Участники
Для этого исследования была использована выборка из 12 молодых женщин (средний возраст 23,1±1,9 года, диапазон 19-26 лет) из числа учащихся в области реабилитационных наук в Университете Оттавы. Размер выборки был основан на работе Херу и соавторов [12] и других подобных исследованиях ТМС [14,15], в которых учёные изучали изменение кортикоспинальной возбудимости в ответ на сенсорную стимуляцию и наблюдали значительный эффект (>0,8 SD). При таких условиях выборка из 12 участников обеспечивала достоверность (80%) для обнаружения разницы на двустороннем α-уровне изменений между условиями, равными или превышающими 0,8 SD. Перед началом эксперимента был произведён скрининг участниц на травмы нижних конечностей, произошедших за 12 месяцев до начала исследования, а также на аллергии на эластичную ленту. Также был осуществлён скрининг на предмет любого противопоказания к ТМС с использованием опросника, адаптированного из работы Кил и соавторов [15]. Участники предоставили данные для оценки функциональности лодыжки [16], а участники с возможной функциональной нестабильностью лодыжки, вторичной по отношению к травме голеностопного сустава, были добровольно исключены.
Все участницы предоставили письменное информированное согласие, и исследование было одобрено Советом по этике исследований в Исследовательском институте Бруйера, входящем в состав университета Оттавы
Методика проведения
Все оценки проводились в контролируемой лабораторной среде. В дизайн эксперимента были заложены 2 условия: отсутствие ленты (ОЛ) и применение кинезио тейпа (KT). Они оба были последовательно протестированы с использованием заранее заданной случайным образом (http://www.randomizer.org, Geoffrey C. Urbaniak и Scott Plous) последовательности, так, что половина участников были сначала протестированы в состоянии ОЛ, а другая - в состоянии KT. В качестве KT была применена эластичная спортивная лента Kinesio Tex Gold (Kinesio USA Corporation, Albuquerque, NM) для покрытия области лодыжек и подошвенных сгибающих суставов. На каждом участке один и тот же исследователь применял 1 полоску с примерно 50% натяжением от проксимального до дистального участка, основываясь на анатомических ориентирах для выбора участка. Такое применение, согласно методу KT, должно повысить производительность мышц [17]. Для 9 участников КТ применяли на правой лодыжке, а для остальных 3 участников КТ применяли на левой из-за сообщений о растяжениях менее чем за 12 месяцев до начала исследования.
Оценку кортикоспинальной возбудимости оценивали с помощью участников, удобно сидящих в полуоткрытом кресле, при этом их бедра были согнуты примерно под углом до 120°, а колени полностью вытянуты и лежали на подставке для ног. Реакции на ТМС вызывались с использованием Magstim 200 (Magstim Corporation, Whitland, United Kingdom), подключенного к катушке с двойным конусом (модель P/N 9902, Magstim Corporation) и 96-миллиметровыми контурами. Моторные потенциалы и электромиографическая активность (ЭМГ) регистрировались с использованием аутоадгезивных поверхностных электродов Ag/AgCl (Kendall Medi-Trace 230, Covidien Medical Supplies Inc, Мэнсфилд, Массачусетс) диаметром 15 мм, которые были размещены над передней большеберцовой мышцей (БМ) и камбаловидной (КМ) мышцей целевой конечности. Электроды были помещены в соответствии с рекомендациями SENIAM (Surface ElectroMyoGraphy для неинвазивной оценки мышц) [18], с осью межэлектрода, выровненной по предполагаемому направлению мышечных волокон. Чтобы прикрепить полосу ленты, мы систематически удаляли небольшую часть электродного клеящего язычка ножницами, чтобы избежать наложения, оставив центральную записывающую часть неповрежденной. Сигналы ЭМГ были усилены (биоэлектрический усилитель модели AB-621G, Nihon-Kohden Corp, Irvine, CA) с временной константой 0,03 секунды и фильтрацией низких частот при 1 кГц, оцифрованы со скоростью 2 кГц (BNC-2090; National Instrument Corp, Austin, TX), и передавались на лабораторный компьютер под управлением специального программного обеспечения для организации полученных данных.
Перед тестированием порог стимуляции движения из состояния покоя (ПСДСП) определялся с использованием программного обеспечения для оценки порога движения (MTAT 2.0, ClinicalResearcher, Knoxville, TN) [19]. Программное обеспечение позволяет быстро оценивать порог движения через стратегию максимального сходства, основанную на параметре оценки с помощью алгоритма последовательного тестирования [20]. Этот метод дал ПСДСП (максимальный выход стимулятора 44,8±6,2%), сравнимый с результатами, полученными в других исследованиях ТМС с использованием альтернативных методов [21]. Все последующие ответы на ТМС получали с использованием интенсивности, зафиксированной при 110% ПСДСП.
Мы всегда исследовали кортикоспинальную возбудимость сначала в состоянии покоя, а затем во время активного движения. Для измерений в покое ответы ТМС (n=10) измерялись при контроле активности ЭМГ на осциллографе с высоким коэффициентом усиления, чтобы было достигнуто максимальное расслабление участника. Для измерений в активном состоянии, участники были натренированы для перемещения лодыжки в дорсифлексию (ДФ) или в состояние подошвенного сгиба (ПОДС) в ответ на звуковой сигнал длительностью 1,5 секунды. По инструкции, участники должны были синхронизировать выполнение движения с продолжительностью сигнала так, чтобы движение продолжалось от полного ПОДС до максимального ДФ для движений ДФ и в обратном направлении для движений ПОДС. Мы выбрали такую продолжительность действия, чтобы скорость была удобной и легко воспроизводимой, обеспечивая при этом стабильные условия записи, минимизируя риск возникновения помех. Во время движения ТМС измерялась в двух временных точках, соответствующих среднечастотному (750 миллисекунд) и конечному диапазонам (1500 миллисекунд). 2 точки в заданном интервале были выбраны в случайной последовательности из 20 испытаний (т.е. 10 МП за задержку). Порядок тестирования с движениями ДФ и ПОДС был уравнен среди участников.
После завершения ТМС-тестирования участники выполнили серию из трех статических сокращений против сопротивления в каждом направлении (ДФ и ПОДС) без ленты. Для этого теста участники оставались сидеть с нейтральным положением лодыжки (90°). Их инструкции заключались в попытке преодолеть препятствие (т.е. Тест на разрыв), предоставленное экзаменатором на протяжении 3-секундного звукового сигнала. Тот же самый исследователь, мужчина, дипломированный терапевт по физической реабилитации, оказывал сопротивление, используя позиции, рекомендованные для процедур ручной динамометрической проверки [22]. Эти сокращения, особенно в случае ПОДС (состояние подошвенного сгиба), не всегда были максимальными, но при этом обеспечивали устойчивый уровень почти максимальной активации, которая может быть использована для сравнения мышечной активности, возникающей при движении лодыжки, протестированной с помощью ТМС.
Анализ данных
Все данные МП (моторных потенциалов) были проанализированы в автономном режиме. Первые результаты МП были сложены и затем усреднены для получения индивидуальных средних (от пика до пика) амплитуд для каждой мышцы, направления движения и времени для состояний ОЛ и KT. В испытаниях с движением также измерялась продолжительность ПС. Чтобы избежать ошибки в определении начала спокойствия ЭМГ, продолжительность была определена как временной интервал от импульса ТМС до первого признака устойчивого (> 10 миллисекунд) восстановления активности ЭМГ, как было предложено Сяйсянен и др. [23]. Наконец, чтобы оценить влияние условий ленты на фоновую активность, активность ЭМГ (электромиографическая активность), вырабатываемая в БМ и КМ во время ДФ (дорсифлексия) и ПОДС (состояние подошвенного сгиба), была исправлена, а затем усреднена в течение 100-миллисекундного периода, предшествующего импульсам ТМС в каждый момент времени (750 и 1500 миллисекунд). Эта активность выражалась в процентах от средней ЭМГ, вырабатываемой во время эталонных статических сокращений (усредненный диапазон 2000-3000 миллисекунд).
Статистический анализ
Статистический анализ проводился в 3 этапа. Во-первых, парный t-тест использовался для определения влияния состояния ленты на амплитуду МП (моторных потенциалов), измеренную в состоянии покоя. Во-вторых, изменения амплитуды МП, измеренные в БМ (большеберцовой мышце) и КМ (камбаловидной мышце) во время активного движения, были введены в анализ дисперсии повторных измерений 2×2×2 (ANOVA) для определения влияния разных состояний ленты (ОЛ, KT), направления движения (ДФ, ПОДС) и времени (750 миллисекунд, 1500 миллисекунд). Тот же анализ был выполнен для вариаций продолжительности ПС (период спокойствия). В-третьих, для определения влияния состояния ленты (ОЛ, KT) и времени (750 миллисекунд, 1500 миллисекунд) на фоне уровней ЭМГ, вырабатываемых в БМ и КМ, проводили 2×2 ANOVA, в то время как они выступали в качестве агонистических мышц для перемещения лодыжки в ДФ (дорсифлексию) или ПОДС (состояние подошвенного сгиба). Уровень α был установлен равным 0,05 для всех тестов. Все результаты представлены как средние значения ± стандартные отклонения. Статистический анализ проводился с помощью IBM SPSS Statistics for Windows (версия 21.0; IBM Corporation, Armonk, NY).
Результаты
Все участники продемонстрировали оценку, равную или превышающую рекомендуемую величину отсекаемых данных (т.е. 26/48) по анкете для оценки функциональности лодыжки (средний балл = 43,8±8,3), поэтому ни один участник не был исключен из-за функциональной нестабильности лодыжки. Как уже отмечалось, КТ применяли на левой лодыжке у 3 участников, чтобы избежать возможного попадания на место прошлой травмы правой лодыжки (>12 месяцев), но ответы в их анкетах для оценки функциональности лодыжки не показали хронической нестабильности. Все участники завершили эксперимент без каких-либо проблем или дискомфорта.
В общем, в БМ (большеберцовой мышце) и КМ (камбаловидной мышце) наблюдались только небольшие изменения амплитуды МП (моторных потенциалов) в условиях использования ленты. Типичный пример таких изменений показан на рисунке 1 для большеберцовой мышцы. МП, измеренные в состоянии покоя, были очень похожи в условиях ОЛ (отсутствия ленты) и KT (применения кинезио тейпа). Аналогично, МП, измеренные во время активного движения, показали значительные различия между условиями ленты, но отчетливо проявляется больший эффект от направления движения, поскольку МП в БМ, как правило, больше во время дорсифлексии, чем при подошвенном сгибе.