effekten av kneet adduksjon moment på tibial brusk volum og benstørrelse hos friske kvinner

Abstract

Mål. Det er betydelig bevis for at et unormalt høyt kne adductor øyeblikk er en karakteristisk for gangart mønstre hos personer med slitasjegikt i kneet (OA). Målet med denne studien var å undersøke forholdet mellom topp kne adduksjon øyeblikk under tidlig og sen holdning faser av gangart, og medial og lateral tibial bein størrelse og brusk volum hos friske kvinner.

Metoder. Tredimensjonale Vicon gangart analyser og magnetisk resonans imaging (MRI) ble utført på 20 friske kvinner uten kne OA. Det ytre kne-adduksjonsmomentet var korrelert med medial og lateral tibial benstørrelse og bruskvolum for det dominerende benet.

Resultater. Knærens adduksjonsmoment korrelerte signifikant med benstørrelsen på medial tibial plateau (r = 0,63, P < 0,005), Men var ikke relatert til benstørrelsen på lateral plateau. Ingen sammenheng ble observert mellom kneet adduksjonsmoment og medial eller lateral tibial brusk volum.

Konklusjoner. Selv om kneadduksjonsmomentet var positivt forbundet med benstørrelsen på medial tibialplatået, syntes det å ha liten effekt på bruskvolumet i det rommet hos friske kvinner. Det kan være at effekten av kneadduksjonsmomentet er forskjellig hos friske personer sammenlignet med de med etablert kne-OA.

selv om økt regional belastning på tvers av leddbrusk antas å være en viktig faktor i patogenesen av knæleddgikt (oa) , er forholdet mellom biomekaniske faktorer, bruskvolum og benstørrelse i friske og artrittiske kneledd uklart. Mens økt mekanisk belastning forårsaker tilpasninger i kortikal og cancellous bein, forblir sammenhengen mellom belastning og brusk volum spekulativ.

rollen til kneadduksjonsmomentet I OA blir bedre forstått. Kneet adduksjon øyeblikk genereres av kombinasjonen av bakken reaksjonskraft, som passerer medial til sentrum av kneleddet under gangart, og vinkelrett avstand av denne kraften fra sentrum av leddet . Dette øyeblikket har en tendens til å adduct tibiofemoral felles, forårsaker en økning i mediale rom trykk, og personer med kne oa har vist større enn normalt topp kne adduksjon øyeblikk i sine gangart mønstre. Videre har personer med etablert tibiofemoral OA redusert tibiofemoral bruskvolum sammenlignet med normale personer og har vist seg å miste betydelig leddbrusk i kneet årlig . Imidlertid forblir determinanter av brusk tap uklart, selv om kneadduksjonsmomentene under gangen kan bidra til å forklare noe av variansen i sunt og artrittisk kneleddbruskvolum. Videre er det mulig at overdreven kneadduksjonsmomenter under gangart delvis kan forklare hvorfor medialt tibialplateau har en større benstørrelse enn det laterale platået.

selv om økte kne-adduksjonsmomenter og reduserte bruskvolumer er forbundet med alvorlighetsgraden av kne-oa , har ingen tidligere studie beskrevet forholdet mellom kneadduksjonsmoment og tibialbruskvolum i friske eller artrittiske kneledd. For å undersøke forholdet mellom kneet adduction øyeblikk, tibial brusk volum og bein størrelse i normale fag, undersøkte vi lokomotoriske mønstre av 20 friske kvinner.

Metoder

Fag

Tjue kvinner involvert i en eksisterende studie av sunn aldring ble rekruttert gjennom Jean Hailes Center (en kvinners helseklinikk) og reklame i lokale medier. Studien ble godkjent Av Alfred Hospital, Caulfield Hospital og la Trobe University etikk komiteer.

eksklusjonskriteriene var en historie med kne-OA eller symptomer som krever medisinsk behandling, eventuelle knesmerter i mer enn 1 dag i måneden før testing, radiografisk bevis PÅ OA, inflammatorisk artritt, planlagt eller tidligere kneleddet erstatning, malignitet, brudd i de siste 10 år, kontraindikasjon TIL MR (f.eks pacemaker, cerebral aneurisme klipp, cochleaimplantat, tilstedeværelse av shrapnel på strategiske steder, metall i øyet og klaustrofobi), manglende evne til å gå 15 m uten bruk av hjelpemidler og hemiparese.

Apparater og prosedyrer

gait analyser ble utført i gait laboratory I Musculoskeletal Research Center, La Trobe University, Australia. Et Seks-kamera Vicon motion analysis system (Oxford Metrics Ltd, Oxford, UK) ble brukt til å fange tredimensjonale kinematiske data under fire gangforsøk på det dominerende benet. Hvert fags foretrukne sparkeben ble nominert som deres dominerende ben. Bakkestyrker ble målt Ved En Kistler 9281 force-plattform (Kistler Instruments, Winterthur, Sveits). Inverse dynamiske analyser ble utført Ved Hjelp Av ‘PlugInGait’ (Oxford Metrics, Oxford, UK), som er basert på en tidligere foreslått modell, for å oppnå fellesmomenter beregnet om et ortogonalt aksesystem plassert i det distale segmentet av en ledd. Inter-ASIS (anterior superior iliac spine) avstand ble målt ved hjelp av en caliper, forårsaker den mediale-laterale og proksimale–distale koordinatene av hofteleddet sentrum for å bli bestemt av metoden tidligere beskrevet . ASIS til større-trochanter måling ga den fremre-posterior koordinat av hofteleddet. En knejusteringsenhet (kad) ble brukt til å beregne kneleddakser og tibial torsjon ble målt fra klinisk undersøkelse. Lårets koronalplan ble definert som flyet som inneholdt hofteleddets senter, knemarkør og lateral kad-markør. Koronal planet av skaftet inneholdt kneleddet sentrum og lateral malleolus markør. Vinkelen dannet av kne-og ankelleddet akser målt tibial vridning.

Fagene fullførte et spørreskjema som inkluderte demografiske data og fysisk aktivitet som tidligere beskrevet . Kroppsmasseindeks (BMI) (vekt/høyde2 i kg/m2) ble beregnet ved å måle vekt til nærmeste 0,1 kg (sko og store klær fjernet) ved hjelp av et enkelt par elektroniske vekter og måle høyde til nærmeste 0,1 cm (sko fjernet) ved hjelp av et stadiometer.

MR ble utført på hvert individs dominante kne. Knebruskvolumet ble bestemt ved bildebehandling på en uavhengig arbeidsstasjon ved Hjelp Av osiris-programvaren (University Of Geneva) som tidligere beskrevet . Knær ble avbildet i sagittalplanet på samme 1.5-T helkropps magnetisk resonansenhet (Signa Advantage HiSpeed Ge Medical Systems Milwaukee, WI) ved hjelp av en kommersiell mottak-bare ekstremitetsspole. Medial og lateral tibial plateau ben størrelser (overflateareal) ble bestemt ved å skape et isotrop volum fra inngangsbildene formatert i aksialplanet og plateau ben størrelse ble direkte målt fra disse bildene som tidligere beskrevet . Variasjonskoeffisientene for medial og lateral tibial platåstørrelse var 2,3 og 2.4%, henholdsvis, og variasjonskoeffisientene for måling av mediale og laterale bruskvolummålinger var henholdsvis 3,2 og 2,7%.

Statistisk analyse

Pearsons korrelasjoner ble brukt til å undersøke forholdet mellom topp kne adduksjon øyeblikk under tidlig og sen holdning, den mediale og laterale tibial ben størrelse, og brusk volum. Før beregning av en koeffisient ble scatterplots av foreningene inspisert for funksjoner som ville hindre tolkning, for eksempel ikke-normalitet av de to variablene, ikke-linearitet av foreningen og ytre observasjoner. Alle analyser ble utført for det dominerende benet siden kombinering av høyre og venstre ben ikke anerkjenner uavhengighet mellom knær og potensialet for asymmetrisk justering av underdelene. Ved å velge det dominerende benet forsøkte vi å kontrollere for variabler som kan være fellesspesifikke snarere enn fagspesifikke. Resultater der Det Var p-verdier på mindre enn 0,05 (to-tailed) ble vurdert å være statistisk signifikante. Alle analyser ble utført MED SPSS (versjon 11.0.1, SPSS, Cary, NC).

Resultater

gjennomsnittsalderen for de 20 deltakende kvinnene var 61,0 ± 5,3 år. Gjennomsnittlig BMI var 25,3 ± 4,2 kg / m2. Gjennomsnittlig nivå på nåværende fysisk aktivitet var 7,7 ± 2,4(på en skala fra 0-12, hvor 0 ikke representerte fysisk aktivitet). Gjennomsnittlig størrelse og standardavvik for kneadduksjonsmomenter, benstørrelser og bruskvolum er presentert I Tabell 1.

Kneadduksjonsmoment og tibial benstørrelse

topp kneadduksjonsmoment under sen holdning var signifikant assosiert med medial tibial benstørrelse (r = 0,63, P = 0,004). Denne relasjonen forble signifikant etter Post-hoc Bonferonni-justeringer (α = 0,006). Ingen signifikant korrelasjon ble observert mellom kneet adduksjon øyeblikk under sen holdning og lateral tibial bein størrelse. Maksimal adduksjonsmoment under tidlig holdning var ikke signifikant forbundet med medial eller lateral tibial benstørrelse. Justering for ALDER, BMI og fysisk aktivitet endret ikke resultatene presentert i Tabell 2.

kneadduksjonsmoment og tibialbruskvolum

det ble ikke observert signifikante korrelasjoner mellom toppadduksjonsmoment som oppstod under tidlig eller sen holdning og medial eller lateral tibialbruskvolum før og etter justering for alder, BMI og fysisk aktivitet. Disse resultatene er presentert I Tabell 2.

Diskusjon

så vidt vi vet er dette den første studien som beskriver forholdet mellom kneadduksjonsmoment, tibial benstørrelse og bruskvolum hos friske kvinner. Selv om kneadduksjonsmomentet gir et stort bidrag til 70% av total kneleddsbelastning som går gjennom medial tibiofemoral-rommet under gang, tyder disse resultatene på at øyeblikket påvirker beinstørrelsen i større grad enn bruskvolum i sunne knær.

topp kne adduksjon øyeblikk under sen holdning var korrelert med den mediale tibial platået bein størrelse, men ikke lateral platået. Jo større størrelsen på kneet adduction øyeblikk i normale fag, jo større mediale tibial platå bein størrelse. Dette underbygger kneadduksjonsmomentets innflytelse på medial leddbelastning og gir bevis som støtter rollen mekanisk belastning spiller i reguleringen av ny benvekst . Selv om en sammenheng mellom kneet adduksjon øyeblikk og mediale tibial platå benstørrelse var tydelig under sen holdning, dette ble ikke observert under tidlig holdning. Det kan være at intern aktivitet av bløtvev som leveres av strukturer som ledbånd og muskler, bidrar til å bedre begrense trykkraften som pålegges det mediale tibiofemorale rommet ved adduksjonsmomentet under tidlig holdning, sammenlignet med sen holdning. Videre kan det være at den økte belastningen opplevd av støttebenet under sen holdning formidlet sammenhengen mellom knæradduksjonsmomentet og medialbenstørrelsen. Videre arbeid er nødvendig for å underbygge den komplekse romlige og tidsmessige samspillet som involverer knærens adduksjonsmoment under gangavstand .

så vidt vi vet har bare to andre studier undersøkt påvirkning av kneadduksjonsmomentet på bentilpasning i kneet. Disse viste at kneadduksjonsmomentet var den beste prediktoren for det mediale til laterale forholdet mellom proksimalt benmineralinnhold hos normale og artrittiske personer . Mens kneadduksjonsmomentet ser ut til å være en viktig faktor som regulerer beinstørrelse og mineralinnhold hos friske og artrittiske fag, må adduksjonsmomentets forhold til benete endringer i proksimal tibia påvirke risikoen for å utvikle OA, undersøkes ved longitudinelle studier.

det ble ikke observert noen sammenheng mellom kneadduksjonsmoment og medial eller lateral tibial bruskvolum. Ingen tidligere studie har undersøkt forholdet mellom adduksjonsmoment og bruskvolum hos friske eller artrittiske personer. Tidligere studier som undersøkte personer med kne-OA viste at et større adduksjonsmoment var forbundet med større medial fellesrom innsnevring . Men fordi kneleddet plass består av andre strukturer som menisci, er felles plass innsnevring ikke alltid en gyldig indikator på leddbrusk volum . Det er imidlertid fremvoksende bevis på at bruskvolum vil være et nyttig mål i studier av patogenesen AV OA . En fersk studie som undersøkte forsøkspersoner med tidlig radiografisk OA viste at innsnevring av det mediale leddrommet var forbundet med betydelige reduksjoner i bruskvolum i både medial-og lateral tibial-og patella-rom . Videre var osteofytose forbundet med betydelig økning i lateral og medial tibial felles overflateareal, men ikke med endring i bruskvolum . Dette kan antyde at endringene i brusk og bein morfologi i tidlig OA er uavhengige av hverandre. Gitt at denne studien viste at kneadduksjonsmomentet var assosiert med en endring i medial tibial plateau benstørrelse hos friske mennesker, kan det være at benstørrelse spiller en rolle i oppstart av sykdom, mens endringer i bruskvolum kan mediere sykdomsprogresjon. Videre arbeid er nødvendig for å belyse responsen av brusk og bein til mekanisk belastning før og etter sykdomsutbrudd.

funnene i denne studien er begrenset av den relativt små prøvestørrelsen, selv om vi hadde tilstrekkelig kraft til å vise effekten av adductormoment på benstørrelse. Våre resultater tyder imidlertid på at effekten på brusk, om noen, er betydelig mindre enn effekten på bein. I hvilken grad disse funnene generaliserer til menn, vil det kreve ytterligere undersøkelser.

selv om denne studien har vist en positiv sammenheng mellom kneadduksjonsmomentet og størrelsen på det mediale tibialplatået hos friske kvinner, var det ingen sammenheng mellom adduksjonsmomentet og medialt bruskvolum. Det kan være at kneet adductor øyeblikk har en annen effekt på leddbrusk hos friske personer sammenlignet med de med etablert kne oa. Videre arbeid er nødvendig for å belyse den typiske responsen av brusk til mekanisk belastning og undersøke om endringer i benstørrelse predate utbruddet av sykdommen.

forfatterne har erklært ingen interessekonflikter.

Vi vil gjerne takke Colonial Foundation, Shepherd Foundation, CCRE (Therapeutics) og Musculoskeletal Research Centre La Trobe University for støtte. Vi er takknemlige For T. Bach, J. Wittwer, D. Chen, K. Webster og J. Hankin for deres verdifulle hjelp i prosjektledelse. Vi er også veldig takknemlige for de fagene som ga så fritt av sin tid til å delta i undersøkelsen.

Forfatter notater

Institutt For Epidemiologi Og Forebyggende Medisin, Monash University, Alfred Hospital, Prahran, Victoria, 3181, 1la Trobe University, Victoria, 3086 og 2Jean Hailes Foundation, Clayton, Victoria, Australia.