Effects of exercise therapy on total and component tissue leg volumes of patients undergoing rehabilitation from lower limb injury

Summary

Anthropometric and X-ray data were collected on 20 young male patients undergoing a systematic programme of exercise therapy following fracture of the leg and consequent immobilization for 25–254 (mean 117) days. Estimates of total leg volume, calculated from X-ray or from anthropometric measurements, were essentially interchangeable in both the injured and uninjured legs. A procedure for estimating muscle volume from total leg volume is given.

At the start of rehabilitation, muscle volume was significantly smaller (860 ml, 16 per cent) in the injured than in the uninjured leg. By the end of rehabilitation (mean 50 days) the injured leg had significantly increased by 360 ml (8 per cent) over its initial volume, and the uninjured one had increased but not significantly (120 ml, 2 per cent), so that the injured leg was still ∼11 per cent (620 ml) smaller than the uninjured.

The initial degree of atrophy and the period of immobilization were not significantly correlated, although the latter showed a negative relationship (P>0·05) with the rate of increase of muscle volume in the injured leg. No significant correlation was found between the ratio of injured/uninjured leg volumes and muscle width measurements at 1/3 subischial, at 12·7 cm above the knee joint space or at the maximum calf. In systematic studies involving atrophy muscle volume must therefore be estimated either by anthropometry or by X-ray measurements.

Zusammenfassung

Anthropometrische und Röntgen-Daten wurden von 20 jungen männlichen Patienten gesammelt, die sich einem systematischen therapeutischen Übungs-Programm unterzogen nach einem Beinbruch und darauffolgender Unbeweglichkeit von 25–254 (Durchschnitt 117) Tagen. Schätzungen des gesamten Beinvolumens, entweder berechnet aus Röntgenaufnahmen oder anthropometrischen Massen, waren im wesentlichen sowohl beim verletzten als auch beim gesunden Bein austauschbar. Ein Verfahren zur Schätzung des Muskelvolumens aus dem Gesamtvolumen wird angegeben. Zu Beginn der Rehabilitation war das Muskelvolumen im verletzten Bein bedeutend kleiner (860 ml, 16 prozent) als im gesunden. Am Ende der Rehabilitation (Durchschnitt 50 Tage) hatte das verletzte Bein mit 360 ml (18 prozent) bedeutend gegenüber dem vorherigen Volumen zugenommen. Auch das gesunde hatte zugenommen, aber nicht bedeutend (120 ml. 2 prozent), sodass das verletzte Bein noch immer um ca. 11 prozent (620 ml) kleiner war als das gesunde. Der ursprüngliche Grad der Atrophie und die Dauer der Unbeweglichkeit waren nicht signifikant miteinander korreliert, obwohl die Dauer eine negative Beziehung (P>0,05) zur Zunahme des Muskelvolumens im verwundeten Bein zeigte. Es wurde keine signifikante Korrelation gefunden zwischen dem Verhältnis des Volumens bei verletztem und gesundem Bein und den Muskeldickenmassen bei 1/3 subischial, bei 12,7 cm über dem Kniegelenkraum oder bei dem grössten Wadendurchmesser. In systematischen Untersuchungen zur Muskelatrophie müssen daher Masse durch anthropometrische Messungen oder durch Röntgenaufnahmen geschätzt werden.

Résumé

Des données anthropométriques et radiologiques ont été relevées sur 20 jeunes patients masculins soumis à une kinésithérapie systématique après fracture de la jambe et immobilisation consécutive de 25 à 254 jours (117 en moyenne). Les estimations du volume total de la jambe, faites d'après les mesures radiologiques et anthropométriques, étaient semblables pour les jambes fracturées et non fracturées. Une méthode d'estimation du volume musculaire à partir du volume total est donnée.

Au début de la rééducation le volume musculaire est significativement inférieur pour la jambe atteinte (860 ml, 16 pour cent). A la fin de la rééducation (50 jours en moyenne), la jambe atteinte a augmenté significativement de 360 ml (8 pour cent), et le membre non atteint a augmenté aussi mais non significativement (120 ml, 2 pour cent) de sorte que la jambe atteinte est encore inférieure à l'autre de 620 ml (11 pour cent).

La corrélation entre le degré d'atrophie initiale et la durée d'immobilisation n'est pas significative, bien que cette dernière soit en corrélation négative (P>0,05) avec le taux d'accroissement du volume musculaire dans le membre atteint. Il n'a pas été trouvé de corrélation significative entre le rapport des volumes musculaires des membres atteint et non-atteint et les mesures d'épaisseur musculaire au tiers sous-iliaque, à 12,7 cm au dessus de l'espace articulaire du genou, ou au maximum du mollet. Dans les études systématiques, l'atrophie musculaire doit donc être estimée par des mesures soit anthropométriques soit radiologiques.