Abstract
Doel. Het evalueren van de proprioceptieve sensatie in de onderste ledematen bij patiënten met een femorale amputatie die een kunstgewricht kregen. Materialen en Methoden. 22 patiënten (18 mannen, 4 vrouwen), 24-65 jaar oud (gemiddeld: 42), die een amputatie van het boven-de-kniegewricht hadden ondergaan, ondergingen een evaluatie van de proprioceptie met behulp van gewrichtsrepositie in een vooraf bepaalde hoek van 15° knieflexie. De metingen werden uitgevoerd met een conventionele goniometer op zowel geamputeerde als gezonde knieën. De laatste werden gebruikt als interne controle. Alle patiënten voerden een actieve knieflexie uit van hyperextensie tot 15° in een gesloten kinetische keten om de proprioceptieve sensatie van het kniegewricht te evalueren met behulp van de joint position sense (JPS) methode tijdens specifieke controleerbare omstandigheden die zeer dicht bij een normale gang liggen. Resultaten. JPS bij 15° flexie voor de geamputeerde knie werd berekend op 13.91 (SD = ±4.74), en voor de gezonde zijde op 14.15 (SD = ±2.61). Er werden geen statistisch significante verschillen gevonden tussen het geamputeerde en het gezonde lidmaat (). Conclusies. De proprioceptieve informatie van de stomp bleek niet significant te worden beïnvloed na amputatie van het dijbeen en het aanbrengen van een kunstprothese wanneer JPS bij 15° werd geëvalueerd. Het lijkt erop dat deze patiënten het verlies van de sensorische receptoren van de knie compenseren via alternatieve mechanismen.
1. Inleiding
Amputatie van een onderste ledemaat veroorzaakt een reeks veranderingen en gelijktijdige aanpassingen die niet alleen betrekking hebben op de verminkte ledemaat maar ook op het gehele lichaam. Het sensorimotorische systeem speelt een belangrijke rol in deze aanpassingen, omdat het alle centripetale en centrifugale paden omvat die nodig zijn voor de controle van houding en beweging en de uiteindelijke controle van de gewrichtsfunctionaliteit.
Het sensorimotorische systeem met zijn complexe mechanismen omvat de term proprioceptie volgens een eerdere definitie. Dit ingewikkelde proces omvat het transport van informatie naar het centrale zenuwstelsel, met betrekking tot het gevoel van de positie van het gewricht in de ruimte, het gevoel van kracht dat zich in het gewricht ontwikkelt (gevoel van kracht) via gespecialiseerde sensorische receptoren, en kinesthesie, videlicet het gevoel van beweging van het gewricht.
Boven-knie amputaties resulteren in een verlies van een aanzienlijk aantal mechanoreceptoren van de knie en in het algemeen van het onderste lidmaat , een feit dat bijgevolg leidt tot proprioceptieve tekorten. Het verminderde proprioceptieve vermogen wordt geregistreerd als een verminderde kinesthesie, zowel in de stomp als in de contralaterale niet-geamputeerde onderste ledemaat.
De verstoring van de proprioceptieve informatie van de onderste ledemaat wordt gevolgd door reorganisatie van het centrale zenuwstelsel, op alle niveaus, van het ruggenmerg tot de cerebrale hemisferen, evenals van de afferente en efferente paden die de beweging van de ledemaat controleren en coördineren.
Significante veranderingen worden ook waargenomen in het evenwicht en het lopen van patiënten die lijden aan amputatie van de onderste ledematen met asymmetrische gewichtsverdeling en verschuiving naar voren en een verhoogd risico op vallen . Bovendien speelt de hoogte van de stomp een beslissende rol in het looppatroon na amputatie. De kortere stomp heeft meer stuwkracht nodig tijdens het lopen en dus een groter energieverbruik .
Het doel van deze prospectieve studie was om de knie proprioceptie te evalueren met behulp van de joint position sense (JPS) methode, in het ledemaat dat een boven-knie amputatie onderging en een kunstmatige prothese heeft gedurende een aanzienlijke periode, en om de aanpassingen die zijn bereikt te schatten. In deze studie werd de vooraf bepaalde hoek van 15° gekozen als de doelhoek, omdat deze als functioneel wordt beschouwd tijdens het lopen, zowel in stand als bij het begin van de zwaaifase.
De evaluatie van de gegevens uit deze studie zou kunnen bijdragen tot een beter begrip van de complexe proprioceptieve mechanismen die de deelnemers aan de studie kenmerken. Verder zou het kunnen leiden tot de constructie van verbeterde kunstmatige prothesen voor deze patiënten en tot de creatie van optimale revalidatieprogramma’s.
2. Materialen en Methoden
Deelnemers werden geselecteerd uit een initiële groep van 25 patiënten met eenzijdige amputatie van de onderste ledematen. Uiteindelijk werden 22 personen gerekruteerd, 18 mannen en 4 vrouwen, in de leeftijd van 24-65 jaar met een gemiddelde van 42 jaar (SD: 11,52) die voldeden aan de vereiste criteria (tabel 1).
|
||||||||||||||||||||||||
| : aantal deelnemers; m: man; f: vrouw; M: gemiddelde leeftijd; SD: standaardafwijking. | ||||||||||||||||||||||||
Deze patiënten hadden een amputatie boven de knie en onder de heup ondergaan en hadden sinds de amputatie ten minste één jaar een kunstprothese gebruikt .
Exclusiecriteria waren bilaterale amputatie van de onderste of bovenste ledematen, problemen in het auditieve en visuele systeem, pijn in de stomp, alcoholmisbruik, psychiatrische ziekten, en de aanwezigheid van gestoorde hersenfuncties of andere neurologische tekortkomingen.
Elf van de patiënten hadden een amputatie ondergaan aan het onderste derde van het femurbeen, 7 van hen aan het mediale femur en de resterende 4 aan de grens van het mediale femur en het onderste derde ervan.
Wat de oorzaak van de amputatie betreft, bij 18 patiënten was het een verkeersongeval; bij 2 van hen de aanwezigheid van maligniteiten en bij de overgeblevene bracht de voorgeschiedenis een beroepsverwonding aan het licht.
Van het type prothese zijn er 10 gekenmerkt door een hydraulisch kniegewrichtsysteem, 10 door een elektronische C-poot, en de overige 2 door een eenvoudig multiaxiaal kniegewricht (tabel 1).
De proprioceptieve sensatie van de knie werd geteld met de reproductie van een vooraf bepaalde hoek methode (joint position sense) , zowel in het geamputeerde been als in het gezonde been, dat de interne controlegroep vormde. De metingen werden uitgevoerd met een conventionele goniometer, meer bepaald het G300 model, vervaardigd door Whitehall Manufacturing Hydrotherapy and Health Care Products dat veel gebruikt wordt voor klinische evaluatie en voor onderzoeksdoeleinden zowel bij gezonde populaties als bij specifieke groepen. Deze goniometer werd op het midden van het kunstkniegewricht geplaatst met tape op de prothese.
Op basis van de breedte en de lengte van de stap van de patiënt zoals deze eerder was vastgesteld werden twee analoge schalen in de parallelle staven geplaatst om de exacte positie van het middelpunt van het gewicht zowel in het kunstgewricht als in het normale gewricht te bepalen. Het bleek dat het kunstgewricht het zwaartepunt op een andere plaats draagt in vergelijking met de normale knie, en als gevolg daarvan blijft de zwaarte lijn binnen de basis van ondersteuning tijdens het lopen, zodat het risico van vallen niet zal toenemen (figuur 1). Vervolgens voerde hij flexie uit vanuit de positie van hyperextensie met het kunstkniegewricht, door het gewicht te verhogen op de schaal waarop het kunstledemaat leunde. De patiënt mocht zijn bovenste ledematen ter ondersteuning gebruiken. Met de hulp van de onderzoeker en de gezonde knie hyperextended, bracht de patiënt de onder-evaluatie knie in een flexie hoek groter dan 15° gedurende 3 keer, zodat hij kon wennen aan de specifieke beweging. Opnieuw met de hulp van de onderzoeker bracht hij de knie terug naar de vooraf bepaalde hoek en na een rustpauze van 2 minuten probeerde hij de beoogde hoek van 15° te reproduceren. Drie herhalingen werden uitgevoerd en het gemiddelde van de metingen werd eerst berekend en vervolgens vergeleken met de overeenkomstige waarden van het gezonde ledemaat waarbij de bovengenoemde metingen eerder werden uitgevoerd volgens exact dezelfde procedures.
Joint position sense (JPS) evaluation.
De vergelijking van de variabelen tussen het gezonde en het geamputeerde ledemaat werd uitgevoerd met behulp van de -test voor afhankelijke steekproeven. De gegevens werden uitgedrukt als gemiddelde ± standaardafwijking (SD) voor continue variabelen. Voor de statistische analyse werd het statistische pakket SPSS vr 13.00 gebruikt.
Alle metingen werden door dezelfde onderzoeker uitgevoerd. De betrouwbaarheid van de onderzoeker die de metingen uitvoerde, werd gecontroleerd en bevestigd. De onderzoeker werd gevraagd een specifieke hoek te meten die uiteindelijk werd vergeleken met een hoek die een tweede onafhankelijke onderzoeker werd gevraagd te meten. De hoeken waren gelijkwaardig en waren zowel specifiek als onbekend voor beide onderzoekers.
Beide onderzoekers verkregen dezelfde gegevens, zodat de correlatie tussen hun metingen voor de specifieke hoek sterk bleek te zijn (correlatiecoëfficiënt = 1,00) op een statistisch significantieniveau van .
Voor de berekening van de meethoek werd naast de G300 goniometer gebruik gemaakt van een moderne isokinetische Con-Trex dynamometer, waarbij een femorotibiale functionele brace werd aangemeten en de flexie van de knie werd uitgevoerd volgens de hoek van de isokinetische dynamometer, op de as die deze geleider bood.
Deze studie werd goedgekeurd door de ethische commissie van het ziekenhuis waar ze werd uitgevoerd, terwijl alle deelnemers een schriftelijke toestemming gaven dat ze ermee instemden om in de studie te worden opgenomen.
3. Resultaten
Van de 22 patiënten die aan de studie deelnamen, hadden 11 van hen (50%) amputatie van hun dominante been ondergaan, terwijl bij de overige 11 de amputatie het niet-dominante been betrof.
Voor wat betreft het geamputeerde been varieerden de waarden van JSP 15° tussen 4° en 22,7° met een gemiddelde van 13,91 en SD ±4,74, terwijl voor het gezonde been de corresponderende waarden varieerden tussen 10° en 19,7° met een gemiddelde van 14,15°.7° met een gemiddelde van 14,15° en SD ±2,61° (Tabel 2).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| : aantal deelnemers; M: gemiddelde leeftijd; SD: standaarddeviatie. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Er werd geen statistisch significant verschil ontdekt tussen de waarden van de geamputeerde ledematen en de gezonde ledematen (, ).
De gemeten waarden in het aangedane ledemaat verschilden naar gelang de leeftijd van de patiënt toen hij de amputatie onderging en de jaren dat hij met het kunstgewricht leefde. Patiënten die meer jaren de prothese gebruikten presenteerden verbeterde waarden van proprioceptieve sensatie.
Meer statistisch significante verschillen werden niet geregistreerd in de gemeten waarden tussen de twee heersende die van prothese die in de studiedeelnemers wordt aangebracht (, ). Meer bepaald vertoonden de onderzochte patiënten die een elektronisch C-gewricht gebruikten een minimumhoek van 7,7° en een maximumhoek van 22,7° met een gemiddelde hoek M: 15,38° (SD: 4,93°), terwijl diegenen die een hydraulisch kniegewricht gebruikten een minimumhoek gelijk aan 4° en een maximumhoek gelijk aan 18° vertoonden met M: 13.43° (SD: 4,31°) (tabel 3).
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| : aantal deelnemers; Min.: minimumhoek. Max.: maximale hoek. M: gemiddelde hoek; SD: standaardafwijking. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wat de betrouwbaarheid van deze metingen betreft, wordt deze als bevredigend beschouwd aangezien de waarde a (coëfficiënt alpha) voor de bovengenoemde metingen groter dan 0,80 en precies gelijk aan 0,95 en 0,97 werd bevonden voor de gezonde en de geopereerde onderste extremiteit .
4. Discussie
In dit onderzoeksartikel bestudeerden we de proprioceptieve sensatie van het onderste lidmaat, met de actieve reproductie van een vooraf bepaalde hoek methode, in een gesloten kinetische keten omgeving, met het gezonde lidmaat als een interne controlegroep. Deze hoek werd gekozen omdat het een representatieve hoek is binnen het functionele bereik van 10° tot 60° flexie van de knie, die nodig is voor een normaal looppatroon, zowel voor de standfase als voor het begin van de zwaaifase. Het lijkt er zelfs op dat de activatie van mechanoreceptoren groter is in deze hoek.
Zoals duidelijk blijkt uit de analyse van de resultaten, werd een statistisch significant verschil in de waarden tussen het ledemaat met het kunstgewricht en het gezonde ledemaat niet gerapporteerd.
Dit feit suggereert dat, hoewel de studiedeelnemers in zekere mate een verminderde waarde van proprioceptieve sensatie vertoonden, zij geen ernstige vermindering van proprioceptieve informatie van het onderste lidmaat en meer specifiek het kniegewricht vertoonden, na een boven-knie amputatie en plaatsing van een prothese, gedurende ten minste een jaar.
Deze resultaten zijn in overeenstemming met de bevindingen van eerdere onderzoekers, die ook geen significante afname registreerden, wat betreft de Joint Position Sense (JPS) na amputatie en plaatsing van een kunstgewricht.
Eakin et al. maten het vermogen van passieve reproductie van een vooraf bepaalde hoek in flexie in 5°, 10°, 15°, 20°, en 25°, in een omgeving van gesloten kinetische keten. De onderzoekers konden met de vorige methode geen significante proprioceptieve tekorten vaststellen met betrekking tot de doelhoeken en ten opzichte van het gezonde been. Integendeel, een verminderde proprioceptieve gewaarwording werd geregistreerd in de ledemaat met de prothese met de detectie van passieve bewegingsweg methode.
Dergelijke resultaten werden geregistreerd door Liao en Skinner bij patiënten met onder-knie amputaties, die werden geëvalueerd voor het gevoel van de gewrichtspositie in de ruimte, en de kinesthetische perceptie van het kniegewricht. In dat onderzoek werd geen significante afname van de proprioceptieve informatie geregistreerd door het vermogen van de patiënt te meten om een vooraf bepaalde hoek te reproduceren met het geamputeerde lidmaat, terwijl zelfs in dat onderzoek verminderde waarden van kinesthesie die het geamputeerde lidmaat karakteriseren, ook worden gedetecteerd.
Het lijkt erop dat mensen met boven-knie amputaties het verlies van het kniegewricht en het daaropvolgende verlies van de mechanoreceptoren compenseren, via alternatieve mechanismen die het gevoel van het kunstkniegewricht bewaken.
Deze mechanismen omvatten waarschijnlijk het heupgewricht en de cutane receptoren van de stomp die impulsen ontvangen van de druk die door de prothese wordt uitgeoefend .
Het proprioceptieve vermogen dat in deze studie werd gepresenteerd nam toe, wanneer gerelateerd aan de tijd die verstreek tussen de amputatie en het plaatsen van de prothese, een feit dat de ontwikkeling suggereert van compenserende mechanismen van het verlies van de anatomische structuren die de proprioceptieve sensatie van het onderste lidmaat versterken naarmate de tijd verstrijkt.
De rol van de aangrenzende gewrichten in het onderhoud van de kinesthetische informatie lijkt zeer belangrijk te zijn. Dhillon et al. rapporteerden, bij patiënten met amputatie boven de elleboog, minstens 4 jaar geleden, dat de resterende functionele verbindingen levensvatbaar zijn of in staat zijn te herstellen na inspanning. Bovendien blijken sensorische neuronen resistenter te zijn dan motorische neuronen. Proprioceptie, zelfs verminderd, bleek in staat zich te herstellen, zelfs bij oude amputaties .
Verbetering van de proprioceptie na langdurig gebruik van de prothese blijkt uit de resultaten van deze studie, aangezien oudere patiënten met langdurige plaatsing van de prothese verbeterde waarden in de metingen presenteerden.
In het geval van een boven-knie amputatie is er verlies van de knie en van een aanzienlijk aantal mechanoreceptoren die de proprioceptieve sensatie van het onderste lidmaat ondersteunen . Bovendien is de proprioceptie van de quadriceps en de hamstrings ook verstoord .
Het falen om proprioceptieve tekorten te detecteren met de methode die in dit werk is gebruikt, in tegenstelling tot andere methoden die kinesthesie meten, is waarschijnlijk te wijten aan de verschillende neurale mechanismen die worden geactiveerd tijdens de reproductie van de vooraf bepaalde hoek van 15° flexie die in de hier gebruikte studie wordt gebruikt .
Het revalidatieprogramma dat na een amputatie wordt gevolgd, beïnvloedt het uiteindelijke resultaat van de proprioceptieve sensatie die in het geamputeerde onderste lidmaat wordt gepresenteerd. Er zijn talrijke fysiotherapeutische benaderingen die zich richten op verschillende aspecten van revalidatie zoals proprioceptieve verbetering of herstel van spierkracht. In deze studie volgden de deelnemers niet hetzelfde revalidatieprogramma, een feit dat tot op zekere hoogte de resultaten van dit werk kan beïnvloeden.
Een ander zwak punt van de studie is de heterogeniteit van de steekproef wat betreft de leeftijd en het geslacht van de patiënten en het feit dat de vereiste metingen werden uitgevoerd in een ziekenhuis en niet in een fysieke functionele omgeving.
Verder gerandomiseerd onderzoek is nodig voor de exploratie van het complexe fenomeen van proprioceptie van de onderste extremiteit na een amputatie en plaatsing van een kunstgewricht, met verschillende methoden die de verschillende componenten van proprioceptie meten in een omgeving die zo dicht mogelijk bij het normale lopen ligt.