Stretching positions for the coracohumeral ligament: Medição da deformação durante o movimento passivo usando ombros de cadáveres frescos/congelados

Preparação e Espécimes

Nove amostras de ombro fresco/congelado (6 homens, 3 mulheres) sem evidência de ruptura tendinosa ou osteoartrose foram usadas neste experimento. Neste estudo, observamos cartilagem articular da cabeça umeral e fossa glenoidal da escápula após o estudo, e foram excluídas as peças com osteófitos ou abrasão da cartilagem articular. A idade dos espécimes na morte variou de 79 a 96 anos (média de 86,3 anos). Em 24 horas após a morte, os espécimes foram transferidos dos hospitais regionais para o 2º Departamento de Anatomia da nossa universidade. Os espécimes do ombro foram desarticulados do tórax e mantidos em um freezer a -20°C. A descongelação das amostras de ombro à temperatura ambiente (22°C) foi iniciada 12 horas antes da preparação.

A pele, fáscia, músculos, nervos e vasos foram removidos poupando o manguito rotador e o ligamento coracohumeral. Além disso, o ligamento coracoacromial e parte anterior do acrômio foram removidos e o ligamento coracohumeral e o tendão do supraespinhoso foram expostos. O terço distal do úmero foi exposto, e uma vareta acrílica foi inserida perpendicularmente à haste do úmero, indicando a direção do antebraço. Em seguida, o úmero foi amputado acima do cotovelo. Durante o experimento, os espécimes foram mantidos úmidos por pulverização com soro fisiológico a cada 5 a 10 minutos. A temperatura ambiente foi mantida a 22°C.

Aparelhos de teste

Um jig de madeira, consistindo de uma tábua de madeira e um poste/coluna quadrada (altura 500 mm × largura 160 mm × espessura 24 mm), foi utilizado para este experimento. A superfície ventral da escápula do espécime foi fixada ao poste/coluna de madeira de modo que a borda medial da escápula fosse perpendicular ao solo para simular a posição de repouso da escápula (Figura 1). Duas âncoras (âncora de sutura rosqueada Fastin RC, Mitek, Massachusetts, EUA) foram inseridas na inserção óssea do tendão subescapular e do tendão infra-espinhoso para aplicar uma força de compressão de 11N (total 22N) através de uma sutura contra a fossa glenoidal. Em estudos cadavéricos anteriores, essa força de compressão foi utilizada como força mínima necessária para evitar a subluxação da cabeça umeral da fossa glenoumeral durante o movimento glenoumeral passivo. Neste estudo, a subluxação da cabeça umeral foi cuidadosamente observada por três pesquisadores e nenhuma subluxação visível e palpável foi detectada durante o experimento. Uma fina haste de madeira (400 mm de comprimento) foi então inserida no canal medular do úmero para ajudar na manutenção da elevação glenoumeral, abdução, flexão e extensão no ângulo designado durante a rotação externa passiva do úmero.

Experimental set-up. Um sensor de deslocamento foi anexado às fibras superficiais do ligamento coracohumeral. Um dispositivo de rastreamento eletromagnético de seis graus de liberdade foi usado para monitorar os ângulos de rotação glenoumeral.

Dispositivo de medição

Os dados de deformação do ligamento coracohumeral foram obtidos de um sensor de deslocamento (Pulse Coder, LEVEX, Kyoto, Japão). O erro de linearidade e precisão repetitiva do Codificador de Pulso estão abaixo de 1% e 2,5 μm, respectivamente. O curso do Codificador de Pulso nesta linearidade é de 14 mm, e todas as medições de deformação foram realizadas dentro desta faixa de curso. O Codificador de Pulso consistiu de um sensor de bobina e um tubo de latão, no qual a haste do sensor da bobina se encontrava. Em estudos mecânicos anteriores, as deformações do ligamento e do tendão foram medidas usando DVRT (Differential Variable Reluctance Transducer, Microstrain, Williston, Vermont). O efeito de massa da DVRT não foi descrito em relatórios anteriores; no entanto, ele pode ser negligenciado, pois o peso da Ordem de Pulso é de 10,16 g. Os sensores foram fixados ao centro da fibra superficial do ligamento coracohumeral e colocados paralelamente às fibras ligamentares (Figura 2).

Uma fotografia do sensor de deslocamento. O sensor foi fixado ao centro das fibras superficiais do ligamento coracohumeral paralelo às fibras ligamentares.

Um dispositivo de rastreamento eletromagnético de seis graus de liberdade (3SPACE FASTRACK, Polhemus, Colchester, Vermont) foi usado para monitorar os ângulos glenoumerais durante a medição. O comprimento, largura, altura e peso dos Sensores Polhemus foram de 2,3 cm, 2,8 cm, 1,5 cm e 17 g, respectivamente. Os sensores Polhemus foram fixados no osso com parafusos titânicos. Esta forma de fixação é rígida. A estabilidade do sensor foi observada no monitor. O ângulo da articulação glenoumeral foi simulado pelo ângulo entre o plano da fossa glenoidal e a linha longitudinal do úmero. O ângulo de rotação foi simulado pela rotação do úmero ao longo de seu eixo longitudinal. A fossa glenoidal inclina-se 4 graus acima da borda medial da escápula, e a 7 graus de retroversão . Como a escápula da peça foi fixada no jig de madeira, ajustando a superfície anterior da escápula de modo a ficar paralela ao plano frontal, permite que o plano da fossa glenoidal seja determinado com base no conhecimento anatômico. Este dispositivo permitiu a medição da posição tridimensional e orientação dos sensores em relação às coordenadas absolutas geradas pela fonte. Um sensor foi colocado no acrômio e o outro foi colocado na porção média do úmero. Neste sistema, o ângulo de flexão do braço, abdução e extensão foi definido como o ângulo entre o plano da fossa glenoidal e o eixo longitudinal do úmero. O ângulo de rotação foi definido como a rotação do úmero ao longo do seu eixo longitudinal. Dentro de uma faixa de 750mm da fonte, a precisão posicional foi de 0,8mm, e a precisão angular foi de 0,5°, e a precisão angular foi de 0,5°, e a precisão angular foi de 0,5°, e a precisão angular foi de 0,5°. O ligamento coracohumeral é classificado em fibras superficiais e profundas, o primeiro se insere na tuberosidade maior e o segundo se insere na tuberosidade menor. Nesta experiência, foi medida a tensão nas fibras superficiais, mas não nas profundas, do ligamento coracohumeral, pois as fibras superficiais são consideradas como sendo da maior parte deste ligamento. Neste estudo, a deformação foi medida nas fibras centrais superficiais do ligamento coracohumeral, pois Bigliani et al relataram que as propriedades de tração foram medidas no centro do ligamento glenoumeral inferior, e Noyes et al relataram que as propriedades de tração foram as mais elevadas no centro do tendão patelar, e esses valores foram usados para representar todo o tendão patelar. (Figura 2)

Posições de medição

Para medir a tensão no ligamento coracohumeral, as posições de medição foram designadas por uma combinação de posições que foram previamente relatadas na literatura e aquelas obtidas em nossas experiências preliminares. Com base na posição anatômica do ligamento coracohumeral, que se localiza no aspecto antero-superior da articulação glenoumeral, foi aplicado alongamento passivo por rotação externa aos corpos de prova em cada uma das posições designadas. O intervalo de rotação externa passiva dos corpos de prova utilizados neste estudo foi de -10° até a rotação máxima. Em cada posição do ombro, foi aplicada rotação externa passiva em incrementos de 10° (Figura 3: Globe-graph of clinical positioning).

Posições de medição para a articulação glenumeral in vitro. Rotação externa a 0°, 30° e 60° de elevação no plano da escápula (Figura 3-A), rotação externa a 30° e 60° de flexão (Figura 3-B), rotação externa a 30° e 60° de abdução (Figura 3-C), rotação externa a 30° de extensão (Figura 3-D), rotação externa e adução a 30° de extensão (Figura 3-E). No sistema globo terrestre, o plano da escápula era consistente com 0 grau de longitude. Então, a latitude do sistema globo indica o ângulo de elevação da articulação glenoumeral. A longitude do sistema globo terrestre indica a adução horizontal ou ângulo de abdução da articulação glenoumeral. As setas indicam a direção do movimento da articulação glenumeral como rotação externa. ER: rotação externa da articulação glenumeral.

Neste estudo, definimos cada movimento articular utilizando o sistema Globo. O plano da escápula foi definido a uma longitude de 0 graus no sistema Globo. Os aspectos ventral e dorsal da escápula foram definidos como valores positivos e negativos, respectivamente, como mostrado na Figura 3. Além disso, a elevação de 0 graus do úmero foi definida em 0 graus de latitude, com a elevação máxima em 180 graus de latitude. A escápula é alongada 30 graus no plano frontal em direção à caixa torácica in vivo. Neste estudo, simulamos o movimento da articulação glenumeral, fixando o aspecto ventral da escápula com um jig. A flexão, abdução e extensão foram simuladas por 60, -30 e -90 graus de longitude no sistema Globe.

Para manter as propriedades de tração do ligamento coracohumeral e a amplitude de movimento da articulação glenoumeral, a amplitude de movimento passivo da articulação glenoumeral foi aplicada 10 vezes na amplitude final em cada posição de estiramento antes do experimento.

Força no ligamento em cada posição do ombro foi medida até que o movimento passivo atingisse a amplitude terminal da articulação glenoumeral, que foi determinada pela mobilização de grau III após o procedimento de Kaltenborn. Nesse sistema de classificação, a mobilização de grau III compreende a aplicação manual da força em um ponto em que o terapeuta percebeu a sensação final da articulação e não observou mais alongamento do ligamento.

Posição de base

Posição de base: A posição basal da articulação glenumeral foi determinada como 0° de elevação com 30° de rotação externa no plano escapular.

Neste estudo, a escápula desarticulada do tórax foi fixada no jig no plano frontal. Portanto, a elevação foi designada como abdução glenumeral no plano escapular, a abdução foi designada como abdução glenumeral com 30° de abdução horizontal e a flexão foi designada como abdução glenumeral com 60° de adução horizontal.

Rotação externa com elevação

A articulação glenumeral foi elevada a 0°, 30° ou 60° no plano da escápula. Em cada posição do ombro, a rotação externa passiva foi aplicada de -10° para rotação máxima em incrementos de 10° (Figura 3-A).

Rotação externa com flexão

A articulação glenumeral foi elevada a 30° ou 60° no plano escapular com um adicional de 60° de adução horizontal. Em cada posição do ombro, a rotação externa passiva foi aplicada de -10° para rotação máxima em incrementos de 10° (Figura 3-B).

Rotação Externa com abdução

A articulação glenumeral foi elevada a 30° ou 60° no plano da escápula com um adicional de 30° de abdução horizontal. Em cada posição do ombro, foi aplicada rotação externa passiva de -10° para rotação máxima em incrementos de 10° (Figura 3-C).

Rotação Externa com extensão

A articulação glenumeral foi elevada a 30° no plano da escápula com um adicional de 90° de abdução horizontal. Nesta posição do ombro, a rotação externa passiva foi aplicada de -10° a 50° em rotação máxima em incrementos de 10° (Figura 3-D).

Rotação externa e adução com extensão

A articulação glenumeral foi elevada a 30° no plano da escápula com um adicional de 90° de abdução horizontal e adução máxima. Nessa posição do ombro, a rotação externa passiva foi aplicada de -10° para rotação máxima em incrementos de 10° (Figura 3-E).

Diferenças entre in vivo e cadáveres

O ângulo glenoumeral difere no ângulo de elevação em relação ao tórax. In vivo, a escápula não gira de 0 a 30 graus de elevação da extremidade superior, e após a elevação de 30 graus da extremidade superior, a proporção é de 1:1. A escápula é então girada lateralmente 30 graus quando o braço é elevado a 90 graus. Por esta razão, 60 graus de elevação nesta experiência corresponde a 90 graus de elevação do braço in vivo. Portanto, a rotação, adução e abdução a 60 graus de elevação neste experimento correspondem à rotação a 90 graus de elevação e adução horizontal e abdução in vivo, respectivamente.

Identificação do comprimento de referência (L0) e análise dos dados

Baseado no método em relatórios anteriores usando ombros de cadáveres, o comprimento de referência (L0) foi determinado para o ligamento. O comprimento de referência foi o comprimento em que a curva angulo-esforço do ligamento começou a indicar uma diminuição súbita da deformação. O deslocamento do ligamento foi então definido como a mudança no comprimento em relação ao comprimento em L0. Com base nos dados obtidos em experiências preliminares, o L0 foi determinado nas posições do ligamento designadas para eliminar a folga no ligamento. Para medir a tensão no ligamento e na cápsula, é possível que a tensão verdadeira nesses tecidos possa ser obtida por subtração da folga nos tecidos (Figura 4).

Identificação do comprimento de referência (L0) para o ligamento coracohumeral. O comprimento de referência foi o comprimento em que a curva angulo-esforço do ligamento começou a indicar uma diminuição repentina da deformação. As fotografias (a), (b), (c) indicam o ligamento coracohumeral durante a rotação externa a 0° de elevação no plano da escápula da articulação glenoumeral; (a) o ligamento frouxo, (b) o ligamento em L0, e (c) o ligamento apertado. Esta seta é o ponto de mudança na razão de tensão de frouxo para apertado na Figura 4. A verdadeira tensão da cápsula articular pode ser obtida a partir deste ponto.

Como o procedimento de alongamento descrito em Alongamento Muscular em Terapia Manual deve ser aplicado à articulação por 10 a 12 segundos após o movimento passivo da articulação glenoumeral ter alcançado o final da faixa de movimento, cada posição em nosso estudo foi mantida por mais de 10 segundos até que nenhum aumento ou diminuição no valor da tensão tenha sido observado. As medidas foram realizadas 3 vezes durante cada procedimento de alongamento, e um valor representativo foi calculado através da média dos valores obtidos para cada procedimento de alongamento.

Análise estatística

Análise estatística foi realizada usando SPSS para Windows ver. 11,5 J (SPSS Japan Inc., Tóquio, Japão). Os valores das medidas foram analisados por ANOVA repetida de uma via usando os valores brutos das medidas para cada posição de estiramento. Portanto, o comprimento de referência 0 foi confirmado usando os valores de medição brutos da distância entre as agulhas no ponto em que uma alteração aguda na deformação foi determinada. Um aumento passo a passo na rotação externa da articulação glenumeral foi então aplicado para medir a deformação ligamentar. O teste pós-hoc da Dunnett foi usado para múltiplas comparações com o comprimento de referência bruto. O nível alfa foi ajustado em 0,05.

Positivo de tensão em cada ligamento foi calculado usando a seguinte fórmula:

Tensão ( % ) = Δ L ( mm ) / L ( mm ) × 1 00

Onde L é o comprimento entre os pontos em L0, e ΔL é o deslocamento a partir de L0. Valores de deformação superiores a 0% indicam um alongamento positivo do ligamento a partir de L0. Valores inferiores a 0% indicam não alongamento, e são mostrados como tensão de 0%.