Test af maksimal isometrisk knæ og hofte muskelfunktion hos 40 65årige raske voksne Et reliabilitetsstudie af Mobile Muscle Lab

Transkript

1 Test af maksimal isometrisk knæ og hofte muskelfunktion hos 40 65årige raske voksne Et reliabilitetsstudie af Mobile Muscle Lab S. Jantzen, A. S. Bruun og S. K. Rasmussen (Fysioterapeutuddannelsen Odense, UCL) Vejledere: Thomas Ahler (Fysioterapeutuddannelsen Odense, UCL) og Carsten Jensen (Ganglaboratoriet, OUH, Odense) Kontakt: S. Jantzen, ABSTRAKT: Hvert år henvender ca ældre, sig på skadestuen efter fald. En tidlig identifikation af risikogruppen vil muliggøre tidlig intervention, og på sigt mindske faldtendensen. Identifikationen er en udfordring for fysioterapeuterne, med de redskaber der er tilgængelige i dag. Formålet med studiet er rettet mod måling af maksimal isometrisk muskelstyrke (MVC) samt rate of force development (RFD200) hos 40-65årige, og ud fra dette vurdere test-retest reliabiliteten af Mobile Muscle Lab. Metode: 3 mænd og 9 kvinder (40-65 år), fik to gange målt MVC og RFD200 for knæ extension og -fleksion, hofte add., -abd, -fleksion og extension. Resultat: For MVC findes ingen signifikant forskel, med undtagelse af hofte extension (161,5 ± 60,1 vs. 146 ± 49,8 Nm, P<0,05) og hofte fleksion (142,1 ± 41,4 vs. 131 ± 36,1 Nm, P<0,05). CV = 5,89% - 13,66%. Interclass correlation (ICC) >0,75. For RFD200 findes ingen signifikant forskel, med undtagelse af hofte extension (385,7 ± 233 Nm vs. 257,5 ± 218,5 Nm, P<0,05). CV = 24,98% - 41,39%. ICC >0,75, med undtagelse af hofte extension ICC =0,69. Diskussionen: Studiet stiler mod en god test-retest reliabilitet for MVC, dog bør man være obs. på hoftefleksion og ekstension, evt. grundet målinger foretaget over to led. For RFD200 stiler studiet mod en ringe test-retest reliabilitet. I praksis kan MVC målingerne bl.a. bruges som dokumentation for effektmåling eller som tidlig identifikation af borgere med faldtendens. Søgeord: MVC, isometrisk muskeltest, RFD200, Rate of force development, Mobile Muscle Lab BAGGRUND: Hvert år henvender ca ældre over 65 år sig på skadestuen efter fald. Med en metodisk identifikation, kan man gribe tidligt ind og reducere fald ved intervention for risikogruppen. (1) Muskelfunktion og reaktionsevne er afgørende for eks. at undgå fald (2 s ), som kan påvirke borgerens funktions-, aktivitets- og deltagelsesniveau. Ældre der falder, og skal gennemgå et rehabiliteringsforløb, byder på udfordringer for fysioterapeuter. Herunder at øge funktionsniveauet, for at mindske risikoen for flere fald. I den sammenhæng er det bl.a. vigtigt, at gennemføre en kompetent undersøgelse, af borgerens muskelfunktion. Dette er relevant ift. fokus i genoptræningen og motivation af borgeren. Udfordringerne ligger bl.a. i at finde valide og tilgængelige metoder til måling af muskelstyrke og Rate of force 3

2 development 0-200ms (RFD200). Der findes studier, der viser god test-retest reliabilitet, ved fastspændte dynamometre. De påpeger, at test med håndholdt dynamometer er afhængig af testerens fysiske styrke. Den faktor udelukkes ved fastspændte dynamometre (3-7). Studiets fokus er rettet mod måling af maksimal isometrisk muskelstyrke (MVC) og RFD200 hos 40-65årige, og vurdering af test-retest reliabiliteten for Mobile Muscle Lab (MML). MATERIALE OG METODE Studie design Test-retest reliabilitetsstudie med formål, at kortlægge måleusikkerheden, for MVC og RFD200. Målet var at få et repræsentativt udsnit af befolkningen. Der er søgt via University College Lillebælts intranet, Odense kommunes netværker, dele af Odense Universitets Hospitals mailsystem, Odense Boldklubs hjemmeside, samt mindre virksomheder. Testpersoner Der deltog 12 testpersoner, tre mænd og ni kvinder, alle har underskrevet samtykkeerklæring. Antropologiske data blev noteret for alle(tabel 1). Testpersonerne blev testet to gange med én uges mellemrum. To blev afvist, pga. smerter i benene(tabel 2). 4

3 Data indsamling Muskelfunktionen blev målt ved brug af strange-gauge. Data blev samplet med 1000 Hz over 3-6 sek. Værdierne for MVC er normaliseret ift. højde. Data blev efterfølgende filtret 4 th order zero-lag Butterworth lowpass filter (10 Hz cutoff frekvens). Hofte tests blev udført stående, med hoftestøtte og testpersonen fastspændt. Knæ tests blev udført siddende med rygstøtte, og testpersonen fastspændt. Ved testen blev noteret højde på hoftestøtte, rygstøtte, samt position for strange-gauge.. Ved hver øvelse udvælges 3 trials, ud fra kriterier på tabel 3. Af de 3 trials udvælges derefter 1 trial ud fra kriterier på tabel 4. Der er brugt en protokol, hvor der indsamledes relevant data, sygehistorie og mål på testpersonen. Derefter informeredes testpersonen og testen startede. På billede 1 og 2 ses test af hofte- og knæ extension (ext.) 5

4 Statistik Til sammenligning af test retest reliabliteten er anvendt within subject variationskvotienten (CV), interclass correlation (ICC) og limits of agreement fra Bland-Altman plots (8 s. 41-3) (9 s ). Målinger foretaget på højre vs. venstre side er sammenlignet med uparret t-test og med parret t-test for test-retest. Signifikans niveauet er fastsat til p<0.05. RESULTATER Der er ingen signifikant forskel på højre og venstre bens målinger og data er derfor kombineret (n=24)(tabel 5). 6

5 MVC Af de 6 øvelser, var hofte ext. stærkest og knæ fleksion (flex.) svagest. Der er ingen signifikant forskel på testretest, med undtagelse af hofte ext. (161,5 ± 60,1 vs. 146 ± 49,8 Nm, p<0,05) og hofte flex (142,1 ± 41,4 vs. 131 ± 36,1 Nm, p<0,05). CV er for hofte abduktion (abd.), -adduktion (add.) og flex. er under 10%, og over 10% for knæ ext., -flex. og hofte ext. ICC er for alle øvelserne 0,86-0,97 (Tabel 6). Figur 1 viser Bland-Altman plot for knæ ext, af forholdet mellem test-retest for MVC. Figur 2 viser Scatter plot for alle øvelser, hvor man kan se forholdet mellem testretest, for MVC. 7

6 8

7 RFD200 Som for MVC, var testpersonerne hurtigst i hofte flex. og langsomst i knæ flex. (Tabel 7). Der er ved knæ flex. og hofte ext. fundet stor forskel på test-retest for testperson tre s højre ben, dette er derfor undladt i udregningerne Der er ingen signifikant forskel på testretest, med undtagelse af hofte ext. (385,7 Nm ± 233 vs. 257,5 Nm ± 218,5, p<0,05). CV >10 % og ICC > 0,75, for alle øvelser, med undtagelse af hofte ext.(icc 0,69)(Tabel 7). Figur 3 viser Bland-Altman plot for knæ ext., af forholdet mellem test-retest for RFD200 og Figur 4 viser Scatter plot for alle øvelser, for forholdet mellem testretest, for RFD

8 10

9 Figur 5 viser Scatter plot for hofte ext., hvor testperson tre s højre ben er fjernet og dette stemmer derfor overens med tabel 7. DISKUSSION Dette studie har undersøgt test-retest reliabiliteten for MVC og RFD200 målinger, over knæ og hofte. MVC Studiet har vist, at der ved test-retest målinger af MVC, ikke er signifikant forskel, med undtagelse af hofte flex. og ext. (tabel 6, p<0,05). En mulig forklaring på de forskellige værdier for hofte flex. og ext., kan være bias forbundet med at teste over to led. Selvom testpersonen fastspændes i samme udgangsstilling i retesten, kan bias ikke udelukkes. Da hofte flex. bevæger sig i samme plan, som knæ flex. kan det betyde, at der benyttes en del accessoriske muskler for at styre knæleddet, mens der arbejdes over hoften (7 s ). Hofte øvelserne foregår stående, der skal derfor stabiliseres over modsatte hofte, da testpersonen skal stå på ét ben. Det kan være svært, at gentage standbenets position fra test til retest, og dette kan have betydning for energiforbruget til stabilisering af hoften. På Bland-Altman plot for knæ ext. (figur 1) ses der stor spredning i dataen ved limits of agreement (-42,8 33,6). Ved den øvre grænse ses to punkter, hvilke er langt fra gennemsnittet, samt én ved nedre grænse. Udelukkes disse, vil limits of agreement blive mindre og give et bedre udtryk for testen. Årsagen til spredningen kan skyldes en menneskelig eller teknisk fejl. 11

10 Scatter plot for de 6 øvelser fremgår af figur 2. Værdierne for R 2 viser god sammenhæng mellem test-retest. r ICC viser, at afstanden fra den lineære funktion til de enkelte punkter er lille, og p-værdien for r <0,01. Disse værdier tager ikke hensyn til spredningen af dataen og kan derfor ikke stå alene, den bør sammenholdes med CV og en visuel vurdering af hvert plot, for bedre validitet. Da protokollen ikke indebærer opvarmning kan testpersonernes arouselniveau have indflydelse på studiets outcome for MVC målinger. Studiet stiler i retning af en god test-retest reliabilitet og generaliserbarhed for MVC. Muligvis med større usikkerhed for målinger af hofte ext. og flex. CV ligger mellem 5,89-13,81 %, en acceptabel måleusikkerhed ved test på mennesker. For studier med fastspændte dynamometre, findes en måleusikkerhed (CV) for knæ ext. 4,4%, knæ flex 3,4% (10 s. 350), hofte abd. på 4,22% (7 s. 2670), hofte flex. 11% og hofte ext. 9,7% (11 s. 1151). Måleusikkerheden for MML er generelt større end for disse tre studier, med undtagelse af hofte flex. Resultaterne for MML har lav power, da der måles på en lille stikprøve. Dette bør tages i betragtning, da studierne der sammenlignes med, tester på en større stikprøve, hvilket giver større power. Sammenlignet med andre målinger af MVC (12 s ), fremgår det at dette studies målinger, generelt er lavere end for en lignende opsætning. Dette kan igen skyldes studiets lille stikprøve på 12/24, med en skæv kønsfordeling, mod deres på 92 med en mere ligevægtig kønsfordeling. 12 RFD200 Studiet har vist at der ved test-retest målinger er signifikant forskel ved hofte ext. p< 0,05 (Tabel 7). CV er over 10 %, hvilket betyder at der er stor variation fra test til retest. ICC (for hofte ext, 0,69) og CV kan tyde på en ringe test-retest reliabilitet. Den store variation i målingerne skyldes, stor forskel på testpersonernes eksplosivitet, evt. grundet forskelligt aktivitets- og arouselniveau. Det kan ligeså skyldes kommunikations problemer ift. forklaring/forståelse af testens formål. På Bland-Altman plot for knæ extension (figur 3) ses ét punkt der ligger uden for limits of agreement. Hvis dette fjernes fra plottet, kan limits of agreement mindskes og resultatet præciseres.

11 På Scatter plot for RFD200, er der generelt pæne værdier og R værdierne antyder en god sammenhæng mellem test-retest. Det fremgår af Scatter plottet for hofte ext (Figur 4), at ét punkt (øverste til venster) afviger fra mængden. Fjernes dette fra grafen, fås R 2 =0,48 og R=0,69 (figur 5). Dette viser ringe sammenhæng, mellem test-retest, hvilket gør sig gældende for alle øvelser med undtagelse af knæ fleksion. Data indikerer en ringe reliabilitet for testretest for RFD200. Ift. databearbejdning og analyser, skal det påpeges, at studiet tager udgangspunkt i en lille stikprøve (N=12/24) med en skæv kønsfordeling. Dette gør det vanskeligt at drage konklusioner, gør gyldigheden af resultatet diskutabelt og giver studiet lav power. PERSPEKTIVERING Formålet med studiet er at give et udtryk for test-retest reliabiliteten, ud fra målinger af maksimal isometrisk muskelstyrke (MVC) og rate of force development (RFD200). Studiet tyder på en god testretest realiabilitet ved MVC og en ringe test-retest reliabilitet ved RFD200. Mobile Muscle Lab kan i klinisk sammenhæng bruges til at måle MVC, og vil være brugbar som motivation og effektmål i et rehabiliteringsforløb. MVC målinger kan, sammen med andre test, bruges som tidlig identifikation af borgere med faldtendens. Da der ikke er fundet relevant sammenlignelig data for RFD200 og da studiet tyder på en ringe test-retest reliabilitet, vanskeliggør det på nuværende tidspunkt at bruge RFD200, til identifikation af faldrisiko. Dette kan lede frem til en ny undersøgelse af MML, med større fokus på RFD200, hvor der evt. benyttes en større stikprøve samt en lige kønsfordeling. 13

12 REFERENCER (1) Forebyggelse af fald - rådgivning fra Sundhedsstyrelsen Available at: og forebyggelse/aeldresundhed/faldforebygg else.aspx. Accessed 6/1/2010, (2) Shumway-Cook A, Woollacott MH. Motor control: translating research into clinical practice. 3. ed. ed. Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins; RK,Jr, Fernandez T. Reliability of stationary dynamometer muscle strength testing in community-dwelling older adults. Arch.Phys.Med.Rehabil Aug;82(8): (7) Widler KS, Glatthorn JF, Bizzini M, Impellizzeri FM, Munzinger U, Leunig M, et al. Assessment of hip abductor muscle strength. A validity and reliability study. J.Bone Joint Surg.Am Nov;91(11): (3) Youdas JW, Mraz ST, Norstad BJ, Schinke JJ, Hollman JH. Determining meaningful changes in hip abductor muscle strength obtained by handheld dynamometry. Physiother.Theory Pract May-Jun;24(3): (4) Scott DA, Bond EQ, Sisto SA, Nadler SF. The intra- and interrater reliability of hip muscle strength assessments using a handheld versus a portable dynamometer anchoring station. Arch.Phys.Med.Rehabil Apr;85(4): (5) Nadler SF, DePrince ML, Hauesien N, Malanga GA, Stitik TP, Price E. Portable dynamometer anchoring station for measuring strength of the hip extensors and abductors. Arch.Phys.Med.Rehabil Aug;81(8): (6) Ford-Smith CD, Wyman JF, Elswick (8) Beyer N, Magnusson P. Målemetoder i fysioterapi. 1. udgave ed. Kbh.: Munksgaard Danmark; (9) Hicks CM. Research methods for clinical therapists: applied project design and analysis. 4th edition ed. Edinburgh: Churchill Livingstone; (10) Maffiuletti NA, Bizzini M, Desbrosses K, Babault N, Munzinger U. Reliability of knee extension and flexion measurements using the Con-Trex isokinetic dynamometer. Clin.Physiol.Funct.Imaging 2007 Nov;27(6): (11) Pua YH, Wrigley TV, Cowan SM, Bennell KL. Intrarater test-retest reliability of hip range of motion and hip muscle strength measurements in persons with hip osteoarthritis. Arch.Phys.Med.Rehabil. 14

13 2008 Jun;89(6): (12) Danneskiold-Samsoe B, Bartels EM, Bulow PM, Lund H, Stockmarr A, Holm CC, et al. Isokinetic and isometric muscle strength in a healthy population with special reference to age and gender. Acta Physiol.(Oxf) 2009 Oct;197 Suppl 673: