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Publication
The effects of different temporally structured cues on gait variability in anterior cruciate ligament injured athletes
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Authors
Advisor(s)
Abstract(s)
The anterior cruciate ligament (ACL) is essential for knee stability and proprioception. ACL injuries, often caused by non-contact valgus and internal rotation motions, lead to increased instability, altered joint pressures, and a higher risk of secondary injuries and osteoarthritis, causing a significant impact in the athlete’s career. Full restoration of neuromuscular function and gait variability remains unachieved. The purpose of this study is to investigate how different temporally structured cues affect gait patterns of acute ACL-injured athletes. Seventeen adult athletes with acute ACL-injury, were engaged in two 12-minute walking trials – one uncued trial and one cued trial – on a split-belt treadmill, at their optimal walking speed, previously calculated. A 10-minute resting period between trials. Additionally, the participants had to answer the Tampa Scale questionnaire. Inter-stride intervals were determined from a custom MATLAB code and fractal scaling obtained, through Detrended Fluctuation Analysis, was calculated. A mixed-model repeated measures ANOVA was used to identify differences between groups and conditions. The results showed that ACL-injured athletes from fractal group did not exhibit significant improvements in their temporal structure of gait patterns while walking to these cues, however isochronous group worsened it, towards to randomness, highlighting the potential clinical value of fractal cues.
O ligamento cruzado anterior (LCA) é essencial para a estabilidade e propriocepção do joelho. As lesões do LCA, frequentemente resultantes por não contacto e com movimento de valgo e rotação interna, que levam a um aumento da instabilidade, alterações da pressão articular e um maior risco de lesões secundárias e osteoartrose, causando um impacto significativo na carreira dos atletas. A recuperação completa da função neuromuscular e da variabilidade da marcha permanece desconhecida. O objetivo deste estudo é investigar como diferentes pistas temporalmente estruturadas afetam os padrões de marcha de atletas com lesão aguda do LCA. Dezassete atletas adultos com lesão aguda do LCA realizaram dois ensaios de marcha de 12 minutos – um sem pistas e outro com pistas – numa passadeira de tapete dividido, à sua velocidade ótima de marcha, previamente calculada, com um período de repouso de 10 minutos entre ensaios. Os participantes responderam também ao questionário da Escala de Tampa. Os intervalos entre passadas foram determinados através de um código personalizado em MATLAB, e a escala fractal, obtida por Detrended Fluctuation Analysis, foi calculada. Uma ANOVA de medidas repetidas de modelo misto foi utilizada para identificar diferenças entre grupos e condições. Os resultados mostraram que os atletas com lesão do LCA do grupo fractal não apresentaram melhorias significativas na estrutura temporal dos padrões de marcha ao caminhar com pistas fractais, enquanto o grupo isócrono apresentou um agravamento, com padrões de marcha mais aleatórios. Estes resultados destacam o potencial valor clínico das pistas fractais como uma opção preferível em comparação com as pistas isócronas nesta população.
O ligamento cruzado anterior (LCA) é essencial para a estabilidade e propriocepção do joelho. As lesões do LCA, frequentemente resultantes por não contacto e com movimento de valgo e rotação interna, que levam a um aumento da instabilidade, alterações da pressão articular e um maior risco de lesões secundárias e osteoartrose, causando um impacto significativo na carreira dos atletas. A recuperação completa da função neuromuscular e da variabilidade da marcha permanece desconhecida. O objetivo deste estudo é investigar como diferentes pistas temporalmente estruturadas afetam os padrões de marcha de atletas com lesão aguda do LCA. Dezassete atletas adultos com lesão aguda do LCA realizaram dois ensaios de marcha de 12 minutos – um sem pistas e outro com pistas – numa passadeira de tapete dividido, à sua velocidade ótima de marcha, previamente calculada, com um período de repouso de 10 minutos entre ensaios. Os participantes responderam também ao questionário da Escala de Tampa. Os intervalos entre passadas foram determinados através de um código personalizado em MATLAB, e a escala fractal, obtida por Detrended Fluctuation Analysis, foi calculada. Uma ANOVA de medidas repetidas de modelo misto foi utilizada para identificar diferenças entre grupos e condições. Os resultados mostraram que os atletas com lesão do LCA do grupo fractal não apresentaram melhorias significativas na estrutura temporal dos padrões de marcha ao caminhar com pistas fractais, enquanto o grupo isócrono apresentou um agravamento, com padrões de marcha mais aleatórios. Estes resultados destacam o potencial valor clínico das pistas fractais como uma opção preferível em comparação com as pistas isócronas nesta população.
Description
Keywords
Anterior cruciate ligament injury Cueing Gait variability Rehabilitation Adult athletes