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Determination of the architecture of the vastus lateralis by a new panoramic image method
Larissa Bundschuh
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Zentrum für Sportwissenschaft und Universitätssport
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Sportwissenschaft
Betreuer*in
Arnold Baca
DOI
10.25365/thesis.75655
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-21267.36733.341836-8
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Einleitung: Ultraschall (US) bietet eine kostengünstige Alternative zu Magnetresonanztomographie (MRI), weist jedoch Einschränkungen wie das begrenzte Sichtfeld durch den Ultraschallkopf auf. Panoramabilder (PI) könnten diese Begrenzung überwinden, wobei diese Methode nicht überall verfügbar ist. Unsere Studie zielte darauf ab, die Validität einer neuen PI-Methode zu überprüfen und zwei Methoden (MFL5, MFL2) zur Schätzung der Muskelfaserlänge (MFL) zu vergleichen, wobei eine die Faserkrümmung mitberücksichtigte. Zusätzlich dazu wurden PI’s auch während Kontraktion generiert, um die MFL bei unterschiedlichen Intensitäten zu schätzen. Methode: Wir analysierten die Muskelarchitektur des Vastus Lateralis (VL) während unterschiedlicher Kontraktionsintensitäten sowie in Ruhe. Zehn Teilnehmer unterzogen sich US- Messungen, die auf einem isokinetischen Dynamometer durchgeführt wurden. Der Oberschenkel der Teilnehmer wurde vor den Messungen vorbereitet, wobei vier Tapestreifen orthogonal zur Wirkungslinie des VL platziert wurden. Die maximal willkürliche Kontraktion (MVC) wurde vor den US-Messungen bei verschiedenen Kniewinkeln (70-90-110°) gemessen. Statische Bilder (SI) wurden nur in Ruhe und PI‘s während 0-20-50-80% der MVC erstellt und mithilfe von Autostitch® zu einem vollständigen PI zusammengesetzt. Resultate: Die neue PI-Methode erwies sich als reliabel und akkurat, vor allem bei einem gestreckten Kniegelenks Winkel. Der Vergleich zwischen MFL5 und MFL2 ergab eine Unterschätzung der MFL mit MFL2 in SI’s (~0.3%) und PI’s (~7%). Abgesehen davon zeigte die Validierung der MFL5 mittels PI keinen signifikanten Unterschied jedoch auch keine gute Übereinstimmung (ICC(3,k) 0.506-0.550). Was den Einfluss verschiedener Kontraktionsintensitäten auf die MFL betrifft, konnte keine Verkürzung der VL MFL mit steigender Intensität beobachtet werden. Des Weiteren konnten signifikante Unterschiede zwischen der proximalen und distalen MFL vor allem während Kontraktion beobachtet werden, wobei in Ruhe der Part vom Muskel keine Auswirkung auf die MFL hatte. Diskussion: Die vorgestellte Methode bietet eine effektive Möglichkeit zur kostenlosen Erstellung von PI's, die sich als valide und akkurat erwiesen hat. In Bezug auf die Methode zur Schätzung der MFL kann in den SI's auf die MFL5 verzichtet werden, da der Schätzfehler gering ist (0.3%), wobei in den PI's die Verwendung von MFL5 empfohlen wird. Es wird außerdem vorgeschlagen, sich entweder für die SI- oder die PI-Methode zu entscheiden, da der ICC sowie die Bland-Altman-Plots keine gute Übereinstimmung der beiden Methoden zeigten. Interessanterweise konnten wir im Gegensatz zu anderen Studien keine Verkürzung der MFL mit einer erhöhten Kontraktionsintensität feststellen. Im Einklang mit einer anderen Studie stellten wir keinen Unterschied zwischen proximaler und distaler MFL in Ruhe fest, jedoch während der Kontraktion unterschieden sie sich signifikant. Weitere Forschungsarbeiten, vor allem mit homogeneren Gruppen im Vergleich zu dieser Studie, sollten durchgeführt werden, um die Anwendbarkeit und Verlässlichkeit der PI-Methode zu prüfen.
Abstract
(Englisch)
Introduction: Ultrasound (US) offers a cost-effective alternative to magnetic resonance imaging (MRI) but has limitations such as the restricted field of view due to the ultrasound probe. Panoramic images (PI) could overcome this limitation, although this method is not widely available. Our study aimed to assess the validity of a new PI method and to compare two methods (MFL5, MFL2) for estimating muscle fiber length (MFL), one taking fiber curvature into account. In addition, PI’s were also generated during contraction to estimate MFL at different contraction levels. Methods: We analyzed the muscle architecture of the vastus lateralis (VL) during different contraction levels and at rest. Ten participants underwent US measurements performed on an isokinetic dynamometer. The participants' thigh was prepared prior to the measurements, with four tape strips placed orthogonal to the line of action of the VL. Maximum voluntary contraction (MVC) was measured at different knee angles (70-90-110°) prior to the US measurements. Static images (SI) were created only at rest and PI's during 0-20-50-80% of MVC and stitched into a complete PI using Autostitch®. Results: The new PI method proved to be reliable and accurate, especially with an extended knee joint angle. The comparison between MFL5 and MFL2 showed an underestimation of MFL with MFL2 in SI's (~0.3%) and PI's (~7%). Apart from that, the validation of MFL5 using PI showed no significant difference but no good agreement (ICC(3,k) 0.506-0.550). Regarding the influence of different contraction intensities on the MFL, no shortening of the MFL with increasing intensity could be observed. Furthermore, significant differences between the proximal and distal MFL could be found, especially during contraction, whereas at rest the part of the muscle has no effect on the MFL. Discussion: The presented method provides an effective way to freely generate PI’s, which has been shown to be valid and accurate. Regarding the method for estimating the MFL, MFL5 can be avoided in the SI’s due to the low estimation error (0.3%), while MFL5 is recommended in the PI’s to avoid underestimation of the MFL. Furthermore, it is suggested to choose either the SI or the PI method, as the ICC and Bland-Altman plots indicate poor agreement between the two methods. Interestingly, in contrast to other studies, we did not find a shortening in MFL with increased contraction intensity. In agreement with another study, we found no difference between proximal and distal MFL at rest, but during contraction they differed significantly. Further investigations, especially with more homogeneous groups compared to this study, should be performed to evaluate the applicability and reliability of the PI method.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Ultraschall Panoramabilder Vastus Lateralis Muskelfaserlänge
Schlagwörter
(Englisch)
Ultrasound Panoramic Images Vastus Lateralis muscle fiber length
Autor*innen
Larissa Bundschuh
Haupttitel (Englisch)
Determination of the architecture of the vastus lateralis by a new panoramic image method
Paralleltitel (Deutsch)
Bestimmung der Architektur des Vastus lateralis durch eine neue Panoramabildmethode
Publikationsjahr
2024
Umfangsangabe
67 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Arnold Baca
Klassifikation
76 Sport > 76.12 Biomechanik. Bewegungslehre
AC Nummer
AC17153127
Utheses ID
70879
Studienkennzahl
UA | 066 | 826 | |