Wybrane parametry biomechaniczne stawu ramiennego chorych leczonych operacyjnie z powodu jego niestabilności

Transkrypt

1 Ewa Bręborowicz Wybrane parametry biomechaniczne stawu ramiennego chorych leczonych operacyjnie z powodu jego niestabilności Rozprawa doktorska Promotor: prof. dr hab. n. med. Leszek Romanowski Poznao 2015 Katedra i Klinika Traumatologii, Ortopedii i Chirurgii Ręki Uniwersytetu Medycznego im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

2 Pragnę podziękować mojemu Promotorowi prof. dr hab. n. med. Leszkowi Romanowskiemu za niezwykłą życzliwość, wsparcie i opiekę merytoryczną. Dziękuję również dr hab. n. med. Przemysławowi Lubiatowskiemu za pomoc w stworzeniu koncepcji pracy. Koleżankom i kolegom, Izie Olczak, Marcie Jokiel, Kubie Stefaniakowi, Adamowi Zygmuntowi, Marcinowi Wojtaszkowi, Piotrowi Kaczmarkowi dziękuję za pomoc w zbieraniu materiału klinicznego. Rodzinie dziękuję za motywację. Szczególne podziękowania składam mojemu Mężowi za nieustającą cierpliwość i gotowość do merytorycznej dyskusji. 1

3 Spis treści Wykaz skrótów i pojęć Wstęp Anatomia funkcjonalna i biomechanika barku Niestabilność stawu ramiennego Artroskopowa, przednia stabilizacja stawu ramiennego Ocena biomechaniki barku w aspekcie izokinetyki i izometrii najważniejsze cechy pomiaru oraz parametry uzyskane w badaniu Uzasadnienie podjęcia tematu, pytania badawcze i cel pracy Materiał i metodyka badania Materiał Metodyka badania Metodyka oceny klinicznej pacjenta Metodyka oceny zdjęć radiologicznych Metodyka badania izokinetycznego stawu ramiennego i oceny jego wyników Metodyka badania izometrycznego stawu ramiennego i oceny jego wyników Wyniki badań Ocena kliniczna Ocena radiologiczna Badanie izokinetyczne Badanie izometryczne Korelacje wyników Dyskusja Wnioski Streszczenie Abstract Spis rycin i tabel Bibliografia Załączniki

4 Wykaz skrótów i pojęć agon/antag ratio stosunek momentów siły agonistów do antagonistów apprehension test test obawy ASES z ang. American Shoulder and Elbow Surgeons Standardized Shoulder Assessment Form ER z ang. external rotation (rotacja zewnętrzna) IR z ang. internal rotation (rotacja wewnętrznej) peak torque maksymalny moment siły peak tq/bw maksymalny moment siły odniesiony do masy ciała power moc mięśnia SSI z ang. Shoulder Score Index SST z ang. Simple Shoulder Test total work całkowita praca UCLA z ang. University of California at Los Angeles Shoulder Score 3

5 It is deserves to be known how a shoulder which is subject of frequent dislocations should be treated (1) Hipokrates (ok 400r. p.n.e.) 1 Wstęp Budowa stawu ramiennego zapewnia doskonałą równowagę pomiędzy jego stabilnością i ruchomością. Jest ona wynikiem ewolucji i według niektórych badaczy dwunożna lokomocja człowieka wynika właśnie z tego, iż kończyna górna zaczęła być używana do coraz to większej liczby czynność chwytnych i manualnych (2,3). Uwolnienie kończyny górnej od funkcji podporowej spowodowało ewolucję budowy elementów stawu ramiennego, która pozwoliła na zwiększenie zakresu ruchu barku. Łopatka powiększyła się i przesunęła w kierunku kręgosłupa. Dół podgrzebieniowy zwiększył swą objętość pozwalając mięśniom podgrzebieniowemu i obłemu lepiej rotować i obniżać głowę kości ramiennej (3). Powierzchnia stawowa panewki łopatki zrotowała się na zewnątrz, co pozwoliło na ustawienie stawu ramiennego bardziej w pozycji czołowej niż strzałkowej. Dzięki temu mięśnie barku (np. zębaty przedni) uzyskały większe ramię dźwigni (3). Mięsień naramienny dzięki obniżeniu jego przyczepu dalszego na kości ramiennej również zyskał większe ramię dźwigni. Wyrostek barkowy powiększył się i przesunął w kierunku górnym umożliwiając większe oddziaływanie mięśnia naramiennego na staw (3). Prawidłowo działający staw ramienny, dzięki swej budowie i biomechanice jest stawem o największej ruchomości, która obejmuje 65% powierzchni kuli. Jest to jednak na tyle skomplikowany i wieloelementowy układ, że każde jego zaburzenie może spowodować destabilizację całego systemu. Stąd zwiększona podatność stawu ramiennego na zwichnięcia powikłane powstaniem wtórnej niestabilność. Pierwsze wzmianki o niestabilności stawu ramiennego znaleziono na tzw. Papirusie Edwina Smitha pochodzącym z czasów Starożytnego Egiptu (prawdopodobnie z około ok 2000 lat p.n.e.). Dokładniejszego opisu budowy anatomicznej i wyróżnienia rodzajów zwichnięć stawu ramiennego podjął się 4

6 jako pierwszy Hipokrates. Opisał on również co najmniej 6 technik nastawiania zwichnięć barku (1,3). Na przełomie XIX i XX wieku pojawiły się różne pomysły na operacyjną stabilizację stawu ramiennego, od obkurczania torebki stawu (Thomas), przez pogłębianie panewki (Hildebrand) aż do artrodezy (Albert). Perthes, w 1906 roku jako pierwszy zwrócił uwagę na fakt, iż powinno się wybrać rodzaj operacji zgodnie ze stwierdzonym uszkodzeniem. Opisał zabieg reinsercji przedniej części obrąbka i torebki stawowej. W roku 1923 Bankart opisał swoją technikę operacji polegającą na zszyciu brzegu torebki stawowej z więzadłami. W 1939 roku stwierdził jednak, że jedyną skuteczną operacja jest doszycie uszkodzonej części obrąbka i torebki stawowej do miejsca ich prawidłowego przyczepu. Technika operacyjna Bankarta, była wzorowana na wcześniejszych doświadczeniach innych autorów. Jednak sposób operacji nazwany jego nazwiskiem jest stosowany do dziś (3,4). Początkowo wykonywano ten zabieg operacyjny metodami otwartymi jednak wraz z rozwojem technik endoskopowych w latach 80. XX wieku również i technika stabilizacji torebkowo - obrąbkowej Bankarta wkroczyła w epokę artroskopii. W Polsce technikę artroskopowej stabilizacji stawu ramiennego zaczęto intensywnie praktykować na początku XXI wieku. Ewaluacja funkcji stawu ramiennego na przestrzeni lat stawała się również coraz bardziej skomplikowana i drobiazgowa. Pomiary biomechaniczne ruchu barku zmierzają do badania parametrów biomechanicznych samych mięśni jak również integracji mięśniowo nerwowej. Siłę mięśni mierzono początkowo subiektywnie manualnym testem siły i wyrażano w skali Lovetta. Test ten jest oczywiście stosowany do dziś, jednak aby dokładnie i obiektywnie zbadać szereg parametrów funkcji mięśni należy posłużyć się odpowiednimi narzędziami. Podstawowym przyborem do tego celu jest dynamometr. Pierwsze dynamometry były urządzeniami o mechanizmie hydraulicznym a uzyskane z nich dane sprowadzały się do jednego wyniku. Badanie mogło odbywać się jedynie w skurczu izometrycznym mięśnia. Najnowocześniejsze dynamometry elektroniczne dają możliwość pomiaru zarówno w warunkach statycznych jak i dynamicznych, w każdym możliwym rodzaju skurczu mięśnia. Uzyskane z nich dane mówią o różnorodnych aspektach funkcji mięśni oraz ich wzajemnego współdziałania. Szereg otrzymywanych wyników wyrażonych jest w uniwersalnych jednostkach, dlatego są powszechnie zrozumiałe i mogą być dalej wykorzystywane. 5

7 Wszystko to zmierza w kierunku uzyskania danych liczbowych i obiektywizacji co pozwala na porównanie efektów badań prowadzonych w różnych ośrodkach. Na chwilę obecną można znaleźć wiele prac opisujących same techniki operacyjne oraz wyniki funkcjonalne leczenia niestabilności stawu ramiennego, jednak ani w Polskiej ani w światowej literaturze nie odnalazłam wielu opracowań dotyczących biomechaniki stawu ramiennego po stabilizacji torebkowo obrąbkowej metodą artroskopową. Dlatego podejmuję próbę oceny funkcji i parametrów biomechanicznych stawu ramiennego po takim zabiegu operacyjnym. 1.1 Anatomia funkcjonalna i biomechanika barku Kończyna górna z punktu widzenia mechaniki jest łańcuchem biokinematycznym otwartym, którego podstawę stanowi kompleks barku, natomiast wolnym zakończeniem jest ręka (2,5,6). Sam kompleks barku jest łańcuchem biokinematycznym zamkniętym, w którym głowa kości ramiennej jest ustabilizowana przez zamknięty łańcuch łopatki, obojczyka i klatki piersiowej (2). Bardzo dużą mobilność kończyny górnej zapewnia przede wszystkim ruchomość barku, której nie dorównuje żaden inny staw. Ruchomość ta jest możliwa dzięki współdziałaniu kompleksu stawów do których zaliczamy: Staw ramienny (ramienno łopatkowy), (articulatio humeri) tworzony przez głowę kości ramiennej oraz wydrążenie stawowe łopatki. Powierzchnia stawowa głowy kości ramiennej ma kształt połowy kuli i jest ustawiona w 30 retrowersji (6 9). Kąt utworzony przez linię środka trzonu kości ramiennej oraz głowy kości ramiennej (kąt pochylenia głowy kości ramiennej) wynosi 135, natomiast kąt zawarty pomiędzy szyjką anatomiczną a płaszczyzną poprzeczną ciała wynosi 45 (rycina 1) (6,9). 6

8 Rycina 1 Wymiary i kąty pochylenia głowy kości ramiennej (źródło: Kapandji I. The physiology of the joints ) Powierzchnia stawowa łopatki ustawiona jest w pochyleniu 5 i retrowersji 7 (8 10). Jest ona otoczona przez obrąbek stawowy, który pogłębia powierzchnię stawową o 50% co sprawia, że stosunek wielkości głowy do panewki wynosi 3:1, dzięki czemu powierzchnie stawowe są bardziej kongruentne (5,10). Powierzchnie stawowe przesuwają się względem siebie ruchami: toczącym, ślizgowym i rotacyjnym. Wszystkie te ruchy opisać można jako ruch powierzchni stawowej ruchomej względem nieruchomej. Zmienny jest natomiast punkt styku tych powierzchni stawowych w poszczególnych ruchach. Podczas ruchów ślizgu i toczenia wiele punktów na powierzchni stawowej nieruchomej styka się z jednym (ślizg) lub wieloma (toczenie) punktami styku powierzchni ruchomej. W rotacji jeden tylko punkt styku na powierzchni nieruchomej ma kontakt z jednym lub wieloma punktami na powierzchni ruchomej (5,11). Można więc przyjąć, że staw ramienny posiada nie stały, lecz chwilowy środek obrotu (6,12,13). A B C Rycina 2 Wzajemne ruchy powierzchni stawowych A - toczenie, B - ślizg, C - rotacja (źródło: Donatelli R. Physical Therapy of the shoulder ) 7

9 Pozycją spoczynkową dla stawu ramiennego jest ustawienie w odwiedzenia, w płaszczyźnie łopatki (która znajduje się 30 do przodu od płaszczyzny czołowej ciała). W pozycji tej napięcie mięśni, torebki stawowej i więzadeł jest minimalne (10,11). Staw barkowo obojczykowy (articulatio acromioclavicularis) zbudowany jest z powierzchni stawowej dalszej części obojczyka oraz powierzchni stawowej wyrostka barkowego łopatki. Między powierzchniami stawowymi najczęściej występuje dysk, który zwiększa dopasowanie powierzchni. Zachodzą w nim ruchy unoszenia, obniżania przesunięcia w kierunku przednio tylnym oraz rotacje. Pozycją spoczynkową dla tego stawu jest pozycja ramienia ułożonego swobodnie przy ciele (5,7,10). Staw mostkowo obojczykowy (articulatio sternoclavicularis) o kształcie siodełkowatym, utworzony jest przez bliższy koniec obojczyka, rękojeść mostka oraz chrząstkę stawową pierwszego żebra. Pomiędzy powierzchniami stawowymi obojczyka i rękojeści mostka jest dysk stawowy. Zachodzą w nim takie same ruchy jak w stawie barkowo obojczykowym, jednak w większym zakresie. Pozycją spoczynkową dla tego stawu, podobnie jak dla stawu barkowo obojczykowego jest pozycja swobodnie opuszczonego ramienia (5,7,11). Połączenie łopatki ze ścianą klatki piersiowej, przez niektórych uważane jest za funkcjonalny staw. Ponieważ nie jest to typowa struktura stawowa, nie posiada własnej torebki stawowej i więzadeł. Jest jednak na tyle ważna w mechanice kompleksu barkowego, że można ją uznać za rodzaj połączenia stawowego. Łopatka położona jest w nachyleniu 30 w kierunku do przodu od płaszczyzny czołowej ciała. Zlokalizowana jest na wysokości między 2. a 7. żebrem. Łopatka ma możliwość poruszania się w kierunku górno dolnym, pochylania, rotacji jak również protrakcji oraz retrakcji (6,10,11). Mechanika barku jest bardzo złożona. Klasycznie dla stawu ramiennego wyróżniano ruchy zgięcia i wyprostu, odwodzenia i przywodzenia, rotacji zewnętrznej i wewnętrznej oraz zgięcia i wyprostu horyzontalnego, opisane w płaszczyznach: czołowej, strzałkowej i poprzecznej. Jednak w latach 70. XX wieku Poppen i Walker wprowadzili pojęcie unoszenia ramienia w płaszczyźnie łopatki (14). Ruch unoszenia w płaszczyźnie łopatki odbywa się do przodu od płaszczyzny czołowej ciała. W tym położeniu wzajemne napięcie i wydłużenie więzadeł i mięśni jest najbardziej optymalne dlatego ruch w płaszczyźnie łopatki 8

10 jest obecnie uważany za najbardziej naturalny i bezpieczny dla stawu ramiennego, nazywany często neutralnym unoszeniem (10,11). Ruch unoszenia ramienia, definiowany jako ruch kości ramiennej w kierunku od ciała, można podzielić na 3 fazy: Faza początkowa (w zakresie od 0 do 60 ) Podczas inicjowania ruchu unoszenia jako pierwsze aktywują się mięsień nadgrzebieniowy, który dociska głowę kości ramiennej do panewki oraz naramienny, który unosi ramię. Następnie mięśnie te działają w sposób synergistyczny, generując moment siły unoszenia ramienia (11,15). Ważną rolę stabilizującą odgrywają w tej fazie mięśnie podłopatkowy, podgrzebieniowy i obły mniejszy. Mięsień podłopatkowy generuje siłę powodującą obniżenie głowy kości ramiennej w panewce, przeciwną do siły mięśnia naramiennego, który ją unosi. Mięsień podłopatkowy osiąga maksimum swojej aktywności pod koniec początkowej fazy ruchu unoszenia (6,11,15). W czasie unoszenia ramienia do 45 przesunięcie głowy kości ramiennej w kierunku przednim wynosi 4,8mm natomiast górnym 1,6mm (16). W tej fazie ruchu obojczyk rotuje się o ok 10, natomiast łopatka na końcu tej fazy zaczyna nieznacznie przesuwać się w kierunku przednio górnym dzięki działaniu pary mięśniowej mięśni zębatego przedniego i górnej części czworobocznego. Faza środkowa, krytyczna (w zakresie 60 do 140 ) W tej fazie mięsień nadgrzebieniowy i naramienny osiągają swoją maksymalną aktywność, odpowiednio w 100 i 110 (11,15). Łopatka przesuwa się ruchem ślizgowym po ścianie klatki piersiowej w kierunku przednio górnym. Moment siły tego ruchu generowany jest głównie przez mięsień zębaty przedni (17). Ruch łopatki jest możliwy dzięki ruchomości stawów mostkowo obojczykowego i barkowo obojczykowego oraz rotacji i uniesieniu samego obojczyka (2,6,11,17). Łopatka osiąga maksymalny zakres 60 rotacji w ok 150 uniesienia ramienia, co jest wynikiem napięcia mięśnia najszerszego grzbietu i piersiowego większego (6). W pozycji maksymalnej rotacji kąt dolny łopatki ulega przesunięciu o ok cm w stosunku do pozycji spoczynkowej natomiast górny o ok 5 6 cm, tym samym przesunięciu ulega powierzchnia stawowa wydrążenia łopatki co ma kluczowe znaczenie dla ruchu w stawie ramiennym (6). Powyżej 150 uniesienia ramienia łopatka zaczyna przesuwać się ku górze (6,10,11). W 90 uniesienia ramienia 9

11 przesunięcie głowy kości ramiennej do przodu po panewce zmniejsza się do 3,2 mm natomiast migracja górna redukuje się do 0,3mm (16). Faza końcowa (w zakresie od 140 do 180 ) W fazie tej ruch łopatki jest zdecydowanie mniejszy niż w fazie poprzedniej. Ruch zachodzi głównie w samym stawie ramiennym (6,11). Ważny w tej fazie jest także ruch obojczyka, który osiąga ok 30 uniesienia oraz 30 rotacji (5). Mięsień zębaty przedni oraz dolna część czworobocznego osiągają w tej fazie maksimum swojej aktywności a w opozycji do nich pracuje górna i środkowa część mięśnia czworobocznego, które w tym położeniu stabilizują łopatkę (11). Istotne znaczenie ma tu również odpowiednia elastyczność mięśnia obłego większego i podłopatkowego, które pozwalają na skrajne ustawienie kości ramiennej (11). Ta faza ruchu kompleksu barkowego połączona jest również z przeprostem kręgosłupa. Podczas unoszenia jednej kończyny aktywują się mięśnie po przeciwnej stronie kręgosłupa natomiast podczas obustronnego unoszenia pracują mięśnie po obu stronach kręgosłupa (6). Ruchy rotacji stawu ramiennego zapewniają mięśnie pierścienia rotatorów oraz mięśnie tułowia. Za rotację wewnętrzną odpowiedzialne są mięśnie: podłopatkowy, który przyczepia się do guzka mniejszego kości ramiennej, najszerszy grzbietu i obły większy, które przyczepiają się do grzebienia guzka mniejszego oraz piersiowy większy, który przyczepia się do guzka większego. Rotację zewnętrzną zapewniają mięśnie podgrzebieniowy i obły mniejszy, których przyczep końcowy znajduje się na guzku większym kości ramiennej. 10

12 Rycina 3 Siły mięśniowe działające na staw ramienny: 1 - m. najszerszy grzbietu, 2 - m. obły większy, 3 - m. podłopatkowy, 4 - m. piersiowy większy, 5 - m. podgrzebieniowy, 6 - m. obły mniejszy (źródło: Kapandji I. The physiology of the joints ) Stabilność barku zależy od struktur bezpośrednio otaczających staw ramienny jak i wpływających na niego pośrednio. Samo ustawienie głowy kości ramiennej w retrowersji i pochyleniu powoduje lepszą zborność stawu (11). Elementem stawu zwiększającym jego stabilność jest obrąbek stawowy, który pogłębia panewkę o 50%, 9mm w kierunku górno dolnym i 5mm w kierunku przednio tylnym. Zabezpiecza on staw nie tylko w sposób mechaniczny ale także, a według niektórych badaczy przede wszystkim, wspomagając utrzymanie ujemnego ciśnienia śródstawowego, które jest jednym z najważniejszych komponentów stabilizacji (2,11,18). Najsilniejszym więzadłem stawu ramiennego jest więzadło kruczo barkowe, którego włókna krzyżują się z włóknami torebki stawowej i przeplatają się z włóknami ścięgien mięśni nadgrzebieniowego i podłopatkowego. Wraz z więzadłem barkowym górnym działają przeciwko przesunięciu dolnemu i tylnemu głowy kości ramiennej (2,9,11,18). Więzadło barkowe górne zabezpiecza staw w ruchu unoszenia do pozycji ok 45. W dalszym ruchu ramienia więzadło to jest rozluźnione (16). Więzadło barkowe górne zabezpiecza także przesuw ścięgna głowy długiej mięśnia dwugłowego ramienia, podczas którego może dochodzić do zsunięcia się tego ścięgna z rowka międzyguzkowego (9). Więzadło barkowe środkowe zlokalizowane jest wzdłuż mięśnia podłopatkowego i jego włókna częściowo krzyżują się ze ścięgnem tego mięśnia. Zabezpiecza ono przednią ścianę stawu tym samym blokując przesuw głowy kości ramiennej w kierunku przednim. Jest maksymalnie napięte w ruchu odwodzenia z rotacją zewnętrzną 11

13 w przedziale unoszenia ramienia (6,11,16). Więzadło barkowe dolne jest najważniejszym więzadłem zabezpieczającym przednio dolny przesuw głowy kości ramiennej w panewce (2,6,16,18). Jego napięcie jest największe w pozycji odwiedzenia ramienia do 90 oraz maksymalnej rotacji zewnętrznej (16). Rolę aktywnych stabilizatorów stawu ramiennego odgrywają mięśnie, wśród nich wymienić należy stabilizatory samego stawu ramiennego oraz stabilizatory łopatki. Najistotniejszą rolę w stabilizacji głowy kości ramiennej w panewce odgrywa pierścień rotatorów. Mięsień nadgrzebieniowy zabezpiecza górną powierzchnię głowy, podgrzebieniowy i obły mniejszy tylną a podłopatkowy przednią powierzchnię głowy kości ramiennej przed nadmiernym przesuwaniem się. Włókna ścięgien tych mięśni krzyżują się z włóknami torebki stawowej stąd czasami nazywane są dynamicznymi więzadłami (15). Mięsień podłopatkowy jest najsilniej stabilizującym mięśniem spośród pierścienia rotatorów. Jego ścięgno jest bardzo bogato utkane włóknami kolagenowymi i wraz z więzadłem barkowym środkowym zapobiega przednio dolnej migracji głowy kości ramiennej. Kurcząc się centruje głowę kości ramiennej w panewce (11,15). Mięsień podgrzebieniowy i obły mniejszy zapobiega przemieszczeniu tylnemu głowy kości ramiennej zwłaszcza w rotacji wewnętrznej działając siłą skierowaną do przodu (15). Mięsień nadgrzebieniowy podzielić można na część przednią, środkową i tylną, z czego część przednia jest większa i grubsza, wszystkie są aktywne w każdym ruchu uniesienia ramienia (15). Mięsień naramienny, stanowiący 41% masy mięśni stawu ramiennego, stabilizuje staw zwłaszcza w części środkowej i tylnej, generując większą siłę kompresyjną niż w swej części przedniej. Jest więc istotną siłą przeciwdziałającą niestabilności przedniej stawu (11). Istotną rolę stabilizującą głowę kości ramiennej w panewce odgrywa mięsień dwugłowy ramienia. Jego głowa długa przyczepiając się do górnej guzka nadpanewkowego łopatki i biegnąc z przodu kompleksu barkowego blokuje przesuw głowy kości ramiennej do przodu zwłaszcza w środkowej fazie unoszenia ramienia z maksymalna rotacją zewnętrzną (6,9,11). Głowa krótka mięśnia dwugłowego zapobiega translacji dolnej głowy kości ramiennej w panewce (6). Ważnym aspektem stabilizacji kompleksu barkowego jest stabilność łopatki. Jest ona zapewniona głównie poprzez mięśnie. Działają one na zasadzie par mięśniowych. Z jednej strony działają mięśnie: górna część czworobocznego, dźwigacz łopatki i górna część zębatego przedniego, natomiast z drugiej dolna część mięśnia czworobocznego i zębatego przedniego (11). Stabilność barku jest zależna od prawidłowego współdziałania stawu ramiennego oraz połączenia łopatki ze ścianą klatki piersiowej. Udział tych dwóch elementów w ruchu unoszenia kończyny podzielić można odpowiednio na 120 i 60, co daje stosunek 12

14 2:1, który określany jest jako prawidłowy rytm łopatkowy. Niektórzy autorzy uważają iż rytm łopatkowy jest większy i wynosi aż 4,5 do 1, co wskazywałoby na większą rolę stabilizacyjną łopatki (10,15,19). Aby zintegrować pracę wszystkich elementów stabilizujących bark niezbędna jest wysoce wyspecjalizowana funkcja nerwowa, jaką jest propriocepcja (15,20). Najważniejszymi receptorami tego układu są mechanoreceptory zlokalizowane w torebce stawowej, ścięgnach i brzuścach mięśni oraz więzadłach. W torebce stawowej, więzadłach i ścięgnach znalezione zostały ciałka Paciniego, narządy Ruffiniego, ciałka buławkowate i wolne zakończenia nerwowe (2,21). W mięśniach receptorami są wrzecionka mięśniowe. Receptory znajdujące się w więzadłach aktywują się tylko w skrajnych pozycjach, czyli wtedy, gdy więzadło napina się (2,21). Pewną rolę w stymulacji receptorów torebkowych odgrywa ujemne ciśnienie śródstawowe, które powoduje kompresję tych receptorów (2). Narządy Ruffiniego są receptorami wolnoadaptującymi się i odpowiadają za czucie napięcia mięśniowego. Ciałka Paciniego są szybkoadaptującymi się receptorami i mają szczególne znaczenie w nagłych aktywnościach ruchowych, zwłaszcza przy dużych przyspieszeniach bądź hamowaniach ruchów, związanych z szybka zmianą pozycji stawu (21). Sygnały z mechanoreceptorów (jak również z narządu przedsionkowego oraz sygnały wzrokowe) są przekazywane do rdzenia przedłużonego, móżdżku lub kory mózgowej i przekształcane w odpowiedź mięśniową, mająca na celu między innymi ustabilizowanie stawu. W zależności do którego piętra układu nerwowego trafia sygnał z receptorów odpowiedź mięśniowa jest zależna lub niezależna od woli. 1.2 Niestabilność stawu ramiennego Najbardziej obrazową definicją niestabilności stawu ramiennego jest określona przez Matsena czasowa niemożność utrzymania głowy kości ramiennej w panewce stawu (22). Centralizację głowy w panewce zapewniają w skrajnych pozycjach więzadła i torebka stawowa a w środkowych zakresach ruchu mięśnie pierścienia rotatorów i głowy długiej mięśnia dwugłowego ramienia. Lepsze utrzymanie głowy kości ramiennej w panewce zapewnia obrąbek stawowy, który powiększa i pogłębia powierzchnię stawową panewki. Jednym z ważniejszych warunków stabilności stawu jest także ujemne ciśnienie wewnątrzstawowe, które utrzymywane jest głównie przez obrąbek stawowy. Duże znaczenie dla stabilności całego kompleksu barku ma też stabilność łopatki. 13

15 Niestabilność barku często połączona jest z konfliktem podbarkowym. Wyróżnić można trzy typy konfliktu. Pierwotny konflikt podbarkowy związany jest z degeneracją ścięgien pierścienia rotatorów oraz tkanek pokrywających przednią ścianę stawu. Powoduje to osłabienie stabilizacji przedniej. Ten typ konfliktu jest spotykany zazwyczaj u osób powyżej 40 roku życia. Wtórny konflikt podbarkowy jest spowodowany dysbalansem mięśni i zaburzeniem rytmu łopatkowego, co wtórnie może prowadzić do niestabilności stawu. Występuje najczęściej w wieku do 35 lat (10,11). Trzeci typ konfliktu określany jako konflikt wewnętrzny dotyczy tylnej strony barku i konfliktu pomiędzy krawędzią mięśnia nad i podgrzebieniowego i tylno górną częścią obrąbka stawowego, raczej nie wiąże się z niestabilnością (10). Niestabilność stawu ramiennego to szerokie spektrum różnego rodzaju pojęć w zależności od przyczyny, mechanizmu i możliwości leczenia. Dla uproszczenia niestabilność podzielić można na trzy typy, określające jej podstawowe cechy: TUBS z ang. Trauma, Unidirectional, Bankart lession, Surgery typ urazowy, jednokierunkowy, do którego dochodzi najczęściej podczas ruchu w skrajnej pozycji odwiedzenia i rotacji zewnętrznej ramienia, związana z uszkodzeniem typu Bankarta, wskazane jest leczenie operacyjne. AMBRII z ang. Atraumatic, Multidirectional, Bilateral, Rehabilitation, Inferior capsular shift, Interval closure typ nieurazowy, wielokierunkowy i obustronny, wskazana jest rehabilitacja, a wyjątkowo plikacja torebki stawowej oraz zamknięcie rozworu rotatorów. AIOS z ang. Acquired, Instability, Overstress, Surgery jest to nabyty typ niestabilności, wynikający z nadmiernego przeciążenia stawu, w którym wskazane jest leczenie operacyjne (19). Gerber uważa jednak, że ten podział jest zbyt prosty ponieważ, posługując się przykładem, pacjent z wielokierunkową nadruchomością stawu również może ulec urazowi, który spowoduje niestabilność (23). W związku z tym Gerber wyróżnił 3 klasy niestabilności: Niestabilność statyczna (klasa A) jest to sytuacja w której głowa kości ramiennej jest przemieszczona górnie i do przodu lub do tyłu w stosunku do prawidłowego jej położenia w panewce stawu. Nie daje ona dolegliwości i jest rozpoznawana na podstawie obrazu radiologicznego. Może występować razem z niestabilnością 14

16 dynamiczną, na przykład kiedy dochodzi do masywnego urazowego uszkodzenia pierścienia rotatorów w skutek którego głowa kości ramiennej migruje w kierunku górnym (23). o Statyczna niestabilność górna (klasa A1) ma miejsce gdy odległość górnej powierzchni głowy kości ramiennej i dolnej powierzchni wyrostka barkowego łopatki w obrazie rtg jest mniejsza niż 7mm. Odległość 10,5mm jest normą dla wielkości przestrzeni podbarkowej, gdzie pierścień rotatorów jest zachowany. Odległość 9mm świadczyć może o częściowym uszkodzeniu ścięgien, natomiast 7mm lub mniej jest dowodem na całkowite uszkodzenie pierścienia rotatorów. Ten rodzaj niestabilności spowodowany jest zawsze niewydolnością mięśnie podgrzebieniowego z jednoczasowym uszkodzeniem mięśnia nadgrzebieniowego. o Statyczna niestabilność przednia (klasa A2) związana jest z przesunięciem głowy kości ramiennej do przodu i często objawia się bólem spowodowanym konfliktem podkruczym (konfliktem wyrostka kruczego z guzkiem mniejszym kości ramiennej w pozycji odwiedzenia/zgięcia i rotacji wewnętrznej) i zmniejszeniem zakresu ruchu zgięcia. Uważa się, że ten rodzaj niestabilności występuje na skutek uszkodzenia mięśni podłopatkowego i nadgrzebieniowego z degeneracją mięśnia podgrzebieniowego. o Statyczna niestabilność tylna (klasa A3) występuje gdy głowa kości ramiennej jest ustawiona w przesunięciu do tyłu i najczęściej spowodowana jest deformacją tylnej części panewki, zazwyczaj bez uszkodzeń ścięgien. o Statyczna niestabilność dolna (klasa A4) ma miejsce gdy głowa kości ramiennej jest przesunięta w kierunku dolnym. Może być urazowa lub spowodowana uszkodzeniem nerwów, septycznym zapaleniem stawu, skróceniem długości kości ramiennej po endoprotezoplastyce. Niestabilność dynamiczna (klasa B) jest zawsze niestabilnością urazową, obojętnie czy będzie to jeden masywny uraz czy powtarzane mikrourazy. Występuje też zawsze subiektywne poczucie niestabilności. Dodatnie są testy szuflady. Pamiętać jednak należy o tym, iż taki test można uznać za pozytywny wtedy gdy przesunięcie jest znacząco większe niż po stronie zdrowej lub/i związany jest z poczuciem niestabilności. Natomiast nie można uznać testu za pozytywny tylko na podstawie 15

17 stwierdzenia przesuwania się głowy ości ramiennej po panewce. Niestabilność ta jest związana zawsze z uszkodzeniem którejś ze struktur anatomicznych stawu (23). o Przewlekłe zamknięte zwichnięcie (klasa B1) jest najczęściej efektem masywnego urazu (np. komunikacyjnego) lub napadu padaczkowego. Często związana jest ze złamaniem okolicy szyjki chirurgicznej kości ramiennej. Głowa kości ramiennej może być zwichnięta do przodu lub do tyłu. Podczas zwichnięcia przedniego dochodzi do wgnieceniowego złamania tylnej powierzchni głowy kości ramiennej natomiast podczas zwichnięcia tylnego wgnieceniu ulega część przednia głowy kości ramiennej. W szczelinę wgniecenia wklinowuje się najczęściej brzeg panewki i w ten sposób głowa kości ramiennej pozostaje w pozycji zwichnięcia. o Niestabilność jednokierunkowa bez wiotkości (klasa B2) jest najczęściej spotykana (60% przypadków). Wynika z masywnego urazu z całkowitym zwichnięciem głowy kości ramiennej, które wymaga nastawienia przez osoby trzecie. Następnie często występują bolesne podwichnięcia stawu. W badaniu dodatni jest test obawy. Ujemne są testy szuflady i objaw rowka. Najpowszechniejszym uszkodzeniem jest tutaj oderwanie kompleksu więzadłowego od przyczepu panewkowego (obejmujące często obrąbek stawowy) lub na głowie kości ramiennej. Dodatkowo, podczas urazu, może dojść do powstania wgniecenia na głowie kości ramiennej. o Niestabilność jednokierunkowa z wiotkością (klasa B3) jest dość częsta (ok 30% przypadków), pojawia się w wyniku urazu (czasami nawet niewielkiego) ze zwichnięciem wymagającym repozycji lub reponowanym przez samego pacjenta. Obejmuje także powtarzane podwichnięcia, które mogą być bolesne i są reponowne przez chorego. Uczucie dyskomfortu pojawia się w pozycji maksymalnej rotacji zewnętrznej w odwiedzeniu lub zgięciu. Dodatni jest test obawy oraz szuflady a także pojawia się objaw rowka. Dodatkowo u pacjenta stwierdza się wiotkość przeciwnego stawu ramiennego. Najpowszechniejsza jest tu niestabilność przednia z oderwaniem przednio dolnego kompleksu torebkowo obrąbkowego. o Niestabilność wielokierunkowa bez wiotkości (klasa B4) może pojawić się w wyniku kilku urazów stawu. Pacjent nie potrafi określić dokładnie pozycji, w której czuje dyskomfort a test obawy może być dodatni zarówno w rotacji 16

18 zewnętrznej jak i wewnętrznej. Testy szuflady są negatywne, jednak wyczuwalne jest niewielkie przesunięcie głowy kości ramiennej. o Niestabilność wielokierunkowa z wiotkością (klasa B5) występuje znacznie częściej niż poprzedni typ. Może być pomylona z typem B3. W niestabilności tej stwierdza się wiotkość także innych stawów. Najczęściej pacjenci w młodości doznali wielokrotnych mikrourazów stawu w wyniku np. treningu sportowego. Podwichnięcia stawu ramiennego zdarzają się wielokrotnie w ciągu dnia, najczęściej są niebolesne i pacjent jest w stanie sam je zreponować. W badaniu dodatnie są testy szuflady oraz obawy w przynajmniej dwóch kierunkach. Zakresy ruchów rotacji w odwiedzeniu są ekstremalnie powiększone. o Niestabilność jedno lub wielokierunkowa z możliwością dobrowolnej repozycji (klasa B6) kiedyś nazywana dobrowolną niestabilnością, co sugerowało mylnie, że pacjent sam potrafi prowokować zwichnięcie. W rzeczywistości pacjent potrafi spowodować szybką repozycję przesunięcia głowy kości ramiennej. Pacjent, sam manewr repozycji często uważa za niestabilność, ponieważ nie uświadamia sobie występującego przed tym manewrem podwichnięcia. Najczęściej zwichnięcia rozpoczynają się bez wyraźnego, masywnego urazu. Dość duża grupa tych pacjentów to osoby nastoletnie u których przypadłość ta występuje obustronnie. Niestabilność zależna od woli (klasa C) polega na umiejętności samodzielnego zwichnięcia i repozycji stawu. W tej kategorii wyróżnić można trzy typy pacjentów. Pierwsza grupa to pacjenci, którzy potrafią manipulować stawem ramiennym i nie mają z tego powodu żadnych dolegliwości. Przypadłość ta nie powinna być zakwalifikowana jako niestabilność, bo osoby te mają wręcz zwiększoną kontrolę nad stawem, nie powinny więc być leczone z tego powodu. Druga grupa w tej klasie to pacjenci, którzy cierpieli na dynamiczną niestabilność i wtórnie nauczyli się dowolnie sterować stawem ramiennym. W trzeciej grupie znajdują się pacjenci, najczęściej młode kobiety, które nauczyły się manipulować stawem po to aby zwrócić uwagę lub zamaskować problemy natury psychologicznej (23). Przedstawiony podział jest bardzo dokładny i na jego podstawie można klasyfikować i kwalifikować niestabilność do odpowiedniego rodzaju leczenia. Wybór sposobu leczenia 17

19 jest też uwarunkowany typem samego urazu, który leży u podstaw dynamicznej niestabilności. Najczęściej występujące uszkodzenia powodujące niestabilność głowy kości ramiennej: Uszkodzenie typu Bankarta jest oderwaniem części obrąbka stawowego, w większości przypadków od strony przednio dolnej. Najczęściej dochodzi do niego podczas pierwszorazowego, urazowego zwichnięcia stawu ramiennego (9,18,19). Klasycznie jest to uszkodzenie wraz z warstwą okostnej. Wyróżnia się również inne warianty tego uszkodzenia. Pierwszym z nich jest uszkodzenie Perthesa, w którym miejsce uszkodzenia jest takie samo, odrywa się również więzadło barkowe dolne, natomiast warstwa okostnej zostaje zachowana. Drugim wariantem uszkodzenia Bankarta jest ALPSA (z ang. Anterior Labroligamentous Periosteal Sleeve Avulsion), gdzie dochodzi do oderwania obrąbka i więzadła barkowego dolnego. Uszkodzenie to sięga głęboko, aż do szyjki stawowej łopatki. Kolejnym rodzajem uszkodzenia jest GLAD (z ang. Glenolabral Articular Disruption), gdzie obrąbek jest oderwany lecz nieprzemieszczony, urazowi ulega jednak chrząstka stawowa. Czasami poza oderwaniem obrąbka i więzadła może dojść do oddzielenia części kostnej panewki, mówimy wtedy o kostnym uszkodzeniu typu Bankarta (9,18,19). A B Rycina 4 Rekonstrukcja 3d tomografii komputerowej: A - obraz prawidłowej panewki stawu ramiennego, B - obraz panewki stawu ramiennego z zaznaczonym uszkodzeniem kostnym typu Bankarta (źródło: materiał własny) Uszkodzenie HAGL (z ang. Humeral Awulsion of Glenohumeral Ligament), w odróżnieniu od uszkodzenia Bankarta, jest oderwaniem więzadła barkowego dolnego od jego przyczepu do kości ramiennej. W 20% uszkodzeń typu HAGL 18

20 oderwaniu ulega także fragment kostny kości ramiennej, mówimy wtedy o kostnym uszkodzeniu typu HAGL (19). Uszkodzenie typu Hill Sachs jest wgnieceniowym uszkodzeniem głowy kości ramiennej, w części tylnej lub przedniej. Do powstania tego rodzaju uszkodzenia dochodzi najczęściej podczas zwichnięcia przednio dolnego głowy kości ramiennej, kiedy głowa kości ramiennej wbija się w brzeg panewki stawu. Uszkodzenie to jest stwierdzane w co najmniej 50% przypadków pacjentów z pierwotnym, urazowym zwichnięciem przednio dolnym stawu ramiennego (19,24). Rycina 5 Rekonstrukcja 3d tomografii komputerowej: obraz głowy kości ramiennej (widok z góry) z zaznaczonym złamaniem wgnieceniowym głowy kości ramiennej (źródło: materiał własny) Uszkodzenie typu SLAP (z ang. Superior Labral Anterior to Posterior) polega na oderwaniu się przednio górnego lub tylno górnego fragmentu obrąbka stawowego wraz z przyczepem głowy długiej mięśnia dwugłowego. W odróżnieniu od wcześniej opisanych typów uszkodzeń, SLAP jest w większości przypadków uszkodzeniem przeciążeniowym występującym często u zawodników uprawiających sporty rzutowe, lub u osób pracujących z częstym uniesieniem rąk ponad głowę. Burkhart i Morgan pokazali, że powstanie SLAP może być następstwem przykurczu tylnej części torebki stawowej oraz związanym z tym ograniczeniem rotacji wewnętrznej i nadmierną rotacja zewnętrzną (GIRD z ang. Glenohumeral Internal Rotation Deficit) występującą u zawodników rzucających. Przykurcz tylnej części torebki i GIRD powodują przesunięcie tylno górne punktu styku powierzchni stawowych podczas ruchu, co może indukować uszkodzenie typu SLAP (11). Urazowe uszkodzenie typu SLAP związane jest najczęściej z upadkiem na wyciągniętą do boku rękę (9,11,19). 19

21 1.3 Artroskopowa, przednia stabilizacja stawu ramiennego Ponieważ niniejsze opracowanie dotyczy niestabilności dynamicznej przedniej (typu B2 w klasyfikacji Gerbera) przedstawione sposoby leczenia operacyjnego dotyczą właśnie tego typu schorzenia. Leczenie operacyjne niestabilnego stawu ramiennego ma na celu naprawę uszkodzonych struktur i uzyskanie stabilności stawu. W roku 1923 Bankart opisał technikę stabilizacji torebkowo obrąbkowej, która, z pewnymi modyfikacjami, jest stosowana do dziś (4). Oryginalnie, Bankart wykonywał operację techniką otwartą. Układał pacjenta z kończyną położoną przy ciele w rotacji wewnętrznej stawu ramiennego. Wykonywał cięcie od poziomu obojczyka w kierunku w dół. Odsuwał mięsień naramienny i piersiowy większy odsłaniając wyrostek kruczy. Następnie, poprzez jego osteotomię a także odcięcie przyczepu mięśnia podłopatkowego, odsłaniał przednią część panewki i głowy kości ramiennej. Zasadnicza część operacji polegała na doszyciu torebki stawowej do więzadeł panewkowych w miejscu ich rozerwania. Dodatkowo odświeżał brzeg kostny szyjki łopatki aby więzadła panewkowe mogły się do niego przyrosnąć (4). Bankart był przeciwnikiem obkurczania torebki stawu uważając, że taki zabieg może zapobiec zwichnięciu jednak odbywa się to kosztem zmniejszenia zakresu ruchu stawu ramiennego. Podkreślał również, że torebka stawu jest naturalnie strukturą luźną a nie obkurczoną. Nie zgadzał się również ze skutecznością wcześniej stosowanych technik operacyjnych polegających na przenoszeniu części mięśnia naramiennego (4). W kolejnych pracach Bankart opisał modyfikację swojej techniki operacji polegającą na doszyciu torebki stawowej lub więzadeł do brzegu panewki stawu. Najistotniejszą współczesną zmianą w metodzie operowania Bankarta jest zastąpienie techniki otwartej na technikę artroskopową. Techniki artroskopowe zaczęto stosować w latach 80. XX wieku i są preferowane do dziś. Wiele prac pokazało, że technika otwarta i artroskopowa w dłuższym okresie obserwacji (ponad 3 lata) dają takie same wyniki funkcjonalne (25,26). Dobrą funkcję uzyskiwano niezależnie od dodatkowych uszkodzeń kostnych (Hill Sachs) (27). Jednak leczenie techniką artroskopową ma przewagę nad techniką otwartą w postaci mniejszego uszkodzenia tkanek, mniejszej blizny pooperacyjnej, mniejszego ryzyka infekcji oraz szybszego procesu usprawniania (28). Obecnie operacyjna stabilizacja torebkowo obrąbkowa polega na artroskopowej rekonstrukcji obrąbka stawowego. Technicznie operacja polega na wkręceniu kotwic w brzeg panewki stawu oraz dociągnięciu i doszyciu do nich obrąbka i torebki stawowej. 20

22 30 lat po Bankarcie, w 1958 roku swoją technikę stabilizacji opisał Latajet. Technika ta najpierw stosowana była tylko metodą otwartą a obecnie stosuje się także metodę artroskopową. Znajduje zastosowanie w uszkodzeniach o charakterze kostnym, jak kostne uszkodzenie Bankarta (28). Polega na osteotomii dalszego końca wyrostka kruczego i przeniesieniu go wraz z przyczepem mięśnia kruczo ramiennego i krótkiej głowy bicepsa na przednią krawędź panewki. Dzięki tej technice bark zabezpieczony jest dynamicznym szynowaniem utworzonym przez struktury mięśniowo ścięgniste od strony przedniej oraz, dzięki przesunięciu ku dołowi ścięgna mięśnia podłopatkowego, lepsze zabezpieczenie stawu ze strony przednio dolnej zwłaszcza w ruchu odwodzenia z maksymalną rotacją zewnętrzną (28,29). Pod koniec lat 90. XX wieku zaczęto stosować łączone techniki stabilizacji przedniej stawu ramiennego czyli połączenie techniki Bankarta z techniką Latarjet (29). Dzięki takiemu połączeniu uzyskać można potrójny efekt. Po pierwsze rekonstrukcję i stabilizację obrąbka, po drugie wypełnienie ubytku kostnego poprzez przeniesienie wyrostka kruczego, po trzecie uzyskanie efektu zderzaka zrekonstruowany obrąbek stanowi swego rodzaju zaporę przeciwko kontaktowi, uderzaniu głowy kości ramiennej w przeszczep kostny z wyrostka kruczego (29). 1.4 Ocena biomechaniki barku w aspekcie izokinetyki i izometrii najważniejsze cechy pomiaru oraz parametry uzyskane w badaniu Izokinetyka Koncepcję ćwiczeń w warunkach izokinetyki opisali jako pierwsi Hislop i Perrine w 1967 roku (30). Praca mięśni w warunkach izokinetyki charakteryzuje się stałą prędkością ruchu oraz zmiennym, dostosowującym się oporem. Ponieważ opór dostosowuje się w każdym momencie trwania ruchu, możliwe jest maksymalne obciążenie mięśnia w całym zakresie ruchu. Opór dostosowuje się do przyłożonej siły, zmęczenia i bólu. Prędkość ruchu wokół środka obrotu stawu jest wyrażona w stopniach na sekundę (30,31). Praktycznie, to czym izokinetyka wyróżnia się od izotoniki jest zmienność oporu w zależności od możliwości mięśnia. W warunkach izotonicznych mięsień musi pokonywać ten sam opór niezależnie od momentu zakresu ruchu, inaczej mówiąc taki sam opór będzie zadany w najsłabszych fazach ruchu, w końcowym zakresie, jak i najsilniejszych fazach ruchu, w środkowym zakresie. W warunkach izokinetyki opór w czasie ruchu dostosowuje się do możliwości pacjenta w danym 21

23 momencie ruchu, a więc będzie różny w środkowym i skrajnych zakresach. Zmęczenie mięśnia w warunkach izotoniki skutkuje zmniejszeniem zakresu ruchu i najczęściej także prędkości ruchu, ponieważ mięsień nie jest w stanie pokonać zadanego oporu w końcowych fazach ruchu. Natomiast w izokinetyce zmęczenie nie wpływa na zmianę zakresu i prędkości ruchu, ponieważ zmniejszający się w tej sytuacji opór pozwala na wykonanie ruchu w całym zakresie z zadaną prędkością (31). Wymienione cechy pomiaru w warunkach izokinetyki sprawiają, że testowanie mięśnia w tym trybie jest: bezpieczne, ponieważ mięsień nigdy nie będzie pracował przeciwko oporowi, którego nie byłby w stanie pokonać, skuteczne, ponieważ tylko warunki izokinetyczne pozwalają na maksymalne obciążenie mięśnia w całym zakresie ruchu, obiektywne i powtarzalne, ponieważ warunki badania będą zawsze takie same. Tabela 1 Charakterystyka prędkości ruchu i wielkości oporu w warunkach izometrii, izotoniki i izokinetyki izometria izotonika izokinetyka prędkość ruchu 0 /s zmienna w całym zakresie ruchu stała w całym zakresie ruchu wielkość oporu stała, maksymalna stała zmienna w zależności od przyłożonej siły Zarówno w izokinetyce jak i w izotonice mięsień może pracować koncentrycznie lub ekscentrycznie. W skurczu koncentrycznym następuje skrócenie długości mięśnia i zbliżenie jego przyczepów. W skurczu ekscentrycznym włókna mięśniowe wydłużają się a przyczepy mięśnia oddalają od siebie. W skurczu koncentrycznym moment siły mięśni jest większy od momentów sił zewnętrznych działających na staw. W ekscentrycznej pracy mięśni moment siły mięśnia jest mniejszy niż moment siły zewnętrznej, dlatego mięsień wydłuża się a ruch zachodzi w kierunku przeciwnym niż wektor działającej siły mięśniowej (31,32). Do pomiarów w warunkach izokinetyki stosuje się elektroniczne dynamometry połączone z oprogramowaniem komputerowym pozwalającym na zebranie i analizę danych. Pierwsze urządzenia tego typu umożliwiały pracę mięśni tylko w warunkach koncentrycznych, w małych zakresach prędkości (do 300 /s). Urządzenia najnowszej generacji dają możliwość 22

24 testowania i treningu mięśni we wszystkich warunkach pracy mięśniowej (izokinetyka, izotonika, izometria, praca koncentryczna i ekscentryczna), w szerokim zakresie prędkości (do 500 /s) (32). Nowoczesne systemy do treningu i testowania mięśni w warunkach izokinetycznych posiadają program do zbierania i obróbki danych, które można otrzymać w postaci raportu z badania. Najważniejszymi parametrami uzyskanymi w trakcie badania są: Maksymalny moment siły (peak torque) to wartość najwyższego momentu siły mięśni w danej próbie. Jest iloczynem siły i ramienia tej siły, wyrażony w niutonometrach [Nm]. Może być porównywany kontralateralnie lub do danych normatywnych. Za normę uważany jest deficyt pomiędzy kończynami mniejszy niż 10%. Maksymalny moment siły jest miarą szczytowej siły mięśniowej. W pracach dotyczących barku jest opisywany jako najlepszy parametr porównujący siłę u osób chorych i zdrowych (31 34). Maksymalny moment siły odniesiony do masy ciała (peak tq/bw) jest to wskaźnik procentowy uzyskanego momentu siły w porównaniu do wagi, odniesiony do ustalonego przez oprogramowanie celu. Parametr ten jest wyrażony w procentach [%] i pokazuje ile procent założonego maksymalnego momentu siły uzyskał badany (31). Czas potrzebny do rozwinięcia maksymalnego momentu siły (acceleration time) jest to czas jaki potrzebuje mięsień od rozpoczęcia skurczu do uzyskania maksymalnej wartości momentu siły. Jest wyrażony w milisekundach [ms] (31). Kąt w którym uzyskany został maksymalny moment siły jest to parametr mówiący o czasie ruchu w jakim mięsień uzyskał maksymalny moment siły. Określany jest w stopniach [deg]. Powinien być uzyskany mniej więcej w połowie zakresu ruchu (31). Całkowita praca (total work) jest wartością mówiącą o sumie pracy wykonanej przez mięsień w trakcie trwania całego ruchu. Wyrażona jest w dżulach [J]. Jest ważnym parametrem pokazującym zdolność wytwarzania siły przez mięsień w całym czasie trwania ruchu (a nie tylko w jego szczytowym momencie) (31,32,34). Moc mięśnia (power) jest parametrem mówiącym o ilości pracy całkowitej wykonanej w czasie trwania tej pracy. Można ją zobrazować także jako iloczyn siły i prędkości. Wyrażona jest w watach [W]. Pokazuje intensywność pracy mięśni w czasie danej próby (31,32,34). 23

25 Stosunek momentów siły agonistów do antagonistów (agon/antag ratio) jest miarą wielkości siły przeciwnie działających grup mięśniowych. Wyrażony jest procentowo [%]. Porównywany powinien być do danych normatywnych. Jest istotnym parametrem mówiącym o balansie mięśniowym w badanym stawie (31). Współczynnik wariancji jest stosunkiem odchylenia standardowego i jego średniej wartości dla populacji, wyrażony w procentach [%]. W przypadku badania dynamicznego mówi o powtarzalności wykonywanego ruchu. W praktyce powinien być on jak najniższy. Wartości przekraczające 20% świadczą, iż ruchy istotnie się od siebie różniły, co może być spowodowany np. wystąpieniem bólu w trakcie badania. Rycina 6 Przykładowy raport z badania izokinetycznego stawu ramiennego 24

26 Izometria Czynność izometryczna mięśnia charakteryzuje się tym, iż pomimo że mięsień kurczy się nie dochodzi do zmiany długości mięśnia a tym samym nie zachodzi ruch w stawie. Dzieje się tak w sytuacji kiedy moment siły mięśnia jest równy momentowi siły zewnętrznej (31,32). Badanie izometryczne mięśni swój początek bierze z manualnego testowania siły (MMT z ang. Manual Muscle Test), które wprowadzone było około 1900 roku w celu oceny pacjentów cierpiących na chorobę Heinego Medina. MMT było prostą i szybką metodą sprawdzenia siły, jednak ze względu niski poziom obiektywizmu badania, zaczęto poszukiwać bardziej dokładnych narzędzi oceny. W latach 50. XX wieku zaczęły wchodzić do użycia dynamometry. Początkowo były to urządzenia o mechanizmie hydraulicznym, ręczne. Następnie, w latach 60. XX wieku pojawiły się elektroniczne dynamometry stacjonarne, o szerokich możliwościach badania (ocena w warunkach izometrycznych, izokinetycznych, izotonicznych w skurczu koncentrycznym i ekscentrycznym) z oprogramowaniem komputerowym. Obecnie stosuje się zarówno dynamometry elektroniczne jak i mechaniczne. Pomiar izometryczny, niezależnie od rodzaju aparatury pomiarowej, polega na wykonaniu maksymalnego skurczu mięśnia w zadanej pozycji. Wynik wyrażony jest w niutonach [N] Jest najprostszą metodą oceny stopnia osłabienia siły mięśniowej. Rycina 7 Przykładowy raport z badania izometrycznego stawu ramiennego z zaznaczoną średnią wartością siły uzyskaną podczas maksymalnego skurczu mięśnia w czasie trwania próby 25

27 2 Uzasadnienie podjęcia tematu, pytania badawcze i cel pracy Można znaleźć wiele doniesień na temat oceny pacjentów leczonych metodą artroskopowej stabilizacji torebkowo obrąbkowej z powodu przedniej urazowej niestabilności stawu ramiennego. Wszystkie te analizy dotyczą jednak głównie oceny klinicznej i funkcjonalnej (35 45). Trudno znaleźć pracę, która omawiałaby ocenę parametrów biomechanicznych po tego typu operacji w podobnej do mojej grupie pacjentów. Jedna znaleziona praca zawierająca badanie izokinetyczne dotyczyła artroskopowej stabilizacji barku jednak dotyczyła osób profesjonalnie uprawiających różne dyscypliny sportowe (46). Prace autorstwa Amako i wsp. oraz Pavlika i wsp. podejmują tematykę powrotu siły mięśniowej po operacji niestabilności metodą Bankarta, jednak wykonywanej techniką otwartą (47,48). Dwie prace autorstwa Forthomme i wsp. oraz Falicetti i wsp. podejmują podobny temat, jednak dotyczą operacji metodą Latarjet.(49,50). Przegląd literatury pozwala na stwierdzenie, iż podjęty temat pracy wniesie kolejne, nowe dane w zakresie izokinetyki, izometrii i funkcji barku, co może istotnie przyczynić się do poszerzenia wiedzy o szeroko pojętej biomechanice barku po artroskopowym leczeniu niestabilności jak również o efektach tego rodzaju leczenia. Na podstawie przeglądu literatury i analizy dotychczasowej wiedzy na temat funkcji i biomechaniki barku zdrowego jak i niestabilnego, sformułowałam następujące pytania badawcze: 1. W jakim stopniu przednia urazowa niestabilność stawu ramiennego zaburza jego funkcjonowanie? 2. Czy po operacji stabilizacji stawu ramiennego możliwy jest powrót pełnej funkcji stawu? 3. Czy po operacji stabilizacji stawu ramiennego wartości siły, mocy i pracy mięśni mogą osiągnąć poziom porównywalny do wartości analogicznych parametrów w kończynie zdrowej? 4. Czy urazowa niestabilność stawu ramiennego może spowodować występowanie wczesnych zmian zwyrodnieniowych w obrębie tego stawu? 26

28 Aby odpowiedzieć na postawione pytania wyznaczyłam następujące cele szczegółowe: 1. Ocena kliniczna i funkcjonalna stawu ramiennego na podstawie badań ankietowych; 2. Ocena wybranych parametrów biomechanicznych uzyskanych w badaniu stawu ramiennego po operacji stabilizacji torebkowo obrąbkowej, w warunkach izokinetycznych i izometrycznych: a. maksymalnej siły mięśni (peak torque) b. maksymalnej siły mięśni odniesionej do masy ciała (peak tq/bw) c. całkowitej pracy mięśni (total work) d. mocy mięśni (power) e. stosunku momentów siły mięśni agonistów do antagonistów (agon/antag ratio); f. średniej wartość siły uzyskanej w maksymalnym skurczu mięśni 3. Porównanie wartości wymienionych parametrów biomechanicznych w grupie pacjentów (po operacji stabilizacji torebkowo obrąbkowej stawu ramiennego), pomiędzy kończyną operowaną i nieoperowaną; 4. Porównanie wartości wymienionych parametrów biomechanicznych (pacjentów po operacji stabilizacji torebkowo obrąbkowej) do wartości tych parametrów u osób bez uszkodzeń w obrębie barku; 5. Ocena zdjęć radiologicznych barku pod kątem występowania wczesnych zmian zwyrodnieniowych. 27