MRI assessment of in vivo epimuscular myofascial force transmission

Abstract

Son gelişmelerle birlikte manyetik rezonans görüntüleme (MRG) insan anatomi ve fizyolojisini araştırmada tümleşik bir araç haline gelmiştir. Bu tezde MRG'nin yüksek çözünürlüklü 3B anatomik ve difüzyon ağırlıklı görüntü alma yetenekleri esnek çakıştırma tekniğiyle birleştirilerek yerel asal gerinimler ve fiber yönü gerinimleri nicellenmiştir. Mevcut yöntem insan alt bacağında epimüsküler miyobağdokusal kuvvet iletiminin (EMKİ) ve iskemik kompresyon manuel terapi yöntemini taklit eden dış mekanik baskının etkilerinin insanda in vivo incelenmesi için kullanılmıştır.Sağlıklı deneklerde gastroknemius kas-tendon kompleksindeki genel boy değişimlerinin aynı uzuvdaki tüm kaslarda büyük ve heterojen yerel asal ve fiber yönü gerinimlerine sebep olduğu gösterilmiştir. EMKİ'nin insanda fiber boyunun heterojenliğini değiştirerek sinerjistik ve antagonistik kasların mekanik özelliklerini etkileyen belirleyici bir rolü olduğu sonucuna varılmıştır. Böylece kasların birbirinden izole halde çalışan birimler olmadığı kanıtlanmıştır.Alt bacaktaki tüm kaslar izometrik tutulsa bile gastroknemius kasına uygulanan dış mekanik baskı sadece bu kasta değil aynı uzuvdaki diğer kaslarda da çok heterojen ve büyük asal gerinimlere sebep olmuştur. Bu bulgular terapistlere uyguladıkları dış baskı miktarı ve bu baskının dokularda oluşturduğu deformasyon büyüklüğü ve dağılımını ilişkilendirmede yol gösterebilir.

Recent developments have been evolving magnetic resonance imaging (MRI) to a combined tool in order to assess human anatomy and physiology in vivo. In the present thesis 3D high resolution anatomic and diffusion weighted imaging capabilities of MRI were combined with nonrigid registration technique in order to quantify principal strains and fiber direction strains locally. The presented method was used to assess the effects of epimuscular myofascial force transmission (EMFT) and external mechanical load simulating ischemic compression manual therapy technique in human lower leg in vivo.In healthy subjects, global length changes of gastrocnemius muscle-tendon complex were shown to cause sizable and heterogeneous local principal strains and fiber direction strains within the all muscles of the limb. It was concluded that EMFT has determinant role in human muscles that affects the mechanical characteristics of synergistic and antagonistic muscles as changing heterogeneity of fiber lengths. Thus it was proven that muscles are not isolated functioning units in vivo.Even all muscles of lower leg were kept isometric, external mechanical load imposed on gastrocnemius muscle caused pronounced and quite heterogeneous principal strains not only within that muscle but also in other muscles of the limb. These findings may lead therapists to relate the mechanical load and the size and penetration of deformations it creates.