痛可以非常具有挑战性的由于高参与者的排斥和预测困难痛苦的一个给定的任务将为每个单独的(21)。因此,招聘健康的参与者能避免这些限制,并允许评估疼痛的影响在受控条件下的运动控制。

的主要目的是评估急性电的影响疼痛的脚踝的疼痛在mSEBT达到的距离。,参与者被分成三个工作小组(没有痛苦,non-nociceptive电刺激和疼痛的电刺激)完成两个mSEBT和比较他们的实现之间的距离两个评估(第一个执行mSEBT没有刺激对所有组)。我们假设如果疼痛对电动机控制一个特定的影响,只有痛苦的组的参与者会显示为达到距离第二次mSEBT显著减少。因此,这个假设是疼痛相关事实,而不是电刺激,可能会改变mSEBT性能。

2。材料和方法

2.1。参与者

样本大小计算使用G * 3.1.9.6和基于之前的研究,以确定最优数量的参与者每组(22)。的便利样本48参与者招募大学拉瓦尔学生人口。所有包括参与者必须(1)不知道研究的假设,(2)年龄在18岁到35岁,(3)是免费的任何自我报告的疼痛当天实验。参与者也(4)不受任何下肢损伤在过去6个月,(5)能够容忍一个实验性疼痛视觉模拟量表上的4/10(血管)评估和持续时间(6)是自由的运动限制在下肢或任何可能影响任务绩效的神经损伤。参与者被排除在外,如果他们得分下肢功能规模的71/80或更低(lef),自我报告的问卷用来评估下肢功能。71/80的起评分是选择关于其最小可探测变化(MDC) (23)。所有参与者阅读并签署了同意书描述实验过程和他们的参与这项研究。这个协议是经当地伦理审查委员会批准(CIUSSS-CN, # 2010 - 212)。实验程序按照《赫尔辛基宣言》。

2.2。修改明星游览平衡试验

修改后的明星游览平衡试验是SEBT的简化版本。测量磁带被放置在地板上在一个Y形的形式和参与者必须站在一只脚(评估)中间的Y (图1)。他们被要求尽可能远的卷尺,同时保持平衡,用双手放在臀部,剩下的立场脚平放在地上。审判被接受,参与者需要执行控制偏移的y形的形式和轻触地面的脚就可以(24)。如果他们失去平衡或一步卷尺,他们必须重复试验。

2.3。通用协议

参与者招募的实验室会议持续了45分钟。货到后,他们读通用协议和完成了中位数和滑铁卢Footedness问卷(WFQ)评估脚偏好(25)。然后,研究小组测量了参与者的理疗师的腿长度和向参与者解释如何执行mSEBT。他们被要求练习mSEBT四倍(26),而接受口头反馈mSEBT执行标准化的理疗师。

紧跟在实践期间,参与者必须完成第一批mSEBT (mSEBT1)。因为没有参与者扭伤了脚踝,所有mSEBT评估而站在主导基于WFQ的肢体。所有参与者必须达到尽可能远的测量磁带。到达距离评估每个方向至少两次:前(蚂蚁),后外侧的(PL)和后中的(PM)。以来最大偏移距离值通常达到稳定在第一4实践试验(26),参与者被要求完成每个到达距离评估两次。如果两个到达距离测量的区别是大于争取民主变革运动(即。对PL, Ant 6.46厘米,9.28厘米和7.55厘米(PM)8),第三个和最后一个尝试了这个方向。最近的两个值都进行分析。

mSEBT1之后,参与者保持坐了15分钟。休息期间,他们被随机分配到三个组:(1)对照组中,参与者完成了第二个mSEBT没有任何电刺激;(2)无痛刺激组,参与者完成了第二mSEBT non-nociceptive电刺激在脚踝;和(3)痛苦的刺激组中,参与者将获得在脚踝疼痛的电刺激。

无痛的参与者和痛苦的团体,在15分钟休息,刺激电极放置在正确的外踝和主导的腓骨远端的肢体电刺激的强度校准;之后,他们被要求完成mSEBT2电刺激。对照组的参与者被要求完成一个mSEBT (mSEBT2)从mSEBT1休息后没有任何区别。

2.4。电刺激

两个电刺激器(s - 88,草工具,昆西,妈,美国)被用来生成5列车在300赫兹脉冲(脉冲宽度500µs)通过一个Digitimer DS7A刺激器(英国赫特福德郡)阳极和阴极放置两厘米纵向对外踝及腓骨。电极位置调整为每个参与者的疼痛会在外踝(即当地。,而不是引起辐射疼痛)。刺激引发了一个脚踏开关位于主导下脚跟和因此呈现在每个尝试。无痛组,增加在步骤5中马是用来单独调整刺激强度,直到感知阈值(即。,每个参与者都能感觉到的最低强度电刺激)。这个5 mA增量是通过恒流单元为了规范刺激强度增加,无论皮肤类型或电极质量。最终刺激强度设置阈值的1.2倍。痛苦的集团,同样的增加在步骤5 mA,直到疼痛程度的血管是达到4/10。两组的强度在整个实验过程中都是固定不变的。关于这个实验MSK-like疼痛协议的更多信息,见Bertrand-Charette et al。(27)。

2.5。记录和数据分析

理疗师评估mSEBT站在旁边的参与者在每个尝试并指出每个方向到达的距离。数据记录在厘米原始分数,然后根据腿的长度归一化,原始分数除以腿的长度和乘以100 (28)。

2.6。统计数据

首先,看数据的总体布局和指导的选择统计分析,小提琴情节(图2)是由包ggplot2(3.4.0版本,2022-11-04),gridExtra(版本2.3,2017-09-09)和函数GeomSplitViolin (https://github.com/iholzleitner/facefuns/blob/main/R/geom_split_violin.R4.2.2)R统计软件(版本,2022-10-31)。然后使用IBM SPSS统计29.0.0.0(纽约阿蒙克),重复测量设计的方差分析伽玛分布(29日)(哎呀,广义估计方程)是用于河中沙洲顺序Bonferroni调整比较标准化达到两个评估之间的距离,三个方向,所有组。一些默认的参数改变后:=伽马分布,链接=日志,CORRTYPE =非结构化。三个独立变量组(主题之间:控制、痛苦和痛苦)、时间(受试:mSEBT1和mSEBT2)和方向(受试因素:蚂蚁,PL和点)。固有的成对比较哎呀模型与河中沙洲的顺序Bonferroni进行因果的重要哇的结果。显著性水平是0.05。

3所示。结果

3.1。样本大小和参与者的特征

样本大小的计算后,至少每组15参与者被要求获得统计0.95的力量。因此,48个参与者之间的19岁和34岁的参与了这个实验。可以在参与者的特征表1。

3.2。在mSEBT2刺激强度

参与者的痛苦和无痛组收到第二次mSEBT期间电刺激。痛苦的组强度为9.8±2.4 mA而无痛组强度为2.1±1.1 mA。

3.3。影响疼痛的规范化及距离

目视检查后图2哎呀选择方差分析的报道,一个更好的拟合优度统计时使用伽马分布(日志链接;QICC = 39.39)相比,一个正态分布(身份联系;QICC = 27104.50)。因此,哎呀分析(见表2)是应用于标准化达到的距离,这是原始分数除以腿长度和乘以100 (28)。

组x时间交互(p= .000011)因果测试,表明次之间的显著差异(mSEBT1和mSEBT2)发生痛苦的集团内部的严格。不存在其他统计上显著的变化在组内比较控制和无痛组之间或在mSEBT1和mSEBT2(见补充文件1具体结果)。因此,所有组有类似达到距离mSEBT1 (p> . 05),在控制和无痛mSEBT2 (p> . 05)。相反,不管痛苦的方向,集团之间的显著改变mSEBT1和mSEBT2 (7.03±1.46% [2.76, 11.30],p= .00002)。

此前报道称,蚂蚁,PL和PM到达距离是由各种因素影响不同(30.),进一步因果测试每个方向进行更好地理解这种效应(表2)。此外,效应值进行平均绝对差异与支架之间的95%置信区间。的因果固有的成对比较报告没有显著差异在各个方向的控制和无痛组(p> . 05)当比较mSEBT1和mSEBT2,而达到距离大大减少痛苦集团前(−7.06% [1.68,12.43],p= .00048)和后中的(−6.53% [0.80,12.26],p= .0075)方向。的后外侧的距离显示减少7.34%的减少在其他两个方向虽然这种差异没有统计学意义(p= 10)。

4所示。讨论

本研究旨在评估急性疼痛的电刺激的影响在脚踝mSEBT达到的距离。所有组执行两个mSEBT隔开休息15分钟。然而,只有痛苦组显示显著减少到达距离第二次mSEBT。我们的研究结果表明,急性疼痛可能会改变下肢运动控制。

4.1。疼痛的效果达到的距离

参与者的痛苦组明显下降三分之二的mSEBT到达距离方向的急性疼痛的电刺激。减少点范围从6.53%到7.06%的蚂蚁标准化分数。这些结果类似于先前的研究比较慢性踝关节不稳定和对照组(17,24,31日- - - - - -33),所有参与者患有慢性踝关节不稳定显示,到达距离相比明显降低控制。只有一个研究观察急性踝关节扭伤的影响达到距离(34)。类似于慢性踝关节不稳定研究(17,24,31日- - - - - -33),他们指出达到减少距离时扭伤了脚踝组对照组进行比较。然而,没有关于疼痛强度的参与者在急性踝关节扭伤组很难得出结论的影响疼痛mSEBT达到的距离。实验性急性疼痛的存在在当前研究中引起了类似到达距离是降低急性和慢性扭伤了脚踝。这表明疼痛可能负面影响下肢运动控制机械限制,即使没有蚂蚁和点方向可能比PL受到急性实验性疼痛。然而,重要的是要注意,减少在PL,即使不显著,类似于蚂蚁和点的方向。因此,通过招募更多的参与者,PL最终会显示相同的重要达到距离减少。此外,先前的研究表明,踝关节扭伤后,变更在踝关节运动控制不仅是外部赤字的结果,但可能是第二次重组中央电机命令,导致双边赤字在SEBT (33)。因此,痛苦和韧带结构完整性都可能干扰运动控制和一般稳定扭伤了脚踝的参与者。

以下4.4.1。临床意义

本研究的另一个重要的发现是,达到减少距离造成的痛苦大于最小可检测的变化(MDC)蚂蚁SEBT的方向。例如,标准化分数MDC ANT据报道为5.87% (35),而我们的研究结果显示达到减少7.06±1.54%的距离。MDC是一个估计的最小变化超出比分的测量误差,并基于平均数标准误差(8,36)。因此,平均7.06±1.54%显示在我们的研究结果表明,一些参与者与疼痛,减少到达距离大于测量误差。同样重要的是,95%的置信区间是相当大的,从12.43%至1.68不等。这支持了痛苦的事实是一个个人经验(37),会影响电机控制不同,甚至在参与者表现出类似的个人特征。这些结果,针对蚂蚁方向,可以认为这个方向是最受痛苦,在电机控制方面。事实上,减少性能在这个方向上已被证明是相关增加下肢损伤风险(38,39)。这个方向也是高度影响踝关节背屈角(40),一个参数后证明是减少慢性踝关节不稳定和描述为踝关节损伤的诱发因素(41)。

最后,对于无痛和对照组,没有发现显著变化在所有三个方向。这不仅进一步支持了假设痛苦和电刺激或干扰可以改变电机控制功能时的任务。此外,这些团体达到距离第一mSEBT后增加。这意味着没有学习效果可能影响整个研究的第二个执行测试或结果。

4.2。电机控制之间的相互作用和痛苦

电机控制被定义为能够控制或直接机制基本运动(11)。适当的监管,及时整合与运动计划和执行(即感官信息。、感觉运动集成)是必要的(8)。这一事实spinothalamic预测运动皮层被人类所示(42)表明,伤害感受应考虑作为感官输入和运动控制也作为一个潜在的原因。这种贡献可能是有益的或有害的性能在一个功能的任务。在当前的研究中,疼痛的输入修改后的明星游览期间损害电机控制平衡试验(一个有效的测试用于评估电机控制)通过减少到达距离痛苦的集团。这种干扰的痛觉过敏在电机控制支持神经生理学研究(见银行et al。(43)和Rohel et al。(44系统评价)。例如,M1和S1中能减少兴奋性的急性实验性疼痛(43,45,46)。此外,霍奇斯和塔克的汽车适应疼痛模型表明,产生的力学行为的变化改变了运动单位招聘时可以出现关节疼痛存在(18)。这些变化可以修改肌肉僵硬和/或运动单位招聘,这里影响电动机控制。最后,最近的一项研究评估本体感受的敏锐而走了,痛苦也可以干扰感觉运动集成功能任务期间(22)。这些研究,结合当前的研究结果,表明疼痛干扰感觉运动集成和生产运动,导致受损的运动控制。

4.3。这项研究的优势和局限性

这项研究有一些局限性。首先,参与者在三组都是相对年轻的成年人,这可能限制结果的普遍性。另一个限制是缺乏运动的变量,可以添加更多详细信息在mSEBT下肢位移。最后,参与者在每组的数量相对较少,导致大的95%置信区间的平均绝对差异达到的距离。

本研究也有几个优势。这是第一个研究看急性实验性疼痛对下肢运动控制的影响(如由mSEBT评估)。存在一组接受non-nociceptive电刺激使我们得出这样的结论:这不仅仅是疼痛和专门的电刺激引起的下肢运动控制的修改。最后,使用电子疼痛的刺激,引起了关注,急性和容易调节疼痛成为可能控制这种疼痛强度在参与者的痛苦。

5。结论

我们的结果表明,急性踝关节实验疼痛原因减少mSEBT蚂蚁和PM到达的距离。这表明,急性疼痛有可能干扰下肢运动控制。临床上,如果疼痛干扰踝关节运动控制的存在,它可能意味着mSEBT到达距离的解释应该考虑疼痛的存在,因为它可以显著降低参与者达到进一步的能力。进一步的研究应该包括急性疼痛患者踝关节扭伤来比较他们的结果与疼痛的电刺激组评估MSK的踝关节运动控制疼痛的影响。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在这篇文章/补充材料,进一步的调查可以针对相应的作者。

道德声明

涉及人类受试者的研究回顾和批准拉西'ethique de la矫揉造作的sectoriel en readaptation等集成sociale中心integre德桑特et de大学医疗社会服务》(CIUSSS) de la Capitale-Nationale (CIUSSS-CN, # 2010 - 212)。患者/参与者提供了他们的书面知情同意参与这项研究。

作者的贡献

MB-C J-SR和磅导致研究概念和设计。MB-C进行数据收集。MB-C和磅数据进行验证和分析。MB-C写的草稿纸和准备数据。在纸上所有作者提供实质性的反馈。所有作者的文章和批准提交的版本。

资金

这项研究是由一个操作支持格兰特磅从加拿大自然科学和工程研究理事会(NSERC;格兰特# rgpin - 2018 - 06184) (https://www.nserc-crsng.gc.ca)。J-SR被溺爱的工资奖支持德说是Quebec-Sante (FRQ-S)。MB-C收到昏聩de矫揉造作的du Quebec-Sante奖学金(FRQ-S)。这些机构没有参与这项研究的设计,数据收集、分析和解释他们的作用也没有写手稿。

确认

作者要感谢Jean Leblond高级统计学家跨学科研究中心的康复和社会整合,指导统计分析。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或出版商、编辑和审稿人。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。

补充材料

本文的补充材料在网上可以找到:https://www.雷竞技rebatfrontiersin.org/articles/10.3389/fspor.2023.1082240/full补充材料。

引用