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Mar 16, 2023

Protocolo y valores de referencia para el cambio mínimo detectable de MyotonPRO y mediciones de imágenes por ultrasonido de músculo y tejido subcutáneo

Informes científicos volumen 12,

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 13654 (2022) Citar este artículo

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La evaluación de la salud muscular es de suma importancia, ya que la pérdida de masa y fuerza muscular puede afectar el rendimiento. Dos herramientas no invasivas que han resultado útiles en esto son MyotonPRO y la ecografía de rehabilitación, ambas han demostrado ser fiables en estudios anteriores, muchos de los cuales fueron realizados por el equipo de investigación. Este estudio tiene como objetivo determinar la confiabilidad de las estructuras corporales locales no evaluadas previamente y determinar sus cambios mínimos detectables (MDC) para ayudar tanto a los investigadores como a los médicos. Veinte participantes sanos fueron reclutados para determinar la confiabilidad de siete posiciones de la piel a partir de un protocolo previamente establecido. La confiabilidad se determinó entre tres evaluadores independientes, y la confiabilidad diaria se evaluó con un evaluador con una semana de diferencia. Los coeficientes de correlación intraclase (ICC) entre evaluadores y entre días para la rigidez, el tono y la elasticidad de los tejidos varían de moderados a excelentes (ICC 0,52–0,97), siendo la mayoría buenos o excelentes. El ICC para el grosor subcutáneo entre días fue bueno o excelente (ICC 0,86–0,91) y moderado a excelente entre evaluadores (ICC 0,72–0,96), en músculos fue moderado a excelente entre evaluadores y días (ICC 0,71–0,95). El protocolo en este estudio es repetible con buena confiabilidad general, también proporciona valores MDC establecidos para varios puntos de medición.

La evaluación de la salud muscular es de suma importancia, ya que la pérdida de masa y fuerza muscular puede afectar la función física1, la calidad de vida2 e incluso la mortalidad3. La evaluación es relevante para una variedad de situaciones y entornos, muchos de los cuales se encuentran en el campo, donde la facilidad de acceso, el manejo y el costo son factores críticos. Estas situaciones incluyen la evaluación de cambios en los músculos a lo largo del tiempo en personas: que son frágiles debido al envejecimiento4; después de la lesión5; posquirúrgico6; durante un período de inactividad (p. ej., en cuidados intensivos7; enfermedades neurodegenerativas, p. ej., enfermedad de Parkinson, accidente cerebrovascular8, etc.; o durante/después de la exposición a la microgravedad9). La evaluación precisa y confiable requiere protocolos sólidos que utilicen herramientas válidas y confiables. La evaluación de la anormalidad de un individuo se puede hacer por comparación con valores normativos en la literatura o entre grupos de personas10. Cuando se evalúa a las personas a lo largo del tiempo, es necesario conocer la precisión del error en las mediciones, de modo que se pueda identificar el cambio real, por lo tanto, se necesita el cambio mínimo detectable (MDC) para una medición10,11,12. El presente documento describe un protocolo para un estudio de astronautas (proyecto Myotones; Agencia Espacial Europea) en misiones de 6 meses en la Estación Espacial Internacional (ISS), para examinar si hay algún efecto de la microgravedad en los músculos/tendones/biomecánica fascial y Propiedades viscoelásticas del tejido. Las estructuras bajo investigación en el presente estudio de confiabilidad fueron seleccionadas por criterios anatómicos por su ubicación superficial, facilidad de reconocimiento de puntos de referencia anatómicos en el cuerpo para ubicar puntos de medición (MP) y facilidad de referencia para operadores sin antecedentes médicos. El estudio se enfoca en sitios cuya confiabilidad no se evaluó previamente y proporciona valores de MDC para cada sitio, para permitir que las personas sean evaluadas y monitoreadas a lo largo del tiempo.

Dos tecnologías portátiles que han demostrado ser válidas y fiables y que se utilizan en el proyecto Myotones son la imagen por ultrasonidos de rehabilitación (RUSI) para medir el grosor muscular13,14 y la tecnología no invasiva Myoton para evaluar las propiedades biomecánicas y viscoelásticas15,16. Existe evidencia de buena confiabilidad tanto para RUSI17,18,19 como para el dispositivo MyotonPRO8,11 para músculos y tendones particulares, pero para los nuevos sitios utilizados en el proyecto Myotones, es necesario establecer su confiabilidad (tanto entre evaluadores como intraevaluadores).

La técnica RUSI proporciona un medio seguro, portátil y relativamente económico para evaluar el estado de salud muscular y observar los cambios en entornos clínicos y de investigación13,14. La fuerza muscular está correlacionada con el área transversal (CSA)20 y la CSA está fuertemente correlacionada con el grosor muscular21,22. Por lo tanto, el grosor muscular proporciona una medida indirecta de la fuerza muscular sin la necesidad de un equipo complejo y en personas que no pueden realizar pruebas de fuerza de otro modo, por ejemplo, debido al dolor o deficiencias cognitivas.

El dispositivo MyotonPRO no requiere niveles de experiencia tan altos como RUSI y puede ser utilizado de manera efectiva por principiantes16, siempre que se puedan encontrar las posiciones de medición correctas. El MyotonPRO detecta las oscilaciones naturales amortiguadas del tejido superficial en forma de una señal de aceleración que permite medir el tono de reposo (Hz), la rigidez dinámica (N/m) y la elasticidad (decremento logarítmico; log)16.

El presente estudio examinó la confiabilidad de las mediciones de MyotonPRO y RUSI en sitios específicos para varias estructuras (músculo, tendón, fascia) de las extremidades inferiores y superiores y el tronco, como se informó anteriormente en principio a partir de un estudio reciente en 24 participantes varones sanos en reposo en cama23, para producir valores MDC para monitorear cambios a lo largo del tiempo en individuos. Estos sitios se basan en las estructuras que se están evaluando en el proyecto Myotones en la ISS, cuyo objetivo es evaluar un medio de monitoreo en vuelo rápido, eficiente y preciso del estado de salud de los músculos de un astronauta y los tejidos blandos relacionados24. También se pretende que la evaluación de estas estructuras sea de utilidad para médicos e investigadores.

Describir el protocolo para examinar varios músculos potencialmente afectados por la inactividad prolongada afectados por la inactividad usando dos tecnologías (MyotonPRO y ultrasonido) y establecer la confiabilidad de las mediciones y producir valores MDC.

Definir la metodología y el protocolo utilizado para medir las propiedades mecánicas de las estructuras superficiales utilizando el MyotonPRO y el espesor del tejido muscular y subcutáneo mediante imágenes de ultrasonido.

Examinar la confiabilidad entre evaluadores de las mediciones de Myoton y ultrasonido entre tres investigadores independientes en siete sitios de medición el mismo día.

Examinar la confiabilidad intraevaluador de las mediciones tomadas en diferentes días con una semana de diferencia.

Establecer valores MDC para las mediciones de las diversas estructuras, repetidos en diferentes días para proporcionar valores de referencia para la evaluación del cambio en los individuos a lo largo del tiempo.

Las recomendaciones publicadas sobre los requisitos de tamaño de la muestra para los estudios de confiabilidad varían, pero se ha sugerido que 15 a 20 participantes son suficientes25, y estudios previos con Myoton han utilizado 20 o menos participantes26,27,28. Se reclutaron veinte participantes sanos (n = 10 hombres, n = 10 mujeres) del personal y estudiantes de la Universidad de Southampton (edad 28,95 ± 2,77 IMC 24,28 ± 1,47) que participaron en el estudio. Se obtuvo la aprobación ética del Comité de Ética de la Facultad de Ciencias Ambientales y de la Vida (n.º 40307), Universidad de Southampton. Todos los métodos se realizaron de acuerdo con las directrices y normativas pertinentes. Se distribuyeron carteles por toda la facultad anunciando el estudio. Se obtuvo el consentimiento informado de todos los sujetos antes de la prueba. Se solicitó a los participantes que asistieran a dos sesiones, la primera con una duración aproximada de dos horas y la segunda una semana después con una duración de una hora en horario de tarde29. La habitación se ajustó a una temperatura ambiente de 22–24 °C, se usó ropa abrigada durante las mediciones para evitar cambios de tono inducidos por la temperatura.

Mayores de 18 años hasta los 40 años; capaz de entender el inglés.

Lesión musculoesquelética o cirugía en los últimos cinco años que condujo a la inmovilidad por más de una semana; diabetes o presión arterial no controlada; un trastorno neurológico conocido; artritis que restringe la capacidad para realizar actividades cotidianas; recibir tratamiento para el cáncer; tomando medicamentos que afectan la función muscular. Sin cicatrices en los sitios MP, sin inflamación/enrojecimiento evidente de la piel, sin enfermedad subyacente que provoque espasmos/parálisis (enfermedad de Parkinson, enfermedad de Huntington, accidente cerebrovascular, daño a los nervios, etc.), no se tomaron agentes para reducir o mejorar el tono 12 h antes a la medición (relajantes musculares, café más de 1 taza, alcohol, drogas, etc.), se pidió a los participantes que no realizaran ningún ejercicio extenuante dentro de las 12 h antes de la sesión de recopilación de datos, incluido su modo de transporte a la sesión (por ejemplo, a tomar el transporte público o conducir, en lugar de caminar o andar en bicicleta).

Los PM de este estudio se basaron en los del proyecto Myotones que se está llevando a cabo actualmente en la ISS24, donde ambas tecnologías se prueban en 11 sitios (siete de los cuales se evalúan en este estudio). Todos los MP (todos en el lado derecho) se pueden ver a continuación (Fig. 1).

Los puntos de medición dorsal (izquierda) y ventral (derecha) (solo lado derecho) se muestran en el gráfico corporal.

Como algunos de los MP enumerados a continuación incluidos en el estudio Myotones ya tienen una confiabilidad bien establecida, solo se examinaron siete puntos de medición en el presente estudio: MP1, MP2, MP3, MP6, MP7, MP9 y MP10.

Fascia plantar (MP1): palpe la fascia (banda apretada) desde el arco medio del pie hacia el talón hasta que se pierda la sensación de la banda. MP1 está a 1 cm por debajo de la base del talón (confirmado con ultrasonido)—imagen de ultrasonido tomada longitudinalmente.

Tendón de Aquiles (MP2): parte más delgada del tendón (palpable con el pulgar y el índice como "fórceps" o "agarre de pinza"): imagen de ultrasonido tomada longitudinalmente.

Sóleo (MP3): mida la distancia entre MP2 y la mitad del pliegue poplíteo en la parte posterior de la rodilla. MP3 se ubica 33% por encima de la parte posterior de la pantorrilla desde MP2, luego 3 cm medialmente; imagen de ultrasonido tomada longitudinalmente.

Gastrocnemio (MP4): de MP2, mida el 66% de la parte posterior de la pantorrilla, luego 3 cm medialmente: imagen de ultrasonido tomada longitudinalmente.

Multifidus lumbar L4 (MP5): dibuje la línea (cinta métrica) entre la parte superior de las caderas (crestas ilíacas de la pelvis) para encontrar el nivel en la columna vertebral. Desde el punto medio de la columna, mida x = 1 cm hacia la derecha: imagen de ultrasonido tomada transversalmente.

Transversus abdominis (TrA; 5.1): encuentre el ombligo (ombligo), muévalo lateralmente hasta que los tres músculos abdominales laterales (oblicuo externo, oblicuo interno, TrA) se vean paralelos (solo ultrasonido). - Imagen de ultrasonido tomada transversalmente.

Splenius capitis (MP6): cinta métrica entre la base de la protuberancia occipital externa (protuberancia en la parte posterior de la base del cráneo) y el acromion (protuberancia en la parte superior del hombro) y marque el centro de la línea. Cinta métrica entre C7 y el ángulo de la mandíbula (mandíbula) justo debajo de la oreja y marque donde se cruzan las líneas. Desde esta intersección, avance 3 cm desde esta cruz (confirmado con ultrasonido).—Imagen de ultrasonido tomada transversalmente.

Deltoides anterior (MP7): coloque una cinta métrica desde el Acromion hasta el pliegue en la parte delantera del codo. Coloque su dedo sobre la cinta a la misma altura que el pliegue de la axila y mueva su dedo hacia arriba 2 cm. Para confirmar el punto, pídale al participante que levante el brazo y el músculo debe contraerse debajo de su dedo: imagen de ultrasonido tomada transversalmente.

Rectus femoris (MP8): cinta métrica en una línea formada entre el borde superior de la rótula y la espina ilíaca (protuberancia en el frente del lado derecho de la pelvis). Desde la rótula, mida el 33% hacia arriba de la distancia total entre los dos puntos anteriores: imagen de ultrasonido tomada transversalmente.

Tendón infrapatelar (MP9): ubique el borde inferior de la rótula en el medio y la tuberosidad tibial (protuberancia en la parte superior de la tibia o espinilla). Mida el 50% de la distancia entre los dos puntos: imagen de ultrasonido tomada longitudinalmente.

Tibial anterior (MP10): mida la distancia desde el borde inferior de la rótula hasta la mitad de la articulación del tobillo entre los maléolos medial y lateral. Mida el 50% de la distancia entre estos dos puntos. Luego muévase 2 cm hacia el exterior de la pierna sobre el vientre del músculo (Tibial Anterior)—imagen de ultrasonido tomada transversalmente.

Se utilizó un dispositivo de palpación digital no invasivo del tamaño de un teléfono inteligente (MyotonPRO) para evaluar las propiedades biomecánicas de los músculos (Myoton AS, Estonia). El dispositivo MyotonPRO aplica impulsos mecánicos a la piel (duración 15 ms, fuerza 0,4 N) bajo una fuerza de precompresión de (0,18 N) en la capa de tejido de interés para minimizar el sesgo de la señal del tejido blando que recubre el músculo y el tendón. El dispositivo se sostiene perpendicular a la piel ± 5° (comprobado por el dispositivo MyotonPRO). Los impulsos provocan oscilaciones amortiguadas de los tejidos subyacentes, que se registran como parámetros de tono (representado por frecuencia, Hz), rigidez (N/m) y elasticidad (decremento logarítmico). Hay una pequeña marca en la sonda para mostrar cuánto empujar hacia abajo sobre la piel y una vez que se alcanza la carga de precompresión, una luz indicadora cambia de naranja a verde y los impulsos preestablecidos se aplican automáticamente. El dispositivo MyotonPRO registra el coeficiente de variación (CV) entre los conjuntos de al menos cinco impulsos mecánicos diferentes por medición y lo muestra como un porcentaje al lado de cada parámetro. En el presente estudio se fijó un umbral de 3% CV, si algún parámetro superaba este umbral se repetía la medición.

Las imágenes se tomaron con un escáner de ultrasonido en modo B en tiempo real (ORCHEO lite, SONOSCANNER, París, Francia; diseñado por CNES, CSA y ESA, denominado dispositivo ECHO) con un transductor lineal de 3,5 a 16,7 MHz. El transductor se colocó de forma transversal o longitudinal sobre la piel, dependiendo de la MP de la que se tomaron imágenes (consulte los sitios específicos más arriba), con una presión mínima para evitar la compresión de los tejidos subyacentes. Las imágenes de ultrasonido se tomaron de acuerdo con las instrucciones indicadas anteriormente, con una imagen tomada en cada punto.

Todas las imágenes fueron medidas posteriormente fuera de línea por un investigador (PM), utilizando un algoritmo de Matlab (escrito por MW). Se sabe que la ecografía de los tejidos blandos musculoesqueléticos es fiable30,31 y válida32,33 frente al patrón oro de la resonancia magnética nuclear (RMN). Al igual que con la técnica de Myoton, es importante la estandarización de los factores que influyen en el registro de imágenes14.

El número de años de experiencia de los tres investigadores que recolectaron datos fue: Investigador 1: Imágenes de ultrasonido 5 años, tecnología Myoton 5 años; Investigador 2: Ultrasonido 13 años, tecnología Myoton 9 años; Investigador 3: Ultrasonido durante 30 años, tecnología Myoton 9 años.

Durante la primera sesión, un operador localizó inicialmente los puntos de medición anatómicos (MP) y los marcó en el participante acostado en una camilla en completa relajación. Las mediciones se registraron en un libro de registro para cada participante antes de la siguiente sesión. Tres operadores independientes ciegos a las otras grabaciones luego llevaron a cabo las mediciones de ultrasonido y MyotonPRO. Los evaluadores no estaban obligados a volver a marcar a los participantes dentro de las mismas sesiones, por lo que se evaluó la confiabilidad de la adquisición de datos y no todo el procedimiento de Myoton o ultrasonido.

Para las grabaciones de MyotonPRO, se aplicaron dos conjuntos de cinco impulsos como se describe anteriormente. Se inspeccionaron las mediciones del coeficiente de variación para cada variable en el dispositivo y, si alguna era superior al 3%, se retomaba la medición. Todos los puntos se registraron dos veces y se tomó una media de los 10 pulsos y se usó en el análisis. Las imágenes de ultrasonido se tomaron de acuerdo con las instrucciones indicadas anteriormente, con una imagen tomada en cada punto.

Para la confiabilidad intraevaluador entre días, se invitó a los participantes a regresar un mínimo de una semana después para la segunda sesión (en las tardes), donde solo un operador midió y repitió las mediciones de ultrasonido y MyotonPRO, después de reubicar los mismos MP que en la sesión anterior. .

La confiabilidad entre evaluadores se evaluó utilizando un coeficiente de correlación intraclase (ICC) de puntaje único mixto de dos factores (3,1)34.

La confiabilidad intraevaluador entre días se evaluó con un coeficiente de correlación intraclase (ICC) de puntaje único mixto bidireccional (3,1)34.

La confiabilidad intraevaluador dentro de las sesiones se evaluó utilizando un coeficiente de correlación intraclase (ICC) de puntaje promedio mixto bidireccional (3,2) para comparar entre los dos conjuntos de cinco impulsos.

Todas las pruebas estadísticas se realizaron con SPSS (v 26, Armonk, NY: IBM Corp), con el valor alfa establecido en 0,05.

Las pautas para la interpretación de los resultados del ICC se tomaron de Koo y Li30 con menos de 0,5 = pobre, entre 0,5 y 0,75: moderado, entre 0,75 y 0,90 = bueno y por encima de 0,90 excelente.

Los escaneos de ultrasonido se midieron con una interfaz gráfica de usuario (GUI) escrita personalizada creada en Matlab (Mathworks, EE. UU.) utilizando funciones a medida (MW). La GUI permitió al investigador importar las imágenes de mapa de bits obtenidas del escáner de ultrasonido. La GUI calibró las imágenes determinando un factor de escala entre el número de píxeles y una distancia de 1 cm obtenida de la escala que se muestra al costado de la imagen de ultrasonido. Luego, la GUI permitió que el investigador realizara mediciones en la imagen de ultrasonido identificando y haciendo clic en varios puntos de referencia. Los puntos de referencia y las medidas específicas se detallan a continuación para cada músculo y tendón. Luego, las distancias se calcularon como la distancia euclidiana entre puntos de referencia, luego se convirtieron a centímetros usando el factor de escala y luego se exportaron a un archivo de Excel.

Los escaneos se calibraron contra la escala en el lado del escaneo de ultrasonido, marcando una medida de 1 cm con un cursor.

El grosor del músculo pasivo se midió en planos transversales de ecografías entre los bordes del músculo desde la parte inferior de su fascia superior hasta la parte superior de la fascia inferior.

El grosor del tendón/fascia se midió creando una caja de 1 cm de ancho, luego creando una línea en la parte superior de la estructura y una línea en la parte inferior. A continuación, se midió automáticamente la distancia entre las dos líneas 100 veces y se tomó la medida del grosor medio.

El grosor del tejido subcutáneo se midió desde la parte superior de la piel hasta el borde superior de la fascia muscular (es decir, la estructura de la fascia corporal periférica regular con fascia compartimental y capas epimisiales consideradas como una capa estructural (es decir, fascia muscular) de variación regional; sin embargo, todas estas sin embargo, las capas estructurales están por debajo de la resolución de imagen de USI). Se tomó una segunda medida desde el borde superior de la fascia muscular hasta su borde inferior. El grosor de la fascia se incluyó con el grosor de la grasa en la medición del tejido subcutáneo (fig. 2). Los extensores profundos del pie (MP10 extensores profundos del pie) solo se miden con ultrasonido usando el mismo grosor de tejido subcutáneo que MP10, pero con los músculos medidos como un complejo hasta la tibia.

Ejemplo de ultrasonido y puntos de medición para análisis de datos. (a) fascia plantar, (b) tendón de Aquiles, (c) sóleo, (d) esplenio de la cabeza, (e) deltoides anterior, (f) tendón rotuliano, (g) tibial anterior.

El MDC brinda una evaluación significativa y práctica del error de medición, brindando un valor único para cada variable en la unidad de medida relevante35, que es el cambio más pequeño en la puntuación que ocurre debido al error y probablemente no esté relacionado con la variación aleatoria en la medición36. El MDC basado en el SEM se calculó utilizando la siguiente fórmula descrita en Haley y Fragala-Pinkham36: MDC = 1,96 (puntuación z nivel de confianza) × √2 × SEM). La fórmula para calcular SEM fue SEM = SD × (√(1 − ICC)) como se describe en Wilken, Rodriguez35.

Para complementar los datos de confiabilidad de ICC, se utilizó y graficó la prueba de Bland y Altman con límites de concordancia (Tabla complementaria 1)36. Esta prueba se realizó entre cada investigador (R1–R2, R2–R3, R1–R3) y para la prueba entre días.

Los resultados del MyotonPRO y el Ultrasonido se presentan a continuación, van de moderados a excelentes, siendo la gran mayoría buenos o excelentes.

La confiabilidad intraevaluador del mismo día dentro de la sesión para MyotonPRO que compara los dos conjuntos de cinco pulsos fue excelente para todos los parámetros en todos los sitios evaluados (rango de 0.96 a 0.99, Tabla complementaria 2) y no se presentan con más detalle a continuación.

La confiabilidad entre evaluadores dentro de la sesión fue excelente o buena en todos los puntos de medición con la excepción de Splenius capitis (MP6 = 0.733) que es moderada (Tabla 1). Entre días, la confiabilidad intraevaluador también es excelente o buena para todos los puntos de medición excepto dos, Splenius capitis (MP6) y Soleus (MP3), que son moderados.

La mayoría de los puntos de medición mostraron una confiabilidad entre evaluadores de buena a excelente, con la excepción del tendón de Aquiles (MP2) y Splenius capitis (MP6), los cuales tienen una confiabilidad moderada (Tabla 2). La fiabilidad entre días es excelente para la fascia plantar (MP1), el sóleo (MP3), el tibial anterior (MP10), buena para el deltoides anterior (MP7) y el tendón rotuliano (MP9) y moderada para el tendón de Aquiles (MP2) y Splenius capitis ( MP6). También se ha calculado el MDC para cada punto de medición.

La confiabilidad entre evaluadores fue excelente o buena en todos los puntos de medición con la excepción de Solues (MP3; 0,65), que tuvo una confiabilidad moderada (Tabla 3). Entre días, la confiabilidad intraevaluador fue excelente para Splenius capitis (MP6), Deltoides anterior (MP7) y Tibial anterior (MP10), y moderada para Fascia plantar (MP1), Tendón de Aquiles (MP2), Sóleo (MP3) y Tendón rotuliano ( MP9).

La confiabilidad entre evaluadores para el grosor subcutáneo varía desde excelente sóleo (MP3), tendón rotuliano (MP9) y tibial anterior (MP10) hasta fascia plantar moderada (MP1), y la mayoría muestra una buena confiabilidad (Tabla 4). La confiabilidad intraevaluador fue buena o excelente.

La confiabilidad intraevaluador para el grosor del músculo/tendón/fascia plantar varió desde excelente fascia plantar (MP1), tendón rotuliano (MP9) y grupo muscular profundo del tibial anterior (MP10) hasta tendón de Aquiles moderado (MP2). La confiabilidad entre evaluadores varió desde excelente Splenius capitis (MP6), deltoides anterior (MP7), tendón rotuliano (MP9) y grupo muscular profundo tibial anterior (MP10) hasta tendón de Aquiles moderado (MP2), y la mayoría mostró una buena confiabilidad (Tabla 5) .

Se han logrado los propósitos de este estudio, que fueron: describir el protocolo para examinar varios músculos afectados por la inactividad usando dos tecnologías (MyotonPRO y ultrasonido); establecer la fiabilidad interevaluador e intraevaluador de las técnicas de medición; y proporcionar valores de referencia para MDC para su uso en estudios de seguimiento de cambios a lo largo del tiempo en personas que experimentan o se recuperan de los efectos de la inactividad. Ejemplos de esto incluyen, astronautas durante y después de la microgravedad; personas en cuidados intensivos o inactivas con una enfermedad o lesión y durante la rehabilitación; o personas que viven con condiciones a largo plazo que afectan la masa muscular. La confiabilidad de algunos de los puntos de medición en el protocolo de 11 sitios ya se ha establecido en la literatura en cohortes sanas, por lo que el presente estudio se centró en los sitios que requieren datos de confiabilidad, incluido MDC, y para completar en el contexto de todo el protocolo, los resultados de todos los sitios se incluyen en la discusión a continuación. En general, la mayoría de los puntos de medición tuvieron una confiabilidad buena o excelente tanto con el MyotonPRO como con el dispositivo de ultrasonido, y se encontró que varios eran moderados y ninguno deficiente. Es importante tener en cuenta que al interpretar los resultados de la confiabilidad entre evaluadores, los evaluadores no volvieron a marcar los puntos de medición, por lo que solo se evaluó la confiabilidad de la adquisición de datos.

La confiabilidad intraevaluador en la misma sesión fue excelente en todos los puntos y para todos los parámetros de Myoton (ICC 0.96–0.99), lo cual está bien establecido en la literatura8,15,20,37. Este alto nivel de confiabilidad se habilita cuando, como en el presente estudio, se utiliza un umbral de CV del 3 %, y se descartan las mediciones con valores más altos y se vuelven a realizar los registros. Incluso en Dellalana et al.11 donde el valor de CV para las medidas del gastrocnemio medial fue del 5,5% para la rigidez, el ICC fue de 0,96, lo que demuestra la robustez del dispositivo y la importancia de tomar una media de las medidas. Sin embargo, cabe señalar que en el estudio anterior11 se utilizó una sonda diferente, que se centró en la rigidez de la piel, mientras que el presente estudio se centró en la rigidez muscular.

La confiabilidad intraevaluador entre días fue examinada por el evaluador 1 y fue de excelente a buena para los tres parámetros de Myoton en la mayoría de los puntos de medición, y varios fueron moderadamente confiables. Ninguno de los puntos de medición fue regular o pobre, lo que es consistente con la literatura sobre otros puntos de medición16,30,36,38,39. Los MDC entre sesiones también son bajos (Tablas 1, 2, 3).

Se esperaba la menor confiabilidad observada entre días en comparación con las mediciones durante la misma sesión y podría explicarse por varios factores, tales como: la capacidad del operador para encontrar el mismo sitio de prueba en un día diferente, lo que no se requería para las grabaciones repetidas dentro de la misma sesión. misma sesión; cambios sutiles en la longitud y tensión del músculo debido a posiciones ligeramente diferentes; actividad diferente antes de la prueba, o cambio de temperatura, etc.40. Es poco probable que las diferencias en las grabaciones se deban al dispositivo utilizado, que está calibrado por el fabricante y permanece constante cuando se prueba en materiales ficticios. La confiabilidad entre días es necesaria para permitir el monitoreo de cambios a lo largo del tiempo para examinar los efectos del desuso/enfermedad/lesión y en respuesta a una intervención. La confiabilidad entre días parece ser mayor en estructuras más grandes que son más fáciles de reubicar, como el sóleo (MP3), el gastrocnemio medial (MP4), el multífido (MP5) y el recto femoral (MP8).

El tejido subcutáneo que recubre el tejido de interés (músculo/tendón/fascia) puede variar en estructura y composición (colágeno de la dermis frente a tejido adiposo), pero también el contenido de agua/líquido entre los participantes y entre diferentes ubicaciones del cuerpo (extremidades y tronco). Sin embargo, debido a los ajustes preestablecidos y al algoritmo del dispositivo MyotonPRO, la precompresión breve y moderada de la sonda (dirigida a la compresión del tejido blando), seguida de varios impulsos de compresión más fuertes (dirigidos al tejido muscular más denso con reflujos de señal de oscilación), no mitiga por completo pero minimiza el sesgo de la señal de oscilación de la composición del tejido subcutáneo suprayacente41.

La confiabilidad entre evaluadores fue excelente o buena para todos los puntos de medición, tanto en el presente estudio como en estudios previos (Tabla complementaria 3). Esto indica que la técnica de Myoton es robusta, dando confianza en situaciones donde no siempre es posible tener el mismo operador para cada sesión. Como en el estudio de Schoenrock, Zander23, en el que se requería el uso de dos operadores independientes debido a la programación. La mayoría de los estudios han involucrado a operadores experimentados, pero la confiabilidad también se ha examinado en operadores novatos y se ha encontrado que es buena16,37. La demostración de confiabilidad en los novatos fue importante para usar el presente protocolo en el proyecto Myotones, en el que los astronautas realizan grabaciones de Myoton (como novatos relativos) entre sí durante su período de vuelo de 6 meses en la Estación Espacial Internacional24.

No todos los estudios de confiabilidad han informado MDC para los tres parámetros informados en el presente documento, como se indica en la Tabla complementaria 3.

El presente estudio demostró una excelente o buena confiabilidad intraevaluador entre días (Tabla 4) para todos los MP excepto el grosor del tendón de Aquiles, que aún era moderado (ICC 0.71). Estos hallazgos fueron similares a los de estudios previos que también encontraron una confiabilidad intraevaluador excelente o buena (Tabla complementaria 4). El único otro estudio encontrado para evaluar la confiabilidad intraevaluador del grosor del tejido subcutáneo encontró excelentes resultados30, lo que respalda aún más los presentes resultados.

La confiabilidad entre evaluadores también fue de excelente a buena, con la excepción de dos puntos (grosor subcutáneo de la fascia plantar y grosor del tendón de Aquiles, que aún eran moderados (ICC 0.72 y 0.71 respectivamente), posiblemente debido a las pequeñas mediciones involucradas. Esto es similar a los resultados de estudios previos que evaluaron la confiabilidad entre evaluadores de ultrasonido (Tabla complementaria 3) 17,42,43,44,45.

Es común que los estudios de ultrasonido tomen más de una exploración y usen el valor medio en el análisis (similar a MyotonPRO)46,47. Los excelentes resultados intraevaluadores dentro de la misma sesión de estudios previos48 han demostrado que no siempre es necesario realizar más de una exploración en cada punto de medición. Este hecho es muy útil para situaciones en las que las restricciones de tiempo hacen que solo una medición sea factible, como los protocolos de astronautas en vuelos espaciales y proyectos de investigación con atletas de alto nivel.

Se supone que durante la descarga del cuerpo humano en un vuelo espacial, la rigidez muscular disminuirá particularmente en aquellos músculos que son más importantes para el apoyo postural y el movimiento (correr, caminar) en el suelo (p. ej., sóleo, multífido, vasto lateral, músculos paraespinales del cuello y la espalda). ), mientras que otros músculos fásicos (como el gastrocnemio, el recto abdominal o los músculos del hombro y del brazo) que solo están ligeramente activos durante la descarga inducida por la microgravedad en los vuelos espaciales no se verán afectados, por lo que servirán como control interno.

Una limitación de este estudio es que no se ha establecido la fiabilidad de encontrar los puntos de medición de interés entre los usuarios novatos o aquellos que no están familiarizados con las posiciones anatómicas. La confiabilidad entre días también fue evaluada solo por un investigador, por lo que podrían haber habido otras variaciones si todos los investigadores tuvieran que tomar medidas nuevamente. Un investigador midió todas las ecografías, por lo que la interconfiabilidad examinó la técnica de adquisición de ecografías de los evaluadores, pero no toda la técnica de obtención y medición de las ecografías. Además, como las mediciones del mismo día no requerían volver a marcar los puntos de medición entre evaluadores, la confiabilidad entre evaluadores evalúa la adquisición de datos, en lugar del protocolo completo. Sin embargo, el diseño de este estudio permitió examinar la confiabilidad de la técnica de imagen real, lo cual es valioso para determinar. Si bien se hizo un esfuerzo para mantener constante la hora del día, esto no siempre fue posible, esto podría haber explicado parte del cambio en el tono muscular, ya que Basti, Yalçin29 afirma que el tono muscular en reposo puede cambiar naturalmente a lo largo del día.

Se ha descrito un protocolo para evaluar las propiedades biomecánicas de los músculos, como el tono, la rigidez y la elasticidad (usando el dispositivo MyotonPRO) y el grosor muscular y subcutáneo (usando imágenes de ultrasonido), para medir varios sitios del cuerpo sano (femenino y masculino) relevantes para evaluar la efectos de la inactividad y la recuperación en participantes del estudio relativamente jóvenes y sanos. La confiabilidad de ambas tecnologías fue alta. La confiabilidad intraevaluador (misma sesión) para el MyotonPRO fue consistentemente excelente (todos los ICC > 0,96) en todos los puntos de medición y para cada uno de los tres parámetros, lo que indica que solo se necesita un conjunto de cinco impulsos mecánicos (5 × 0,4 N de fuerza) por medición punto.

En general, la confiabilidad entre evaluadores de las mediciones de MyotonPRO fue de excelente a buena, con un pequeño número de valores moderados. Esto indica que cualquier operador de Myoton dentro de protocolos futuros en muchos laboratorios de investigación y entornos clínicos podrá recopilar datos confiables.

Los excelentes a moderados resultados de confiabilidad intra-evaluador (entre días) indican que los resultados de Myoton para el operador estudiado (Evaluador 1) fueron repetibles.

Se ha demostrado que las ecografías de este estudio son buenas a excelentes, excepto por tres puntos que permanecieron moderados: confiabilidad intraevaluador entre días del grosor del tendón de Aquiles (ICC 0,71), confiabilidad entre evaluadores, grosor subcutáneo de la fascia plantar y grosor del tendón de Aquiles (ICC 0,72). y 0,71 respectivamente).

Los valores de cambio mínimo detectable (MDC) se han documentado para puntos de medición sobre músculos, tendones y fascia plantar particulares, tanto para mediciones de Myoton como de ultrasonido, lo que proporciona una fuente de referencia para estudios de seguimiento de cambios a lo largo del tiempo. Los valores para MDC disponibles en la literatura a partir de puntos de medición en el protocolo Myotones pero que no están incluidos en el presente estudio también se proporcionan en el presente documento para proporcionar una referencia más completa para el protocolo.

Los conjuntos de datos generados y/o analizados durante el presente estudio están disponibles a pedido del autor correspondiente.

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La financiación fue proporcionada por la Agencia Espacial del Reino Unido y el Consejo de Instalaciones de Ciencia y Tecnología (Subvención No. ST/R005680/1).

Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Southampton, Southampton, Reino Unido

Paul E. Muckelt, Martin B. Warner, Tom Cheliotis-James y Maria Stokes

Centro para la Investigación del Deporte, el Ejercicio y la Osteoartritis Versus Arthritis, Southampton, Reino Unido

Paul E. Muckelt, Martin B. Warner y María Stokes

Centro Universitario Sparsholt, Winchester, Reino Unido

raquel muckelt

Miembro corporativo de Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Centro de Investigación Clínica y Experimental (ECRC) y Centro de Investigación Clínica NeuroCure (NCRC), Neuroinmunología Clínica, Charité–Universitätsmedizin Berlin, Lindenbergerweg 80, 13125, Berlín, Alemania

María Hastermann

Grupo NeuroMuscular, Centro de Medicina Espacial y Ambientes Extremos en Charité, Berlín, Alemania

Britt Schoenrock y Dieter Blottner

KBR, Houston, Texas, EE. UU.

David Martin

Airbus DS Space Systems, Inc, Houston, Texas, EE. UU.

robert macgregor

Centro de Investigación Biomédica NIHR de Southampton, Southampton, Reino Unido

María Stokes

Charité–Universitätsmedizin Berlin, miembro corporativo de Freie Universität Berlin, Humboldt-Universität zu Berlin, Instituto de Salud de Berlín, Instituto de Neuroanatomía Integrativa, Berlín, Alemania

Dieter Blottner

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Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final y cumplieron con los cuatro criterios principales de autoría del ICMJE. Además, todos los autores han participado activamente en el estudio en diferentes capacidades: PEM redactó el documento con las contribuciones y la aprobación de todos los autores. PEM, MBW, MS, MH, DM, RM, BS y DB participaron en el concepto y diseño del estudio. PEM, T.CJ, MBW, MS y RM participaron en la adquisición y análisis de los datos.

Correspondencia a Paul E. Muckelt.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Muckelt, PE, Warner, MB, Cheliotis-James, T. et al. Protocolo y valores de referencia para el cambio mínimo detectable de MyotonPRO y mediciones de imágenes por ultrasonido de músculo y tejido subcutáneo. Informe científico 12, 13654 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-17507-2

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Recibido: 27 febrero 2022

Aceptado: 26 julio 2022

Publicado: 11 agosto 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-17507-2

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