Propriocepció mesterséges végtagokkal rendelkező térd fölötti amputáltaknál

Abstract

Cél. Az alsó végtag proprioceptív érzékelésének értékelése olyan combamputált betegeknél, akik műízületet kaptak. Anyagok és módszerek. 22 beteg (18 férfi, 4 nő), 24-65 évesek (átlag: 42), akik térdízület feletti amputáción estek át, és a propriocepció értékelését végeztük el az ízület reponálásával, előre meghatározott 15°-os térdflexiós szögben. A méréseket hagyományos goniométerrel végezték mind az amputált, mind az egészséges térdeken. Az utóbbiakat belső kontrollként használtuk. Minden beteg aktív térdflexiót végzett hiperextenziótól 15°-ig zárt kinetikus láncban, hogy a térdízület proprioceptív érzékelését az ízületi pozícióérzékelés (JPS) módszerével értékeljék a normál járáshoz nagyon közeli, meghatározott, szabályozható körülmények között. Eredmények. A JPS 15°-os hajlításnál az amputált térd esetében 13,91 (SD = ±4,74), az egészséges oldalon pedig 14,15 (SD = ±2,61) volt. Az amputált és az egészséges végtag között nem volt statisztikailag szignifikáns különbség (). Következtetések. Úgy tűnt, hogy a csonkok proprioceptív információi nem befolyásolódtak jelentősen a combamputáció és a műprotézis alkalmazása után, amikor a 15°-os JPS-t értékelték. Úgy tűnik, hogy ezek a betegek alternatív mechanizmusokon keresztül kompenzálják a térd szenzoros receptorainak elvesztését.

1. Bevezetés

Az alsó végtag amputációja egy sor változást és egyidejű alkalmazkodást okoz, amelyek nemcsak a csonkolt végtagra, hanem az egész testre is vonatkoznak . A szenzomotoros rendszer jelentős szerepet játszik ezekben a kiigazításokban, mivel magában foglalja a testtartás és a mozgás szabályozásához szükséges összes centripetális és centrifugális pályát, valamint az ízületi funkcionalitás végső szabályozását .

A komplex mechanizmusokkal rendelkező szenzomotoros rendszer egy korábbi definíció szerint magában foglalja a propriocepció fogalmát. Ez a bonyolult folyamat magában foglalja az információ továbbítását a központi idegrendszer felé, az ízület térbeli helyzetének érzékelésével kapcsolatban, az ízületben kialakuló erőérzetet (erőérzet) a speciális szenzoros receptorokon keresztül, és a kinesztéziát, videlicet az ízület mozgásának érzékelését .

A térd feletti amputációk a térd és általában az alsó végtag mechanoreceptorainak jelentős számú elvesztését eredményezik, ami következésképpen proprioceptív hiányosságokhoz vezet. A csökkent proprioceptív képesség mind a csonkban, mind a kontralaterális, nem amputált alsó végtagban csökkent kinesztéziaként jelentkezik .

Az alsó végtag proprioceptív információjának megszakadását a központi idegrendszer minden szinten, a gerincvelőtől az agyféltekékig, valamint a végtag mozgását irányító és koordináló afferens és efferens pályák átrendeződése követi .

Jelentős változások figyelhetők meg az alsó végtag amputáción átesett betegek egyensúlyában és járásában is, aszimmetrikus súlyeloszlással és előre tolódással, valamint az esések fokozott kockázatával . Továbbá a csonk magassága döntő szerepet játszik az amputáció utáni járásmintázatban. A rövidebb csonk nagyobb tolóerőt igényel járás közben, és így nagyobb az energiafelhasználás .

A jelen prospektív vizsgálat célja a térd propriocepciójának értékelése volt az ízületi pozícióérzékelés (JPS) módszerével, a térd feletti amputáción átesett és jelentős ideig művégtaggal ellátott végtagoknál, valamint az elért beállítások becslése. Ebben a vizsgálatban az előre meghatározott 15°-os szöget választottuk célszögnek, mivel ez tekinthető funkcionálisnak a járás során mind az állásban, mind a lendületi fázis kezdetén .

A vizsgálatból kinyert adatok kiértékelése hozzájárulhat a vizsgálatban résztvevőkre jellemző komplex proprioceptív mechanizmusok jobb megértéséhez. Továbbá hozzájárulhat az ilyen betegek számára jobb mesterséges protézisek készítéséhez és az optimális rehabilitációs programok kialakításához.

2. Anyagok és módszerek

A résztvevőket egy 25 egyoldali alsó végtag amputációban szenvedő betegből álló kezdeti csoportból választották ki. Végül 22 személyt toboroztak, 18 férfit és 4 nőt, akik 24-65 évesek voltak, átlagosan 42 évesek (SD: 11,52), és megfeleltek a szükséges kritériumoknak (1. táblázat).

A betegek térd felett és csípő alatt amputáción estek át, és az amputáció után legalább egy évig művégtagot használtak .

Kizáró kritériumok voltak a kétoldali alsó vagy felső végtag amputáció, hallási és látási problémák, fájdalom a csonkban, alkoholfogyasztás, pszichiátriai betegségek, valamint zavart agyi funkciók vagy egyéb neurológiai hiányosságok jelenléte.

A betegek közül 11-en a combcsont alsó harmadánál, 7-en a combcsont középső harmadánál, a többi 4-en a combcsont középső és alsó harmadának határán estek át amputáción.

Az amputáció okát tekintve 18 betegnél közlekedési baleset, 2 betegnél rosszindulatú daganat jelenléte, a fennmaradó egy betegnél pedig munkahelyi sérülés volt az előzmény.

A protézis típusát tekintve 10 főnél hidraulikus térdízületi rendszer, 10 főnél elektronikus C-láb, a másik 2 főnél pedig egyszerű többtengelyű térdízület volt jellemző (1. táblázat).

A térd proprioceptív érzékelését egy előre meghatározott szög reprodukálásának módszerével (ízületi helyzetérzékelés) számoltuk , mind az amputált lábon, mind az egészséges lábon, amely a belső kontrollcsoportot képezte. A méréseket egy hagyományos goniométerrel végeztük, pontosabban a Whitehall Manufacturing Hydrotherapy and Health Care Products által gyártott G300 modellel, amelyet széles körben használtak klinikai értékelésre és kutatási célokra mind az egészséges populációban, mind meghatározott csoportokban . Ezt a goniométert a mesterséges térdízület közepére helyezték a protézisre ragasztott szalaggal.

A páciens lépésszélességének és hosszának megfelelően, ahogy azt korábban meghatározták, két analóg skálát helyeztek el a párhuzamos rudakon belül, hogy meghatározzák a súlypont pontos helyzetét mind a műízületben, mind a normál ízületben. Megállapították, hogy a műízület a normál térdhez képest más helyen hordozza a súlypontot, és ennek következtében a súlyvonal a járás során a támaszponton belül marad, így az esések kockázata nem növekszik (1. ábra). Ezután a mesterséges térdízülettel hiperextenziós helyzetből flexiót hajtott végre, a súlyt növelve a mérlegen, hogy a művégtag támaszkodjon. A beteg használhatta a felső végtagjait támaszként. A páciens a kutató segítségével, az egészséges térd hiperextrahált állapotában 3 alkalommal 15°-nál nagyobb flexiós szögbe hozta a vizsgált térdet, hogy hozzászokjon a speciális mozgáshoz. Ismét a kutató segítségével visszahozta a térdet az előre meghatározott szögbe, és 2 perces pihenő után megpróbálta reprodukálni a 15°-os célszöget. Három ismétlést végeztek, és a mérések átlagát először kiszámították, majd összehasonlították az egészséges végtag megfelelő értékeivel, amelyen a fent említett méréseket korábban pontosan ugyanezen eljárások szerint végezték el.

1. ábra

Joint position sense (JPS) értékelése.

A változók összehasonlítását az egészséges és az amputált végtag között a függő minták -próbájával végeztük. Az adatokat folyamatos változók esetében átlag ± standard eltérés (SD) értékben fejeztük ki. A statisztikai elemzéshez az SPSS vr 13.00 statisztikai csomagot használtuk.

A méréseket ugyanaz a kutató végezte. A méréseket végző kutató megbízhatóságát ellenőriztük és megerősítettük. A vizsgálót arra kérték, hogy mérjen meg egy adott szöget, amelyet végül összehasonlítottak egy olyan szöggel, amelyet egy második független kutatónak kellett megmérnie. A szögek egyenértékűek voltak, és mindkét kutató számára specifikusak és ismeretlenek voltak.

Mindkét vizsgáló ugyanazokat az adatokat kapta, így a specifikus szögre vonatkozó méréseik közötti korreláció erősnek bizonyult (korrelációs együttható = 1,00), statisztikai szignifikancia szinten .

A mérési szög kiszámításához a G300 goniométer mellett egy modern izokinetikus Con-Trex dinamométert használtak, amelybe egy femorotibialis funkcionális merevítőt szereltek, és a térd flexióját az izokinetikus dinamométer szögének megfelelően végezték, azon a tengelyen, amelyet ez a vezető kínált.

Ezt a vizsgálatot annak a kórháznak az etikai bizottsága hagyta jóvá, ahol a vizsgálatot végezték, miközben minden résztvevő írásbeli beleegyezését adta, hogy beleegyezett a vizsgálatban való részvételbe.

3. Eredmények

A vizsgálatban részt vevő 22 beteg közül 11 betegnél (50%) a domináns lábat amputálták, míg a fennmaradó 11 betegnél az amputáció a nem domináns lábat érintette.

Az amputált lábat illetően a JSP 15° értékei 4° és 22,7° között mozogtak, átlagosan 13,91 és SD ±4,74, míg az egészséges láb esetében a megfelelő értékek 10° és 19° között mozogtak.7° között mozogtak, átlagosan 14,15° és SD ±2,61° között (2. táblázat).

Az amputált végtagok és az egészséges végtagok értékei között nem mutatkozott statisztikailag szignifikáns különbség (, ).

A mért értékek az érintett végtagban differenciáltak a beteg életkora szerint, amikor amputáción esett át, és aszerint, hogy hány évet élt a műízülettel. Azok a betegek, akik több évig használták a protézist, jobb proprioceptív érzékelési értékeket mutattak.

Mellett statisztikailag szignifikáns különbségeket nem regisztráltak a mért értékekben a két uralkodó protézis által a vizsgálatban résztvevőkre felszerelt protézisek között (, ). Konkrétan az elektronikus C-lábízületet használó vizsgált pácienseknél a minimális szög 7,7° és a maximális szög 22,7° volt, átlagos szög M: 15,38° (SD: 4,93°), míg a hidraulikus térdízületet használóknál a minimális szög 4° és a maximális szög 18° volt, M: 13°.43° (SD: 4,31°) (3. táblázat).

A mérések megbízhatóságát tekintve kielégítőnek tekinthető, mivel az a érték (alfa együttható) a fent említett méréseknél 0,80-nál nagyobbnak és pontosan 0,95-nek és 0,97-nek megfelelőnek bizonyult az egészséges és a műtött alsó végtag esetében .

4. Megbeszélés

Ebben a kutatásban az alsó végtag proprioceptív érzékelését vizsgáltuk, egy előre meghatározott szög aktív reprodukálásának módszerével, zárt kinetikus láncú környezetben, az egészséges végtagot belső kontrollcsoportként használva. Ezt a szöget azért választottuk ki, mert ez egy reprezentatív szög a térd 10° és 60° közötti funkcionális tartományán belül, amely a normál járáshoz szükséges, mind az állásfázishoz, mind a lendületi fázis kezdetéhez. Úgy tűnik, hogy a mechanoreceptorok aktivációja nagyobb ebben a szögben .

Amint az eredményelemzésből nyilvánvaló, a műízülettel ellátott végtag és az egészséges végtag értékei között nem mutatkozott statisztikailag szignifikáns különbség.

Ez a tény arra utal, hogy bár a vizsgálatban résztvevők a proprioceptív érzékelés értékének bizonyos fokú csökkenését mutatták, az alsó végtag, pontosabban a térdízület proprioceptív információinak komoly csökkenését nem mutatták a térd feletti amputációt és a protézis behelyezését követően, legalább egy évig.

Ezek az eredmények összhangban vannak korábbi kutatók eredményeivel, akik szintén nem regisztráltak jelentős csökkenést az ízületi pozícióérzékelés (JPS) tekintetében amputáció és műízület behelyezése után .

Eakin és munkatársai egy előre meghatározott szög passzív reprodukálásának képességét mérték flexióban 5°, 10°, 15°, 20° és 25°-ban, zárt kinetikus láncú környezetben. A kutatók a célszögek tekintetében és az egészséges lábhoz viszonyítva a korábbi módszerrel nem tudtak jelentős proprioceptív deficitet kimutatni. Ezzel szemben a protézissel ellátott végtagban csökkent proprioceptív érzékelést regisztráltak a passzív mozgáspálya detektálási módszerrel .

Hasonló eredményeket rögzítettek Liao és Skinner térd alatti amputált betegeknél, akiknél az ízület térbeli helyzetének érzékelését és a térdízület kinesztetikus érzékelését vizsgálták. Abban a vizsgálatban nem regisztrálták a proprioceptív információ szignifikáns csökkenését, amikor azt mérték, hogy a beteg képes-e az amputált végtaggal egy előre meghatározott szöget reprodukálni, miközben még abban a vizsgálatban is az amputált végtagot jellemző kinesztézia csökkent értékeit észlelték .

Úgy tűnik, hogy a térd feletti amputációval élők a térdízület elvesztését és az azt követő mechanoreceptorok elvesztését a mesterséges térdízület érzékelését őrző alternatív mechanizmusokon keresztül kompenzálják.

Ezek a mechanizmusok valószínűleg magukban foglalják a csípőízületet és a csonk bőrreceptorait, amelyek impulzusokat kapnak a protézis által kifejtett nyomásból .

A bemutatott proprioceptív képesség növekedett ebben a vizsgálatban az amputáció és a protézis felhelyezése között eltelt idővel összefüggésben, ami az idő múlásával az alsó végtag proprioceptív érzékelését fokozó anatómiai struktúrák elvesztésének kompenzációs mechanizmusainak kialakulására utal .

A szomszédos ízületek szerepe a kinesztetikus információ fenntartásában nagyon fontosnak tűnik. Dhillon és munkatársai a könyök fölött amputált betegeknél legalább 4 évvel ezelőtt arról számoltak be, hogy a megmaradt funkcionális kapcsolatok életképesek vagy képesek helyreállni a testmozgás után. Továbbá úgy tűnik, hogy a szenzoros neuronok ellenállóbbak, mint a motoros neuronok. A propriocepció, még ha csökkent is, még régi amputációk esetén is képesnek bizonyult a helyreállításra .

A propriocepció javulása a protézis hosszú távú használata után jelenik meg a vizsgálat eredményeiben, mivel a protézis hosszú távú elhelyezésével rendelkező idősebb betegek jobb értékeket mutattak a mérésekben.

Térd feletti amputáció esetén a térd és az alsó végtag proprioceptív érzékelését támogató mechanoreceptorok jelentős részének elvesztése következik be . Továbbá a quadriceps és a hamstrings propriocepciója is zavart szenved .

Az, hogy az ebben a munkában használt módszerrel – ellentétben más, a kinesztéziát mérő módszerekkel – nem sikerült kimutatni a proprioceptív hiányosságokat, valószínűleg a különböző neurális mechanizmusoknak köszönhető, amelyek a jelen tanulmányban használt előre meghatározott 15°-os hajlítási szög reprodukálása során aktiválódnak .

Az amputációt követően követett rehabilitációs program befolyásolja az amputált alsó végtagban megjelenő proprioceptív érzékelés végeredményét. Számos fizikoterápiás megközelítés létezik, amelyek a rehabilitáció különböző aspektusaira, például a proprioceptív javításra vagy az izomerő helyreállítására összpontosítanak. Ebben a vizsgálatban a résztvevők nem ugyanazt a rehabilitációs programot követték, ami bizonyos mértékig befolyásolhatja a munka eredményeit.

A vizsgálat másik gyenge pontja a minta heterogenitása a betegek életkorát és nemét illetően, valamint az a tény, hogy a szükséges méréseket kórházban és nem fizikai funkcionális környezetben végezték.

Az alsó végtag propriocepciója komplex jelenségének feltárásához további randomizált vizsgálatokra van szükség amputáció és műízület beültetése után, olyan különböző módszerekkel, amelyek a propriocepció különböző összetevőit a normális járáshoz lehetőleg közeli környezetben mérik.