区域跟腱的弹性性质是不同类地受到个人腓肠肌肌肉

文摘

背景。解剖研究和力学性能研究表明,跟腱之间有很强的相关性(在)弹性和个人腓肠肌肌肉(腓肠肌内侧头(MG)和腓肠肌外侧头(LG))弹性。踝关节背屈有限的活动范围,可以降低灵活性的毫克/ LG /复杂。但是,没有研究已经进行了检查跟腱的确切关系和个人的腓肠肌肌肉。目的。本研究的目的是(1)评估内部和interoperator可靠性的弹性性质测量腓肠肌muscle-Achilles肌腱复杂利用横波弹性成像(层面)和(2)检查区域的弹性属性之间的相关性和个人腓肠肌的肌肉。方法。20个健康受试者(平均年龄:22.50(3.02)岁)在本研究招募了。和个人肌肉的弹性使用SWE腓肠肌的量化。发现。SWE相对高可靠性的量化肌肉肌腱的弹性范围从好到好。intraoperator ICC的腓肠肌muscle-Achilles肌腱复杂是0.77到0.95,而interoperator ICC是0.76到0.94。最小可检测的变化(MDC)的肌肉是1.72 kPa,而在32.90 kPa。之间的显著相关性被发现在弹性模量和弹性模量的毫克( 和 在位置和放松 和 在中立的立场)。结论。SWE有潜力评估局部肌肉肌腱弹性性质的变化,提供更直观的肌肉肌腱的弹性性质和功能之间的关系,并评价治疗效果的肌肉肌腱。之间的显著相关性和MG被发现,它可能提供一个新的治疗理念(针对紧肌肉头)临床治疗受试者在障碍。

1。介绍

跟腱(在)联合腱的腓肠肌和比目鱼肌的肌肉,是最强大的和最大的体内腱(1,2]。解剖研究描述了跟腱的肌腱开始musculotendinous结的比目鱼肌和腓肠肌,变成了圆形和扁平在腓肠肌的结3]。跟腱的扭曲的结构是由个人subtendons相反旋转下降但不相互并行运行4]。此外,后部分(即。,superficial part) of the Achilles tendon is formed by the fascicles of the tendons of the medial gastrocnemius (MG), while the anterior part (i.e., deep part) consists of the lateral gastrocnemius (LG) and soleus muscles [5]。此外,LG是短的和小于毫克,侧头和腓肠肌内侧头的变化在他们的力量贡献跟腱(3]。据报道,灵活性是联合健身的一个组成部分,因为它被认为是与体育相关的性能和损伤的发生率6,7]。注意,在先前的研究中,灵活性是评估通过测量最大的被动关节运动范围(8,9]。然而,被动关节运动范围取决于肌肉的灵活性或,或者,肌腱可扩展性。然而,以往的研究没有进行研究的个体肌肉小腿三头肌的肌肉,和当前的研究仍集中在混合肌肉或肌群。此外,绿色等人发现,肌肉的比目鱼肌和腓肠肌运动时可能不同诱导被动肌肉紧张的肌肉(10]。总之,跟腱之间有很强的相关性和腓肠肌。但是,没有研究已经进行了检查跟腱的确切相关性和腓肠肌。

的主要功能是踝关节的跖屈,确定人体的跳跃和跑步11]。关节的灵活性受到musculotendinous联合结构。腱性组织是具有弹性特征的关键因素适当的肌肉力传动和运动的一代12]。肌肉弹性的关键因素是肌肉收缩的能力(13]。虽然有不同的功能在骨骼肌肉和肌腱之间,调制在肌肉肌腱的弹性性质可以反映病理变化和恢复效果。在我们之前的研究中,我们探讨了相互影响被动股外侧肌和股直肌肌肉紧张的肌肉和髌韧带僵硬。更大的被动股外侧肌的紧张与更高的男运动员髌腱刚度。此外,先前的研究调查,严厉和腓肠肌发现风险因素与阿基里斯腱炎(14- - - - - -17]。腓肠肌肌肉的灵活性和减少在开始下肢损伤可以导致增加。的刚度增加肌肉肌腱的范围可能会限制关节运动和增加受伤的风险18]。此外,Gajdosik等人发现,踝关节的灵活性取决于musculotendinous结构的可扩展性,尤其是腓肠肌(19]。同样,gastrocnemius-Achilles肌腱单位被认为是导致被动关节刚度的主要因素(20.]。他们不能独立的肌肉肌腱单位到各自的组件。因此,准确地量化孤立地区地区的MG的弹性性质,LG,和可能会提供一个更全面的了解的生物力学MG, LG,。

横波弹性成像(理念)是一种非侵入性技术来量化软组织的弹性性质。它可以用来估计弹性模量的区域面积通过横波速度。瑞典文的原则(1)创建一个横波通过声辐射力量,(2)使用超音波图中的波引起的失真测量对象,和(3)跟踪波的机械性能测量对象使用的关系 (21]。SWE被用来量化骨骼肌肉和肌腱的弹性性质。硬组织,剪切模量越大(kPa) (22]。我们先前的研究证明了我们是一个有效的和可靠的工具来估计肌腱的弹性性质。之间存在显著相关性肌腱的弹性模量捕获从理念和切线牵引力系数计算从材料测试系统23]。此外,Eby等人表明我们是有效的技术来估计肌肉的弹性。积极显著的肌肉的弹性模量之间的相关性被发现从SWE和弹性模量的材料测试系统(24]。此外,我们也用来检查冈下的弹性性能,安装工人spinae、和腓肠肌肌肉,肌腱套,胸锁乳突肌,跟腱,髌腱25- - - - - -29日]。因此,我们可以提供一个机会来监控腓肠肌的弹性模量的变化和跟腱在不同角度的踝关节。

本研究的目标是(1)评估内部和interoperator可靠性的弹性模量测量腓肠肌muscle-Achilles肌腱复杂的由使用SWE和(2)检查区域的弹性性质之间的相关性跟腱和个人腓肠肌肌肉在不同角度的踝关节屈曲。

2。方法

2.1。道德声明

本研究人体试验伦理委员会批准的临床医学院针灸、艾灸和康复。所有受试者充分了解的目的和实验过程和研究之前签署了知情同意。

2.2。参与者

20个健康受试者(14雄性和雌性6;年龄:18-28年)在本研究招募了。入选标准是所有与会者都健康,没有持续的神经肌肉疾病史或肌肉骨骼损伤的脚踝或膝盖关节在过去的六个月。排除标准包括腓肠肌和跟腱疼痛,参与者服用氟喹诺酮类抗生素、下肢骨折,术后跟腱断裂,或在超声异常。

2.3。设备和参数设置

超声波横波弹性成像系统(Aixplorer超音速想象,法国)和40毫米线性阵列换能器(SL10-2、超音速想象、法国)使用。瑞典文的设置系统设置如下:肌肉骨骼的仪器设置模式。频率是2 ~ 10 MHz。SWE选择是渗透的模式。不透明度为85%。腓肠肌的弹性模量范围是0 ~ 200 kPa,而弹性模量跟腱的范围是0 ~ 800 kPa。中使用的颜色范围剪切模量(kPa)显示值最低的蓝色值最高的红色。快的深度是3.0厘米30.]。跟腱,感兴趣的区域(ROI)的大小必须设置为 和Q-Box™直径定义为腱的厚度,这是优越的伪劣边界之间的距离的跟腱23]。MG和LG, ROI的大小必须设置为 的直径Q-Box™ (31日]。传感器是沿纵向轴线的定位,MG,和LG。

2.4。实验设计和协议

2.4.1。测量的位置

占主导地位的腿被踢一个球(32]。在测试之前,受试者被要求穿宽松的衣服。在测试过程中,每一个主题是允许躺在卧姿用脚放松,悬挂在下缘的治疗床上,髋关节和膝关节关节完全伸展,身体的两侧上肢放置(32]。联合固定使用一个定制的和可移动的踝足矫正法(AFO)中立的解剖位置(AFO的带收紧到90°踝关节位置实现,衡量一个手持测角仪(33])和脚踝休息角(参与者把他们视为“放松”脚位置(34,35])。测量的跟腱被定义为0厘米(最近端跟骨的轮廓)和3厘米以上跟骨结节(36),而MG和LG被定义为近30%的小腿长度(37]。毫克的长度是衡量从腘窝外踝,腓肠肌的横截面区域几乎是最大的地方。至于LG,长度是衡量从内踝腘窝。被一个卷尺,测量长度和一个黑色的笔是用来标记的位置测量站点(图1)。此外,减少实验误差,受试者被显式地要求让下肢完全放松在测试的持续时间和避免高强度锻炼前48小时测试(32]。室温保持在25°C减少温度对肌肉组织的弹性的影响38]。

2.4.2。超声横波弹性成像

在测量之前,受试者被要求放松5分钟,确保小腿三头肌是放松。在测量期间,足够的超声波凝胶应用和传感器,以避免皮肤之间的变形。换能器的中点是垂直地放在皮肤表面的光压力在我们之前,然后瑞典文的模式被激活检查肌肉或肌腱的剪切波模量(32]。在收购的模式瑞典文,传感器一直一动不动约5 - 8 s (23]。然后,灰度图像显示的外观肌肉或肌腱在纵切面。在整个测量图像质量是密切监测。当ROI的颜色是统一的和几个肌肉纤维和上级伪劣肌腱的边界不断明显,图像被冻结,然后穿上Q-Box™从系统获得横波的模量和存储为离线分析(kPa)(图2)。三个图像捕获每一个测量位置的肌腱和肌肉。弹性模量的均值从所有3图像被用于进一步的分析。

两家运营商(ZJP和ZJ)参加了interoperator调查。运营商轮流检查每个主题的跟腱,MG, LG在小时内和由操作员ZJ两个小时间隔。在第二个测试中,同一个主题同时参加了5天后,由运营商重复的ZJP intraoperator调查。受试者被明确要求避免任何额外的运动在整个测试持续时间但维持他们的日常步行活动(28]。结果运营商ZJP和ZJ之间没有沟通,直到所有对象被检查。

2.4.3。统计分析

统计分析了使用SPSS 19.0版(SPSS,芝加哥,IL)。所有数据的平均值(标准差)。组内相关系数(ICC)计算确定内部和interoperator可靠性。变异系数(CV),标准误差测量(SEM),和最小可检测的变化(MDC)计算(根据以下公式: , ,和 )。皮尔森相关分析( )被用来检查跟腱的剪切模量之间的相关性和腓肠肌肌。的强度可靠性系数分类如下:优秀(超过0.90),(0.71 - -0.90),中等(0.50 - -0.70),和穷人(小于0.50)[39]。统计学意义是设定在一个α水平 ( )。

3所示。结果

3.1。内部,Interoperator可靠性

内部和interoperator可靠性的剪切模量指数MG, LG,跟腱表所示1和2,分别。结果表明,intraoperator ICC毫克,LG, AT0cm, AT3cm是0.77到0.95,interoperator ICC是0.76到0.94。intraoperator可靠性的测量站点LG(放松位置),MG(中间位置),LG(中间位置),和AT0cm(中间位置)很好。interoperator可靠性的测量站点LG(放松位置)和AT3cm(中间位置)很好。其余的ICC值显示良好的内部和interoperator可靠性。争取民主变革运动(kPa)毫克,LG, AT0cm,和AT3cm 3.24到8.07,1.72,6.44,35.91,60.28,和32.90到43.42。

3.2。剪切模量之间的关系,MG和LG

的价值观和价值观不同,MG和LG的踝关节位置如表所示3。AT0cm之间的显著相关性被发现和MG ( 和 在位置和放松 和 在中性位置(图)3)。此外,MG之间的相关性和AT3cm弱( 位置和休息 在中立的立场)。此外,没有显著相关性明显剪切波系数结果LG和之间的相关系数是0.078到0.199。

4所示。讨论

本研究的主要发现是,SWE中度到优秀的内部和interoperator可靠性量化gastrocnemius-Achilles肌腱的弹性模量之间复杂而获得了显著正相关的弹性模量AT0cm毫克,但未找到LG。

4.1。内部,Interoperator可靠性

本研究的结果表明,SWE内部和interoperator高可靠性的量化的弹性模量,MG,和LG。相对较低的SEM和MDC值显示良好的测量的精度。MDC是最小的分数,可能反映了真正的改变(而不是单独测量误差)。与先前的研究相比,我们的研究结果显示好优秀的内部和interoperator可靠性量化跟腱的剪切模量和腓肠肌肌。斜纹棉布裤等人发现,超声弹性成像是一种可靠和有效的定量方法,量化腓肠肌肌肉的僵硬,interoperator可靠性在0.77 ~ 0.89 (40]。福等人也评估了弹性正常跟腱的326名健康受试者年龄超过18年被分成不同的组的年龄。这项研究的结果是intraoperator可靠性是0.93 (28]。此外,Taş等人研究了检查内部和interoperator可靠性水平刚度的股直肌肌肉和髌韧带。他们发现intraoperator髌腱的可靠性是0.81 ~ 0.83,interoperator可靠性是0.71。股直肌肌肉的僵硬,intraoperator可靠性是0.93 ~ 0.94,interoperator可靠性是0.95 [41]。此外,利马等人发现好intraoperator可靠性之间和MG,双边,休息期间,MG的intraoperator可靠性为0.98,而在0.82 ~ 0.9342]。

此外,一个阈值≤12%的简历被认为是一个可接受的水平的生物测量(43]。本研究的结果表明,MG和LG的简历是16.39%到18.61%,这是一个有些不同的CV值最近的研究。有确证和利马等人的研究观测值的17.29%到20.95%毫克(42),而斜纹棉布裤和高桥观测值的19.4%毫克(44]。可能的原因是,我们不能确保探头完全平行于肌肉纤维。然而,剪切波系数值取决于探针与纤维方向(45]。家族等人表明,横波速度色散影响粘度时探针垂直于纤维,但它不存在平行于纤维(46]。虽然MG和LG的简历在本研究略高于12%,国际刑事法庭的MG和LG值是0.76到0.95,所以肌肉都是机密的数据是可以接受的。跟腱的简历是7.78%到9.65%,证实了高可靠性的剪切弹性模量的值跟腱,同意一项研究(7.2%到9.4%)47]。

此外,争取民主变革运动计算提供一个值,以反映真正的改变可以解释为一个真正的差别超过了测量误差,为未来研究可以作为一个参考。我们的研究结果显示,争取民主变革运动的肌肉是1.98 kPa(同一运营商)和1.72 kPa(不同的运营商),而跟腱是32.90 kPa(此句运营商)和39.86 kPa(不同的运营商)。因此,横波MG和LG模量应大于1.72 kPa和跟腱应该大于32.90 kPa,以反映更改测试测试。

最近,由于特异性和敏感性较高的层面,它被用于实际应用48]。例如,点等人发现SWE可以监视的增加肌肉僵硬后冷冻疗法感应(49]。另一方面,我们可以用来检测左右肌腱肌腱结构的几何和力学性能的差异在个人跟腱断裂。这些信息可能会给临床工作人员清楚地了解肌腱结构之间的关系和临床表现50]。此外,据报道,先天性肌病的刚度是变化。例如,杜氏肌萎缩症脑瘫的刚度,增加,减少在斯通(UDP-N-acetylglucosamine 2 -差向异构酶/ N-acetylmannosamine激酶)(22,51,52]。因此,我们可以用来量化腓肠肌肌肉和跟腱的剪切模量协助临床诊断(肌肉肌腱剪切模量的正常和异常的肌肉肌腱剪切模量一起)和治疗(预处理和后处理)53]。此外,瑞典文的特征跟踪的变化腓肠肌肌肉和跟腱的剪切模量。它可能提供一个基础,以反映一个真正改变检验干预的有效性(50]。

4.2。剪切模量之间的关系,MG和LG

显著正相关得到弹性模量之间的MG和,但没有找到LG。这是第一次研究中并发调查的腓肠肌肌肉和地区内的跟腱已经进行。在生物力学的观点,传输和一代的小腿三头肌肌肉力量影响的遵从性。增加在合规可以改变腓肠肌肌和比目鱼肌肌纤维操作长度和肌肉作用。这些影响在腓肠肌肌肉比比目鱼肌的肌肉更加明显,这可能源于肌肉肌腱行为的本质区别。腓肠肌肌纤维负功逐渐减少,并增加在合规比目鱼肌肌肉的伸展阶段而增加5%54]。此外,MG之间的不平衡力的一代和LG也被推测为跟腱附着点病变的发展和/或持久性或跟腱的疼痛55]。一方面,MG和LG plantarflexion功能相同但不同程度的贡献,与MG提供超过70%的肌肉力量2]。另一方面,可能的解释是,MG更长和更大,扩展更多的远侧地小腿比LG (3)和肌肉体积的MG高于LG (56]。此外,一项研究报告称,跟腱有独特的结构扭曲的下行结构,这使它能够处理功能负荷应用于肌腱(57]。Pękala等人发现,MG的扭力是明显低于LG在LG的旋转角是毫克(大约5倍平均纤维来自LG旋转 虽然MG扭 )(1]。此外,在插入到跟骨骨的最大组成部分是毫克(足迹的平均宽度是28.3毫米),最小的是LG(足迹的平均宽度是14.4毫米)(5]。在所有上述生物力学的观点,跟腱的变化是密切相关的MG,和MG贡献的比例大于LG贡献的跟腱。

跟腱的弹性性质是各运动项目的MG密切相关。例如,在急性的偏心跟下降运动,腓肠肌肌肉被证明比跟腱承受较大的机械载荷(58]。Stenroth等人发现的长途步行6分钟步行试验与MG显著相关(59]。此外,Hirata等人报道,被动肌肉僵硬小腿三头肌之间的不同。他们发现一个更高的弹性模量比LG的毫克。静态拉伸后,显著减少观察MG的弹性模量,但没有发现LG (60]。马苏德等人报道,活动有显著差异的MG和LG。肌电图(EMG)被用来评估MG和LG的活动。他们发现MG的活动的增加(34%)和LG轻快(21%)在持续的高频等长练习(61年]。

大多数研究已经证明有腓肠肌和跟腱或脚之间的关系函数。公园等人使用了体外冲击波疗法在腓肠肌内侧头肌放松痉挛性脑瘫患儿的脚踝。他们发现脚踝关节的被动运动范围显著增加后ESWT(体外冲击波疗法)62年]。此外,古怪的训练是有效减轻疼痛,改善功能科目中跟腱附着点病变。Crill等人报道,古怪的训练可以减轻疼痛,改善功能与跟腱附着点病变。他们还发现MG的束长度增加了12%,但未找到LG。本研究的结果表明,有一个更大的响应偏心的训练比LG(毫克63年]。基于之前的研究,有很强的相关性之间的跟腱和腓肠肌。但是,没有研究已经进行了检查跟腱的确切相关性和腓肠肌。我们的研究首次揭示了跟腱的弹性模量之间的正相关和MG的弹性模量。因此,减少张力的被认为是一个有效的方法来预防和治疗跟腱伤势的障碍。

4.3。限制

本研究有一定的局限性。首先,EMG测试期间没有使用监控肌肉活动,以确保没有肌肉的收缩。然而,所有参与者口头指示保持放松,和没有肌肉收缩的迹象都显示在表的图像。在此基础上,我们相信,参与者仍处于被动状态,而他们的腿完全支持。其次,由于理念的限制,比目鱼肌参与了这项研究。SWE不能测量深层肌肉。第三,脚踝的参与者将被放置在一个“放松”位置;肌肉紧张可能会影响到脚的质量惯性矩。将进行进一步的研究来探讨弹性性质的调制质量惯性矩的脚。最后,只有健康受试者,只有两个角的脚踝被招募在这项研究。 Further studies will be conducted to investigate the modulation of elastic properties of the Achilles tendon and gastrocnemius among individuals with Achilles tendon disorders.

5。结论

SWE可以用来量化区域跟腱的弹性性质和腓肠肌。我们还发现之间的显著相关性跟腱的弹性模量和弹性模量的镁、但不是LG。这些研究结果表明,增加张力的肌肉可能会增加跟腱的张力。

5.1。视角

不同的踝关节角度位置特别是影响腓肠肌肌肉的张力和跟腱。目前的研究表明之间的显著相关性跟腱的弹性模量和弹性模量的镁、但不为LG。这一发现可能提供一个新的治疗理念与跟腱障碍临床治疗课程。减少张力MG可能被认为是一个有效的方法来预防和治疗跟腱的损伤。本研究仅限于参与者健康,没有持续的神经肌肉疾病史或特定于脚踝或膝盖关节肌肉骨骼损伤。同样的实验可能是有价值的分析之间的相关性的跟腱弹性模量和弹性模量的MG跟腱紊乱。还需要更多的研究来探讨当前对跟腱疾病管理计划是否需要量身定做的毫克。

缩写

理念:	横波弹性成像
:	跟腱
MG:	将腓肠肌内侧头
格林:	腓肠肌外侧头的肌肉
AT0cm:	跟腱的位置在0厘米以上跟骨结节
AT3cm:	跟腱3厘米以上的位置跟骨结节。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

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