Validity, reliability and measurement error of quadriceps femoris muscle thickness obtained by ultrasound in healthy adults: a systematic review / Validade, confiabilidade e erro da medida da espessura muscular do quadríceps femoral obtida pela ultrassonografia em adultos saudáveis: uma revisão sistemática

Abstract Due to its low cost and operational simplicity, ultrasound has been used to monitor muscle thickness in laboratory environments, rehabilitation clinics, and sports clubs. However, it is necessary to determine the measurement's quality to infer whether the possible changes observed are derived from the treatment or the measurement error. Therefore, we performed a systematic review to determine the validity, reliability, and measurement error of quadriceps femoris muscle thickness obtained by ultrasound in healthy adults. A search was conducted in the Pubmed, Scopus, and Web of Science databases until April 2022. The study selection process was carried out by two independent researchers, with the presence of a third researcher in case of disagreements. Twenty-six studies were eligible for the review, being 4 of validity, 4 of reliability only, and 18 of reliability and measurement error. The intraclass correlation coefficient ranged from 0.60 to 0.99 in validity studies and from 0.44 to 0.99 in reliability studies. The typical error of measurement ranged from 0.01 to 0.47 cm, and the coefficient of variation was from 0.5 to 17.9%. Four studies received "very good" classification in all the risk of bias analysis criteria. Therefore, it is concluded that the quadriceps femoris muscle thickness obtained by ultrasound was shown to be valid, reliable, and to have low measurement errors in healthy adults. The weighted average of the relative error was 6.5%, less than typical increases in resistance training studies. The raters' experience and methodological care for repeated measurements were necessary to observe low measurement errors.

Resumo Devido ao baixo custo e simplicidade operacional, a ultrassonografia tem sido utilizada para monitorar a espessura muscular em ambientes laboratoriais, clínicas de reabilitação e clubes desportivos. Porém, é necessário determinar a qualidade da medida para inferir se as possíveis modificações observadas são decorrentes do tratamento ou do erro da medida. Portanto, realizamos uma revisão sistemática para determinar a validade, confiabilidade e erro da medida da espessura muscular do quadríceps femoral obtida pela ultrassonografia em adultos saudáveis. Foi realizada busca nas bases de dados Pubmed, Scopus e Web of Science até abril de 2022. O processo de seleção dos estudos foi realizado por dois pesquisadores independentes, com a presença de um terceiro pesquisador em caso de divergências. Vinte e seis estudos foram elegíveis para a revisão, sendo 4 de validade, 4 apenas de confiabilidade e 18 de confiabilidade e erro de medida. O coeficiente de correlação intraclasse variou de 0,60 a 0,99 em estudos de validade e 0,44 a 0,99 em estudos de confiabilidade. O erro típico da medida variou de 0,01 a 0,47 cm e o coeficiente de variação foi de 0,5 a 17,9%. Quatro estudos receberam classificação "muito bom" em todos os critérios na análise de risco de viés. Portanto, concluiu-se que a espessura muscular do quadríceps femoral obtida pela ultrassonografia se mostrou válida, confiável e com baixos erros de medida em adultos saudáveis. A média ponderada do erro relativo foi de 6,5%, menor do que os aumentos típicos em estudos de treinamento resistido. A experiência dos avaliadores e o cuidado metodológico com as medidas repetidas foram necessários para observar baixos erros de medida.

Assessment methods of vastus lateralis muscle architecture using panoramic ultrasound: a new approach, test-retest reliability and measurement error / Métodos de avaliação da arquitetura do músculo vasto lateral usando ultrassonografia panorâmica: nova abordagem, confiabilidade teste-reteste e erro da medida

Abstract Extended-field-of-view ultrasonography is a valid alternative to determine the dimensions of the skeletal striated muscle; however, some factors may influence the final measurement. The aim of this study was to determine the test-retest reliability and measurement error of vastus lateralis muscle architecture variables through internal anatomical landmarks and to compare three fixed determined points using extended-field-of-view ultrasonography. Twelve young (24 ± 6 years) adult university male students participated in the study. Images were obtained through extended-field-of-view ultrasonography of the vastus lateralis muscle. Measurements were made for muscle thickness (MT), fascicle length (FL), and fascicle pennation angle (FA) using a method that identifies internal anatomical landmarks. MT was also measured at predetermined distances of 2 cm proximal, 6 cm proximal, and 2 cm distal. One-way ANOVA with repeated measures did not identify any test-retest significant differences for all variables measured. Typical measurement error in centimeters (cm) or degrees (º), coefficient of variation in percentage (%) and intraclass correlation coefficient were MT = 0.07 cm, 2.93%, 0.964; FL = 0.31 cm, 2.89%, 0.947; FA = 0.92°, 4.08%, 0.942; MT 2 cm proximal = 0.10 cm, 3.77%, 0.910; MT 6 cm proximal = 0.27 cm, 9.66%, 0.576; MT 2 cm distal = 0.35 cm, 19.76%, 0.564. MT, FL and FA showed high reliability and low measurement error. Internal anatomical landmarks proved to be more reliable and presented smaller measurement errors when compared to the predetermined distances method.

Resumo A ultrassonografia panorâmica é uma alternativa válida para determinar as dimensões da musculatura estriada esquelética, entretanto alguns fatores podem influenciar a medida final. Objetivou-se determinar a confiabilidade e o erro da medida das variáveis da arquitetura do músculo vasto lateral através de marcações anatômicas internas, bem como comparar dois métodos de avaliação diferentes através da ultrassonografia panorâmica. Doze homens (idade: 24 ± 6 anos) participaram do estudo. As imagens foram obtidas através da ultrassonografia panorâmica do músculo vasto lateral. Foram realizadas as medidas da espessura muscular (EM), comprimento do fascículo (CF) e ângulo de penação do fascículo (AP) através do método que identifica marcações anatômicas internas. A EM também foi medida através de distâncias predeterminadas de 2 cm proximal, 6 cm proximal e 2 cm distal. A ANOVA de uma via com medidas repetidas não identificou diferença significativa para todas as variáveis mensuradas, o erro típico de medida em centímetros (cm) ou graus (º), o coeficiente de variação em percentual (%) e o coeficiente de correlação intraclasse foram respectivamente: EM = 0,07 cm, 2,93%, 0,964; CF = 0,31 cm, 2,89%, 0,947; AP = 0,92º; 4,08%; 0,942; EM 2 cm proximal = 0,10 cm, 3,77%, 0,910; EM 6 cm proximal = 0,27 cm, 9,66%, 0,576; EM 2 cm distal = 0,35 cm, 19,76%, 0,564. EM, CF e AP apresentaram alta confiabilidade e baixo erro de medida. As marcações anatômicas internas demonstraram ser mais confiáveis e apresentam menores erros de medida quando comparados ao método de distâncias predeterminadas.