Ocena mo¿liwooeci kompensacji dysfunkcji koñczyn dolnych.pdf

Artyku³ oryginalny/Original paper

Reumatologia 2005; 43, 2: 63–69

Ocena mo¿liwoœci kompensacji dysfunkcji koñczyn dolnych

na podstawie analizy chodu

Gait analysis and estimation of the mechanism of the internal compensation

in case of the patellofemoral pain syndrome

Andrzej Lesiak,, Agnieszka Prusinowska,, Artur Synowiec

Instytut Reumatologii im. prof. dr hab. med. Eleonory Reicher w Warszawie, dyrektor Instytutu prof. dr hab. med. S³awomir Maœliñski

S³³owa klluczowe:: analiza chodu, kompensacja wewnêtrzna, konflikt rzepkowo-udowy.

Key words:: gait analysis, internal compensatio, patellofemoral pain syndrome.

Streszczenie

Summary

Badaniom poddano 30 osób obojga p³ci ze zmianami zwyrodnie-

niowymi stawów rzepkowo-udowych. Przeprowadzono analizê

funkcjonaln¹ stawów i badanie chodu za pomoc¹ systemu CDG

(Computer Dyno Graphy) w dwóch wersjach: histogram i gaitline.

Podobne badania przeprowadzono w grupie kontrolnej zdrowych

osób. Oceniano reakcjê pod³o¿a podczas chodu po równym pod³o-

¿u, po schodach, z obuwiem na p³askich obcasach i z obcasami

o wysokoœci 4 cm. Podwy¿szenie obcasów pobudza³o miêsieñ

czworog³owy uda, powoduj¹c ból stawu rzepkowo-udowego. Wy-

³¹czenie tego miêœnia, a tym samym zmniejszenie konfliktu rzep-

kowo-udowego nastêpowa³o po zwiêkszeniu aktywnoœci tylnej

grupy miêœni: poœladkowego wielkiego, kulszowo-goleniowych

(pó³b³oniasty, pó³œciêgnisty i dwug³owy uda) oraz trójg³owego ³yd-

ki, jako wyraz kompensacji wewnêtrznej.

30 persons of both sexes with different stages of knee

osteoarthritis in variant degenerative changes in patellofemoral

joint were examined. A functional analysis and gait evaluation

was made, using CDG system (Computer Dyno Graphy) in two

versions: histogram and gait-line. Similar examination of 30

healthy persons of both sexes, as a control group was made.

Tested persons were observed during walking on the floor, on the

stairs, with use the shoes with 4 cm high heels and without heels.

The heels stimulated the quadriceps muscle, increasing the

pressure in patellofemoral joint and causes intraarticular pain.

Rise of back group activity (m. glutens maximus, mm.

ischiocrurales, m. triceps surae) as an internal compensation,

canceled m. quadriceps femoris activity and protected

patellofemoral joint.

Wœród czynników przyczynowych dysfunkcji stawów

koñczyny dolnej najczêstszymi s¹ zmiany zwyrodnienio-

wo-zniekszta³caj¹ce wywo³ane chorob¹ zwyrodnienio-

w¹, które obserwuje siê najczêœciej w stawie kolano-

wym. Mog¹ one dotyczyæ czêœci miêkkich, takich jak to-

rebka, wiêzad³a, fa³dy b³ony maziowej, cia³a t³uszczowe

Hoffy, ponadto chrz¹stki stawowe, ³êkotki oraz koœci,

zw³aszcza warstwa podchrzêstna. Nierzadkim umiejsco-

wieniem zmian zwyrodnieniowych s¹ powierzchnie sta-

wowe rzepki i k³ykci koœci udowej. W takich przypadkach

ból jest jednym z pierwszych, a czêsto jedynym obja-

wem, szczególnie w pocz¹tkowym okresie choroby zwy-

rodnieniowej. Wczesna diagnostyka i profilaktyka zmian

zwyrodnieniowych, prowadz¹cych do konfliktu rzepko-

wo-udowego, z wykorzystaniem prawide³ kompensacji

wewnêtrznej i zewnêtrznej, mo¿e zapobiec szybkiemu

narastaniu zmian chorobowych, nieraz w znacznym

stopniu powoduj¹cych dysfunkcjê stawu kolanowego.

W przypadku istniej¹cych zmian w stawie nawet nie-

wielkie obci¹¿enia mog¹ stanowiæ powa¿ne zagro¿enie

Adres do korespondencji:

dr hab. med. Andrzej Lesiak, Instytut Reumatologii im. prof. dr hab. med. Eleonory Reicher, ul. Spartañska 1, 02-637 Warszawa

Praca wp³³ynê³³a:: 25.06.2004 r.

Reumatologia 2005; 43/2

Andrzej Lesiak, Agnieszka Prusinowska, Artur Synowiec

Tabella I.. Charakterystyka kliniczna badanych osób

W niniejszej pracy postanowiono przeanalizowaæ roz-

k³ad si³ reakcji pod³o¿a podczas nacisku stopy w trakcie

chodu w przypadkach konfliktu rzepkowo-udowego

w przebiegu choroby zwyrodnieniowej stawu kolanowego.

Badane Kobiiety Mê¿czyŸnii Razem Wiiek

osoby

((llata))

zdrowe 15

30 18–43

œr. 27,8

Materia³ i metody

Badaniami objêto 30 osób zdrowych jako grupê kon-

troln¹ i 30 pacjentów z konfliktem rzepkowo-udowym,

wystêpuj¹cym w chorobie zwyrodnieniowej stawu kola-

nowego b¹dŸ w wyniku przebytego urazu.

Charakterystykê kliniczn¹ obu grup badanych podano

w tab. I. Oprócz charakterystycznych objawów klinicz-

nych oraz badania ortopedycznego, rozpoznanie zmian

opiera³o siê na obrazie zdjêcia RTG i USG. Wykluczano

osoby z objawami stanu zapalnego jakiegokolwiek stawu

oraz osoby ze zmianami w obrêbie stóp, stawów biodro-

wych i odcinka lêdŸwiowego krêgos³upa, a tak¿e bêd¹ce

w trakcie leczenia (farmakologicznego, fizykalnego itd.).

chore

30 16–79

œr. 50,75

Wszyscy badani byli poddani testom ortopedycznym

jako wstêpnemu badaniu kwalifikuj¹cemu.

Nastêpnie przeprowadzono badania aparatur¹ wg

systemu Computer Dyno Graphy. System sk³ada siê z:

• butów pomiarowych z 8 czujnikami umieszczonymi

w ka¿dej podeszwie (ryc. 1.),

• 8-bitowego przetwornika analogowo-cyfrowego, mo-

cowanego w talii badanego i posiadaj¹cego mo¿liwoœæ

zapisu 4 pomiarów trwaj¹cych 20 s ka¿dy,

• komputera stacjonarnego z oprogramowaniem dla

przejmowania danych i ich analizy.

LEFT

RIIGHT

Ryc.. 1.. Umiejscowienie czujników w podeszwie

buta [6].

dla struktur stawowych w postaci ich przeci¹¿enia wy-

wo³uj¹cego zaburzenia w pracy stawu.

Obci¹¿enia stawu mog¹ byæ spowodowane przez si-

³y œciskaj¹ce, prostopad³e do powierzchni stawowych

i si³y œcinaj¹ce – dzia³aj¹ce pod mniejszym k¹tem, ale

stanowi¹ce powód du¿ego zagro¿enia dla struktur sta-

wu. Istnieje wiele sposobów, za pomoc¹ których z mniej-

szym lub wiêkszym przybli¿eniem mo¿na obliczyæ wiel-

koœci si³ przenoszonych przez staw kolanowy.

Program CDG umo¿liwia analizê danych w 5 opcjach

graficznych. W niniejszej pracy pos³u¿ono siê dwiema:

• wykresem s³upkowym si³y, tzw. histogramem, w któ-

rym wartoœæ si³y okreœlona jest analogowo przez wyso-

koœæ zaczernionego s³upka oraz cyfrowo w niutonach,

w miejscach umieszczonych czujników (ryc. 2a.),

140

115

mean of max

beg: 00.02

end: 20.00

thr: 016 N

mean of max

beg: 00.02

end: 20.00

thr: 016 N

136

302

255

109

141

120

108

LEFT

260

250

RIIGHT

LEFT

RIIGHT

Ryc.. 2.. Zapis chodu osoby zdrowej: a) histogram, b) gaitline [6].

Reumatologia 2005; 43/2

Ocena mo¿liwoœci kompensacji dysfunkcji koñczyn dolnych na podstawie analizy chodu

120

134

160

148

80 97

285 72

173 200

161 158

111 8

195

59 44

211

122

130

LEFT

RIIGHT

LEFT

RIIGHT

176

366

Ryc.. 3.. Histogram – wyniki zbiorcze. Przyk³ad rozk³adu si³ nacisku stóp na pod³o¿e: a) u chorych z konflik-

tem rzepkowo-udowym prawych stawów kolanowych, podczas chodu po p³askim terenie, w butach bez

obcasów, b) u chorych z konfliktem rzepkowo-udowym lewych stawów kolanowych, podczas wchodzenia

po schodach w butach z obcasami o wys. 4 cm.

• lini¹ obci¹¿enia stopy (gaitline), okreœlaj¹ca sposób obci¹-

¿enia stóp podczas chodu; linia jest wypadkow¹ danych

z poszczególnych czujników, w których jest rejestrowana

si³a reakcji pod³o¿a; przebieg linii pozwala okreœliæ m.in.

rolê poszczególnych czêœci stopy w przenoszeniu obci¹¿e-

nia oraz stabilizacjê stopy podczas chodu (ryc. 2b.).

wyraŸnie obci¹¿enie czujnika 7, tzn. g³owy I koœci œród-

stopia oraz zaobserwowano tendencjê do wiêkszego

obci¹¿ania zewnêtrznego brzegu stopy (ryc. 3a. i 3b.);

• w wiêkszoœci rodzajów chodu w grupie zdrowych ob-

serwuje siê wiêksze obci¹¿enie czujników 8, tzn. palu-

chów (ryc. 3a. i 3b.)

• chody z u¿yciem obcasów wyraŸnie odci¹¿a³y piêtê,

przesuwaj¹c wiêksze obci¹¿enie w kierunku przodo-

stopia (ryc. 3b.).

Badano rozk³ady si³ podczas chodu w nastêpuj¹cych

warunkach:

1) chód po p³askim pod³o¿u na dystansie 20 m (bez

obcasów),

2) chód po p³askim pod³o¿u na dystansie 20 m (z ob-

casami o wys. 4 cm),

3) wejœcie po schodach na dystansie 10 stopni (bez

obcasów),

4) wejœcie po schodach na dystansie 10 stopni (z ob-

casami o wys. 4 cm),

5) zejœcie po schodach na dystansie 10 stopni (bez

obcasów),

6) zejœcie po schodach na dystansie 10 stopni (z ob-

casami o wys. 4 cm).

Linie obci¹¿enia stopy (gaitline)

Oceniaj¹c charakter graficznego zapisu linearnego

obci¹¿enia stopy, zanotowano:

• podczas chodu po p³askim pod³o¿u, w przypadkach

konfliktu rzepkowo-udowego, linia by³a cieñsza, zwar-

ta w porównaniu ze stron¹ zdrow¹, gdzie linie cecho-

wa³y siê wiêkszym rozrzutem w œrodkowym i przed-

nim odcinku. Zapis ten by³ widoczny podczas chodu

w obuwiu bez obcasów (ryc. 4a.) i z obcasami (ryc. 4b.);

• podczas chodu po schodach (w porównaniu z chodem

po p³askim pod³o¿u) zapisy linii u osób zdrowych i cho-

rych by³y w wiêkszoœci krótsze, bardziej rozproszone,

przewa¿nie przesuniête w kierunku przodostopia. Wi-

daæ to zarówno podczas wchodzenia, jak i schodzenia,

bez obcasów (ryc. 5a. i 5b.) i z obcasami (ryc. 6a. i 6b.),

przy czym zaznacza siê to wyraŸniej przy schodzeniu;

• pomimo wspomnianego powy¿ej rozproszenia linii

podczas chodu po schodach, w grupie chorych linie

obci¹¿enia stóp s¹ jednak bardziej skupione w porów-

naniu z grup¹ osób zdrowych (ryc. 5. i 6.).

Wyniki

Wykresy s³upkowe si³y (histogram)

Na podstawie analizy danych zanotowano nastêpu-

j¹ce charakterystyczne rozk³ady si³:

• we wszystkich rodzajach chodu w grupie chorych w po-

równaniu z osobami zdrowymi bardzo wyraŸnie uwi-

docznia³o siê obci¹¿enie czujnika 1, tzn. piêty, dosyæ

Reumatologia 2005; 43/2

Andrzej Lesiak, Agnieszka Prusinowska, Artur Synowiec

Ryc.. 4.. Gaitline – lewostronny konflikt rzepkowo-udowy: a) zapis chodu po p³askim pod³o¿u w butach bez

obcasów, b) zapis chodu po p³askim pod³o¿u w butach z obcasami.

Dyskusja

Spoœród stawów ustroju ludzkiego staw kolanowy

nale¿y do najczêœciej atakowanych przez chorobê zwy-

rodnieniow¹. Staw ten jest najwiêkszym stawem cz³o-

wieka. Sk³ada siê w³aœciwie z dwóch zespo³ów po-

wierzchni stawowych: udowo-piszczelowego i rzepko-

wo-udowego. W zale¿noœci od miejsca zmian zwyrod-

nieniowych i stopnia ich nasilenia mo¿na obserwowaæ

ró¿ne objawy tej choroby. Objawy kliniczne nie tylko s¹

wynikiem zmian anatomicznych dotycz¹cych chrz¹stki

stawowej i warstwy podchrzêstnej koœci, lecz tak¿e od-

miennej od normalnej czynnoœci miêœni dzia³aj¹cych na

chore po³¹czenia stawowe.

Jednym z miêœni dzia³aj¹cych na staw kolanowy jest

miêsieñ czworog³owy uda, nazywany najsilniejszym – bo

w³aœciwie praktycznie jedynym – prostownikiem tego sta-

wu. W istocie jest to bardzo silny prostownik, ale tylko

w warunkach odci¹¿enia stawu kolanowego, np. przy ko-

paniu pi³ki. Obci¹¿enie stawu ciê¿arem cia³a powoduje, ¿e

rola tego miêœnia sprowadza siê g³ównie do hamowania

zginania stawu. Dzieje siê to szczególnie podczas schodze-

nia z góry w dó³. Wœród turystów górskich znane s¹ skargi

na ból przednich czêœci miêœni ud po d³u¿szym schodzeniu

z wy¿szych partii gór w doliny. Miêsieñ czworog³owy uda

dzia³a jako prostuj¹cy goleñ w stawie kolanowym w skur-

czu koncentrycznym lub jako hamuj¹cy zginanie w stawie

Ryc.. 5.. Gaitline – lewostronny konflikt rzepkowo-udowy. Chód po schodach w butach bez obcasów:

a) wchodzenie, b) schodzenie.

Reumatologia 2005; 43/2

Ocena mo¿liwoœci kompensacji dysfunkcji koñczyn dolnych na podstawie analizy chodu

Ryc.. 6.. Gaitline – lewostronny konflikt rzepkowo-udowy. Chód po schodach w butach z obcasami wys. 4 cm:

a) wchodzenie, b) schodzenie.

w skurczu ekscentrycznym, przy czym jego dzia³anie odby-

wa siê przez ruch w stawie rzepkowo-udowym, tzn. przez

ruch rzepki w lo¿y k³ykci koœci udowej, która to rzepka ci¹-

gnie goleñ w kierunku wyprostu za pomoc¹ wiêzad³a w³a-

snego rzepki (ligamentum patellae proprium).

W przypadku zmian zwyrodnieniowo-zniekszta³caj¹-

cych w tym stawie, czêsto wspó³istniej¹cych z innymi do-

tycz¹cymi czêœci miêkkich, docisk powierzchni stawowych

przez wspomniany miêsieñ powoduje tzw. konflikt rzepko-

wo-udowy, objawiaj¹cy siê bólem kolana przy schodzeniu

[1, 5]. Nawet osoby starsze, s³abe, czêsto z niewydolnoœci¹

oddechow¹ lub kr¹¿eniow¹, które ³atwo mêcz¹ siê pod-

czas wchodzenia twierdz¹, ¿e z powodu bólu kolana

w przypadkach artrozy stawu rzepkowo-udowego wol¹

wchodziæ po schodach ni¿ schodziæ. W takich przypad-

kach nauka bezbolesnego, inaczej mówi¹c, bezpiecznego

schodzenia, np. schodzenia ty³em lub bokiem, stanowi

formê kompensacji wewnêtrznej jako profilaktyki dalsze-

go niszczenia powierzchni stawowych.

Innym wa¿nym problemem w kontekœcie opisywa-

nych zmian jest w³aœciwy dobór obuwia. Ka¿dy cz³owiek

jest praktycznie stale nara¿ony przez u¿ywane obuwie na

mniejsze lub wiêksze obci¹¿enie, a nierzadko przeci¹¿enie

stawów koñczyn dolnych, w tym równie¿ kolanowych. Pa-

cjenci maj¹ zró¿nicowane preferencje co do wk³adek orto-

pedycznych, rodzaju materia³u, z których s¹ zrobione bu-

ty, a zw³aszcza podeszwy (lepsze s¹ miêkkie), wysokoœci

obcasów itd. Ten ostatni szczegó³ jest doœæ wa¿ny, chocia¿

jeszcze ostatecznie nie rozstrzygniêto, czy lepsze s¹ wy¿-

sze obcasy (4–6 cm), czy ni¿sze (1–2 cm). Na ogó³ przeciêt-

ny zdrowy cz³owiek czuje siê lepiej na podwy¿szonych ob-

casach. Bierze siê to st¹d, ¿e cz³owiek nie jest stopocho-

dem, jak np. niedŸwiedŸ, lub palcochodem, jak zwierzêta

kopytne, ale reprezentuje formê poœredni¹, je¿eli chodzi

o komfort stania lub chodzenia oraz mo¿liwoœci dyna-

miczne zespo³u miêœniowo-stawowego goleni i stóp. Ina-

czej ma siê sprawa przypadków konfliktu rzepkowo-udo-

wego. Tutaj uniesienie piêty nasila tendencjê do zwiêk-

szania k¹ta zgiêcia stawu kolanowego, co pobudza miê-

sieñ czworog³owy uda, reguluj¹cy przez w³asne napiêcie

dalsze zginanie w stawie kolanowym, a tym samym

zwiêkszaj¹cy si³ê wzajemnego nacisku powierzchni sta-

wu rzepkowo-udowego. Wielkoœci takiego nacisku s¹ tym

wiêksze, im wiêkszy jest k¹t zgiêcia w stawie kolanowym

obci¹¿onym ciê¿arem cia³a [9] (ryc. 7a.).

Smidt [15] wykaza³, ¿e przy przeciêtnym ciê¿arze cia³a

cz³owieka doros³ego wynosz¹cym 82,4 kg, œrednia maksy-

malnych si³ nacisku powierzchni stawu rzepkowo-udowe-

go wynosi³a 2,7 raza ciê¿ar cia³a. Reilly i Martnes [16]

stwierdzili, ¿e pozycja zgiêcia stawu kolanowego, wyno-

sz¹ca 60 o , u cz³owieka o ciê¿arze cia³a 80 kg powodowa³a

si³ê nacisku wspomnianego stawu równ¹ ciê¿arowi cia³a

80 kg. Jednak dalsze powiêkszanie k¹ta zgiêcia stawu

zwiêksza³o znacz¹co si³ê nacisku powierzchni, np. przy

130 o si³a nacisku wynosi³a 7,6 raza ciê¿ar cia³a.

Mathews i wsp. [10] badali staw rzepkowo-udowy

z u¿yciem barwnika, dociskaj¹c zabarwion¹ powierzch-

niê rzepki do k³ykci koœci udowej z si³¹ 893 N. Przy k¹cie

zgiêcia 15 o z koœci¹ udow¹ styka³o siê ok. 230 mm, a przy

60 o œrednio 440 mm powierzchni stawowej rzepki.

W warunkach normalnych ruch w stawie powoduje

niezwykle ma³e wartoœci tarcia. Wspó³czynnik tarcia wyno-

si od 0,002 do 0,02 (wspó³czynnik tarcia smarowanych ³o-

¿ysk metalowych wynosi 0,2) [8]. P³yn stawowy ma funkcjê

od¿ywcz¹ i smaruj¹c¹ powierzchnie stawowe, zmniejsza-

j¹c tarcie i absorbuj¹c si³y nacisku na powierzchni [2].

Reumatologia 2005; 43/2

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: