Stretching positions for the coracohumeral ligament: Strain measurement during passive motion using fresh/frozen cadaver shoulders
Preparation and Specimens
Negen verse/frozen schouder specimens (6 mannen, 3 vrouwen) zonder bewijs van peesruptuur of osteoartritis werden gebruikt in dit experiment. In deze studie, we waargenomen gewrichtskraakbeen van de humeruskop en glenoid fossa van de scapula na het onderzoek, en exemplaren met osteofyten of slijtage van het gewrichtskraakbeen werden uitgesloten. De leeftijd van de specimens bij overlijden varieerde van 79 tot 96 jaar (gemiddeld, 86.3 jaar). Binnen 24 uur na het overlijden werden de specimens overgebracht van regionale ziekenhuizen naar de 2e afdeling Anatomie van onze universiteit. Schouder specimens werden ontleed van de thorax en bewaard in een vriezer bij -20°C. Ontdooien van de schouder exemplaren bij kamertemperatuur (22 ° C) werd gestart 12 uur voor preparation.
De huid, fascia, spieren, zenuwen en vaten werden verwijderd sparen van de rotator cuff en coracohumerale ligament. Bovendien werden het coracoacromiale ligament en het voorste deel van het acromion verwijderd, en het coracohumerale ligament en de pees van supraspinatus werden blootgelegd. Het distale derde deel van de humerus werd blootgelegd, en een acrylstaafje werd loodrecht op de humerusschacht geplaatst, om de richting van de onderarm aan te geven. Vervolgens werd het opperarmbeen boven de elleboog geamputeerd. Tijdens het experiment werden de specimens vochtig gehouden door ze om de 5 à 10 minuten met zoutoplossing te besproeien. De kamertemperatuur werd gehandhaafd op 22°C.
Testapparaat
Een houten mal, bestaande uit een houten plank en een vierkante paal/kolom (hoogte 500 mm × breedte 160 mm × dikte 24 mm), werd gebruikt voor dit experiment. Het ventrale oppervlak van de scapula van het monster werd bevestigd aan de houten paal/kolom, zodat de mediale rand van de scapula loodrecht op de grond stond om de rustpositie van de scapula te simuleren (figuur 1). Twee ankers (Fastin RC schroefdraad hechtdraad anker, Mitek, Massachusetts, USA) werden ingebracht in de benige insertie van de subscapularis pees en infraspinatus pees om een compressie kracht van 11N (totaal 22N) toe te passen via een hechtdraad tegen het glenoid fossa. In eerdere cadaveric studies, werd deze compressie kracht gebruikt als de minimale kracht die nodig is om subluxatie van de humeruskop te voorkomen van het glenoid fossa tijdens passieve glenohumerale beweging. In deze studie, humeruskop subluxatie werd zorgvuldig waargenomen door drie onderzoekers en geen zichtbare en voelbare subluxatie werd gedetecteerd tijdens het experiment. Een dunne houten staaf (400 mm lang) werd vervolgens in het medullaire kanaal van de humerus ingebracht om te helpen bij het handhaven van de glenohumerale elevatie, abductie, flexie en extensie in de aangewezen hoek tijdens passieve externe rotatie van de humerus.
Experimentele set-up. Een verplaatsingssensor werd bevestigd aan de oppervlakkige vezels van het coracohumerale ligament. Een elektromagnetisch volgsysteem met zes vrijheidsgraden werd gebruikt om de glenohumerale rotatiehoeken te controleren.
Meetapparaat
De rekgegevens voor het coracohumerale ligament werden verkregen van een verplaatsingssensor (Pulse Coder, LEVEX, Kyoto, Japan). De lineariteitsfout en de herhalingsnauwkeurigheid van de Pulse Coder zijn minder dan 1% en 2,5 μm, respectievelijk. De slag van de Pulse Coder bij deze lineariteit is 14 mm, en alle rekmetingen werden binnen dit slagbereik uitgevoerd. De Pulse Coder bestond uit een spoelsensor en een messing pijp, waarin de staaf van de spoelsensor zich bevond. In eerdere mechanische studies werd de rek van de ligamenten en pezen gemeten met DVRT (Differential Variable Reluctance Transducer, Microstrain, Williston, Vermont). Het massa-effect van DVRT werd niet beschreven in eerdere rapporten; het kan echter verwaarloosd worden aangezien het gewicht van de Pulse Corder 10,16 g bedraagt. De sensoren werden bevestigd aan het midden van de oppervlakkige vezel van het coracohumerale ligament, en werden parallel aan de ligamentvezels geplaatst (figuur 2).
Een foto van de verplaatsingssensor. De sensor werd bevestigd in het midden van de oppervlakkige vezels van het coracohumerale ligament, parallel aan de ligamentvezels.
Een elektromagnetisch volgsysteem met zes vrijheidsgraden (3SPACE FASTRACK, Polhemus, Colchester, Vermont) werd gebruikt om de glenohumerale hoeken tijdens de meting te controleren. De lengte, breedte, hoogte en het gewicht van de Polhemus sensoren waren respectievelijk 2,3 cm, 2,8 cm, 1,5 cm en 17 g. Polhemus sensoren werden op het bot gefixeerd met titanische schroeven. Deze vorm van fixatie is stijf. Stabiliteit van de sensor werd waargenomen in de monitor. De hoek van het glenohumerale gewricht werd gesimuleerd door de hoek tussen het vlak van de glenoid fossa en de longitudinale lijn van de humerus. Rotatie hoek werd gesimuleerd door rotatie van de humerus langs de lengte-as. De fossa van het glenoid kantelt 4 graden superieur in de richting van de mediale grens van de scapula, en bij 7 graden van retroversie . Aangezien de scapula van het specimen was gefixeerd op de houten mal, het aanpassen van de anterieure oppervlak van de scapular zodat evenwijdig aan het frontale vlak, maakt het mogelijk het vlak van de glenoid fossa worden bepaald op basis van anatomische kennis. Met dit apparaat konden de driedimensionale positie en oriëntatie van de sensoren worden gemeten ten opzichte van de absolute coördinaten die door de bron werden gegenereerd. Eén sensor werd op het acromion geplaatst en de andere op het middengedeelte van het opperarmbeen. In dit systeem werd de buigings-, abductie- en extensiehoek van de arm gedefinieerd als de hoek tussen het vlak van de fossa glenoideus en de longitudinale as van het opperarmbeen. De rotatiehoek werd gedefinieerd als de rotatie van de humerus langs zijn longitudinale as. Binnen een bereik van 750 mm van de bron, was de positionele nauwkeurigheid 0,8 mm kwadratisch, en de hoeknauwkeurigheid 0,5° kwadratisch.
Experimentele procedure
Metingsgedeelte
Het coracohumerale ligament loopt naar verluidt van de basis van het processus coracoideus naar de grote en kleine tuberositas van de humerus. Het coracohumerale ligament wordt geclassificeerd in oppervlakkige en diepe vezels, waarvan de eerste in de grote tuberositas en de laatste in de kleine tuberositas insereert. In dit experiment werd de rek gemeten van de oppervlakkige vezels, maar niet van de diepe vezels van het coracohumerale ligament, omdat de oppervlakkige vezels worden beschouwd als het grootste deel van dit ligament. In deze studie werd de rek gemeten op de centrale oppervlakkige vezels van het coracohumerale ligament, aangezien Bigliani et al rapporteerden dat de trek-eigenschappen gemeten werden in het centrum van het inferieure glenohumerale ligament, en Noyes et al rapporteerden dat de trek-eigenschappen het hoogst waren in het centrum van de patellapees, en die waarden werden gebruikt om de volledige patellapees weer te geven. (Figuur 2)
Metingsposities
Om rek op het coracohumerale ligament te meten, werden meetposities aangeduid door een combinatie van posities die eerder zijn gerapporteerd in de literatuur en die verkregen uit onze voorlopige experimenten. Gebaseerd op de anatomische positie van het coracohumerale ligament, dat gelegen is op het antero-superior aspect van het glenohumerale gewricht, werd passieve rek door externe rotatie toegepast op de specimens in elk van de aangewezen posities. Het bereik van passieve externe rotatie van de specimens gebruikt in deze studie was van -10° tot maximale rotatie. In elke schouderpositie werd passieve externe rotatie in stappen van 10° toegepast (Figuur 3: Bolgrafiek van klinische positionering).
Maatposities voor het glenohumerale gewricht in vitro. Externe rotatie bij 0°, 30° en 60° elevatie in het scapula-vlak (figuur 3-A), externe rotatie bij 30° en 60° flexie (figuur 3-B), externe rotatie bij 30° en 60° abductie (figuur 3-C), externe rotatie bij 30° extensie (figuur 3-D), externe rotatie en adductie bij 30° extensie (figuur 3-E). In het systeem van de wereldbol, was het scapula vlak consistent met 0 graad lengtegraad. Vervolgens geeft de breedtegraad van het wereldbolstelsel de elevatiehoek van het glenohumerale gewricht aan. De lengtegraad van het systeem van de wereldbol geeft de horizontale adductie- of abductiehoek van het glenohumerale gewricht aan. Pijlen geven de bewegingsrichting van het glenohumerale gewricht aan als externe rotatie. ER: Externe Rotatie van het glenohumerale gewricht.
In deze studie hebben we elke gewrichtsbeweging gedefinieerd met behulp van het Globe-systeem. Het scapula-vlak werd in het Globe-systeem op een lengte van 0 graden gesteld. De ventrale en dorsale aspecten van de scapula werden gedefinieerd als positieve en negatieve waarden, respectievelijk, zoals getoond in figuur 3. Verder werd 0 graden elevatie van de humerus ingesteld op 0 graden breedtegraad, met maximale elevatie op 180 graden breedtegraad. De scapula is 30 graden verlengd in frontale vlak in de richting van de ribbenkast in vivo. In deze studie simuleerden we beweging van het glenohumerale gewricht door het ventrale aspect van de scapula vast te zetten met een mal. Flexie en abductie en extensie werden gesimuleerd met 60, -30, en -90 graden van lengte in het Globe systeem.
Om de rekeigenschappen van het coracohumerale ligament en het bewegingsbereik van het glenohumerale gewricht te behouden, werd het passieve bewegingsbereik van het glenohumerale gewricht 10 keer toegepast op het eindbereik in elke rekpositie vóór het experiment.
De spanning op het ligament in elke schouderpositie werd gemeten tot de passieve beweging het eindbereik van het glenohumerale gewricht bereikte, wat werd bepaald door graad III mobilisatie na de procedure van Kaltenborn. In dat classificatiesysteem, omvat graad III mobilisatie de manuele toepassing van kracht op een punt waar de therapeut eindgevoel van het gewricht waarnam en geen verdere rek van het ligament waarnam.
Basislijnpositie
Basislijnpositie: De basislijnpositie van het glenohumerale gewricht werd bepaald als 0° elevatie met 30° externe rotatie op het scapulaire vlak.
In deze studie werd gedesarticuleerde scapula van de thorax gefixeerd op de mal in het frontale vlak. Daarom werd elevatie aangeduid als glenohumerale abductie in het scapular vlak, abductie werd aangeduid als glenohumerale abductie met 30 graden horizontale abductie, en flexie werd aangeduid als glenohumerale abductie met 60 graden horizontale adductie.
Externe Rotatie met elevatie
Het glenohumerale gewricht werd verhoogd tot 0°, 30° of 60° op het scapular vlak. In elke schouderpositie werd passieve externe rotatie toegepast van -10° tot maximale rotatie in stappen van 10° (Figuur 3-A).
Externe Rotatie met flexie
Het glenohumerale gewricht werd opgeheven tot 30° of 60° op het scapulavlak met een bijkomende 60° horizontale adductie. In elke schouderpositie werd passieve externe rotatie toegepast van -10° tot maximale rotatie in stappen van 10° (figuur 3-B).
Externe Rotatie met abductie
Het glenohumerale gewricht werd opgeheven tot 30° of 60° op het scapulavlak met een bijkomende 30° horizontale abductie. In elke schouderpositie werd passieve externe rotatie toegepast van -10° tot maximale rotatie in stappen van 10° (figuur 3-C).
Externe Rotatie met extensie
Het glenohumerale gewricht werd opgeheven tot 30° op het scapulavlak met een bijkomende 90° horizontale abductie. In deze schouderpositie werd passieve externe rotatie toegepast van -10° tot 50° in maximale rotatie in stappen van 10° (figuur 3-D).
Externe Rotatie en adductie met extensie
Het glenohumerale gewricht werd opgeheven tot 30° op het scapulavlak met een bijkomende 90° horizontale abductie en maximale adductie. Bij deze schouder positie, werd passieve externe rotatie toegepast van -10 ° tot maximale rotatie in 10 ° stappen (figuur 3-E).
Verschillen tussen in vivo en kadavers
De glenohumerale hoek verschilt in de hoek van elevatie ten opzichte van de thorax. In vivo roteert de scapula niet van 0 tot 30 graden elevatie van de bovenste extremiteit, en na de 30 graden elevatie van de bovenste extremiteit, is de verhouding 1:1. Het schouderblad wordt dan 30 graden lateraal geroteerd wanneer de arm 90 graden wordt geheven. Om deze reden komt 60 graden elevatie in dit experiment overeen met 90 graden arm elevatie in vivo. Daarom komen rotatie, adductie en abductie bij 60 graden elevatie in dit experiment overeen met rotatie bij 90 graden elevatie en horizontale adductie en abductie in vivo, respectievelijk.
Identificatie van referentielengte (L0) en gegevensanalyse
Gebaseerd op de methode in eerdere rapporten waarbij kadaverschouders werden gebruikt, werd referentielengte (L0) bepaald voor het ligament. De referentielengte was de lengte waarbij de hoek-rek kromme van het ligament een plotselinge afname in rek begon aan te geven. De verplaatsing van het ligament werd dan gedefinieerd als de verandering in lengte ten opzichte van die bij L0. Op basis van gegevens uit voorafgaande experimenten werd de L0 bepaald de aangewezen ligamentposities om speling in de ligament te elimineren. Om de rek op het ligament en het kapsel te meten, is het mogelijk dat de ware rek op deze weefsels kan worden verkregen door de speling in de weefsels af te trekken.(figuur 4).
Identificatie van de referentielengte (L0) voor het coracohumerale ligament. De referentielengte was de lengte waarbij de hoek-rekcurve van het ligament een plotselinge afname van de rek begon aan te geven. Foto’s (a), (b), (c) tonen het coracohumerale ligament tijdens uitwendige rotatie bij 0° elevatie in het scapulavlak van het glenohumerale gewricht; (a) het slappe ligament, (b) het ligament bij L0, en (c) het gespannen ligament. Deze pijl is punt van verandering in rekverhouding van slack naar tight in figuur 4. De werkelijke rek van het gewrichtskapsel kan vanaf dit punt worden verkregen.
Aangezien de rekprocedure beschreven in Muscle Stretching in Manual Therapy 10 tot 12 seconden op het gewricht moet worden toegepast nadat de passieve beweging van het glenohumerale gewricht het einde van het bewegingsbereik heeft bereikt, werd elke positie in onze studie meer dan 10 seconden gehandhaafd totdat geen toename of afname van de rekwaarde werd waargenomen. De metingen werden 3 keer uitgevoerd tijdens elke rekprocedure, en een representatieve waarde werd berekend door het gemiddelde te nemen van de waarden verkregen voor elke rekprocedure.
Statistische analyse
Statistische analyse werd uitgevoerd met SPSS voor Windows ver. 11.5 J (SPSS Japan Inc., Tokio, Japan). De meetwaarden werden geanalyseerd met een eenzijdige herhaalde ANOVA met gebruikmaking van de ruwe meetwaarden voor elke rekpositie. Daarom werd referentielengte 0 bevestigd met behulp van de ruwe meetwaarden van de afstand tussen de naalden op het punt waar een acute verandering in de rek werd vastgesteld. Een stapsgewijze toename van de externe rotatie van het glenohumerale gewricht werd vervolgens toegepast om de rek van de ligamenten te meten. Dunnett’s post hoc test werd gebruikt voor meervoudige vergelijkingen met de ruwe referentielengte. Het alfaniveau werd vastgesteld op 0,05.
De positieve rek op elk ligament werd berekend met de volgende formule:
Waarbij L de lengte is tussen de punten op L0, en ΔL de verplaatsing vanaf L0. Een waarde van de rek groter dan 0% duidt op een positieve rek van het ligament vanaf L0. Waarden kleiner dan 0% duiden op geen rek, en worden weergegeven als 0% rek.
Leave a Reply