polven adduktiomomentin vaikutus sääriruston tilavuuteen ja luun kokoon terveillä naisilla

Abstrakti

tavoitteet. On olemassa huomattavaa näyttöä siitä, että poikkeuksellisen korkea polven adduktor moment on ominaisuus kävelytottumusten henkilöiden polven nivelrikko (OA). Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia terveillä naisilla polven huippukohdan adduktiohetkeä kävelyn alku-ja myöhäisvaiheen aikana sekä sääriluun mediaalista ja lateraalista luun kokoa ja rustotilavuutta.

menetelmät. Kolmiulotteiset Vicon-kävelyanalyysit ja magneettikuvaus (MRI) tehtiin 20 terveelle naiselle, joilla ei ollut polven nivelrikon oireita. Polven ulkoinen adduktiohetki korreloi sääriluun mediaalisen ja lateraalisen luun kokoon ja ruston tilavuuteen hallitsevassa jalassa.

tuloksia. Polven adduktiomomentti korreloi merkitsevästi sääriluun mediaalisen tasanteen luun kokoon (r = 0, 63, P < 0, 005), mutta ei ollut yhteydessä lateraalisen tasanteen luun kokoon. Polven adduktiohetken ja sääriluun mediaalisen tai lateraalisen rustotilavuuden välillä ei havaittu yhteyttä.

päätelmät. Vaikka polven adduktiohetki oli positiivisesti yhteydessä mediaalisen sääriluun tasanteen luun kokoon, sillä ei näyttänyt olevan juurikaan vaikutusta kyseisen osaston rustotilavuuteen terveillä naisilla. Voi olla, että polven adduktiohetken vaikutus eroaa terveillä henkilöillä verrattuna niihin, joilla on todettu polven OA.

vaikka nivelruston lisääntyneen alueellisen kuormituksen uskotaan olevan tärkeä tekijä polven nivelrikon patogeneesissä , biomekaanisten tekijöiden, ruston tilavuuden ja luun koon välinen suhde terveissä ja nivelrikkoisissa polvinivelissä on epäselvä. Siinä missä lisääntynyt mekaaninen kuormitus aiheuttaa sopeutumista kortikaaliseen ja syöpyvään luuhun, kuormituksen ja rustotilavuuden välinen yhteys on edelleen spekulatiivinen.

polven adduktiohetken merkitys OA: ssa alkaa hahmottua paremmin. Polven adduktiomomentti syntyy maareaktiovoiman, joka kulkee mediaalisesti polvinivelen keskustaan kävelyn aikana, ja tämän voiman kohtisuoran etäisyyden yhdistelmästä nivelen keskustasta . Tällä hetkellä on taipumus adduct tibiofemoral yhteinen, aiheuttaa kasvua mediaalinen osasto paine, ja ihmiset polven OA ovat osoittaneet normaalia suurempi huippu polven adduction hetkiä niiden kävelykuviot. Lisäksi potilailla, joilla on todettu sääriofemoraalinen nivelrusto, tibiofemoraalisen rustotilavuus on pienentynyt normaaleihin koehenkilöihin verrattuna ja polven nivelruston on osoitettu häviävän vuosittain merkittävästi . Kuitenkin, taustatekijät ruston menetys ovat edelleen epäselviä, vaikka polven adduction hetkiä kävelyn aikana voi auttaa selittämään joitakin varianssi terve ja artriittinen polven nivelruston tilavuus. Lisäksi on mahdollista, että liiallinen polven adduktion hetkiä kävelyn aikana voi osittain selittää, miksi mediaalinen sääriluun tasanne on suurempi luun koko kuin lateral tasanne.

vaikka lisääntynyt polveen kohdistuva adduktiohetki ja vähentynyt rustotilavuus ovat yhteydessä polven nivelrikon vakavuuteen , missään aiemmassa tutkimuksessa ei ole kuvattu polven adduktiohetken ja sääriluun rustotilavuuden välistä suhdetta terveissä tai artriittisissa polvinivelissä. Tutkiaksemme polven adduktiohetken, sääriluun ruston tilavuuden ja luun koon välisiä suhteita normaaleilla koehenkilöillä tutkimme 20 terveen naisen liikuntakykyä.

menetelmät

koehenkilöt

kaksikymmentä naista, jotka osallistuivat olemassa olevaan tutkimukseen terveestä ikääntymisestä, rekrytoitiin Jean Hailes Centren (Naistenklinikka) ja paikallisen median mainonnan kautta. Tutkimuksen hyväksyivät Alfred Hospital, Caulfield Hospital ja La Troben yliopiston eettiset komiteat.

poissulkukriteereinä olivat aiempi polven nivelrikko tai hoitoa vaatineet oireet, kaikki polvikivut yli vuorokauden ajan testiä edeltäneen kuukauden aikana, radiologiset todisteet nivelrikon esiintymisestä, tulehduksellinen niveltulehdus, suunniteltu tai aiempi polvinivelen tekonivelleikkaus, maligniteetti, murtuma viimeisen 10 vuoden aikana, vasta-aihe magneettikuvaukselle (esim.sydämentahdistin, aivoaneurysman pidike, sisäkorvaistute, sirpaleet strategisissa paikoissa, metalli silmässä ja klaustrofobia), kyvyttömyys kävellä 15 m ilman apuvälineitä laitteet, ja hemipareesi.

laite ja toimenpide

Kävelyanalyysit tehtiin la Troben yliopiston tuki-ja liikuntaelimistön tutkimuskeskuksen kävelylaboratoriossa Australiassa. Kuuden kameran Vicon-liikeanalyysijärjestelmää (Oxford Metrics Ltd, Oxford, UK) käytettiin kolmiulotteisen kinemaattisen datan kuvaamiseen neljän hallitsevalla jalalla tehdyn kävelykokeen aikana. Kunkin koehenkilön suosima potkujalka nimettiin heidän hallitsevaksi jalakseen. Maareaktiovoimia mitattiin Kistler 9281-voimalavalla (Kistler Instruments, Winterthur, Sveitsi). Käänteisdynaamiset analyysit tehtiin käyttämällä aiemmin ehdotettuun malliin perustuvaa ”PlugInGait” – menetelmää (Oxford Metrics, Oxford, UK), jotta saatiin liitoksen distaalijakauksessa sijaitsevasta ortogonaalisesta akselijärjestelmästä lasketut liitosmomentit. Inter-ASIS (anterior superior suoliluun selkäranka) etäisyys mitattiin käyttäen pohjusta, jolloin lonkkanivelen Keskuksen mediaalinen–lateraalinen ja proksimaalinen–distaalinen koordinaatit määritettiin aiemmin kuvatulla menetelmällä . ASIS-suurtrochanter-mittauksella saatiin lonkkanivelen etu-ja posteriorinen koordinaatti. Polvinivelakselien laskemiseen käytettiin polven linjauslaitetta (kad) ja sääriluun vääntöä mitattiin kliinisistä tutkimuksista. Reiden koronatasoksi määriteltiin taso, joka sisältää lonkkanivelen keskikohdan, polvituen ja lateraalisen KAD-Tussin. Varren koronatasossa oli polvinivelen keskiosa ja sivusuunnassa malleolus-merkki. Polven ja nilkan nivelakselien muodostamasta kulmasta mitattiin sääriluun vääntöä.

koehenkilöt täyttivät kyselyn, joka sisälsi väestötietoja ja liikuntaa edellä kuvatulla tavalla . Painoindeksi (BMI) (paino/korkeus2 kg/m2) laskettiin mittaamalla paino lähimpään 0,1 kg: aan (kengät ja kookkaat vaatteet poistettu) yhdellä elektronisella vaa ’ alla ja mittaamalla korkeus lähimpään 0,1 cm: iin (kengät poistettu) stadiometrillä.

magneettikuvaus tehtiin kunkin koehenkilön dominoivasta polvesta. Polven rustotilavuus määritettiin kuvankäsittelyllä itsenäisellä työasemalla käyttäen Osiris-ohjelmistoa (Geneven yliopisto) kuten aiemmin on kuvattu . Polvet kuvattiin sagittaalitasossa samalla 1.5 – T kokovartalomagneettinen resonanssiyksikkö (Signa Advantage HiSpeed GE Medical Systems Milwaukee, WI), joka käyttää kaupallista vain vastaanottavaa raajakelaa. Sääriluun mediaalinen ja lateraalinen tasankoluukoko (pinta-ala) määritettiin luomalla isotrooppinen tilavuus aksiaalitasossa uudelleenmuotoilluista syöttökuvista, ja tasankoluun koko mitattiin suoraan näistä kuvista, kuten edellä on kuvattu . Sääriluun mediaalisen ja lateraalisen tasankokoon variaatiokertoimet olivat 2, 3 ja 2.Mediaalisen ja lateraalisen rustotilavuuden mittauksessa variaatiokertoimet olivat 4% ja vastaavasti 3, 2% ja 2, 7%.

tilastollisessa analyysissä

Pearsonin korrelaatioita käytettiin tutkittaessa polven piikin adduktiohetken suhdetta varhaisen ja myöhäisen asennon aikana, sääriluun mediaalista ja lateraalista kokoa sekä rustotilavuutta. Ennen kertoimen laskemista assosiaatioiden sirontapilvet tarkastettiin tulkintaa haittaavien piirteiden, kuten kahden muuttujan epätavanomaisuuden, assosiaation epälineaarisuuden ja poikkeavien havaintojen varalta. Kaikki analyysit tehtiin hallitsevalle jalalle, koska oikean ja vasemman jalan yhdistäminen ei tunnusta polvien välistä itsenäisyyttä eikä alaraajojen epäsymmetrisen linjauksen mahdollisuutta. Valitsemalla hallitseva jalka, yritimme hallita muuttujia, jotka voivat olla yhteisiä erityisiä eikä subjekti erityisiä. Tuloksia, joissa P-arvot olivat alle 0, 05 (kaksihäntäiset), pidettiin tilastollisesti merkitsevinä. Kaikki analyysit tehtiin käyttäen SPSS: ää (versio 11.0.1, SPSS, Cary, NC).

tulokset

20 osallistuneen naisen keski-ikä oli 61, 0 ± 5, 3 vuotta. Keskimääräinen painoindeksi oli 25, 3 ± 4, 2 kg / m2. Nykyisen fyysisen aktiivisuuden keskiarvo oli 7,7 ± 2,4 (asteikolla 0-12, jossa 0 ei merkinnyt mitään fyysistä aktiivisuutta). Polven adduktiomomenttien, luun koon ja rustotilavuuden keskimääräiset magnitudit ja keskihajonnat on esitetty taulukossa 1.

polven adduktiomomentti ja sääriluun koko

polven adduktiomomentti myöhäisen asennon aikana oli merkitsevästi yhteydessä sääriluun mediaaliseen kokoon (r = 0, 63, P = 0, 004). Tämä suhde säilyi merkittävänä Bonferonnin jälkeisten tarkistusten jälkeen (α = 0, 006). Polven adduktiohetken ja sääriluun lateraalisen koon välillä ei havaittu merkittävää korrelaatiota myöhäisen asennon aikana. Piikin adduktiohetki varhaisen virityksen aikana ei ollut merkitsevästi yhteydessä sääriluun mediaaliseen tai lateraaliseen kokoon. Iän, painoindeksin ja fyysisen aktiivisuuden huomioon ottaminen ei muuttanut taulukossa 2 esitettyjä tuloksia.

polven adduktiomomentti ja sääriluun rustotilavuus

ei havaittu merkitseviä korrelaatioita varhaisen tai myöhäisen asennon aikana esiintyvän topaduktiomomentin ja sääriluun mediaalisen tai lateraalisen rustotilavuuden välillä ennen iän, painoindeksin ja fyysisen aktiivisuuden säätöä ja sen jälkeen. Tulokset on esitetty taulukossa 2.

Keskustelu

tietääksemme tämä on ensimmäinen tutkimus, joka kuvaa polven adduktiohetken, sääriluun koon ja rustotilavuuden välistä suhdetta terveillä naisilla. Vaikka polven adduktiomomentti vaikuttaa merkittävästi siihen, että 70 prosenttia polven nivelen kokonaiskuormituksesta kulkee kävelyn aikana mediaalisen sääriluun alaosaston läpi, nämä tulokset viittaavat siihen, että momentti vaikuttaa luun kokoon enemmän kuin ruston tilavuus terveissä polvissa.

polven adduktion huippuhetki myöhäisen asennon aikana korreloi sääriluun mediaalisen tasanteen luun koon kanssa, mutta ei lateraalisen tasanteen kanssa. Mitä suurempi polven adduktion momentti on normaaleilla koehenkilöillä, sitä suurempi on sääriluun mediaalinen tasanneluunkoko. Tämä osoittaa polven adduktiomomentin vaikutuksen mediaaliseen nivelkuormitukseen ja tarjoaa näyttöä mekaanisen kuormituksen roolista uuden luun kasvun säätelyssä . Vaikka yhteys polven adduktiohetken ja sääriluun mediaalisen tasanteen luun koon välillä oli ilmeinen myöhäisen asennon aikana, tätä ei havaittu varhaisen asennon aikana. Saattaa olla, että rakenteiden, kuten nivelsiteiden ja lihasten, tarjoamien pehmytkudosten sisäinen toiminta auttaa paremmin hillitsemään puristusvoimaa, joka kohdistuu mediaaliseen tibiofemoraaliosastoon sidontamomentin aikana varhaisen virityksen aikana, verrattuna myöhäiseen viritykseen. Lisäksi voi olla, että tukiraajan myöhäisessä asennossa kokema lisääntynyt kuormitus välitti polven adduktiohetken ja mediaalisen luun koon välistä yhteyttä. Lisätyötä tarvitaan, jotta voidaan osoittaa monimutkainen spatiaalinen ja ajallinen vuorovaikutus, johon liittyy polven adduktiohetki kävelyn aikana .

tietääksemme vain kahdessa muussa tutkimuksessa on tarkasteltu polven adduktiohetken vaikutusta luun sopeutumiseen polvessa. Nämä osoittivat, että polven adduktiohetki oli paras yksittäinen proksimaalisen luun mineraalipitoisuuden mediaalisen ja lateraalisen suhteen ennustaja normaaleilla ja niveltulehduspotilailla . Polven adduktiomomentti näyttää olevan tärkeä luun kokoa ja mineraalipitoisuutta säätelevä tekijä terveillä ja nivelrikkoisilla henkilöillä, mutta vaikuttaako adduktiomomentin suhde proksimaalisen sääriluun luisiin muutoksiin OA: n kehittymisen riskiin, on tutkittava pitkittäistutkimuksilla.

polven adduktiomomentin ja sääriluun mediaalisen tai lateraalisen rustotilavuuden välillä ei havaittu yhteyttä. Missään aiemmassa tutkimuksessa ei ole tutkittu adduktiohetken ja rustotilavuuden välistä suhdetta terveillä tai nivelrikkoisilla koehenkilöillä. Aiemmat tutkimukset, joissa tutkittiin ihmisiä, joilla oli polven nivelrikko, osoittivat, että suurempi adduktiohetki liittyi suurempaan mediaaliseen nivelvälin ahtaumaan . Koska polven nivelväli koostuu kuitenkin muista rakenteista, kuten meniskeistä, nivelvälin kaventuminen ei aina ole pätevä nivelruston tilavuuden mittari . On kuitenkin olemassa uutta näyttöä siitä, että rustotilavuus on hyödyllinen mittari OA: n patogeneesiä koskevissa tutkimuksissa . Äskettäin tehdyssä tutkimuksessa, jossa tutkittiin potilaita, joilla oli varhainen RÖNTGENOLOGINEN nivelrikko, osoitettiin, että mediaalinen nivelvälin ahtauma liittyi ruston tilavuuden huomattavaan vähenemiseen sekä mediaalisissa että lateraalisissa sääri-ja polvilumpiolokeroissa . Osteofytoosiin liittyi lisäksi sääriluun lateraalisen ja mediaalisen nivelen pinta-alan huomattava kasvu, mutta ei rustotilavuuden muutos . Tästä voi päätellä, että nivelrikon varhaisvaiheen rusto-ja luumorfologian muutokset ovat toisistaan riippumattomia. Koska tämä tutkimus osoitti, että polven adduktiohetki liittyi terveillä ihmisillä sääriluun mediaalisen tasanteen luun koon muutokseen, voi olla, että luun koolla on merkitystä sairauden alkamisessa, kun taas rustotilavuuden muutokset voivat välittää taudin etenemistä. Lisätyötä tarvitaan ruston ja luun mekaaniseen kuormitukseen kohdistuvan vasteen selventämiseksi ennen taudin puhkeamista ja sen jälkeen.

tämän tutkimuksen tuloksia rajoittaa suhteellisen pieni otoskoko, vaikka meillä oli riittävästi tehoa osoittamaan adduktorimomentin vaikutus luun kokoon. Tuloksemme viittaavat kuitenkin siihen, että vaikutus rustoon, jos se on olemassa, on huomattavasti pienempi kuin vaikutus luuhun. Se, missä määrin nämä havainnot yleistyvät miehille, vaatii lisätutkimuksia.

vaikka tämä tutkimus osoitti terveillä naisilla positiivisen yhteyden polven adduktiohetken ja sääriluun mediaalisen tasanteen koon välillä, adduktiohetken ja mediaalisen rustotilavuuden välillä ei ollut mitään yhteyttä. Voi olla, että polven adduktorimomentilla on erilainen vaikutus nivelrustoon terveillä koehenkilöillä kuin niillä, joilla on todettu polven nivelrusto. Lisätyötä tarvitaan ruston tyypillisen vasteen selventämiseksi mekaaniseen kuormitukseen ja sen tutkimiseksi, ovatko luun koon muutokset ennen taudin puhkeamista.

tekijät ovat ilmoittaneet, ettei heillä ole eturistiriitoja.

haluamme antaa tukea Colonial Foundationille, Shepherd Foundationille, CCRE: lle (Therapeutics) ja tuki-ja liikuntaelinten tutkimuskeskus La Trobe Universitylle. Olemme kiitollisia T. Bachille, J. Wittwerille, D. Chen, K. Webster ja J. Hankin arvokkaasta avustaan projektinhallinnassa. Olemme myös hyvin kiitollisia koehenkilöille, jotka antoivat niin vapaasti aikaansa osallistua tutkimukseen.

epidemiologian ja ennaltaehkäisevän lääketieteen laitos, Monash University, Alfred Hospital, Prahran, Victoria, 3181, 1LA Trobe University, Victoria, 3086 ja 2jean Hailes Foundation, Clayton, Victoria, Australia.