Rehabilitering av knær etter operasjoner

Bruk av elektromyografisk biofeedback ved rehabilitering av quadriceps femoris-muskelenetter operasjoner

Vanessa Draper, Ph.d.

Innledning

Etter rekonstruksjon av ACL (anterior cruciate ligament) kan stivhet og/eller feil bruk av det opererte kneet føre til vesentlig atrofi og svakhet i quadriceps femoris-muskelen (QF), både i de første dagene etter operasjonen, og særlig i løpet av de første ukene¹. Målet med ACL-rehabiliteringsprogrammet er å styrke funksjonene i QF-muskelen (figur 1). Rehabiliteringsøvelsene i de tidlige fasene av behandlingen omfatter vanligvis plassering av QF-muskel (QS - QF muscle setting) og heving av strakt ben (SLR - straight leg raises). Ofte er det vanskelig å utføre disse øvelsene i de første ukene etter operasjonen, på grunn av smerte, ødem og muligvis brudd i den normale leddreseptoraktiviteten ^2,3. Hvis feedbacken i leddreseptoren forstyrres, forstyrres den lettende og hemmende innflytelsen denne feedbacken har på leddmuskulaturen. Dermed blir de normale muskelsammentreknings-mønstrene uregelmessige og mindre effektive. Dette kan være til hinder ved utføring av rehabiliteringsøvelser, og det kan hindre pasienten i å få bedre muskelkontroll og -styrke.

Flere forfattere har hevdet at EMG-biofeedback (BFB) kan være et nyttig hjelpemiddel som forsterker reseptorfeedbacken fra knemuskulaturen ved QF-øvelsene^4,5,6,7. Overflateelektroder overvåker den motoriske aktiviteten i QF-muskelen under treningen og konverterer den til et visuelt eller hørbart signal.

Selv om pasienten ikke er i stand til å føle eller oppfatte muskelaktiviteten, kan hun eller han se eller høre resultatene av innsatsen som gjøres for å trekke sammen musklene. Det har vist seg at biofeedback har gitt vesentlig klinisk bedring ved rehabilitering av hender etter operasjoner⁸, ustabilitet i skulderledd⁹, spinalskader, rehabilitering etter slag^10,11, etter meniskoperasjoner (12) og QF-rehabilitering etter ACL-rekonstruksjon^13,14.

EMG-biofeedback og QF-rehabilitering

Rehabilitering av styrken i QF-muskelen etter en ACL-rekonstruksjon krever først at pasienten gjenoppretter viljestyrt kontroll over muskelen, slik at tyrkingsøvelsene kan utføres effektivt. BFB brukes til å trene opp pasienten til å gjøre viljestyrte sammentrekninger av QF, og til å gi pasienten umiddelbar informasjon om hvor riktig QS og SLR utføres. Denne informasjonen gir feedback fra leddreseptorene om feil eller for liten aktivitet, og i tillegg utgjør den et motivasjonselement. Ytelsesvurdering har blitt beskrevet som en viktig motivasjonskilde. Når pasientene blir mer oppmerksomme på ytelsesnivået, drives de til å sette seg mål og strebe etter dem. Når pasientene får visuell eller hørbar informasjon om muskelaktivitet som ellers ikke vises, og de får et kvalitativt mål, forbedres innsatsen og resultatet blir bedre.

Behandlingsprogram

Pasienter kan begynne med biofeedback-behandling så snart som mulig etter operasjonen. Vanligvis blir pasientene bedt om å utføre QS- og SLR-øvelser før det har gått en dag etter operasjonen, og de kan fint begynne BFB-overvåkningen på dette tidspunktet.

Bruke EMG-systemet MyoTrac^TM

Figur 1. Innstillinger for eksternt panel

Figur 2. Innstillinger for internt panel  

·      Velg X1 på skalaen hvis du vil utnytte primærnivået på 0-20 uV.

·      Vri terskelbryteren til kontinuerlig (CONT), slik at pasienten kan se/høre eventuelle endringer i muskelaktiviteten under øvelsene.

·      Angi terskelen til Above (ABV), slik at det bare gis visuell biofeedback til terskelnivået er overskredet (gul LED).

·      Vri terskelbryteren til den laveste innstillingen, 0,5. Juster volumnivået.

·      Sett sensorkabelen inn i riktig kontakt, og fest elektrodene på pasienten på følgende måte:

Figur 3. Elektrodeplassering

Strekk ut benet og plasser elektroden 3-5 cm over øvre kant av patella og 2-3 cm fra midten (figur 3). Kontroller at de positive og negative elektrodene plasseres parallelt til muskelfibrene. Innsnittsmønsteret vil bestemme den nøyaktige plasseringen, men målet er å fokusere på aktiviteten i strekkemekanismen ved QS- og SLR-øvelser. Sensorhodet bør tapes eller festes til stedet. Mange terapeuter synes at selvklebende trioder gir optimale resultater, men pass på å unngå ytterligere irritasjon på allerede sensitive områder.

Pasienten trenes først til å bruke BFB med QS-øvelsen. Pasienten sitter med det berørte benet utstrakt på bordet, og elektrodene er festet. Kontroller LEDene på MyoTrac^TM mens pasienten hviler QF-muskelen. Hvis de røde LEDene tennes i denne stillingen, justerer du terskelbryteren mot klokken til de grønne lysene tennes. Hvis den høyeste terskelinnstillingen ikke får de røde LEDene til å slukkes og de grønne til å tennes, vrir du bryteren for interne innstillinger til X10, vrir terskelbryteren til 0,5 og kontrollerer LEDene på nytt. Gjenta denne prosedyren med X100 om nødvendig. Jo mer avansert den muskulære atrofien er, desto lavere behøver terskelinnstillingene være. Så snart de riktige innstillingene er definert, kan pasienten begynne styrkeøvelsene for QF.

Begynn med LED på grønt. Pasienten starter QS-øvelsen mens han/ hun holder øye med LED og/eller lytter etter lydsignaler fra MyoTrac^TM. Det bør kreves maksimal innsats før de røde lysene tennes. Du kan justere innstillingene for å øke eller redusere vanskelighetsgraden for en øvelse, i henhold til pasientens behov. Det er imidlertid viktig å understreke at kvaliteten i sammentrekningen er viktigere enn kvantiteten.

Hvis pasienten har problemer med å starte en sammentrekning, kan verbale innspill hjelpe. Du kan for eksempel si: "press baksiden av kneet mot bordet" eller "se etter at kneskålen flytter seg og at benet heves". Når det er blitt generert nok aktivitet til at den registreres og vises på BFB-enheten, kan dette feedbacksignalet brukes som rettledning ved ytterligere sammentrekninger (MyoTrac vil fange opp signaler fra 0,08 til 2000 uV, og vår erfaring er at signalene hos de fleste postoperative pasienter vil begynne på omtrent 10-20 uV). Pasienten bør kunne utføre 3 sett med 10 QS-øvelser som terapeuten er fornøyd med, før han/hun går videre til neste trinn i programmet. Dermed unngås feil teknikk. For at BFB skal kunne brukes som treningsverktøy, må målnivåene for aktiviteten defineres og oppnås før det settes høyere mål.

Feilen som de fleste pasienter gjør når de begynner å forsøke å trekke sammen QF og strekke ut benet, er at de samtidig trekker sammen hasemusklene (HS-musklene) som kompensasjon. Selv om pasientene føler at de bruker nok kraft til å strekke benet, registreres det minimal aktivitet fra QF som vises på BFB-enheten. Dermed blir de oppmerksom på at de bruker feil muskelgruppe. Vi er klar over at mange terapeuter lærer pasientene å bruke tilleggsmuskler for å strekke kneet etter kirurgi, men selv med bruk av tilleggsmuskler må QF trekkes sammen på en effektiv måte før kneet kan strekkes ut. Biofeedback kan enkelt brukes til denne øvelsen. Det vil også være lurt å bruke en tokanals enhet eller to enkanals enheter i slike tilfeller, og overvåke aktiviteten i både HS og QF ved strekkingen av kneet.

Når BFB kan brukes på en vellykket måte i QS-øvelsen, bruker pasienten BFB under SLR-øvelsen. Denne øvelsen utføres mens pasienten ligger på rygg med utstrakt ben. Pasienten plasserer først QF, løfter deretter benet omtrent 30 cm over gulvet eller bordet og holder i fem sekunder (figur 4). Ved å overvåke LEDene ved hver SLR-øvelse kan pasienten vurdere kvaliteten i QF-sammentrekningen. QF skal være stabil, uten tegn til at strekken slakkes under holdingen. Når denne øvelsen overvåkes med BFB, blir pasienten mer bevisst på endringer i den motoriske QF-aktiviteten under holdingen. Dermed blir pasienten bedre i stand til å holde en konstant og fullstendig sammentrekning gjennom hele øvelsen.

Vår erfaring er at BFB er mest hensiktsmessig i løpet av de første 2-4 ukene etter en ACL-rekonstruksjon. Vi foreslår at det brukes sammen med QS-øvelser (3 sett med 10 gjentakelser, 3 ganger per dag) og SLR-øvelser (3 sett med 10 gjentakelser 3 ganger per dag - etter hvert brukes det også ankelvekter på 1-5 kg, ettersom pasienten klarer det). Terskelverdiene bør settes slik at pasienten må bruke maksimal innsats for å nå målet. Pasientene bør oppmuntres til å øke disse terskelverdiene så snart og så regelmessig som mulig, ellers blir BFB bare et overvåkningsverktøy, og ikke et treningsverktøy. Det er viktig å minne pasienten om at mikrovoltverdiene kan variere, både etter hvor mye ødem som finnes rundt registreringsstedet, og etter hvor elektrodene er plassert. Pasientene kan få falske forhåpninger eller skuffelser hvis de stoler for mye på verdiene. Men verdiene vil uansett gi et bilde av hvor nøyaktig og hvor intens innsatsen under øvelsene er, og denne informasjonen kan være veldig nyttig og motiverende for pasienter som skal rehabilitere knær etter operasjoner. Jo mer feedback pasientene mottar om kvaliteten på muskelsammentrekningen, desto større kontroll får de over opptreningen av muskelen. Dermed blir de også mer motivert til å fortsette terapien. BFB viser seg å være et viktig hjelpemiddel både til å gi terapeuten viktig informasjon om pasientenes fremgang og til å hjelpe pasientene med å overvåke sin egen fremgang.

1. Noyes FR, Mangine RE, Barber S: Early knee motion after open and arthroscopic anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med 15:149-159, 1987.
2. deAndrade JR, Grant C, Dixon A St. J: Joint distension and reflex muscle inhibition in the knees. J Bone Joint Surg (Am) 47:313-322, 1965.
3. Krebs DE, Staples W, Cuttita D, Zickle R: Knee joint angle, It's relationship to quadriceps femoris muscle activity in normal and post-arthrotomy limbs. Arch Phys Med Rehabil, 64:441-447,1983.
4. Soderberg GL, Minor SD, Arnold K et al: Electromyographic analysis of knee exercises in healthy subjects and in patients with knee pathologies. Phys Ther 67: 1691-1696, 1987
5. Hald RD, Bottjen EJ: Effect of visual feedback on maximul and submaximal isokinetic test measurements of normal quadriceps and hamstrings. Journal of Orthopedic and Sports Physical Therapy 9:89-93, 1987
6. Delitto A, Rose SJ, McKowen JM, Lehman, RC, Thomas JAS, Shively RA: Electrical Stimulation versus voluntary exersise in strengthening thigh musculature after anterior curciate ligament surgery. Phys Ther 68:660-663, 1988.
7. Lucca JA, Recchiutu SJ: Effect of electromyograhic biofeedback on an isometric strengthening program. Phys Ther 63:200-203, 1983.
8. Brown DM, Nahai F: Biofeedback strategies of the occupational therapist in total hand rehabilitation. In Basmajian JV(ed): Biofeedback: Principles and Practice for Clinicians. Baltimore, MD, Williams and Wilkins, 1983, pp 90-106.
9. Beall MS, Diefenbach G, Allen A: Electormyographic biofeedback in the treatment of volunteer posterior instability of the shoulder. Am J Sports Med 15: 175-178, 1987.
10. Nacht MB, Wolf SL, Coogler CE: Use of electromyograhic biofeedback during the acute phase of spinal cord injury. Phys Ther 62: 290-294, 1982.
11. Wolf SL: Electromyographic applications to stroke patients: A critical review. Phys Ther 63: 1448-1459, 1983.
12. Sprenger C, Carlson K, Wessman H: Applications of electromyographic biofeedback following medial menisectomy. Phys Ther 59: 167-169, 1979.
13. Draper V: Electromyographic biofeedback and the recovery of quadriceps femoris muscle function following anterior cruciate reconstruction. Phys Ther 70: 11-17, 1990.
14. Draper V, Ballard L: Electrical Stimulation versus electromyographic feedback in the recovery of quadriceps femoris muscle function following anterior cruciate ligament surgery. Phys Ther 71: 455-464, 1991.