Positii de întindere pentru ligamentul coraco-humeral: Măsurarea tensiunii în timpul mișcării pasive folosind umeri de cadavru proaspăt/congelat

Preparare și specimene

În acest experiment au fost folosite nouă specimene de umăr proaspăt/congelat (6 bărbați, 3 femei) fără semne de ruptură de tendon sau osteoartrită. În acest studiu, am observat cartilajul articular al capului humeral și al fosei glenoide a scapulei după studiu, iar specimenele cu osteofite sau abraziune a cartilajului articular au fost excluse. Vârsta specimenelor la deces a variat de la 79 la 96 de ani (media, 86,3 ani). În termen de 24 de ore de la deces, specimenele au fost transferate de la spitalele regionale la Departamentul 2 de Anatomie al universității noastre. Specimenele de umăr au fost dezarticulate de torace și păstrate într-un congelator la -20°C. Decongelarea specimenelor de umăr la temperatura camerei (22°C) a fost începută cu 12 ore înainte de preparare.

Pelea, fascia, mușchii, nervii și vasele au fost îndepărtate cu excepția manșetei rotatorilor și a ligamentului coraco-humerar. În plus, ligamentul coracoacromial și partea anterioară a acromionului au fost îndepărtate, iar ligamentul coracohumeral și tendonul supraspinosului au fost expuse. Treimea distală a humerusului a fost expusă, iar un baston acrilic a fost introdus perpendicular pe axa humerusului, indicând direcția antebrațului. Apoi, humerusul a fost amputat deasupra cotului. În timpul experimentului, specimenele au fost menținute umede prin pulverizare cu soluție salină la fiecare 5 până la 10 minute. Temperatura camerei a fost menținută la 22°C.

Aparatură de testare

Pentru acest experiment a fost utilizat un dispozitiv din lemn, alcătuit dintr-o placă de lemn și un stâlp/coloană pătrată (înălțime 500 mm × lățime 160 mm × grosime 24 mm). Suprafața ventrală a scapulei specimenului a fost fixată pe stâlpul/coloana de lemn, astfel încât marginea medială a scapulei să fie perpendiculară pe sol pentru a simula poziția de repaus a scapulei (figura 1). Două ancore (ancoră de sutură filetată Fastin RC, Mitek, Massachusetts, SUA) au fost introduse în inserția osoasă a tendonului subscapularis și a tendonului infraspinos pentru a aplica o forță de compresie de 11 N (total 22 N) prin intermediul unei suturi împotriva fosei glenoide. În studiile anterioare pe cadavre, această forță de compresie a fost utilizată ca forță minimă necesară pentru a preveni subluxația capului humeral din fosa glenoidală în timpul mișcării gleno-humerale pasive. În acest studiu, subluxația capului humeral a fost atent observată de trei cercetători și nu a fost detectată nicio subluxație vizibilă și palpabilă în timpul experimentului. O tijă subțire de lemn (400 mm lungime) a fost apoi introdusă în canalul medular al humerusului pentru a ajuta la menținerea ridicării, abducției, flexiei și extensiei glenohumerale la unghiul desemnat în timpul rotației externe pasive a humerusului.

Configurație experimentală. Un senzor de deplasare a fost atașat la fibrele superficiale ale ligamentului coraco- humeral. Un dispozitiv de urmărire electromagnetică cu șase grade de libertate a fost utilizat pentru a monitoriza unghiurile de rotație glenohumerală.

Dispozitiv de măsurare

Datele de deformare pentru ligamentul coracohumeral au fost obținute de la un senzor de deplasare (Pulse Coder, LEVEX, Kyoto, Japonia). Eroarea de linearitate și precizia repetitivă a Pulse Coder sunt sub 1% și, respectiv, 2,5 μm. Cursa dispozitivului Pulse Coder la această liniaritate este de 14 mm, iar toate măsurătorile de deformare au fost efectuate în acest interval de cursă. Codificatorul de impulsuri a fost alcătuit dintr-un senzor cu bobină și o țeavă de alamă, în care se află tija senzorului cu bobină. În studiile mecanice anterioare, tensiunea pe ligament și tendon a fost măsurată cu ajutorul DVRT (Differential Variable Reluctance Transducer, Microstrain, Williston, Vermont). Efectul de masă al DVRT nu a fost descris în rapoartele anterioare; cu toate acestea, acesta poate fi neglijat, deoarece greutatea dispozitivului Pulse Corder este de 10,16 g. Senzorii au fost atașați la centrul fibrei superficiale a ligamentului coraco- humeral și au fost plasați paralel cu fibrele ligamentului (figura 2).

O fotografie a senzorului de deplasare. Senzorul a fost atașat la centrul fibrelor superficiale ale ligamentului coraco- humeral, paralel cu fibrele ligamentului.

Un dispozitiv de urmărire electromagnetică cu șase grade de libertate (3SPACE FASTRACK, Polhemus, Colchester, Vermont) a fost utilizat pentru a monitoriza unghiurile gleno-humerale în timpul măsurătorilor. Lungimea, lățimea, înălțimea și greutatea senzorilor Polhemus au fost de 2,3 cm, 2,8 cm, 1,5 cm și, respectiv, 17 g. Senzorii Polhemus au fost fixați pe os cu șuruburi titanice. Această formă de fixare este rigidă. Stabilitatea senzorului a fost observată în monitor. Unghiul articulației glenohumerale a fost simulat prin unghiul dintre planul fosei glenoide și linia longitudinală a humerusului. Unghiul de rotație a fost simulat prin rotația humerusului de-a lungul axei sale longitudinale . Fosa glenoidală se înclină cu 4 grade superior față de marginea medială a scapulei și la 7 grade de retroversie . Deoarece scapula specimenului a fost fixată pe dispozitivul de lemn, ajustarea suprafeței anterioare a scapulei astfel încât să fie paralelă cu planul frontal, permite determinarea planului fosei glenoidale pe baza cunoștințelor anatomice. Acest dispozitiv a permis măsurarea poziției și orientării tridimensionale a senzorilor în raport cu coordonatele absolute generate de sursă. Un senzor a fost plasat pe acromion, iar celălalt a fost plasat pe porțiunea mediană a humerusului. În acest sistem, unghiul de flexie, abducție și extensie a brațului a fost definit ca fiind unghiul dintre planul fosei glenoide și axa longitudinală a humerusului. Unghiul de rotație a fost definit ca fiind rotația humerusului de-a lungul axei sale longitudinale. Pe o rază de 750 mm de la sursă, precizia pozițională a fost de 0,8 mm medie pătrată, iar precizia unghiulară a fost de 0,5° medie pătrată.

Procedură experimentală

Partea de măsurare

Se raportează că ligamentul coraco- humeral se întinde de la baza procesului coracoid până la tuberozitatea mare și mică a humerusului. Ligamentul coraco- humeral este clasificat în fibre superficiale și profunde, primele se inserează în tuberozitatea mare, iar cele din urmă se inserează în tuberozitatea mică. În acest experiment, s-a măsurat tensiunea pe fibrele superficiale, dar nu și pe cele profunde, ale ligamentului coraco- humeral, deoarece fibrele superficiale sunt considerate a fi cea mai mare parte a acestui ligament. În acest studiu, tensiunea a fost măsurată pe fibrele superficiale centrale ale ligamentului coracohumeral, deoarece Bigliani et al. au raportat că proprietățile de tracțiune au fost măsurate în centrul ligamentului glenohumeral inferior, iar Noyes et al. au raportat că proprietățile de tracțiune au fost cele mai ridicate în centrul tendonului rotulian, iar aceste valori au fost folosite pentru a reprezenta întregul tendon rotulian. (Figura 2)

Positii de măsurare

Pentru a măsura tensiunea pe ligamentul coraco-humerar, pozițiile de măsurare au fost desemnate printr-o combinație de poziții care au fost raportate anterior în literatură și cele obținute din experimentele noastre preliminare. Pe baza poziției anatomice a ligamentului coracohumeral, care se află pe aspectul antero-superior al articulației glenohumerale, s-a aplicat o întindere pasivă prin rotație externă la specimene în fiecare dintre pozițiile desemnate. Gama de rotație externă pasivă a specimenelor utilizate în acest studiu a fost de la -10° până la rotația maximă. În fiecare poziție a umărului, s-a aplicat rotația externă pasivă în trepte de 10° (Figura 3: Graficul globular al poziționării clinice).

Positii de măsurare pentru articulația glenohumerală in vitro. Rotație externă la 0°, 30° și 60° de elevație în planul scapulei (figura 3-A), rotație externă la 30° și 60° de flexie (figura 3-B), rotație externă la 30° și 60° de abducție (figura 3-C), rotație externă la 30° de extensie (figura 3-D), rotație externă și adducție la 30° de extensie (figura 3-E). În sistemul globular, planul scapulei a fost în concordanță cu 0 grade de longitudine. Apoi, latitudinea din sistemul globului indică unghiul de elevație al articulației glenohumerale. Longitudinea sistemului globului indică unghiul de adducție sau abducție orizontală a articulației glenohumerale. Săgețile au indicat direcția de mișcare a articulației glenohumerale ca fiind rotație externă. ER: Rotația externă a articulației glenohumerale.

În acest studiu, am definit fiecare mișcare articulară folosind sistemul Globe. Planul scapulei a fost setat la o longitudine de 0 grade în sistemul Globe. Aspectul ventral și cel dorsal al scapulei au fost definite ca valori pozitive și, respectiv, negative, așa cum se arată în figura 3. Mai mult, elevația de 0 grade a humerusului a fost stabilită la 0 grade de latitudine, cu elevația maximă la 180 de grade de latitudine. Omoplatul este prelungit cu 30 de grade în plan frontal spre cutia toracică in vivo. În acest studiu, am simulat mișcarea articulației glenohumerale prin fixarea aspectului ventral al scapulei cu un dispozitiv. Flexia și abducția și extensia au fost simulate cu 60, -30 și -90 de grade de longitudine în sistemul Globe.

Pentru a menține proprietățile de tracțiune ale ligamentului coraco-humerar și amplitudinea de mișcare a articulației gleno-humerale, amplitudinea pasivă de mișcare a articulației gleno-humerale a fost aplicată de 10 ori la intervalul final în fiecare poziție de întindere înainte de experiment.

Solicitarea ligamentului în fiecare poziție a umărului a fost măsurată până când mișcarea pasivă a atins amplitudinea terminală a articulației glenohumerale, care a fost determinată prin mobilizarea de gradul III după procedura lui Kaltenborn. În acest sistem de clasificare, mobilizarea de gradul III cuprinde aplicarea manuală a forței într-un punct în care terapeutul a perceput o senzație terminală a articulației și nu a observat nicio altă întindere a ligamentului.

Positie de bază

Positie de bază: Poziția de bază a articulației glenohumerale a fost determinată ca fiind 0° de elevație cu 30° de rotație externă în planul scapular.

În acest studiu, omoplatul dezarticulat din torace a fost fixat pe jig în plan frontal. Prin urmare, ridicarea a fost desemnată ca abducție glenohumerală în planul scapulei, abducția a fost desemnată ca abducție glenohumerală cu 30 de grade de abducție orizontală, iar flexia a fost desemnată ca abducție glenohumerală cu 60 de grade de adducție orizontală.

Rotație externă cu ridicare

Articulația glenohumerală a fost ridicată la 0°, 30° sau 60° în planul scapulei . În fiecare poziție a umărului, rotația externă pasivă a fost aplicată de la -10° până la rotația maximă în trepte de 10° (Figura 3-A).

Rotație externă cu flexie

Articulația glenohumerală a fost ridicată la 30° sau 60° pe planul scapulei cu o adducție orizontală suplimentară de 60°. În fiecare poziție a umărului, rotația externă pasivă a fost aplicată de la -10° până la rotația maximă, în trepte de 10° (figura 3-B).

Rotație externă cu abducție

Articulația glenohumerală a fost ridicată la 30° sau 60° pe planul scapulei, cu o abducție orizontală suplimentară de 30°. În fiecare poziție a umărului, rotația externă pasivă a fost aplicată de la -10° până la rotația maximă în trepte de 10° (figura 3-C).

Rotație externă cu extensie

Articulația glenohumerală a fost ridicată la 30° pe planul scapulei cu o abducție orizontală suplimentară de 90°. În această poziție a umărului, rotația externă pasivă a fost aplicată de la -10° la 50° în rotație maximă, în trepte de 10° (figura 3-D).

Rotație externă și adducție cu extensie

Articulația glenohumerală a fost ridicată la 30° pe planul scapulei cu o abducție orizontală suplimentară de 90° și adducție maximă. În această poziție a umărului, rotația externă pasivă a fost aplicată de la -10° până la rotația maximă în trepte de 10° (figura 3-E).

Diferențe între in vivo și cadavre

Unghiul glenohumeral diferă în ceea ce privește unghiul de elevație în raport cu toracele. In vivo, scapula nu se rotește de la 0 la 30 de grade de ridicare a extremității superioare, iar după ridicarea de 30 de grade a extremității superioare, raportul este de 1:1. Scapula este apoi rotită lateral cu 30 de grade atunci când brațul este ridicat la 90 de grade. Din acest motiv, 60 de grade de ridicare în acest experiment corespunde unei ridicări de 90 de grade a brațului in vivo. Prin urmare, rotația, adducția și abducția la 60 de grade de elevație în acest experiment corespund rotației la 90 de grade de elevație și, respectiv, adducției și abducției orizontale in vivo.

Identificarea lungimii de referință (L0) și analiza datelor

Pe baza metodei din rapoartele anterioare care utilizează umeri de cadavre, lungimea de referință (L0) a fost determinată pentru ligament. Lungimea de referință a fost lungimea la care curba unghi-tensiune a ligamentului a început să indice o scădere bruscă a tensiunii. Deplasarea ligamentului a fost apoi definită ca fiind modificarea lungimii față de cea de la L0. Pe baza datelor obținute din experimentele preliminare, L0 a fost determinată L0 pozițiile desemnate ale ligamentului pentru a elimina slăbiciunea din ligament. Pentru a măsura deformarea ligamentului și a capsulei, este posibil ca adevărata deformare a acestor țesuturi să poată fi obținută prin sustragerea slăbiciunii din țesuturi. (Figura 4).

Identificarea lungimii de referință (L0) pentru ligamentul coraco-humeral. Lungimea de referință a fost lungimea la care curba unghi-tensiune a ligamentului a început să indice o scădere bruscă a tensiunii. Fotografiile (a), (b), (c) indică ligamentul coracohumeral în timpul rotației externe la o elevație de 0° în planul scapulei din articulația glenohumerală; (a) ligamentul slăbit, (b) ligamentul la L0 și (c) ligamentul strâns. Această săgeată reprezintă punctul de schimbare a raportului de deformare de la slack la tight în figura 4. Adevărata tensiune a capsulei articulare poate fi obținută din acest punct.

Pentru că procedura de întindere descrisă în Întinderea musculară în terapia manuală trebuie aplicată articulației timp de 10 până la 12 secunde după ce mișcarea pasivă a articulației glenohumerale a ajuns la sfârșitul amplitudinii de mișcare, fiecare poziție din studiul nostru a fost menținută timp de mai mult de 10 secunde până când nu s-a observat nicio creștere sau scădere a valorii tensiunii. Măsurătorile au fost efectuate de 3 ori în timpul fiecărei proceduri de întindere, iar o valoare reprezentativă a fost calculată prin medierea valorilor obținute pentru fiecare procedură de întindere.

Analiză statistică

Analiza statistică a fost efectuată folosind SPSS pentru Windows ver. 11.5 J (SPSS Japan Inc., Tokyo, Japonia). Valorile de măsurare au fost analizate prin ANOVA repetată într-o singură direcție, utilizând valorile brute de măsurare pentru fiecare poziție de întindere. Prin urmare, lungimea de referință 0 a fost confirmată utilizând valorile brute de măsurare a distanței dintre ace în punctul în care a fost determinată o schimbare acută a întinderii. S-a aplicat apoi o creștere pas cu pas a rotației externe a articulației glenohumerale pentru a măsura tensiunea ligamentului. Testul post-hoc al lui Dunnett a fost utilizat pentru comparații multiple cu lungimea de referință brută. Nivelul alfa a fost stabilit la 0,05.

Solicitarea pozitivă pe fiecare ligament a fost calculată folosind următoarea formulă:

Unde L este lungimea dintre punctele de la L0, iar ΔL este deplasarea de la L0. Valorile deformației mai mari de 0 % indică o întindere pozitivă a ligamentului de la L0. Valorile mai mici de 0% nu indică nici o întindere și sunt prezentate ca 0% de deformare.

.