Propriocepce u amputovaných končetin nad kolenem s umělými končetinami

Abstrakt

Účel. Zhodnotit proprioceptivní vnímání dolní končetiny u pacientů s amputací stehenní kosti, kteří dostali umělý kloub. Materiál a metody. U 22 pacientů (18 mužů, 4 ženy) ve věku 24-65 let (průměr: 42), kteří podstoupili amputaci nadkolenního kloubu, bylo provedeno hodnocení propriocepce pomocí repozice kloubu v předem stanoveném úhlu 15° flexe kolene. Měření bylo prováděno pomocí konvenčního goniometru na amputovaném i zdravém koleni. Poslední z nich byly použity jako vnitřní kontrola. Všichni pacienti prováděli aktivní flexi kolene od hyperextenze do 15° v uzavřeném kinetickém řetězci s cílem vyhodnotit proprioceptivní vnímání kolenního kloubu pomocí metody JPS (joint position sense) během specifických kontrolovatelných okolností velmi blízkých normální chůzi. Výsledky. JPS při 15° flexi pro amputované koleno byla vypočtena na hodnotu 13,91 (SD = ±4,74) a pro zdravou stranu na hodnotu 14,15 (SD = ±2,61). Mezi amputovanou a zdravou končetinou nebyly zjištěny žádné statisticky významné rozdíly (). Závěry. Zdá se, že proprioceptivní informace pahýlu nebyly po amputaci stehna a aplikaci umělé protézy při hodnocení JPS v úhlu 15° významně ovlivněny. Zdá se, že tito pacienti kompenzují ztrátu senzorických receptorů kolenního kloubu alternativními mechanismy.

1. Úvod

Amputace dolní končetiny způsobuje řadu změn a doprovodných úprav, které se týkají nejen mrzačené končetiny, ale i celého těla . V těchto úpravách hraje hlavní roli senzomotorický systém, který zahrnuje všechny dostředivé a odstředivé dráhy potřebné pro kontrolu postoje a pohybu a konečnou kontrolu funkčnosti kloubu .

Senzomotorický systém se svými složitými mechanismy zahrnuje podle dřívější definice pojem propriocepce. Tento složitý proces zahrnuje přenos informací do centrálního nervového systému vzhledem k pocitu polohy kloubu v prostoru, pocitu síly, který se vyvíjí v kloubu (pocit síly) prostřednictvím specializovaných senzorických receptorů, a kinestezie, videlicet pocitu pohybu kloubu .

Amputace nad kolenem mají za následek ztrátu značného počtu mechanoreceptorů kolene a obecně dolní končetiny , což je skutečnost, která následně vede k proprioceptivnímu deficitu. Snížená proprioceptivní schopnost je zaznamenána jako snížená kinestezie jak v pahýlu, tak v kontralaterální neamputované dolní končetině .

Narušení proprioceptivních informací z dolní končetiny je následováno reorganizací centrálního nervového systému, a to na všech úrovních, od míchy až po mozkové hemisféry, stejně jako aferentních a eferentních drah, které řídí a koordinují pohyb končetiny .

Významné změny jsou pozorovány také v rovnováze a chůzi pacientů, kteří utrpěli amputaci dolní končetiny, s asymetrickým rozložením hmotnosti a posunem dopředu a zvýšeným rizikem pádů . Kromě toho hraje rozhodující roli ve vzorcích chůze po amputaci výška pahýlu. Kratší pahýl potřebuje při chůzi větší tahy, a tedy i větší energetický výdej .

Cílem této prospektivní studie bylo zhodnotit propriocepci kolene pomocí metody JPS (joint position sense) u končetiny, která prodělala amputaci nad kolenem a má po delší dobu umělou protézu, a odhadnout dosažené úpravy. V této studii byl jako cílový úhel zvolen předem stanovený úhel 15°, protože je považován za funkční během chůze jak v postoji, tak na začátku švihové fáze .

Vyhodnocení údajů získaných z této studie by mohlo přispět k lepšímu pochopení komplexních proprioceptivních mechanismů charakterizujících účastníky studie. Dále by mohlo vést ke konstrukci dokonalejších umělých protéz pro tyto pacienty a k vytvoření optimálních rehabilitačních programů.

2. Materiál a metody

Účastníci byli vybráni z původní skupiny 25 pacientů s jednostrannou amputací dolní končetiny. Nakonec bylo vybráno 22 osob, 18 mužů a 4 ženy, ve věku 24-65 let s průměrem 42 let (SD: 11,52), kteří splňovali požadovaná kritéria (tabulka 1).

Tito pacienti podstoupili amputaci nad kolenem a pod kyčlí a používali umělou protézu nejméně jeden rok od amputace .

Vyloučovacími kritérii byly oboustranná amputace dolní nebo horní končetiny, problémy se sluchovým a zrakovým ústrojím, bolesti pahýlu, abúzus alkoholu, psychiatrická onemocnění a přítomnost narušených mozkových funkcí nebo jiných neurologických nedostatků.

Jedenáct pacientů podstoupilo amputaci v dolní třetině stehenní kosti, 7 z nich v mediální části stehenní kosti a zbývající 4 na hranici mediální části stehenní kosti a její dolní třetiny.

Co se týče příčiny amputace, u 18 pacientů se jednalo o dopravní nehodu, u 2 z nich o přítomnost malignity a u zbývajícího anamnéza odhalila pracovní úraz.

Podle typu protézy se u 10 z nich jedná o hydraulický systém kolenního kloubu, u 10 o elektronickou C-nohu a u zbylých 2 o jednoduchý víceosý kolenní kloub (tabulka 1).

Proprioceptivní vjem kolene byl počítán metodou reprodukce předem stanoveného úhlu (vjem polohy kloubu) , a to jak u amputované nohy, tak u zdravé nohy, která tvořila vnitřní kontrolní skupinu. Měření bylo provedeno pomocí konvenčního goniometru, konkrétně modelu G300, vyrobeného společností Whitehall Manufacturing Hydrotherapy and Health Care Products, který byl široce používán pro klinické hodnocení a pro výzkumné účely jak u zdravé populace, tak u specifických skupin . Tento goniometr byl umístěn na střed umělého kolenního kloubu s páskou na protéze.

Podle šířky a délky kroku pacienta, jak byla předem určena, byly do paralelních tyčí umístěny dvě analogické stupnice, aby bylo možné určit přesnou polohu středu váhy jak v umělém, tak v normálním kloubu. Bylo zjištěno, že umělý kloub nese těžiště v jiném místě ve srovnání s normálním kolenem, a v důsledku toho zůstává těžiště při chůzi uvnitř opěrné báze, takže se nezvyšuje riziko pádu (obrázek 1). Poté provedl flexi z polohy hyperextenze s umělým kolenním kloubem, a to zvýšením váhy na váze, o kterou se umělá končetina opírala. Pacient mohl používat horní končetiny k opoře. S pomocí výzkumníka a s hyperextenzí zdravého kolena uvedl pacient hodnocené koleno do úhlu flexe většího než 15° na 3×, aby si na specifický pohyb zvykl. Opět s pomocí výzkumníka uvedl koleno zpět do předem určeného úhlu a po odpočinku, který trval 2 minuty, se pokusil reprodukovat cílový úhel 15° . Provedl tři opakování a nejprve vypočítal průměr naměřených hodnot a poté je porovnal s odpovídajícími hodnotami zdravé končetiny, u které byla výše uvedená měření provedena dříve podle naprosto stejných postupů.

Srovnání proměnných mezi zdravou a amputovanou končetinou bylo provedeno pomocí -testu pro závislé vzorky. Údaje byly vyjádřeny jako průměr ± směrodatná odchylka (SD) pro spojité proměnné. Pro statistickou analýzu byl použit statistický balík SPSS vr 13.00.

Všechna měření byla provedena stejným výzkumníkem. Spolehlivost výzkumníka, který měření prováděl, byla ověřena a potvrzena. Výzkumník byl požádán o změření určitého úhlu, který byl nakonec porovnán s úhlem, o jehož změření byl požádán druhý nezávislý výzkumník. Úhly byly rovnocenné a byly specifické i neznámé pro oba výzkumníky.

Oba zkoušející získali stejné údaje, takže korelace mezi jejich měřeními specifického úhlu se ukázala jako silná (korelační koeficient = 1,00) na hladině statistické významnosti .

Pro výpočet měrného úhlu byl kromě goniometru G300 použit moderní izokinetický dynamometr Con-Trex, na který byla nasazena femorotibiální funkční ortéza a flexe kolene byla prováděna podle úhlu izokinetického dynamometru, a to na ose, kterou toto vodítko nabízelo.

Tato studie byla schválena etickou komisí nemocnice, kde byla prováděna, přičemž všichni účastníci udělili písemný souhlas, že souhlasí se zařazením do studie.

3. Výsledky

Z 22 pacientů, kteří se zúčastnili studie, 11 z nich (50 %) podstoupilo amputaci dominantní nohy, zatímco u zbývajících 11 se amputace týkala nedominantní nohy.

U amputované nohy se hodnoty JSP 15° pohybovaly mezi 4° a 22,7° s průměrem 13,91 a SD ±4,74, zatímco u zdravé nohy se příslušné hodnoty pohybovaly mezi 10° a 19°.7° s průměrem 14,15° a SD ±2,61° (tabulka 2).

Mezi hodnotami amputovaných a zdravých končetin nebyl zjištěn statisticky významný rozdíl (, ).

Naměřené hodnoty u postižené končetiny se lišily podle věku pacienta, kdy podstoupil amputaci, a podle let, které prožil s umělým kloubem. Pacienti, kteří používali protézu více let, vykazovali lepší hodnoty proprioceptivního vjemu.

Mimo to nebyly zaznamenány statisticky významné rozdíly v naměřených hodnotách mezi dvěma převažujícími těmi protézami, kterými byli účastníci studie vybaveni (, ). Konkrétně testovaní pacienti, kteří používali elektronický kloub C-nohy, vykazovali minimální úhel 7,7° a maximální úhel 22,7° s průměrným úhlem M: 15,38° (SD: 4,93°), zatímco ti, kteří používali hydraulický kolenní kloub, vykazovali minimální úhel rovnající se 4° a maximální úhel rovnající se 18° s M: 13°.43° (SD: 4,31°) (tabulka 3).

Co se týče spolehlivosti těchto měření, lze ji považovat za uspokojivou, neboť hodnota a (koeficient alfa) pro výše uvedená měření byla zjištěna větší než 0,80 a přesně rovna 0,95 a 0,97 pro zdravou a operovanou dolní končetinu .

4. Diskuse

V této výzkumné práci jsme studovali proprioceptivní vjemy dolní končetiny metodou aktivní reprodukce předem stanoveného úhlu v prostředí uzavřeného kinetického řetězce, přičemž zdravá končetina sloužila jako vnitřní kontrolní skupina. Tento úhel byl vybrán proto, že se jedná o reprezentativní úhel v rámci funkčního rozsahu 10° až 60° flexe kolene, který je potřebný pro normální chůzi, a to jak pro fázi postoje, tak pro začátek švihové fáze . Dokonce se zdá, že aktivace mechanoreceptorů je v tomto úhlu větší .

Jak je zřejmé z analýzy výsledků, statisticky významný rozdíl v hodnotách mezi končetinou s umělým kloubem a zdravou končetinou nebyl zaznamenán.

Tato skutečnost naznačuje, že ačkoli účastníci studie vykazovali do jisté míry sníženou hodnotu proprioceptivních vjemů, neprojevilo se u nich závažné snížení proprioceptivních informací dolní končetiny, konkrétně kolenního kloubu, po amputaci nad kolenem a umístění protézy, po dobu nejméně jednoho roku.

Tyto výsledky jsou v souladu se zjištěními předchozích výzkumníků, kteří rovněž nezaznamenali významný pokles, pokud jde o smysl pro polohu kloubu (JPS) po amputaci a umístění kloubní náhrady .

Eakin a kol. měřili schopnost pasivní reprodukce předem stanoveného úhlu ve flexi v úhlech 5°, 10°, 15°, 20° a 25° v prostředí uzavřeného kinetického řetězce. Výzkumníci nedokázali předchozí metodou zjistit významné proprioceptivní deficity, pokud jde o cílové úhly a vzhledem ke zdravé noze. Naopak snížený proprioceptivní vjem byl zaznamenán u končetiny s protézou metodou detekce pasivní dráhy pohybu .

Podobné výsledky zaznamenali Liao a Skinner u pacientů s amputací pod kolenem, u nichž hodnotili vjem polohy kloubu v prostoru a kinestetické vnímání kolenního kloubu. V této studii nebylo zaznamenáno významné snížení proprioceptivní informace měřením schopnosti pacienta reprodukovat předem stanovený úhel amputovanou končetinou, přičemž i v této studii jsou zjištěny snížené hodnoty kinestezie charakterizující amputovanou končetinu .

Zdá se, že lidé s nadkolenními amputacemi kompenzují ztrátu kolenního kloubu a následnou ztrátu mechanoreceptorů prostřednictvím alternativních mechanismů, které hlídají vjem umělého kolenního kloubu.

Tyto mechanismy pravděpodobně zahrnují kyčelní kloub a kožní receptory pahýlu, které přijímají impulzy z tlaku vyvíjeného protézou .

Prezentovaná proprioceptivní schopnost se v této studii zvýšila v souvislosti s časem, který uplynul od amputace a umístění protézy, což je skutečnost, která naznačuje rozvoj kompenzačních mechanismů ztráty anatomických struktur, které s postupem času posilují proprioceptivní vnímání dolní končetiny .

Úloha přilehlých kloubů při udržování kinestetické informace se zdá být velmi důležitá. Dhillon et al. u pacientů s amputací nad loktem nejméně před 4 lety uvedli, že zbývající funkční spojení jsou životaschopná nebo schopná obnovy po cvičení. Navíc se zdá, že senzorické neurony jsou odolnější než motorické neurony. Propriocepce, dokonce snížená, se ukázala být schopná obnovy i u starých amputací .

Zlepšení propriocepce po dlouhodobém používání protézy se objevuje ve výsledcích této studie, protože starší pacienti s dlouhodobým umístěním protézy vykazovali lepší hodnoty v měřeních.

V případě amputace nad kolenem dochází ke ztrátě kolene a značného počtu mechanoreceptorů, které podporují proprioceptivní vnímání dolní končetiny . Kromě toho je narušena i propriocepce kvadricepsu a hamstringů .

Nedostatek proprioceptivních receptorů metodou použitou v této práci se na rozdíl od jiných metod, které měří kinestezii, pravděpodobně projevuje v důsledku odlišných nervových mechanismů, které se aktivují při reprodukci předem stanoveného úhlu 15° flexe použitého v této studii .

Rehabilitační program dodržovaný po amputaci ovlivňuje konečný výsledek proprioceptivního vjemu prezentovaného v amputované dolní končetině. Existuje řada fyzioterapeutických přístupů zaměřených na různé aspekty rehabilitace, jako je posílení propriocepce nebo obnovení svalové síly. V této studii se účastníci neřídili stejným rehabilitačním programem, což může do jisté míry ovlivnit výsledky této práce.

Další slabinou studie je heterogenita vzorku, pokud jde o věk a pohlaví pacientů, a skutečnost, že požadovaná měření byla prováděna v nemocnici, a nikoli ve fyzickém funkčním prostředí.

Pro zkoumání komplexního fenoménu propriocepce dolní končetiny po amputaci a umístění umělého kloubu jsou nutné další randomizované studie s různými metodami, které by měřily různé složky propriocepce v prostředí co nejbližším normální chůzi.

.