건강한 여성의 경골 연골 부피와 뼈 크기에 대한 무릎 내전 모멘트의 효과

추상

목표. 비정상적으로 높은 무릎 내전근 모멘트가 무릎 골관절염을 가진 사람들의 보행 패턴의 특징이라는 상당한 증거가 있습니다. 이 연구의 목적은 걸음 걸이,그리고 내측 및 측면 경골 뼈의 크기와 건강 한 여성에서 연골 볼륨의 초기 및 후기 자세 단계 동안 피크 무릎 내전 순간 사이의 관계를 검사 했다.

방법. 3 차원 바이콘 보행 분석 및 자기 공명 영상(자기 공명 영상)무릎 관절이없는 20 명의 건강한 여성에서 수행되었습니다. 외부 무릎 내전 모멘트는 지배적 인 다리의 내측 및 외측 경골 뼈 크기 및 연골 부피와 관련이 있습니다.

결과. 무릎 내전 모멘트는 내측 경골 고원의 뼈 크기와 유의 한 상관 관계가 있지만 측면 고원의 뼈 크기와 관련이 없습니다. 무릎 내전 모멘트와 내측 또는 외측 경골 연골 부피 사이에는 관계가 관찰되지 않았습니다.

결론. 무릎 내전 순간 내측 경골 고원의 뼈 크기와 긍정적으로 연관되었지만,그것은 건강한 여성의 그 구획에 연골 볼륨에 거의 영향을 미칠 것으로 나타났다. 무릎 내전 모멘트의 효과는 건강한 피험자에 비해 무릎 내전이 확립 된 피험자에 비해 다를 수 있습니다.

관절 연골을 통해 증가 지역 부하 무릎 관절염의 병 인에 중요 한 요소가 될 것으로 생각 된다,비록 생체 역학 요인,연골 볼륨 및 건강 하 고 관절염 무릎 관절에서 뼈 크기 사이의 관계는 불분명 하다. 증가 된 기계적 부하 대뇌 피질과 해면 뼈에 적응을 일으키는 반면,부하와 연골 볼륨 사이의 연관성은 투기 적으로 남아 있습니다.

무릎 내전 모멘트의 역할이 점점 더 잘 이해되고 있다. 무릎 내전 모멘트는 보행시 무릎 관절의 중심에 내측 전달 지상 반력의 조합에 의해 생성되고,관절의 중심에서이 힘의 수직 거리. 이 순간은 경골 대퇴 관절을 부가하여 내측 구획 압력을 증가시키는 경향이 있으며,무릎 관절이있는 사람들은 보행 패턴에서 정상적인 피크 무릎 내전 순간보다 큰 것으로 나타났습니다. 또한 경골 대퇴골이 확립 된 사람들은 정상 피험자에 비해 경골 대퇴 연골 부피가 감소했으며 매년 중요한 관절 무릎 연골을 잃는 것으로 나타났습니다. 그러나,연골 손실의 결정 요인 보행 중 무릎 내전 순간 건강 하 고 관절염 무릎 관절 연골 볼륨에 분산의 일부를 설명 하는 데 도움이 될 수 있지만 불분명 남아 있습니다. 또한,보행 중 과도한 무릎 내전 순간이 부분적으로 내측 경골 고원이 측면 고원보다 큰 뼈 크기를 갖는 이유를 설명 할 수 있습니다.

무릎 내전 모멘트의 증가와 연골 부피 감소는 무릎 관절의 중증도와 관련이 있지만,이전의 연구는 건강한 무릎 관절 또는 관절염에서 무릎 내전 모멘트와 경골 연골 부피 사이의 관계를 설명하지 못했습니다. 무릎 내전 순간,경골 연골 볼륨 및 정상적인 과목에서 뼈 크기 사이의 관계를 탐구,우리는 20 건강 한 여성의 운동 패턴을 조사 했다.

방법

대상

건강한 노화에 대한 기존 연구에 참여한 20 명의 여성이 장 헤일스센터(여성 건강 클리닉)와 지역 언론 광고를 통해 모집되었습니다. 이 연구는 알프레드 병원,콜필드 병원 및 라 트 로브 대학 윤리위원회의 승인을 받았습니다.

제외 기준은 무릎 오오 또는 의학적 치료가 필요한 증상의 병력,검사 전 달 1 일 이상 무릎 통증,오오의 방사선 학적 증거,염증성 관절염,계획 또는 이전 무릎 관절 교체,악성 종양,골절 지난 10 년,자기 공명 영상(예:심장 박동기,대뇌 동맥류 클립,인공 와우,전략적 위치에 파편의 존재,눈의 금속 및 밀실 공포증),장치 및 반 마비.

장치 및 절차

보행 분석은 호주 라 트로브 대학교 근골격계 연구 센터의 보행 실험실에서 수행되었습니다. 여섯 카메라 바이콘 모션 분석 시스템(옥스포드 메트릭(주),옥스포드,영국)지배적 인 다리에 네 걷는 시험 동안 3 차원 운동 학적 데이터를 캡처하는 데 사용되었다. 각 피험자가 선호하는 발로 차는 다리가 지배적 인 다리로 지명되었습니다. 지상 반동력은 키 슬러 9281 힘 플랫폼(키 슬러 계측기,윈터 투어스위스). 역 동적 분석’연결'(옥스포드 메트릭,옥스포드,영국),이전에 제안 된 모델을 기반으로 공동 모멘트 관절의 원위 세그먼트에 있는 직교 축 시스템에 대 한 계산을 사용 하 여 수행 했다. 아 시스 간(전방 상 장골 척추)거리는 캘리퍼를 사용하여 측정되어 고관절 센터의 내측–외측 및 근위–원위 좌표를 이전에 설명한 방법으로 결정합니다. 고관절의 전방-후방 좌표를 제공했다. 무릎 정렬 장치(카드)무릎 관절 축을 계산 하는 데 사용 되었고 경골 비틀림 임상 검사에서 측정 했다. 허벅지의 관상 평면은 엉덩이 관절 센터,무릎 마커 및 측면 카드 마커를 포함하는 평면으로 정의되었습니다. 정강이의 관상 평면에는 무릎 관절 중심과 측면 말단 마커가 포함되어 있습니다. 무릎 및 발목 관절 축에 의해 형성된 각도는 경골 비틀림을 측정했습니다.

피험자는 이전에 설명한 바와 같이 인구 통계 학적 데이터 및 신체 활동을 포함하는 설문지를 작성했습니다. 체질량 지수(체질량 지수/신장 2 킬로그램/평방 미터)는 한 쌍의 전자 저울을 사용하여 가장 가까운 0.1 킬로그램(신발 및 부피가 큰 옷을 제거한 것)으로 체중을 측정하고 스타 디오 미터를 사용하여 가장 가까운 0.1 센티미터(신발을 제거한 것)로 높이를 측정하여 계산되었습니다.

자기 공명 영상은 각 피험자의 우성 무릎에 대해 수행되었다. 무릎 연골 볼륨은 이전에 설명한 바와 같이 오시리스 소프트웨어(제네바 대학)를 사용하여 독립적 인 워크 스테이션에서 이미지 처리에 의해 결정되었습니다. 무릎은 같은 1 에 시상 비행기에서 이미징되었다.5-전신 자기 공명 장치(시그나 어드밴티지 에스피드 창 의료 시스템 밀워키,위스콘신)상업용 수신 전용 말단 코일을 사용합니다. 내측 및 외측 경골 고원 뼈 크기(표면적)는 축 평면에서 다시 포맷 된 입력 이미지에서 등방성 볼륨을 생성하여 결정되었으며 고원 뼈 크기는 이전에 설명한 바와 같이 이러한 이미지에서 직접 측정되었습니다. 내측 및 외측 경골 고원 크기에 대한 변동 계수는 2.3 과 2 였습니다.4%,각각,및 내측 및 외측 연골 부피 측정의 측정에 대한 변이 계수는 각각 3.2 및 2.7%였다.

통계 분석

피어슨의 상관 관계는 초기 및 후기 자세,내측 및 외측 경골 뼈 크기 및 연골 부피 동안 최고 무릎 내전 모멘트 사이의 관계를 검사하는 데 사용되었습니다. 계수를 계산하기 전에 연관의 산점도에서 두 변수의 비정상성,연관의 비선형성 및 외곽 관측치와 같이 해석을 방해하는 피쳐를 검사했습니다. 오른쪽과 왼쪽 다리를 결합 하 여 무릎과 낮은 사지의 비대칭 정렬에 대 한 잠재력 사이의 독립을 인정 하는 데 실패 이후 지배적인 다리에 대 한 모든 분석을 수행 했다. 지배적인 다리를 선택 하 여 우리는 특정 주제 보다는 특정 공동 수 있는 변수에 대 한 제어를 시도. 결과 피 값 0.05 미만(두 꼬리)통계적으로 유의 한 것으로 간주 되었다. 모든 분석은 다음과 같이 수행되었습니다.

결과

20 참여 여성의 평균 연령은 61.0 이었다. 체질량 지수는 평균 체질량 지수의 25.3%,체질량 지수의 4.2%,체질량 지수의 25.3%였다. 현재 신체 활동의 평균 수준은 7.7 2.4(0-12 의 척도로 0 은 신체 활동을 나타내지 않음)였습니다. 무릎 내전 모멘트,뼈 크기 및 연골 부피에 대한 평균 크기 및 표준 편차는 표 1 에 나와 있습니다.

무릎 내전 모멘트와 경골 뼈 크기

늦은 자세 중 최고 무릎 내전 모멘트는 내측 경골 뼈 크기와 유의하게 관련되었다(아르 자형=0.63,피=0.004). 이 관계는 임시 본 페로 니 조정 후 유의하게 유지되었습니다(1,006=0.006). 늦은 자세와 측면 경골 뼈 크기 동안 무릎 내전 순간 사이에 유의 한 상관 관계가 관찰되지 않았습니다. 초기 자세 동안 피크 내전 순간 내측 또는 측면 경골 뼈 크기와 크게 연관 되지 않았습니다. 연령,체질량 지수 및 신체 활동에 대한 조정은 표 2 에 제시된 결과를 변경하지 않았다.

무릎 내전 모멘트와 경골 연골 부피

조기 또는 후기 자세 동안 발생하는 피크 내전 모멘트와 연령,체질량 지수 및 신체 활동에 대한 조정 전 및 조정 후 내측 또는 외측 경골 연골 부피 사이에는 유의 한 상관 관계가 관찰되지 않았다. 이러한 결과는 표 2 에 나와 있습니다.

토론

우리의 지식으로,이것은 건강한 여성의 무릎 내전 순간,경골 뼈 크기 및 연골 부피 사이의 관계를 설명하는 첫 번째 연구입니다. 무릎 내전 모멘트는 걷는 동안 내측 경골 대퇴 구획을 통과하는 총 무릎 관절 부하의 70%에 큰 기여를 제공하지만,이러한 결과는 순간이 건강한 무릎의 연골 부피보다 더 큰 정도로 뼈 크기에 영향을 미치는 것이 좋습니다.

늦은 자세 중 최고 무릎 내전 모멘트는 내측 경골 고원 뼈 크기와 상관 관계가 있었지만 측면 고원은 상관 관계가 없었다. 정상 피험자에서 무릎 내전 모멘트의 크기가 클수록 내측 경골 고원 뼈 크기가 커집니다. 이것은 내측 관절 부하에 대한 무릎 내전 순간의 영향을 입증하고 새로운 뼈 성장의 조절에서 기계적 부하 역할을 지원하는 증거를 제공합니다. 무릎 내전 모멘트와 내측 경골 고원 뼈 크기 사이의 관계가 늦은 자세 동안 분명했지만,이것은 초기 자세 동안 관찰되지 않았습니다. 인대 및 근육과 같은 구조에 의해 제공되는 연조직의 내부 활동이 늦은 자세와 비교하여 초기 자세 동안 내전 순간에 의해 내측 경골 대퇴 구획에 부과되는 압축력을 더 잘 억제하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한,늦은 자세 동안지지 사지에 의해 경험되는 증가 된 하중이 무릎 내전 모멘트와 내측 뼈 크기 사이의 연관성을 매개했을 수 있습니다. 걷는 동안 무릎 내전 순간을 포함하는 복잡한 공간적 및 시간적 상호 작용을 입증하려면 추가 작업이 필요합니다.

우리가 아는 한,다른 두 연구 만이 무릎 내전 모멘트가 무릎의 뼈 적응에 미치는 영향을 조사했습니다. 이들은 무릎 내전 순간 정상 및 관절염 과목에서 근 위 뼈 미네랄 콘텐츠의 측면 비율 내측 단일 최고의 예측 했다. 무릎 내전 순간 뼈 크기 및 건강 하 고 관절염 과목에서 미네랄 콘텐츠를 조절 하는 중요 한 요소가 될 것으로 보인다,하는 동안 근 위 경 골에 뼈 변화와 내전 순간의 관계 영향을 개발의 위험 세로 연구에 의해 검사 해야 합니다.

무릎 내전 모멘트와 내측 또는 외측 경골 연골 부피 사이에는 관계가 관찰되지 않았다. 이전 연구는 내전 순간 및 건강 또는 관절염 과목에서 연골 볼륨 사이의 관계를 조사 했다. 무릎 관절염을 가진 사람들을 조사한 이전의 연구는 더 큰 내전 순간이 더 큰 내측 관절 공간 협착과 관련이 있음을 보여주었습니다. 그러나 무릎 관절 공간은 반월판과 같은 다른 구조로 구성되어 있기 때문에 관절 공간 협착이 항상 관절 연골 부피의 유효한 지표는 아닙니다. 그러나,연골 볼륨 오 오의 병 인의 연구에 유용한 측정 될 것입니다 신흥 증거가 있다. 내측 관절 공간이 좁아지는 것은 내측 및 외측 경골 및 슬개골 구획에서 연골 부피가 크게 감소하는 것과 관련이 있음을 보여주었습니다. 또한,골격증은 측면 및 내측 경골 관절 표면적의 상당한 증가와 관련이 있지만 연골 부피의 변화는 아닙니다. 이것은 초기 소아마비의 연골과 뼈 형태의 변화가 서로 독립적이라는 것을 추론할 수 있다. 이 연구는 무릎 내전 모멘트가 건강한 사람의 내측 경골 고원 뼈 크기의 변화와 관련이 있음을 보여 주었음을 감안할 때,뼈 크기가 질병의 개시에 중요한 역할을 할 수 있지만 연골 부피의 변화는 질병 진행을 중재 할 수 있습니다. 질병 발병 전후에 기계적 부하에 대한 연골 및 뼈의 반응을 명확히하기 위해 추가 작업이 필요합니다.

이 연구의 결과는 상대적으로 작은 표본 크기에 의해 제한되지만,우리는 내전근 모멘트가 뼈 크기에 미치는 영향을 보여줄 수있는 충분한 힘을 가지고 있습니다. 그러나 우리의 결과는 연골에 미치는 영향이 뼈에 미치는 영향보다 훨씬 적다는 것을 시사합니다. 이러한 결과가 남성에게 일반화되는 정도는 추가 조사가 필요합니다.

이 연구는 건강한 여성에서 무릎 내전 모멘트와 내측 경골 고원의 크기 사이에 긍정적 인 연관성을 보여 주었지만 내전 모멘트와 내측 연골 부피 사이에는 아무런 관계가 없었다. 무릎 내전근 모멘트는 건강한 피험자의 관절 연골에 다른 영향을 미칠 수 있습니다. 추가 작업은 기계적 부하에 연골의 일반적인 응답을 명료 하 게 하 고 뼈 크기의 변화 질병의 발병 이전 여부를 검사 하는 데 필요한.

저자는 이해 상충을 선언하지 않았습니다.

우리는 식민지 재단,셰퍼드 재단,치료제 및 근골격계 연구 센터 라 트로브 대학교 지원을 인정하고 싶습니다. 우리는 티.바흐,제이. 첸,케이 웹스터 및 제이 한킨은 프로젝트 관리에 대한 귀중한 지원을 제공합니다. 우리는 또한 조사에 참여하도록 자유롭게 시간을 준 피험자들에게 매우 감사드립니다.

저자 노트

역학 및 예방 의학학과,모나 쉬 대학,알프레드 병원,프라란,빅토리아,3181,1 라 트 로브 대학,빅토리아,3086 과 2 진 헤일즈 재단,클레이튼,빅토리아,호주.