Osłabienie mięśnia czworogłowego związane jest m.in. z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego. Analiza elektromiograficzna potwierdziła zwiększone zaangażowanie włókien mięśniowych typu II (szybko kurczących się) u osób leczonych wibroterapią lokalną. 

W eksperymencie przeprowadzonym w Bolonii porównano metody wzmacniania siły mięśniowej lokalną terapię wibracyjną (LMV) i neuromięśniową stymulacją elektryczną (NEMS). Efekty zostały zbadane z wykorzystaniem dynamicznej elektromiografii powierzchniowej (sEMG). Do badań zaproszono pacjentów w wieku 40 – 65 lat ze zdiagnozowaną osteoartozą (OA) kolana. 

• Wibroterapia spowodowała znaczny spadek dolegliwości bólowych (Δ -1,4). Wyniki te były lepsze od wyników w grupie stosującej neuromięśniową stymulację elektryczną (Δ -0,1).
• Drgania mechaniczne istotnie poprawiły funkcjonalność stawu kolanowego i sprawność fizyczną (Δ -8,7) mierzoną za pomocą skali WOMAC (The Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index). Wyniki te były lepsze od wyników uzyskanych w grupie NMES (Δ -1,3).
• Wibroterapia wpłynęła na zwiększenie przewodzenia włókien mięśniowych.

Opracowano na podstawie:

Localized muscle vibration reverses quadriceps muscle hypotrophy and improves physical function: a clinical and electrophysiological study. Benedetti M, Boccia G, Cavazzuti L, Magnani E, Mariani E, Rainoldi A, Casale R. International Journal of Rehabilitation Research 2017 Dec;40(4):339-346.

Badana populacja

W badaniu wzięło udział 30 osób. Kryteriami włączenia do badań było: wiek między 40 a 65 lat, diagnoza kliniczna osteoartrozy stawu kolanowego według kryteriów American College of Rheumatology, brak przeciwwskazań do wykonania testów wysiłkowych, brak wcześniejszych operacji lub urazów stawów z wyjątkiem kolana, brak problemów neurologicznych. 

Procedura badawcza

Badanych przydzielono losowo do dwóch grup badawczych: z wibroterapią (150 Hz) i z neuromięśniową stymulacją elektryczną. Projekt badawczy prowadzony był przez jednego fizjoterapeutę. Inne metody fizjoterapeutyczne zostały wyłączone na czas trwania eksperymentu. Jedyną metodą walki z bólem było podanie paracetamolu (maksymalnie 3 g na dobę).

Testy kliniczne – wyjaśnienie

Test WOMAC (The Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index) został wykorzystany do oceny ograniczeń funkcjonalnych, sztywności stawów kolanowych i odczuć bólowych. Ponadto ból oceniano za pomocą skali odczuć bólowych (VAS). Aby ocenić stopień funkcjonalności ruchowej oznaczono zakres ruchomości w stawie kolanowym, wykonano test Timed Up and Go i test wejścia na schody.

Elektromiografia powierzchniowa – wyjaśnienie

Pomiar czynności mięśniowej wykonano w pozycji siedzącej. Dolna kończyna została umieszczona w klamrze izometrycznej, która została wyposażona w czujniki momentów ruchu, co dało możliwości wyświetlania informacji zwrotnej. 

Uczestnicy wykonali krótki (3-5 s) skurcz izometryczny, który pozwolił na dopasowanie jakości sygnałów mioelektrycznych, a następnie wykonali trzy 3-sekundowe izometryczne maksymalne skurcze dobrowolne co pięć minut. Skurcz o najwyższej wartości siły był wybrany jako dobrowolny skurcz referencyjny, umożliwiając tym samym określenie celu submaksymalnego. Po kolejnych 5 minutach odpoczynku badani wykonali 30 sekundowy skurcz o sile 80% skurczu maksymalnego. Z uzyskanych wyników obliczono średnią częstotliwość widma mocy i szybkość przewodzenia włókna mięśniowego. 

Testy kliniczne i pomiar elektromiograficzny wykonano przed rozpoczęciem badań i po ich zakończeniu. 

Neuromięśniowa stymulacja elektryczna

W celu wzmocnienia siły mięśniowej wybrano następujący algorytm postępowania: „faza rozgrzewki” (impulsy niskiej częstotliwości – 6 Hz przez 2 min), „faza pracy” (impulsy o wysokiej częstotliwości – 85 Hz przez 4 s na przemian z impulsami o niskiej częstotliwości 4 Hz przez 8 s w sumie 15 minut) i „faza odpoczynku” (niska częstotliwość – 3 Hz przez 3 minuty). Trzy niezależne kanały zostały przypięte do mięśnia prostego uda, mięśnia obszernego przyśrodkowego i mięśnia obszernego bocznego uda.

Wibroterapia w badaniach 

Wibroterapia o wysokiej częstotliwości (150 Hz) aktywuje włókna mięśniowe. Z tego powodu taki rodzaj częstotliwości wybrano do przeprowadzenia eksperymentu. Wykorzystano w tym celu wibrator pneumatyczny zasilany sprężonym powietrzem o możliwości stosowania częstotliwości poniżej 10 Hz do częstotliwości 300 Hz. Wibracje miejscowe zostały przyłożone w okolicy mięśnia prostego uda, mięśnia obszernego przyśrodkowego i mięśnia obszernego bocznego uda. Kontakt z mięśniem odbywał się za pomocą przetwornika z powierzchnią kontaktową 5 cm przez 20 minut. Przetwornik był trzymany w miejscu z owiniętą taśmą nieelastyczną wokół kończyny ze stałą siłą kontaktową 20–25 N.

Zarówno wibroterapię i neuromięśniową stymulację elektryczną podawano przez 5 dni w tygodniu przez około 2 tygodnie o tej samej porze dnia (rano) w pozycji leżącej. 

Wyniki badań 

Wyniki testów klinicznych pokazały lepsze wartości po wibroterapii niz po neuromięsniowej stymulacji elektrycznej. Skala bólu (VAS) była zmniejszona z 4 do 2,6 punktów po zastosowaniu miejscowej wibroterapii. Neuromięśniowa stymulacja elektryczna nie wykazał tak dużego działania przeciwbólowego (zmiana z 5,1 do 5,0). Wyniki testu WOMAC spadły znamiennie dla wibroterapii (Δ -8,7) w porównaniu z  neuromięśniowa stymulacją elektryczną (Δ -1,3). Testy sprawności stawów kolanowych – Timed Up and Go oraz test wejścia na schody uzyskały lepsze wyniki w grupie wibroterapii (Timed Up and Go Δ−1,1, test wejścia na schody Δ – 3,7). Dodatkowo w grupie wibroterapii uzyskano znaczną poprawę zgięcia w stawie kolanowym (Δ 4,3). Wibroterapia wpłynęła na zwiększenie przewodzenia włókien mięśniowych.

Komentarz

Wibroterapia poprawiła wskaźniki funkcjonalności oraz parametry elektromiografii powierzchniowej u osób z osteoartrozą. Ponadto zastosowanie wibroterapii wpływa na redukcję bólu, co jest zgodne z bramkową teorią bólu (jeżeli na drodze impulsu bólowego znajduje się inny silniejszy, ten pierwszy może nie dotrzeć do mózgu i zostać nieodczuwalny). Podczas skurczu izometrycznego, badanie EMG wykryło wskaźniki elektrofizjologiczne typowe dla zmęczenia. W grupie wibracyjnej zaobserwowano większe objawy elektrofizjologiczne zmęczenia. Jest to tłumaczone jako konsekwencja większego zaangażowania włókien mięśniowych typu II. Odpowiedni bodziec wibracyjny stosowany przez kilka dni może wpłynąć na zmiany układu czuciowo ruchowego. Efekty działania wibroterapii był przedłużony w czasie i utrzymywał się w ciągu następnych 2 dni po zakończeniu terapii.

Włoskie badanie ma pewne ograniczenia i było traktowane jako program pilotażowy. Wcześniejsze badania (Rabini i in., 2015) potwierdzały skuteczność wibracji miejscowych u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego, które świadczą o poprawie funkcjonalności. Wykorzystanie sEMG pozwoliło na lepsze zapoznanie z mechanizmem skuteczności wibroterapii ale też może generować błąd pomiarowy. Ponadto wiek uczestników eksperymentu nie był jednorodny w obu grupach, co może wpływać na wyniki sEMG. To przemawia za dalszymi badaniami nad tym zagadnieniem. 
Badacze z Rizzoli Orthopedic Institute w Bolonii zaprojektowali projekt badawczy w którym po raz pierwszy porównano skuteczność wibroterapii i neuromięśniowej stymulacji elektrycznej w podniesieniu sprawności fizycznej i wzmocnieniu mięśnia czworogłowego uda u pacjentów z osteoartrozą. Wibroterapia lokalna wytwarzana przez urządzenia wibroakustyczne jest skuteczną metodą wzmacniania siły mięśniowej. Osłabienie mięśnia czworogłowego i zmniejszenie funkcjonalności życiowej jest bardzo często zgłaszane u pacjentów z chorobą zwyrodnieniową stawu kolanowego i utrzymuje się po operacji kolana. Ćwiczenia fizyczne są skuteczne w wzmacnianiu siły mięśniowej ale czasem mogą powodować dolegliwości bólowe ograniczające ruch. Neuromięśniowa stymulacja elektryczna  to stymulacja dotycząca zarówno nerwów i mięśni. Elektrostymulatory są wykorzystywane przy stymulacji nerwów głównych do wywołania skurczu mięśniowego. Terapią alternatywną może być wibroterapia. W opisywanym badaniu wybrano częstotliwość 150 Hz ponieważ ta częstotliwość może wywoływać redukcję zmęczenia mięśniowego i poprawę skurczu. Wyniki eksperymentu potwierdziły iż wibroterapia wykazywała lepszą skuteczność poprawy parametrów neurofizjologicznych w porównaniu z neuromieśniową stymulacja elektryczną.

Więcej w: