تکرارپذیری نرم افزار Synchronization در اندازه گیری پارامترهای ساختاری و نیروی عضله تیبیالیس انتریور: مطالعه اولتراسونوگرافیکی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه فیزیوتراپی، دانشکده علوم توانبخشی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی. تهران، ایران

2 کمیته تحقیقات دانشجویی، دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه فیزیوتراپی، دانشکده علوم توانبخشی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی. تهران، ایران

3 استاد گروه فیزیوتراپی، دانشکده علوم توانبخشی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی. تهران، ایران

4 دکترای آمار زیستی، استاد گروه علوم پایه، دانشکده علوم توانبخشی، دانشگاه علوم پزشکی شهید بهشتی. تهران، ایران

چکیده

مقدمه و اهداف
مطالعه حاضر به منظور بررسی تکرارپذیری درون آزمونگر نرم­افزار همزمان­سازی(Synchronization) در بررسی همزمان عضله تیبیالیس انتریور از نظر پارامترهای سونوگرافی و دینامومتری در حین انقباض در افراد سالم غیرورزشکار انجام شد. این نرم­افزار به منظور افزایش توانایی در ثبت همزمان تصاویر اولتراسونوگرافی و داده­های دینامومتر استفاده شد.
مواد و روش­ها
در مطالعه حاضر تکرارپذیری پارامترهای ساختاری و نیروی عضله تیبیالیس انتریور بکمک نرم­افزار همزمان­سازی در 15 نفر مرد سالم غیرورزشکار در محدوده سنی 35-18 سال با میانگین BMI (8/1±23) به روش Cross-Sectional  انجام شد. جهت بررسی ساختار از اولتراسونوگرافی نوع B و برای بررسی میزان نیروی تولیدشده حین انقباض از دینامومتر استفاده گردید. زاویه و طول فاسیکل و ضخامت و نیروی عضله تیبیالیس انتریور در سه حالت تحریک الکتریکی حداکثر قابل تحمل (ES)، انقباض ارادی ایزومتریک حداکثر (MVC) و ترکیب هر دو انقباض (ES+MVC) در افراد سالم غیرورزشکار اندازه­گیری شد. سپس کلیه اندازه­گیری­ها یک ساعت بعد به منظور تکرارپذیری درون آزمونگر انجام گردید. از شاخص­های آماری (Interclass Correlation Coefficient) ICC وSEM (Standard Error of Measurement) وMDD (Minimum Detectable Difference) منظور ارزیابی تکرارپذیری نسبی و مطلق استفاده گردید.
یافته­ها
نرم­افزار همزمان­سازی، تکرارپذیری بالایی در اندازه­گیری پارامترهای ساختاری و نیروی عضله تیبیالیس انتریور، در سه حالت تحریک الکتریکی حداکثر قابل تحمل، انقباض ارادی ایزومتریک حداکثر و ترکیب هر دو انقباض نشان داد. با فاصله اطمینان 95% مقادیر ICC برای زاویه فاسیکل در حالت ES و حالت  MVCو حالت ES& MVC به ترتیب 88% و 77% و 75% بود و مقادیر ICC برای ضخامت عضله در حالت ES و MVCو حالت ES& MVCبه ترتیب 80% و 98% و 93% بود و برای طول فاسیکل در حالت ES و  MVCو حالت ES& MVCبه ترتیب 95% و 97% و 91% بود. مقادیر ICC برای نیروی عضله تیبیالیس انتریور در حالت ES و حالت  MVCو حالت ES& MVCبه ترتیب 82% و 97% و 98% بود.
بحث و نتیجه­گیری
تصویربرداری اولتراسونوگرافی به کمک نرم­افزار همزمان­سازی جهت اندازه­گیری پارامترهای ساختاری و نیروی عضله تیبیالیس انتریور، در سه حالت تحریک الکتریکی حداکثر قابل تحمل، انقباض ارادی ایزومتریک حداکثر و ترکیب هر دو انقباض تکرارپذیری بالایی را نشان داد. این روش در اندازه­گیری پارامترهای ساختاری عضله و نیرو از روایی بالایی برخوردار می­باشد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Reliability of Synchronization Software in Measuring Tibialis Anterior Muscle Structure and Force: An Ultrasonographic Study

نویسندگان [English]

  • Seyed Majid Hosseini 1
  • Farzaneh Norouzi Nejad 2
  • Asghar Rezasoltani 3
  • Alireza Akbarzadeh Baghban 4
1 Assistant Professor of Physical Therapy, School of Rehabilitation, Shahid Beheshti University of Medical Sciences,Tehran,Iran
2 Student Research Committee. MSc Student of Physical Therapy, School of Rehabilitation, Shahid Beheshti University of Medical Sciences,Tehran, Iran.
3 Professor of Physical Therapy, School of Rehabilitation, Shahid Beheshti University of Medical Sciences,Tehran, Iran
4 Professor of Biostatistics, School of Rehabilitation, Shahid Beheshti University of Medical Sciences,Tehran, Iran
چکیده [English]

Background and Aims: The present study was conducted to evaluate the intra-rater reliability of synchronization software so as to measure the Tibialis Anterior Muscle (TAM) structural parameters and force during contraction in healthy-nonathletes using ultrasonography and dynamometery in a synchronized way. This software was used in order to increase the ability of recording of pictures and data from ultrasonography and dynamometry synchronizingly.
Materials and Methods: In the present cross-sectional study, the reliability of measuring the TAM structural parameters and force with the synchronization software was evaluated on 15 healthy non-athletes, aged 18 -35 years, with BMI (23±1/8). An Ultrasonography B mode and a Dynamometer were used during three states of contractions: maximum voluntary contraction, electrical stimulation, and the combination of both in healthy non-athlete individuals. The Pennation Angle (PA), Fascicle Length (FL), and Muscle Thickness (MT) and Force (F) of TAM were measured in three states of contraction and then the measurements were repeated one hour later in order to determine intra-rater reliability. Interclass Correlation Coefficient (ICC), Standard Error of Measurement (SEM), and Smallest Detectable Difference (SDD) were used to evaluate the relative and absolute reliability, respectively.
Results: The synchronization software was found to be highly reliable in measuring the TAM structures and force in three states of contraction (MVC), (ES), and (MVC+ES) in healthy-non athletes. The ICCs for muscle thickness of TAM were 80%, 98%, 93%, respectively. For PA, the ICCs were 88%, 77%, and 75% respectively and ICCs for FL force in the three states of contraction (MVC), (ES) and (MVC+ES) were 95%, 97%, and 91%, respectively. Also, the ICCs for F in three states of contraction (MVC), (ES), and (MVC+ES) were 82%, 97%, and 91%, respectively.
Conclusion: Ultrasonographic measurement and dynamometry of TAM using synchronization software has proved to be reliable for measuring the structural parameters of TAM and force in healthy-non athletes in three states of contraction in a synchronized manner.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Software
  • Tibialisantrior muscle
  • Ultrasonography
  • Contraction
  • Muscle structure
  • Reliability
1. Rezasoltani A, Ylinen J, Vihko V. Isometric cervical extension force and dimensions of semispinalis capitis muscle. Journal of rehabilitation research and development. 2002;39(3):423-8.##

2. Hodges P, Pengel L, Herbert R, Gandevia S. Measurement of muscle contraction with ultrasound imaging. Muscle & nerve. 2003;27(6):682-92. ##

3. Beazell JR, Grindstaff TL, Hart JM, Magrum EM, Cullaty M, Shen FH. Changes in lateral abdominal muscle thickness during an abdominal drawing-in maneuver in individuals with and without low back pain. Research in Sports Medicine. 2011;19(4):271-82. ##

4. Noorkoiv M, Stavnsbo A, Aagaard P, Blazevich AJ. In vivo assessment of muscle fascicle length by extended field-of-view ultrasonography. Journal of applied physiology. 2010;109(6):1974-9. ##

5. Loram ID, Maganaris CN, Lakie M. Use of ultrasound to make noninvasive in vivo measurement of continuous changes in human muscle contractile length. Journal of applied physiology. 2006;100(4):1311-23. ##

6. Adsuar JC, Olivares PR, Parraca JA, Hernández-Mocholí MA, Gusi N. Applicability and test-retest reliability of isokinetic shoulder abduction and adduction in women fibromyalgia patients. Archives of physical medicine and rehabilitation. 2013;94(3):444-50. ##

7. Arimi SA, Rezasoltani A, Sakhaei SY, Tabatabaei SM, Khalkhali M. Reliability of Ultrasonographic Measurement of Cervical Multifidus Muscle Dimensions during Isometric Contraction of Neck Muscles. Rehabilitation Medicine. 2013;1(2). ##

8. Cadogan A, Laslett M, Hing W, McNair P, Williams M. Interexaminer reliability of orthopaedic special tests used in the assessment of shoulder pain. Manual therapy. 2011;16(2):131-5. ##

9. Cagnie B, Derese E, Vandamme L, Verstraete K, Cambier D, Danneels L. Validity and reliability of ultrasonography for the longus colli in asymptomatic subjects. Manual therapy. 2009;14(4):421-6. ##

10. Khalkhali M, Tabatabaei SM, Sakhaei SY, Rezasoltani A, Arimi SA. Reliability of Ultrasonographic Measurement of Cervical Multifidus Muscle Dimensions during Isometric Contraction of Neck Muscles. 2012. ##

11. Koppenhaver SL, Hebert JJ, Fritz JM, Parent EC, Teyhen DS, Magel JS. Reliability of rehabilitative ultrasound imaging of the transversus abdominis and lumbar multifidus muscles. Archives of physical medicine and rehabilitation. 2009;90(1):87-94. ##

12. Kristjansson E. Reliability of ultrasonography for the cervical multifidus muscle in asymptomatic and symptomatic subjects. Manual therapy. 2004;9(2):83-8. ##

13. Lin Y-J, Chai H-M, Wang S-F. Reliability of thickness measurements of the dorsal muscles of the upper cervical spine: an ultrasonographic study. journal of orthopaedic & sports physical therapy. 2009;39(12):850-7. ##

14. Weir JP. Quantifying test-retest reliability using the intraclass correlation coefficient and the SEM. The Journal of Strength & Conditioning Research. 2005;19(1):231-40. ##

15. Peolsson AL, Peolsson MN, Jull GA. Cervical muscle activity during loaded arm lifts in patients 10 years postsurgery for cervical disc disease. Journal of manipulative and physiological therapeutics. 2013;36(5):292-9. ##

16. Lee J-P, Tseng W-YI, Shau Y-W, Wang C-L, Wang H-K, Wang S-F. Measurement of segmental cervical multifidus contraction by ultrasonography in asymptomatic adults. Manual therapy. 2007;12(3):286-94. ##

17. Manal K, Roberts DP, Buchanan TS. Optimal pennation angle of the primary ankle plantar and dorsiflexors: variations with sex, contraction intensity, and limb. Journal of applied biomechanics. 2006;22(4):255. ##

18. Zhou Y, Li J-Z, Zhou G, Zheng Y-P. Dynamic measurement of pennation angle of gastrocnemius muscles during contractions based on ultrasound imaging. Biomed Eng Online. 2012;11:63. ##

19. Ruiz-Muñoz M, Cuesta-Vargas AI. Electromyography and sonomyography analysis of the tibialis anterior: a cross sectional study. J Foot Ankle Res. 2014;7:11. ##

20. Doucet BM, Lam A, Griffin L. Neuromuscular electrical stimulation for skeletal muscle function. The Yale journal of biology and medicine. 2012;85(2):201. ##

21. Ruiz-Muñoz M, Cuesta-Vargas AI. Electromyography and sonomyography analysis of the tibialis anterior: a cross sectional study. Journal of foot and ankle research. 2014;7(1):11. ##

22. Lieber RL. Skeletal muscle structure, function, and plasticity: Lippincott Williams & Wilkins; 2002. ##

23. Pasquet B, Carpentier A, Duchateau J. Change in muscle fascicle length influences the recruitment and discharge rate of motor units during isometric contractions. Journal of neurophysiology. 2005;94(5):3126-33. ##

24. Reeves ND, Narici MV. Behavior of human muscle fascicles during shortening and lengthening contractions in vivo. Journal of Applied Physiology. 2003;95(3):1090-6. ##

25. Çelik D, Dirican A, Baltaci G. Intrarater reliability of assessing strength of the shoulder and scapular muscles. J Sport Rehabil. 2012;29:1-5. ##

26. Carter R, Lubinsky J, Domholdt E. Rehabilitation research: principles and applications: Elsevier Health Sciences; 2013. ##

27. Kwah LK, Pinto RZ, Diong J, Herbert RD. Reliability and validity of ultrasound measurements of muscle fascicle length and pennation in humans: a systematic review. Journal of Applied Physiology. 2013;114(6):761-9##

28. Brancaccio P, Limongelli FM, D’Aponte A, Narici M, Maffulli N. Changes in skeletal muscle architecture following a cycloergometer test to exhaustion in athletes. Journal of Science and Medicine in Sport. 2008;11(6):538-41. ##