Μορφολογία και εµβιοµηχανική των οπισθίων µηριαίων µυών σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου.

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΣΕΡΡΩΝ Μορφολογία και εµβιοµηχανική των οπισθίων µηριαίων µυών σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου. Του ΚΑΡΑΓΙΑΝΝΙΔΗ ΕΥΑΓΓΕΛΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΣΕΡΡΕΣ 2017

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΣΕΡΡΩΝ Μορφολογία και εµβιοµηχανική των οπισθίων µηριαίων µυών σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου. Καραγιαννίδης Ευάγγελος Διδακτορική διατριβή που υποβάλλεται στο καθηγητικό σώµα για τη µερική ολοκλήρωση των απαιτήσεων για την απόκτηση του διδακτορικού τίτλου του Τµήµατος Επιστήµης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισµού Σερρών του Αριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης (Κινησιολογία) 2017 Σέρρες Εγκεκριµένο από το καθηγητικό σώµα: Κέλλης Ελευθέριος, Καθηγητής (Επιβλέπων) Καθηγητής Τ.Ε.Φ.Α.Α. Σερρών, Α.Π.Θ. Γαλάνης Νικηφόρος, Αναπληρωτής Καθηγητής, Ιατρική Σχολή, Α.Π.Θ. Μπαλτζόπουλος Γ. Βασίλειος, Καθηγητής, Liverpool John Moores University, UK Κωφοτόλης Νικόλαος, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τ.Ε.Φ.Α.Α. Σερρών, ΑΠΘ Αµοιρίδης Ιωάννης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τ.Ε.Φ.Α.Α. Σερρών, ΑΠΘ Αραµπατζή Φωτεινή, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια, Τ.Ε.Φ.Α.Α. Σερρών, ΑΠΘ Γιάκας Ιωάννης, Αναπληρωτής Καθηγητής, Τ.Ε.Φ.Α.Α. Τρικάλων, ΠΘ

3 ΚΑΡΑΓΙΑΝΝΙΔΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Μορφολογία και εµβιοµηχανική των οπισθίων µηριαίων µυών σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου. Πνευµατικά Δικαιώµατα «Απαγορεύεται η αναδηµοσίευση και γενικά η αναπαραγωγή εν όλω ή εν µέρει ή και περιληπτικά, κατά παράφραση ή διασκευή του παρόντος έργου µε οποιοδήποτε µέσο ή τρόπο, µηχανικό, ηλεκτρονικό, φωτοτυπικό και ηχογραφήσεως ή άλλως πως σύµφωνα µε τους ν. 2387/1920, 4301/1929, του Ν.Δ. 3565/56, 4254/62, ν. 100/74 και λοιπούς εν γένει κανόνες Διεθνούς Δικαίου, χωρίς προηγούµενη γραπτή άδεια του συγγραφέα ή/και του εκδότη» «Η έγκριση της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής από το Τµήµα Επιστήµης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισµού του Αριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωµών του συγγραφέως» Ν. 5342/32, άρθρο 202, παρ. 2

4 2017 ΚΑΡΑΓΙΑΝΝΙΔΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ ALL RIGHTS RESERVED

5 Περίληψη ΚΑΡΑΓΙΑΝΝΙΔΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Μορφολογία και εµβιοµηχανική των οπισθίων µηριαίων µυών σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου. (Υπό την επίβλεψη του Δρ. Κέλλη Ελευθέριου) Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν να εξετάσει τις διαφορές στα ηλεκτροµυογραφικά, αρχιτεκτονικά και µηχανικά χαρακτηριστικά της άρθρωσης του γόνατος µεταξύ ατόµων µε συνδεσµοπλαστική πρόσθιου χιαστού συνδέσµου (ΠΧΣ) και υγειών ατόµων. Συνολικά εξετάστηκαν 36 άτοµα, εκ των οποίων 29 ήταν άνδρες και 7 γυναίκες. Η εργασία ολοκληρώθηκε σε τέσσερις πειραµατικές µελέτες. Η κύρια ερευνητική υπόθεση ήταν ότι µε δεδοµένη τη µεταβολή του πάχους του ηµιτενοντώδους (ST) αλλά και πιθανές µεταβολές στη κινηµατική της άρθρωσης αλλά και το πάχος των µυών µετά την επέµβαση, οι ασθενείς που υποβάλλονται σε τέτοιου είδους επέµβαση ενδεχοµένως εµφανίζουν διαφορετικά αρχιτεκτονικά και µηχανικά χαρακτηριστικά σε σχέση τους υγιείς. Σκοπός της πρώτη µελέτης ήταν η καταγραφή και µελέτη των δοµικών, αρχιτεκτονικών χαρακτηριστικών των οπίσθιων µηριαίων και συγκεκριµένα του ST σε υγιείς και άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. Το δείγµα αποτέλεσαν 16 άτοµα (12 άνδρες και 4 γυναίκες, ηλικίας 28,56 +_7,714, βάρους 75,93 ± 11,59 kg, ύψους 1.75 ± 7,26 cm) εκ των οποίων 8 ήταν υγιείς και 8 άτοµα είχαν υποβληθεί σε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µε αυτοµόσχευµα από τον ST. Χρησιµοποιώντας υπέρηχο καταγράφηκε το µυϊκό πάχος και η γωνία πτέρωσης κατά την µέγιστη ισοµετρική προσπάθεια σε πρηνή θέση µε το γόνατα σε κάµψη 0 ο και 45. Η ανάλυση διακύµανσης έδειξε ότι η γωνία πτέρωσης του ST δεν διέφερε σηµαντικά µεταξύ των ατόµων που υποβλήθηκαν σε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και τους υγιείς (p< 0.05), ενώ το πάχος του µυός ήταν µεγαλύτερο στην οµάδα των χειρουργηµένων (p < 0.05). 1

6 Συµπερασµατικά οι ασθενείς που κάνουν συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µε τον ST παρουσιάζουν µεγαλύτερο πάχος µυός και παρόµοια γωνία πτέρωσης του ST σε σύγκριση µε την οµάδα ελέγχου. Σκοπός της δεύτερης µελέτης ήταν η τρισδιάστατη αναπαράσταση του γόνατος και των οπίσθιων µηριαίων µυών σε υγιείς και σε άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. Το δείγµα αποτέλεσαν 20 άτοµα εκ των οποίων 10 ήταν υγιείς και 10 είχαν υποβληθεί σε συνδεσµοπλαστική. Η αξιολόγηση έγινε µε τη λήψη µαγνητικών τοµογραφιών και την τρισδιάστατη αναπαράσταση των δοµών χρησιµοποιώντας ειδικό λογισµικό. Για κάθε άτοµο αξιολογήθηκαν η ανατοµική εγκάρσια επιφάνεια και το µήκος τένοντα του ST και της µακράς κεφαλής του δικέφαλου µηριαίου (BF). Ανάλυση µε t-test δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές διαφορές ανάµεσα στους υγιείς και χειρουργηµένους στην εγκάρσια επιφάνεια του BF (p >0.05). Ωστόσο σηµειώθηκαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές στο µήκος τένοντα του BF και του ST ανάµεσα στις δύο οµάδες (p < 0.05). Σκοπός της τρίτης έρευνας ήταν η καταγραφή της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας των οπίσθιων µηριαίων µυών ένα χρόνο ή περισσότερο µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και η σύγκριση του µε εκείνη των υγιών. Το δείγµα αποτέλεσαν 16 άτοµα τα οποία συµµετείχαν στην πρώτη έρευνα. Καταγράφηκε η ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα των BF και ST καθώς και η µέγιστη ισοµετρική ροπή µε το γόνατο σε κάµψη 0 και 45. Η ανάλυση διακύµανσης δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές αλληλεπιδράσεις της οµάδας και της γωνίας στη µέγιστη ισοµετρική ροπή (p<0.05). Δεν υπήρξε αλληλεπίδραση της γωνίας και της οµάδας στο λόγο (torque/emg) για τον BF και ST. Δεν υπήρξαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές ανάµεσα στις οµάδες και τον λόγο EMG 0 ο /EMG 45 ο για τον BF και τον ST. Συµπερασµατικά η ροπή από το χειρουργηµένο µέλος φαίνεται να αποκαθίσταται στο φυσιολογικό. 2

7 Σκοπός της τέταρτης έρευνας ήταν η µέτρηση του µοχλοβραχίονα δύναµης σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ από αυτοµόσχευµα από τον ST µέσω του αναδοµηµένου τρισδιάστατου µοντέλου που προέκυψε από τις δισδιάστατες µαγνητικές τοµές. Το δείγµα αποτέλεσαν 20 άτοµα (17 άνδρες και 3 γυναίκες), εκ των οποίων 10 ήταν υγιείς και 10 είχαν υποβληθεί σε συνδεσµοπλαστική. Τα τρισδιάστατα αναδοµηµένα µοντέλα, τα οποία προέκυψαν από τη διαδικασία της προηγούµενης εργασίας, υπέστησαν περαιτέρω επεξεργασία και υπολογίστηκαν το µήκος του µοχλοβραχίονα του BF και του ST. Η ανάλυση µε t-test δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές διαφορές στον µοχλοβραχίονα ανάµεσα στις δύο οµάδες. Συµπερασµατικά, η µελέτη έδειξε ότι η µορφολογία του ST ανακάµπτει µετά τη λήψη του µοσχεύµατος στους περισσότερους ανθρώπους ένα χρόνο µετά το χειρουργείο. Παρόµοια δεν διαπιστώθηκαν µεταβολές στην µυϊκή ενεργοποίηση και την ανατοµική εγκάρσια επιφάνεια ανάµεσα στις δυο οµάδες. Εντούτοις, βρέθηκαν µεταβολές στο µήκος του τένοντα στους ασθενείς σε σχέση µε του υγιείς. Παρόλα αυτά δεν διαπιστώθηκαν συστηµατικές διαφορές στους µοχλούς δύναµης των µυών. Λαµβάνοντας υπόψη τους περιορισµούς της εργασίας, φαίνεται ότι η υπόθεση της εργασίας δεν επαληθεύτηκε. Συνεπώς, συµπεραίνεται ότι η συνδεσµοπλαστική µε το συγκεκριµένο µόσχευµα δεν επιφέρει σηµαντικές µεταβολές στα αρχιτεκτονικά και µηχανικά χαρακτηριστικά της άρθρωσης του γόνατος και των περιβαλλόντων µυών. Λέξεις κλειδιά: µυϊκή δραστηριότητα, µαγνητική τοµογραφία, ροπή, µοχλοβραχίονας, σύνδεσµος, αποκατάσταση, ισοκίνηση, ισοµετρία, ηλεκτροµυογραφία, µηχανική. 3

8 EVAGELOS KARAGIANNIDIS Morphology and biomechanics of hamstring muscles in healthy and people after anterior cruciate ligament reconstruction. (Under the supervision of Dr. Kellis Eleftherios) The purpose of the present thesis was to examine the differences between the electromyographic (EMG), architectural and mechanical characteristics of the of the knee joint between individuals with anterior cruciate ligament reconstruction and controls. A total of 36 people, of which 29 were men and 7 women were examined. The work was completed in four experimental studies. The aim of the first study was to record and study, architectural features of the semitendinosus in healthy and people after ACL reconstruction. The sample were 16 people (12 men and 4 women, aged 28,56 _7,714, weight 75,93 ± 11,59 kg of 1.75 ± 7,26 cm) 8 were healthy and 8 people were subjected to ACL reconstruction by the use of ST tendon graft. By the use of an ultrasound, registered the muscle thickness and the pennation angle during the maximum isometric effort in a prone position with the knee at 0o and 45 angle. Analysis of variance showed that the pennation angle does not differ significantly between people who underwent in ACL reconstruction and healthy (p < 0.05), while the thickness of the muscle was higher in the group of the reconstructed (p < 0.05). In conclusion patients with ACL reconstruction has thicker ST while it has similar pennation angle compared to the control group. This shows that the morphology of ST recovers after ACL reconstruction to most people a year after the operation. The purpose of the second study was the 3d representation of the knee and hamstring muscles in healthy people and after ACL reconstruction. The sample were 20 people (17 men and 3 women, aged _8.56), 10 participants were healthy without any prior injury in the lower extremities and 10 people had ACL reconstruction by the use of ST tendon graft. 4

9 For each person, the cross-sectional area (CSA) and tendon length was evaluated for the BF and ST. The evaluation was to obtained by MRI images 3D images through approved software for this purpose. Then using the 2D magnetic resonance imaging recorded automatically the cross sectional area at specific levels and showed the average. ST tendon detected through 2D MRI images and followed at the redesigned 3d model. The t-test did not presented statistically significant differences between healthy and ACL reconstructed for the cross sectional area of the BF t(10)=0.28, p=0.78 and ST t(10)=0.65, p=0.52. However there were statistically significant differences in tendon length of BF t(10)=4.12, p=0.001 and ST t(10)=2.17 between the groups. In conclusion when harvesting the tendon for ACL reconstruction then the result is a reduction of the length. The purpose of the third study was the recording of the electromyographic activity of the hamstring muscles a year or more after ACL reconstruction and compared with that of healthy people. The sample were the same people by the first study and, in particular, 16 persons (12 men and 4 women, aged 28,56 _7,714, weight 75,93 ± 11,59 kg of 1.75 ± 7,26 cm) 8 were healthy and 8 people were subjected to were subjected to ACL reconstruction by the use of ST tendon graft. Recorded the electromyographic activity of the BF and ST and the torque in two angles 0 o and 45 o during maximum isometric flexion. The ANOVA did not present statistically significant interactions of the group and the angle during the maximum isometric torque (F1, 10 = 0.007, p = 0.934). In addition, there has been no significant effect of the group. (F1, 10 = 1.480, p = 0.24). In conclusion, there were no significant differences for the torque and the EMG between groups. This indicates that the ST and BF will recover after harvesting the ST for ACL reconstruction. 5

10 The purpose of the fourth study was the measurement of the ST and BF moment arm in healthy and people after ACL reconstruction with ST tendon graft through the 3d reconstructed MRI model. The sample were 20 people (17 men and 3 women, aged _8.56), 10 participants were healthy without any prior injury in the lower extremities and 10 people were subjected to ACL reconstruction by the use of ST tendon graft. The moment arm length of the ST and BF tendon were calculated in 3D. The t-test did not showed statistically significant differences concerning the moment arm of the BF t(10)=0,936, p=0.36 and the ST t(10)=1.50, p=0.15 between the two groups. In conclusion, it was observed that the moment arm of the ST and BF I had no significant differences between two groups. This shows that the torque applied to the knee might not be affected by changes in the moment arms of the thigh muscles after ACL reconstruction. Key words: moment arm, muscle activation, magnetic resonance imaging, rehabilitation, ligament, isokinetics, isometric, electromyography, mechanics 6

11 «Πάντα, πάντα περνάς τη φωτιά για να φτάσεις τη λάµψη» Οδυσσέας Ελύτης 7

12 Ευχαριστίες Η παρούσα διδακτορική διατριβή πραγµατοποιήθηκε µέσα από αρκετές δυσκολίες, που δεν θα µπορούσα να ξεπεράσω χωρίς τη συνδροµή των παρακάτω ανθρώπων στους οποίους εκφράζω τις ευχαριστίες µου: Τον Καθηγητή του ΤΕΦΑΑ Σερρών και επιβλέποντα Καθηγητή µου κ. Ελευθέριο Κέλλη, που µου έδωσε την ευκαιρία να πραγµατοποιήσω την παρούσα έρευνα. Τον κ. Μπαλτζόπουλο Βασίλειο, Καθηγητή Εµβιοµηχανικής στο Brunel University, που συµµετείχε ενεργά στην συµβουλευτική επιτροπή της διατριβής µου. Τον κ. Νικηφόρο Γαλάνη Επίκουρο Καθηγητή Χειρουργικής στην Ιατρική Σχολή που συνέδραµε ενεργά σε κάθε µου ερώτηµα. Τον κ. Ιωάννη Τσιφουντούδη ακτινολόγο και στρατιωτικό Ιατρό για τις νύχτες των µετρήσεων και την πολύτιµη βοήθεια. Τους κυρίους Αµοιρίδη Ιωαννη, Κωφοτόλη Νικόλαο, Γιάκα Ιωάννη και την κα Αραµπατζή Φωτεινή, για τις συµβουλές και διορθώσεις τους ως µέλη της επταµελούς επιτροπής. Τους συµφοιτητές και φίλους µου, Κωνσταντίνο Παπαϊωακείµ, Γλυκερία Πατσίκα, Θανάση Κάτη, Θεόδωρο Καννά, Βασιλική Κουβελιώτη, Στέλλα Σπηλιοπούλου, Ελένη Τζιάγκαλου για την πολύτιµη υποστήριξη όλα αυτά τα χρόνια. Όλους τους συµµετέχοντες στην έρευνα, για την υποµονή που έδειξαν σε όλη την διάρκεια των µετρήσεων. Τέλος, τους γονείς µου Γεώργιο και Αικατερίνη Καραγιαννίδη που µε στήριξαν όλα αυτά τα χρόνια και µε βοήθησαν ώστε να φέρω σε πέρας αυτήν την µεγάλη προσπάθεια. 8

13 Αφιερώνω την παρούσα διατριβή στην σύζυγό µου Καλλιόπη και στα δύο µας αγόρια Γεώργιο και Φίλιππο που µε στερήθηκαν αυτά τα χρόνια καθώς και σε αυτούς που έφυγαν! 9

14 Περιεχόµενα Περίληψη... 1 Λίστα εικόνων Λίστα πινάκων Πίνακας Συντμήσεων ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ Περιγραφική Ανατομική της Άρθρωσης του Γονάτου και ρήξη προσθίου χιαστού συνδέσμου Οπίσθιοι μηριαίοι γενικά Ημιτενοντώδης Ημιυμενώδης Δικέφαλος μηριαίος Άρθρωση του γόνατος Σύνδεσμοι του γόνατος Πλάγιοι Σύνδεσμοι Χιαστοί σύνδεσμοι Μηχανισμοί Ρήξης του προσθίου χιαστού συνδέσμου Κλινική εικόνα της ρήξης ΠΧΣ Αντιμετώπιση της ρήξης προσθίου χιαστού συνδέσμου Σκοποί της Έρευνας Ερευνητικές Υποθέσεις Σχεδιασμός της Έρευνας Σημασία της Έρευνας ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΙΙ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Νευρομυϊκή Ενεργοποίηση Μεταβολές στην δύναμη των οπίσθιων μηριαίων Ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα των οπίσθιων μηριαίων Μορφολογία και αρχιτεκτονική των οπίσθιων μηριαίων Γεωμετρία της κνημο-μηριαίας διάρθρωσης Μοχλοβραχίονες Μυών Αρθρική Κινηματική μετά από συνδεσμοπλαστική Συμπεράσματα της ανασκόπησης της βιβλιογραφίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ III Αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά του ημιτενοντώδη σε άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ Περίληψη Εισαγωγή Σκοπός Σημασία Ερευνητικές υποθέσεις Δείγμα Σχεδιασμός έρευνας Επεξεργασία Δεδομένων Στατιστική Ανάλυση Αποτελέσματα

15 3.11 Συζήτηση Περιορισμοί έρευνας Συμπεράσματα ΚΕΦΑΛΑΙΟ IV Τρισδιάστατη αναπαράσταση του ηµιτενοντώδους και δικεφάλου µηριαίου µε µαγνητική τοµογραφία σε άτοµα µε εγχειρητική αποκατάσταση ΠΧΣ και υγιείς Περίληψη Εισαγωγή Σκοπός Σημασία Ερευνητικές υποθέσεις Δείγμα Σχεδιασμός έρευνας Επεξεργασία Δεδομένων Στατιστική Ανάλυση Αποτελέσματα Συζήτηση Περιορισμοί έρευνας Συμπεράσματα ΚΕΦΑΛΑΙΟ V Ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα των οπισθίων µηριαίων µυών µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ Περίληψη Εισαγωγή Σκοπός Σημασία Ερευνητικές υποθέσεις Σχεδιασμός έρευνας Δείγμα Επεξεργασία Δεδομένων Σχετικοποίηση Στατιστική Ανάλυση Αποτελέσματα Συζήτηση Περιορισμοί έρευνας Συμπεράσματα ΚΕΦΑΛΑΙΟ VI Μηχανικές παράµετροι της κνηµοµηριαίας άρθρωσης σε υγιείς και σε άτοµα µε αρθροπλαστική ΠΧΣ Περίληψη Εισαγωγή Σκοπός Σημασία Ερευνητικές υποθέσεις Σχεδιασμός έρευνας Δείγμα Επεξεργασία Δεδομένων Εξαρτημένες μεταβλητές Ανεξάρτητες μεταβλητές

16 6.11 Στατιστική ανάλυση Αποτελέσματα Συζήτηση Περιορισμοί έρευνας Συμπεράσματα ΚΕΦΑΛΑΙΟ VII Γενικά συμπεράσματα Βιβλιογραφία Παράρτηµα Ι: Γραπτή Συναίνεση Συµµετεχόντων Παράρτηµα ΙΙ: Στοιχεία Συµµετεχόντων

17 Λίστα εικόνων Εικόνα 1. Οπίσθιοι μηριαίοι μύες Εικόνα 2. Ημιτενοντώδης μυς Εικόνα 3. Ημιυμενώδης μυς Εικόνα 4. Δικέφαλος μηριαίος Εικόνα 5. Διαδικασία μέτρησης Εικόνα 6. Κεφαλή υπερήχου Εικόνα 7. Υπολογισμός παραμέτρων στην εικόνα του υπερήχου Εικόνα 8. Μαγνητικός τομογράφος μετρήσεων Εικόνα 9. Εγκάρσια τομή μαγνητικής τομογραφίας Εικόνα 10. Αναδόμηση τρισδιάστατου μοντέλου Εικόνα 11.Μήκος Τένοντα Εικόνα 11. Καταγραφή EMG και Ροπής Εικόνα 12. Τοποθέτηση διπολικών ηλεκτροδίων Εικόνα 14. Smidt (1973) Εικόνα 15. Άξονας περιστροφής του γόνατος Εικόνα 16. Μοχλοβραχίονας

18 Λίστα πινάκων Πίνακας 1.Μορφολογία των οπίσθιων μηριαίων μυών (Kubota Jun 2008) Πίνακας 2. Μοχλοβραχίονες γόνατος-προγενέστερες έρευνες Πίνακας 3 Στοιχεία δείγματος Πίνακας 4 Γωνία πτέρωσης και πάχος μυός στις 0 ο Πίνακας 5. Γωνία πτέρωσης και πάχος μυός στις Πίνακας 6. Στοιχεία δείγματος Πίνακας 7. Εγκάρσια επιφάνεια και μήκος τένοντα Ημιτενοντώδη μυός Πίνακας 8. Εγκάρσια επιφάνεια και μήκος τένοντα Δικεφάλου μηριαίου μυός Πίνακας 9. Ισομετρική ροπή Πίνακας 10. Ο λόγος του EMG 0 ο ως προς τις 45 ο Πίνακας 11. Τιμές EMG Πίνακας 12. Η ροπή/emg στις 0 ο και 45 ο

19 Πίνακας Συντµήσεων 2D: Δισδιάστατο 3D: Τρισδιάστατο CT: Computer Tomography Αξονική ή Υπολογιστική Τοµογραφία ICR: Instant Centre of Rotation Στιγµιαίο Κέντρο Περιστροφής ISA: Instantaneous Screw Axis - Στιγµιαίος Άξονας Περιστροφής MRI: Magnetic Resonance Imaging Απεικόνιση Μαγνητικού Συντονισµού TFCP: Tibiofemoral Contact Point Κνηµοµηριαίο Σηµείο Επαφής BF: Δικέφαλος Μηριαίος ΕΞΠ: Έξω Πλατύς ΗΜΓ: Ηλεκτροµυογραφία/ Ηλεκτροµυογραφική SM: Ηµιυµενώδης ST: Ηµιτενοντώδης ΜΟ: Μέσος Όρος ΠΧΣ: Πρόσθιος χιαστός σύνδεσµος ΡΠΧΣ:Ρήξη προσθίου χιαστού συνδέσµου 15

20 ΚΕΦΑΛΑΙΟ Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ Ο πρόσθιος χιαστός σύνδεσµος (ΠΧΣ) είναι ένας από τους βασικούς σταθεροποιητές της άρθρωσης του γόνατος. Απορροφά το 86% της δύναµης, που προκαλείται από την πρόσθια ολίσθηση των κνηµιαίων κονδύλων, ως προς τους κονδύλους του µηριαίου (Renstrom, 1995 ). Για το λόγο αυτό η µερική ή ολική απώλεια του ΠΧΣ επηρεάζει άµεσα το επίπεδο δραστηριότητας του ανθρώπου (Barrett et al, 2002). H ρήξη του ΠΧΣ έχει περιγραφή στη βιβλιογραφία από τον Stark, το Η ρήξη παρατηρείται σε συνεχώς αυξανόµενη συχνότητα, λόγω της µεγάλης συµµετοχής του πληθυσµού σε αθλήµατα, όπως το ποδόσφαιρο, η καλαθοσφαίριση, το rugby, η αντισφαίριση και οι χιονοδροµίες. Ιδιαίτερα στις χιονοδροµίες, οι κακώσεις του ΠΧΣ καλύπτουν το 25% ως 30% όλων των κακώσεων του γόνατος (Paletta et al, 1994 ). Η πρώτη εγχείρηση αποκατάστασης του συνδέσµου ανακοινώθηκε από τον Groves, το 1917 (Snook, 1988). Στόχοι της θεραπευτικής αγωγής είναι η αποκατάσταση της σταθερότητας του γόνατος. Αυτό επιτυγχάνεται χειρουργικά µέσω της πλαστικής του συνδέσµου, µε χρησιµοποίηση αυτοµοσχευµάτων επιγονατιδικού τένοντα, λαγονοκνηµιαίας ταινίας, τένοντα του ηµιτενοντώδους και του ισχνού ή συνθετικών µοσχευµάτων (Shelbourne & Rowdon 1994). 16

21 Πειραµατικές µελέτες έδειξαν ότι η επικεντρωµένη ισοµετρική σύσπαση του τετρακέφαλου προκαλεί την πρόσθια ολίσθηση της κνήµης (Grood, 1984, JuriΥΤ, 1985, Mandt, 1987, Howell, 1990, Gross, 1993, Zavatsky, 1994, More, 1993, Hirokawa, 1991). Αντιθέτως οι οπίσθιοι µηριαίοι αποτελούν συνεργούς του ΠΧΣ (More, 1993, Hirokawa, 1991, Draganich, 1990,Durselen, 1995, Beynnon, 1995, Yasuda, 1987, O'Connor, 1993). Συγκεκριµένα, έρευνες σε πτωµατικά δείγµατα έδειξαν ότι σε ισοµετρική σύσπαση του τετρακέφαλου η στιγµιαία ενεργοποίηση των οπίσθιων µηριαίων έχει ως αποτέλεσµα την σηµαντικά µειωµένη πρόσθια ολίσθηση της κνήµης (More, 1993, Hirokawa, 1991). Η δράση των οπίσθιων µηριαίων φαίνεται να είναι αναποτελεσµατική όταν το γόνατο πλησιάζει στην πλήρη έκταση (Hirokawa, 1991, Draganich, 1990, Durselen, 1995). Με την ίδια µέθοδο (πτωµατική) έχει διερευνηθεί εκτενώς η µηχανική του γόνατος (Gill et al., 2003,Mac Williams et al., 1999, Markolf et al., 2003, Mizuno et al., 2001, Woo et al.,2002). Παρόλα αυτά οι µετρήσεις εµβιοµηχανικών χαρακτηριστικών σε ζώντες εξακολουθούν να αποτελούν πρόκληση εξαιτίας της δυσκολίας να καταστούν ορατά τα ανατοµικά στοιχεία χωρίς να διενεργηθούν τοµές και βλάβες στο άτοµο. Κατά την εκτέλεση διαφόρων λειτουργικών δραστηριοτήτων, από την απλή βάδιση έως πολυσύνθετες δραστηριότητες, παρατηρήθηκε ότι πραγµατοποιούνται κινηµατικές προσαρµογές στην άρθρωση του γόνατος µετά από τη ρήξη ΠΧΣ µε σκοπό την προστασία της άρθρωσης (Andriacchi, 2005). Αυτός ο αναπρογραµµατισµός της λειτουργίας του γόνατος µετά από ρήξη ΠΧΣ έχει µελετηθεί στη βιβλιογραφία κυρίως µε την ανάλυση βάδισης, την ηλεκτροµυογραφία και τη χρήση δυναµοδαπέδων (Andriacchi, 1990, Zhang, 2003, Andriacchi, 1993, Wexler, 1998). Ωστόσο δεν υπάρχουν έρευνες που να εξετάζουν τις προσαρµογές αυτές στο σύνολό τους, περιλαµβάνοντας αρχιτεκτονικές ηλεκτροµυογραφικές και µηχανικές προσαρµογές του γόνατος µετά από ρήξη ή συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ. 17

22 Προγενέστερες έρευνες επιχείρησαν την καταγραφή εµβιοµηχανικών και κινηµατικών χαρακτηριστικών του γόνατος σε ζώντες µε διάφορες µεθόδους όπως την ακτινογραφία (Asano et al, 2001, Banks and Hodge, 1996, Komιstek et al, 2003, You et al, 2001) και τη µαγνητική τοµογραφία (Hill et al,2000, Karrholm et al, 2000, Nakagawa et al, 2003, Nakagawa et al, 2000). Αξίζει να σηµειωθεί ότι τα τελευταία χρόνια η µαγνητική τοµογραφία αναδείχθηκε ως µια ασφαλής µέθοδος οπτικοποίησης των εσωτερικών δοµών του ανθρωπίνου σώµατος (Wilson, 1999). Έρευνες βασισµένες σε απεικονιστικές µεθόδους έδωσαν πληροφορίες για εµβιοµηχανικά στοιχεία της άρθρωσης του γόνατος όπως είναι οι µοχλοβραχίονες µε τη χρήση MRI (Maganaris, 2004, Wilson, 1999, Yuen, 2006), στατικής X-rays (Smidt, 1973) και ακτινοσκόπησης/fluoroscopy (Kellis, 1999), ωστόσο χρησιµοποιήθηκαν διάφορα κέντρα περιστροφής της άρθρωσης τα οποία θα αναλυθούν παρακάτω. Η επιλογή της τεχνικής µε την οποία υπολογίζεται ο άξονας περιστροφής επηρεάζει τα αποτελέσµατα των µετρήσεων εµβιοµηχανικών χαρακτηριστικών όπως του µοχλοβραχίονα εφόσον δεν υπάρχει ένα κοινό σηµείο αναφοράς από όλους τους ερευνητές. Έρευνες έχουν διερευνήσει µέσω τρισδιάστατης απεικόνισης και µαγνητικής τοµογραφίας την άρθρωση του γόνατος (Shefelbine et al 2006, Lee et al 2005), µέσω λοιπόν αυτής της διαδικασίας εξετάστηκαν ασθενείς µε ρήξη χιαστών και φάνηκε ότι είχαν αυξηµένη στροφική αστάθεια συγκριτικά µε την οµάδα ελέγχου (Shefelbine et al 2006, Georgoulis et al 2003 Tashman et al 2004). 18

23 Ωστόσο γίνεται αντιληπτή η απουσία κάθετα ολοκληρωµένων ερευνών που προσεγγίζουν το θέµα της συµπεριφοράς της άρθρωσης µηχανικά, ηλεκτροµυογραφικά και ενδοµυϊκά σε άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού είναι αισθητή. Η παρούσα έρευνα συντελεί στην ερµηνεία µεταβολών της µυϊκής δύναµης και λειτουργίας αλλά και των µηχανικών χαρακτηριστικών του τένοντα µετά από την συνδεσµοπλαστική. Σκοπός της έρευνας ήταν η διερεύνηση της µορφολογίας και της εµβιοµηχανικής των οπίσθιων µηριαίων µυών σε υγιείς και άτοµα µετά από ρήξη ή εγχειρητική αποκατάσταση του προσθίου χιαστού συνδέσµου. Περιγραφική Ανατομική της Άρθρωσης του Γονάτου και ρήξη προσθίου χιαστού συνδέσμου 1.1 Οπίσθιοι µηριαίοι γενικά Οι οπίσθιοι µηριαίοι (ΟΜ) είναι σηµαντικοί µύες για την επίτευξη υψηλών αθλητικών επιδόσεων. Οι ΟΜ δρουν δυναµικά γεγονός που συνδέεται µε την φυσική κατάσταση του ατόµου (Koulouris and Connell 2006). Ανατοµικά οι ΟΜ, εκτός από την βραχεία κεφαλή του δικέφαλου µηριαίου (BF sort), είναι διαρθρικοί µύες. Παρόλα αυτά, µορφολογικά, η Εικόνα 1. Οπίσθιοι μηριαίοι μύες µακρά κεφαλή του BF (BF long) και ο ηµιυµενώδης (SM) έχουν κοντές και πτερωτές µυϊκές ίνες, που φαίνεται να εξειδικεύονται στην υψηλή παραγωγή δύναµης. Ωστόσο ο ST διαθέτει παράλληλες και πιο µακριές µυϊκές ίνες και είναι κατάλληλος για να παράγει µικρότερες δυνάµεις για µεγαλύτερο χρονικό διάστηµα (Lieber and Bodine-Fowler 1993). 19

24 1.2 Ηµιτενοντώδης Ο ST βρίσκεται στο έσω πλάγιο του δικεφάλου µηριαίου στο οπίσθιο διαµέρισµα του µηρού. Εκφύεται µαζί µε την µακρά κεφαλή του δικεφάλου από το κάτω-έσω τµήµα της ανώτερης περιοχής του ισχιακού κυρτώµατος. Η ατρακτοειδής µυϊκή γαστέρα καταλήγει στο κάτω ηµιµόριο του µηρού σε ένα µακρύ σχοινοειδή Εικόνα 2. Ημιτενοντώδης μυς τένοντα, ο οποίος πορεύεται πάνω από τον SM µυ προς τα κάτω στο γόνατο. Ο ST νευρώνεται από το ισχιακό νεύρο. Ο τένοντας αυτός διαγράφει µια καµπύλη γύρω από τον έσω κόνδυλο της κνήµης και καταφύεται στην έσω επιφάνεια της κνήµης ακριβώς πίσω από τους τένοντες του ισχνού και του ραπτικού µυός στον χήνειο πόδα Ο ST κάµπτει την κνήµη στην άρθρωση του γόνατος και εκτείνει τον µηρό στην άρθρωση του ισχίου. Επίσης σε συνεργασία µε τον SM στρέφει προς τα έσω τον µηρό στην άρθρωση του ισχίου και την κνήµη στην άρθρωση του γόνατος (Kubota, 2007, Wilson, 2007). 1.3 Ηµιυµενώδης Ο SM βρίσκεται βαθύτερα από τον ST στο οπίσθιο διαµέρισµα του µηρού. Εκφύεται από το άνω-έξω εντύπωµα του ισχιακού κυρτώµατος και καταφύεται στην αύλακα κυρίως της οπίσθιας έσω επιφάνειας του έσω κνηµιαίου κονδύλου και στο γύρω τµήµα του οστού. Επεκτάσεις του καταφυτικού τένοντα συµβάλλουν στο σχηµατισµό των Εικόνα 3. Ημιυμενώδης μυς συνδέσµων και περιτονίων που περιβάλουν την άρθρωση του γόνατος. 20

25 Ο SM κάµπτει την κνήµη στην άρθρωση του γόνατος και εκτείνει το µηρό στην άρθρωση του ισχίου. Σε συνεργασία µε τον ST, ο SM στρέφει προς τα έσω τον µηρό στην άρθρωση του ισχίου και την κνήµη στην άρθρωση του γόνατος. (Bejui, 1984, Wilson, 2007) 1.4 Δικέφαλος µηριαίος Ο δικέφαλος µηριαίος διαθέτει δύο κεφαλές. Τη µακρά (BF long) και τη βραχεία κεφαλή (BF sort). Η µακρά κεφαλή εκφύεται µαζί µε τον ST από το ισχιακό κύρτωµα, διασχίζει πλαγίως το µηρό, και καταλήγει σε τένοντα 7-10 cm πριν το γόνατο και καταφύεται στο κνηµιαίο κύρτωµα (Dellon, 2005). Η βραχεία κεφαλή εκφύεται από την τραχεία γραµµή, την έξω υπερκονδύλια γραµµή και το έξω Εικόνα 4. Δικέφαλος μηριαίος µεσοµύϊο διάφραγµα (Gray, 1986). Οι τένοντες της µακράς και βραχείας κεφαλής του BF ενώνονται πάνω από την άρθρωση του γόνατος και καταφύονται στο κνηµιαίο κύρτωµα (Dellon, 2005). Το κοινό για τους ΟΜ ισχιακό νεύρο κατευθύνεται στον χήνειο πόδα (Loredo, 1998). 1.5 Άρθρωση του γόνατος Το γόνατο είναι ίσως η µεγαλύτερη και η πολυπλοκότερη άρθρωση του ανθρωπίνου σώµατος. Το γόνατο εξισορροπεί ισχυρές φορτίσεις και παρεµβάλλεται ανάµεσα στα δύο µεγαλύτερα οστά το σώµατος, την κνήµη και το µηρό καθιστώντας το ευαίσθητο σε τραυµατισµούς (Waite et al 2005). 21

26 Η ευρύτερη περιοχή της άρθρωσης του γονάτου αποτελείται από την µηριαιοκνηµιαία άρθρωση και από την επιγονατιδοµηριαία άρθρωση. Η ευθεία γραµµή η οποία ενώνει τα κέντρα των τριών κυρίων αρθρώσεων του κάτω άκρου, ισχίο-γόνατοποδοκνηµική, ονοµάζεται µηχανικός άξονας του κάτω άκρου (Luo 2004). Οι κινήσεις της άρθρωσης του γόνατος είναι η κάµψη-έκταση στο οβελιαίο επίπεδο, η απαγωγήπροσαγωγή της κνήµης πολύ µικρού σε µετωπιαίο επίπεδο και στροφικές κινήσεις στο εγκάρσιο επίπεδο (έσω - έξω στροφή της κνήµης) (Kapandji,1985) Η άρθρωση του γόνατος αποτελείται από τρία οστά, την επιγονατίδα, το µηριαίο οστό και την κνήµη. Οι επιφάνειες που φέρουν το βάρος του ανθρώπινου σώµατος είναι το ασύµµετρο σύµπλεγµα των κονδύλων του µηρού. Οι µηριαίοι κόνδυλοι συµµετέχουν αντιρροπιστικά και σχηµατίζουν ένα σύστηµα κοιλοτήτων µε τη µορφή τροχαλίας στο οποίο προσθέτοντας και την επιγονατίδα συστήνουν µια συνάρθρωση. Στην οπίσθια πλευρά οι κόνδυλοι διαχωρίζονται από το υπερκονδύλιο κύρτωµα. Οι µηριαίοι κόνδυλοι είναι κυρτοί και στα δύο επίπεδα, στο πρόσθιο και το πλάγιο (Gill et al, 1991, Kennedy et al, 1971). Η επιφάνεια επαφής του µέσου κονδύλου είναι µεγαλύτερη από την επιφάνεια επαφής του πλάγιου κονδύλου. Το ύψος του τοιχώµατος του πλάγιου κονδύλου είναι το µεγαλύτερο κατά µήκος της εντοµής υποβοηθώντας έτσι την προστασία της επιγονατίδας. Ως υποδοχή στις αρθρικές επιφάνειες του µηρού υπάρχουν αντίστοιχα στην κνήµη δύο κοίλα και ασύµµετρα πλατώ. Το µέσο και πλάγιο κνηµιαίο πλατώ διαχωρίζεται από δύο κονδύλους που ονοµάζονται µέσο και πλάγιο φύµα, αντίστοιχα. 22

27 Ασυµµετρίες και ασυµφωνίες συναντώνται στα κνηµιαία πλατώ. Συγκεκριµένα η επιφάνεια επαφής του έσω κνηµιαίου πλατώ είναι 50% µεγαλύτερη από αυτήν του έξω κνηµιαίου πλατώ (Gill et al, 1991). Το έξω πλατώ είναι κοίλο στην πρόσθια πλευρά και κυρτό στην πλάγια πλευρά (Gill et al, 1991, Norkin et al, 1990). Σε αυτή την ανοµοιοµορφία οφείλεται η δυνατότητα για πολλαπλές ξεχωριστές κινήσεις που οφείλονται στην κνηµοµηριαία άρθρωση. Η κίνηση του γόνατος µπορεί να χαρακτηριστεί ως ένας συνδυασµός κύλισης, γλιστρήµατος και στροφής (Nisell 1985). Η επιγονατιδοµηριαια άρθρωση αφορά την σύνδεση ανάµεσα στην επιγονατίδα και τον µηρό. Η επιγονατίδα είναι ένα τριγωνικό σισαµοειδές οστό. Εµπρόσθια, παρουσιάζει κυρτότητα προς όλες τις κατευθύνσεις. Περιφερειακά παρουσιάζεται να έχει σχήµα V και περιστοιχίζεται από τον επιγονατιδικό σύνδεσµο. Τα πλευρικά όρια της επιγονατίδας είναι λεπτότερα από τα εσωτερικά όρια. Και τα δύο όρια ασφαλίζουν τις αρθρικές προσφύσεις, τον αρθρικό θύλακα και τις προεκτάσεις του τετρακεφάλου (Gill et al 1991). Η οπίσθια επιγονατιδική επιφάνεια αποτελείται από επτά όψεις, τέσσερις στην έσω πλευρά και τρείς στην έξω πλευρά. Οι έσω όψεις είναι γενικά πιο πολύπλοκες και µικρότερες από ότι οι έξω όψεις, οι οποίες όχι µόνο δεν είναι µεγαλύτερες αλλά είναι πιο κοίλες (Tria et al 1995). Η περιφερειακή επιφάνεια της επιγονατίδας έρχεται σε επαφή µε τη µηριαία αρθρική αύλακα. Η περιοχή επαφής της επιγονατίδας κινείται επάνω στις έσω και έξω επιφάνειες καθώς η κάµψη εξελίσσεται. Η ζώνη επαφής του µηρού µε την επιγονατίδα κινείται προσθιοπίσθια σύµφωνα µε την κάµψη. Η επιγονατίδα αποτελεί οδηγό του τετρακέφαλου επιγονατιδικού συνδέσµου ο οποίος ελέγχει τον αρθρικό θύλακα και λειτουργεί ως ασπίδα του µηριαίου επικονδύλιου χόνδρου (Tria et al 1995). 23

28 1.6 Σύνδεσµοι του γόνατος Οι κύριοι σύνδεσµοι που σχετίζονται µε την άρθρωση του γόνατος είναι ο επιγονατιδικός, ο έσω και έξω κνηµιαίος κόνδυλος και ο πρόσθιος και οπίσθιος χιαστός. 1.7 Πλάγιοι Σύνδεσµοι Οι πλάγιοι σύνδεσµοι, ένας σε κάθε πλάγιο µέρος της άρθρωσης, σταθεροποιούν τη στροφική κινητικότητα του γόνατος. Ο σχοινοειδής περονιαίος πλάγιος σύνδεσµος εκφύεται από το έξω υπερκονδύλιο κύρτωµα, ακριβώς πάνω από την αύλακα του ιγνυακού τένοντα και καταφύεται σε ένα εντύπωµα της έξω επιφάνειας της κεφαλής της περόνης. Ο σύνδεσµος αυτός χωρίζεται από τον ινώδη αρθρικό θύλακο µε ένα ορογόνο θύλακο (Wilson, 2007). Ο πλατύς και επίπεδος κνηµιαίος πλάγιος σύνδεσµος προσφύεται µε το µεγαλύτερο τµήµα της εν τω βάθη επιφάνειας του στον υποκείµενο ινώδη αρθρικό θύλακο. Εκφύεται από το έσω υπερκονδύλιο κύρτωµα ακριβώς κάτω από το φύµα των προσαγωγών, περνάει προς τα εµπρός και κάτω και καταφύεται στο έσω χείλος και την έσω επιφάνεια της κνήµης, πάνω και πίσω από την κατάφυση των τενόντων του ραπτικού, του ισχνού και του ηµιτενοντώδη (Wilson, 2007). 1.8 Χιαστοί σύνδεσµοι Οι χιαστοί σύνδεσµοι, πρόσθιος και οπίσθιος, είναι ισχυρότατοι και σχηµατίζουν ένα οβελιαίο διάφραγµα στο εσωτερικό της άρθρωσης του γόνατος. Ο πρόσθιος χιαστός σύνδεσµος, έχει σχοινοειδή µορφή, εκφύεται από τον πρόσθιο µεσογλήνιο βόθρο, πίσω από το πρόσθιο άκρο του έσω µηνίσκου και φερόµενος προς τα άνω, έξω και πίσω, χιάζεται µε τον οπίσθιο και καταφύεται στην οπίσθια µοίρα της µεσοκονδυλίου επιφάνειας του έξω µηριαίου κονδύλου (Renstrom et al, 2008, Birmingham et al, 2008). 24

29 Ο πρόσθιος και ο οπίσθιος χιαστός περιβάλλονται από τον αρθρικό υµένα, είναι εποµένως ενδοαρθρικά, αλλά εξωυµενικά ανατοµικά στοιχεία. Η υπερκείµενη αρθρική µεµβράνη που εµφανίζεται στην περιοχή της άρθρωσης του γόνατος είναι εκείνη που δεν επιτρέπει το αρθρικό υγρό να διαχυθεί στον αρθρικό χώρο των χιαστών συνδέσµων. Για το λόγο αυτό, µετά από τραυµατισµούς των χιαστών συνδέσµων, διακρίνονται έντονες συσσωρεύσεις υγρού στη µαγνητική τοµογραφία (Lee et al, 1996, Renstrom et al, 2008, Birmingham et al, 2008, Spindler, 2008). Ο πρόσθιος χιαστός αποτελείται από δύο µοίρες, µια πρόσθια-έσω που είναι λεπτότερη και µια οπίσθια-έξω, η οποία είναι πιο ογκώδης. Ο πρόσθιος χιαστός έχει περίπου την ίδια ισχύ µε τον έσω πλάγιο σύνδεσµο και τη µισή συγκριτικά µε τον οπίσθιο χιαστό (Arnoczky et al, 1994, Samuelson et al, 1996, Frobell, 2008, Fukubayashi, 1982, Woo, 1998). Ο πρόσθιος χιαστός απορροφά το 86% της δύναµης που προκαλεί την πρόσθια ολίσθηση των κνηµιαίων κονδύλων ως προς τους κονδύλους του µηριαίου, ενώ ο οπίσθιος χιαστός το 90% περίπου της ανάλογης δύναµης, που προκαλεί την οπίσθια ολίσθηση των κνηµιαίων κονδύλων (Renstrom 1995). Ειδικότερα, η βασική λειτουργία του πρόσθιου χιαστού συνδέσµου είναι να περιορίσει την οπίσθια µετατόπιση της κνήµης και του µηρού και να ελέγξει την κανονική κίνηση του γόνατος (Magee et al, 1987, Spindler, 2008). Η κνηµιαία πρόσφυση του συνδέσµου είναι σταθερότερη από τη µηριαία, επειδή η επιφάνεια πρόσφυσης στην κνήµη είναι ευρύτερη από την αντίστοιχη του έξω µηριαίου κονδύλου (Arnoczky et al, 1994, Samuelson et al, 1996, Frobell, 2008). 25

30 Ο οπίσθιος χιαστός σύνδεσµος είναι βραχύτερος αλλά ισχυρότερος από τον πρόσθιο, εκφύεται από τον οπίσθιο µεσογλήνιο βόθρο και φερόµενος προς τα άνω, έσω και πρόσω, χιάζεται µε τον πρόσθιο και καταφύεται στην πρόσθια µοίρα της µεσοκονδυλίου επιφάνειας του έσω µηριαίου κονδύλου (Moore et al, 1985). Όπως ο πρόσθιος, έτσι κι ο οπίσθιος χιαστός αποτελείται από δύο µοίρες, µια πρόσθια, ογκώδη και µια οπίσθια, λεπτότερη. 1.9 Μηχανισµοί Ρήξης του προσθίου χιαστού συνδέσµου Η αλληλεξάρτηση στη λειτουργία των διαφόρων στηρικτικών στοιχείων του γόνατος είναι τέτοια, ώστε µεµονωµένη ρήξη ενός συνδέσµου είναι πρακτικά αδύνατη. Οι ρήξεις των χιαστών συνδέσµων συνοδεύουν συνήθως ρήξεις των πλάγιων συνδέσµων ή µηνίσκου. Οι µηχανισµοί κάκωσης του ΠΧΣ είναι οι εξής (Bowditch, 2001, Freedman, 2003, Olsen, 2004): 1.Έξω στροφή της κνήµης και βλαισό του γόνατος, που βρίσκεται σε ελαφρά κάµψη. 2.Έσω στροφή της κνήµης και ραιβό του γόνατος, που βρίσκεται σε ελαφρά κάµψη. 3.Βίαιη σύσπαση του τετρακεφάλου, ενώ το γόνατο βρίσκεται σε ελαφρά κάµψη. 4.Υπερέκταση του γόνατος και έσω στροφή της κνήµης. Ο πρόσθιος χιαστός υφίσταται ρήξη συνήθως στη µεσότητά του (70%), ενώ σπανιότερα παρατηρείται απόσπαση της µηριαίας και της κνηµιαίας πρόσφυσής του. Η πλειονότητα των ρήξεων του προσθίου χιαστού, εντοπίζεται στη µηριαία πρόσφυση του συνδέσµου (Higgins et al 1987, Olsen, 2004). 26

31 1.10 Κλινική εικόνα της ρήξης ΠΧΣ Τα συµπτώµατα συνίστανται σε οίδηµα του γόνατος, επώδυνη κινητικότητα της άρθρωσης και δυσχέρεια βάδισης. Στη διάγνωση συµβάλλουν η γνώση του µηχανισµού κάκωσης, ο αίµαρθρος, που αποτελεί συχνά το µόνο κλινικό σηµείο και οι λειτουργικές δοκιµασίες, µε τις οποίες ελέγχεται η ακεραιότητα του προσθίου χιαστού (Balasch, 1999, Benvenuti, 1998). Οι λειτουργικές δοκιµασίες περιλαµβάνουν συνήθως την πρόσθια συρταροειδή κίνηση µε το γόνατο σε κάµψη 90 ο (Direct anterior drawer/ Palmer), την πρόσθια συρταροειδή κίνηση µε το γόνατο σε κάµψη 20ο (Lachman test ) και τη δοκιµασία στροφικής µετατόπισης ή Pivot Shift. (Balasch, 1999, Benvenuti, 1998). H πρόσθια συρταροειδής δοκιµασία µε το γόνατο σε κάµψη 90 ο, γίνεται µε τον ασθενή σε ύπτια θέση, το ισχίο σε κάµψη 45 ο και το γόνατο σε κάµψη 90 ο. Ο εξεταστής ακινητοποιεί το σκέλος, καθήµενος επάνω στο πόδι του ασθενούς και τοποθετεί τα χέρια του πίσω από το άνω άκρο της κνήµης, ενώ τα δάκτυλά του ψηλαφούν την κατάφυση των οπίσθιων µηριαίων, ώστε να ελέγχεται η χάλασή τους. Στη συνέχεια ασκεί έλξη του άνω άκρου της κνήµης και αξιολογεί την προς τα πρόσω κίνηση των κονδύλων της κνήµης. Ολίσθηση µεταξύ 3 mm και 5 mm αντιστοιχεί κλινικά σε επιµήκυνση του προσθίου χιαστού, από 5 mm ως 10 mm αποτελεί θετικό σηµείο µερικής ρήξης του συνδέσµου, ενώ ολίσθηση άνω των 10 mm, υποδηλώνει εκτεταµένη ή πλήρη ρήξη του προσθίου χιαστού (Prins, 2006, Donaldson, 1985). Η πρόσθια συρταροειδής δοκιµασία ή Lachman test, γίνεται µε τον ασθενή σε ύπτια θέση και τον εξεταστή στην πλευρά του εξεταζόµενου γόνατος. Με το γόνατο σε κάµψη 15 ο ως 20 ο, ο µηρός ακινητοποιείται µε το ένα χέρι, ενώ µε το άλλο που τοποθετείται πίσω από το άνω άκρο της κνήµης, ασκείται ισχυρή έλξη προς τα άνω (πρόσω). 27

32 Ο αντίχειρας, που ασκεί την έλξη στην κνήµη, ψηλαφεί το µεσάρθριο διάστηµα, ώστε να γίνεται αντιληπτή οποιαδήποτε πρόσθια ολίσθηση των κνηµιαίων κονδύλων προς τα πρόσω. H δοκιµασία στροφικής µετατόπισης ή «Pivot Shift «γίνεται µε τον ασθενή σε ύπτια θέση και ο εξεταστής που βρίσκεται στην πλευρά του εξεταζόµενου σκέλους, κρατά το γόνατο σε έκταση και το πόδι σε ελαφρά έσω στροφή, ενώ µε το άλλο που τοποθετεί στην έξω επιφάνεια του άνω άκρου της κνήµης, µε τον αντίχειρα στο κνηµιαίο κύρτωµα ή την κεφαλή της περόνης, εφαρµόζει δύναµη στο γόνατο (Noyes, 1991 Kanamori, 2000). Ο εξεταστής αρχίζει να κάµπτει το γόνατο και από τις πρώτες µοίρες γίνεται εµφανής η πρόσθια µετατόπιση του έξω κνηµιαίου κονδύλου. Η κάµψη του γόνατος συνεχίζεται και στις 30 ο παρατηρείται αιφνίδια ανάταξη του προσθίου υπεξαρθρήµατος του έξω κνηµιαίου κονδύλου, µε χαρακτηριστική µετατόπιση, που γίνεται αντιληπτή από τον ίδιο τον ασθενή. Σε µεµονωµένες ρήξεις του προσθίου χιαστού, η πρόσθια συρταροειδής δοκιµασία είναι θετική στο 54% των περιπτώσεων κατά την αρχική εξέταση και στο 81% κατά την εξέταση υπό γενική νάρκωση, ενώ τα αντίστοιχα ποσοστά για τη δοκιµασία Lachman είναι 98% και 100% και για τη δοκιµασία Pivot Shift είναι 97% και 100% (Donaldson et al, 1985). H διάγνωση τεκµηριώνεται µε την αρθροσκόπηση, µε την οποία είναι δυνατή η παράλληλη διάγνωση και αποκατάσταση της συνδεσµικής βλάβης (Lauterburg et al, 1994, Medler et al, 1994). Ιδιαίτερη συµβολή στη διάγνωση ρήξεων του προσθίου χιαστού και των συνοδών οστικών κακώσεων έχει η µαγνητική τοµογραφία, το ποσοστό ακρίβειας της οποίας κυµαίνεται µεταξύ 90% και 100% (Jackson et al, 1988, Nawata et al, 1993, Mc Cauley et al, 1994). 28

33 1.11 Αντιµετώπιση της ρήξης προσθίου χιαστού συνδέσµου Στόχοι της θεραπευτικής αγωγής είναι η αποκατάσταση της σταθερότητας του γόνατος, που συνδέεται άµεσα µε την προστασία των µηνίσκων και των αρθρικών χόνδρων και η ταχύτερη, κατά το δυνατόν, επάνοδος σε αθλητική δραστηριότητα (Jacobson 1977). Όταν το γόνατο εµφανίζει αστάθεια, οι µηνίσκοι και ιδιαίτερα ο έσω, υφίστανται τη δράση δυνάµεων, που µπορούν να προκαλέσουν διαφόρου βαθµού ρήξεις (Shelbourne et al 1999, Lustosa et al 2009). Με την αποκατάσταση της σταθερότητας του γόνατος, διαφυλάσσεται η ακεραιότητα των µηνίσκων και των αρθρικών χόνδρων και προλαµβάνεται ή καθυστερεί η εµφάνιση οστεοαρθριτικών αλλοιώσεων (Clatworthy and Amendola, 1999, Gillquist and Messner, 1999). Παράγοντες που επηρεάζουν την επιλογή της συντηρητικής ή της εγχειρητικής αγωγής, είναι οι λειτουργικές απαιτήσεις του αθλητή, η ηλικία, το επίπεδο των αθλητικών ενασχολήσεων, οι καθηµερινές δραστηριότητες και το επάγγελµά του (Bach and Boonos, 2001, Francis et al., 2001). Η ηλικία αποτελεί σηµαντικό παράγοντα, επειδή τα νεαρά άτοµα αναµένεται να συµµετάσχουν σε αθλητικές δραστηριότητες και εποµένως η συντηρητική θεραπεία δεν ενδείκνυται (Bach and Boonos, 2001, Francis et al., 2001). Από πολλούς συγγραφείς αµφισβητείται πλέον ο «χρυσός κανόνας» του Palmer(1938), που συνιστά άµεση χειρουργική επέµβαση εντός των δύο πρώτων εβδοµάδων από την κάκωση, επειδή η επείγουσα χειρουργική επέµβαση συνδέεται µε αυξηµένη συχνότητα ανάπτυξης µετεγχειρητικών συµφύσεων στην άρθρωση (Strum et al, 1990, Shelbourne et al, 1992, Harner et al, 1992, Wasilewski et al, 1993, Paletta & Warren, 1994, Wasilewski & Koth, 1994). 29

34 Oι Shelbourne & Rowdon (Shelbourne, 1994) πρότειναν καθυστέρηση της επέµβασης για 3 ως 6 εβδοµάδες, στο διάστηµα των οποίων εφαρµόζεται πρόγραµµα φυσιοθεραπείας, που περιλαµβάνει τη χρήση ψυχρών επιθεµάτων, την παράλληλη άσκηση πίεσης στην άρθρωση µε τη συσκευή Cryocuff / Aircast, παθητική κινησιοθεραπεία και την εκτέλεση ισοµετρικών ασκήσεων του τετρακεφάλου. Η φυσιοθεραπεία έχει ως στόχο την επίτευξη προεγχειρητικής κινητικότητας του γόνατος από 0 ως 90ο, την αποφυγή ατροφίας του τετρακεφάλου και την σχεδόν πλήρη υποχώρηση του αιµάρθρου, που θεωρείται σηµαντικός παράγων µετεγχειρητικής δυσκαµψίας του γόνατος, στην οποία ούτως ή άλλως συµβάλλει η χειρουργική επέµβαση. Η εγχειρητική αντιµετώπιση συνίσταται σε καθήλωση του προσθίου χιαστού µε σύρµα, βίδες ή µη απορροφήσιµο ράµµα, στις περιπτώσεις απόσπασης της µηριαίας ή κνηµιαίας πρόσφυσής του. Σε ρήξη της µεσότητας του προσθίου χιαστού, επειδή η τελική συρραφή συνήθως αποτυγχάνει, έχει επικρατήσει η πλαστική του συνδέσµου, µε χρησιµοποίηση αυτοµοσχευµάτων επιγονατιδικού τένοντα, λαγονοκνηµιαίας ταινίας, τένοντα του ηµιτενοντώδους και του ισχνού ή συνθετικών µοσχευµάτων (Shelbourne et al 1994, Beynnon, 1995, Paletta, 1994, Strum, 1990, Muneta, 2010, Meuffels 2010). Ενδιαφέρον παρουσιάζει η µελέτη της µορφολογικής και αρχιτεκτονική δοµής των µυών από τους οποίους γίνεται η λήψη των µοσχευµάτων καθώς και στις αλλαγές που επέρχονται σε αυτούς µετά το χειρουργείο, γεγονός που φαίνεται να επηρεάζει τη λειτουργία της άρθρωσης. 30

35 1.12 Σκοποί της Έρευνας Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν να αξιολογήσει τα ΗΜΓ, αρχιτεκτονικά και τα µηχανικά χαρακτηριστικά της κνηµο-µηριαίας άρθρωσης, σε άτοµα µε ρήξη προσθίου χιαστού συνδέσµου και υγιείς. Για το σκοπό αυτό πραγµατοποιήθηκαν τέσσερις µελέτες. Συγκεκριµένα, οι επιµέρους στόχοι ήταν η σύγκριση ατόµων µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου και υγιών ατόµων ως προς: 1. τη ροπή και τη δραστηριότητα των καµπτήρων µυών του γονάτου κατά τις µέγιστες ισοµετρικές προσπάθειες, 2. τα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά του ηµιτενοντώδη και συγκεκριµένα τη γωνία πτέρωσης, το πάχος του µυός και το µήκος της µυϊκής ίνας. 3. την εγκάρσια επιφάνεια και µήκος τένοντα του ηµιτενοντώδη και δικεφάλου µηριαίου µέσω τρισδιάστατης επεξεργασίας και αναπαράστασης µαγνητικών τοµογραφιών και 4. του µοχλοβραχίονα δύναµης του ηµιτενοντώδους και δικεφάλου µηριαίου µέσω ανάλυσης των µαγνητικών τοµογραφιών σε τρεις διαστάσεις Ερευνητικές Υποθέσεις Η ερευνητική υπόθεση για την 1 η εργασία ήταν πως τα άτοµα µε συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου θα παρουσιάσουν µειωµένη ικανότητα στην παραγωγή ροπής και µυϊκής δραστηριότητας κατά τις ισοµετρικές προσπάθειες λόγο της ατροφίας, της µείωσης της δύναµης και αφαίρεσης τµήµατος του ηµιτενοντώδη. Συγκεκριµένα, τα άτοµα µε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ θα παρουσιάσουν µειωµένη ικανότητα παραγωγή ροπής κατά την κάµψη του γονάτου σε σχέση µε την οµάδα ελέγχου. Ακόµη τα άτοµα µε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ θα εµφανίσουν µειωµένη ικανότητα ανάπτυξης ΗΜΓ δραστηριότητας του ηµιτενοντώδη και δικέφαλου µηριαίου κατά την κάµψη του γόνατος, έναντι της οµάδας ελέγχου. 31

36 Η γενική ερευνητική υπόθεση για την 2 η εργασία είναι πως τα άτοµα µε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ θα παρουσιάσουν διαφορές στην γωνία πτέρωσης και το πάχος µυός σε σχέση µε την οµάδα ελέγχου που θα οφείλεται στην ατροφία των µυών. Για την 3 η ερευνητική εργασία, η κύρια υπόθεση ήταν ότι τα άτοµα µε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ θα παρουσιάσουν µειωµένη εγκάρσια επιφάνεια (λόγο της ατροφίας) και µήκος τένοντα του ST (λόγω της λήψης του αυτοµοσχεύµατος) και BF (λόγω της αντισταθµιστικής υπερτροφίας της µακράς κεφαλής) σε σχέση µε την οµάδα ελέγχου. Τέλος, για την 4 η εργασία η κύρια υπόθεση ήταν ότι το µήκος του µοχλοβραχίονα του ST θα είναι µικρότερο στα άτοµα µε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ σε σχέση µε την οµάδα ελέγχου. Αυτό οφείλεται στην µετατόπιση του άξονα του µηριαίου κονδύλου και στην στην µετατόπιση του άξονα περιστροφής του γόνατος που µπορεί να επηρεάσει τους µοχλοβραχίονες Σχεδιασµός της Έρευνας Η παρούσα διατριβή επιχειρεί να απαντήσει στα ερωτήµατα της µέσα από τη πραγµατοποίηση τεσσάρων πειραµατικών εργασιών. Συγκεκριµένα, η πρώτη εργασία εξετάζει τις διαφορές στα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά του ηµιτενοντώδη σε άτοµα µε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ κατά την ισοµετρική κάµψη του γονάτου σε δύο διαφορετικές γωνιακές θέσεις, κατά µέγιστες ισοµετρικές προσπάθειες. Στην δεύτερη εργασία πραγµατοποιήθηκε τρισδιάστατη αναπαράσταση µέσω µαγνητικών τοµογραφιών των µαλακών µορίων και των οστών και κατόπιν ο υπολογισµός της ανατοµικής εγκάρσιας επιφάνειας και του µήκους τένοντα του ηµιτενοντώδους και δικεφάλου µηριαίου. Στη τρίτη εργασία εφαρµόστηκε ηλεκτροµυογραφία και καταγραφή της ροπής και για τον ST και BF κατά τη µέγιστη ισοµετρική κάµψη. 32

37 Τέλος, στην τέταρτη εργασία, µέσω περαιτέρω ανάλυσης των µαγνητικών τοµογραφιών, προσδιορίστηκε ο µοχλοβραχίονες του ST και BF σε τρεις διαστάσεις. Σε όλες τις παραπάνω εργασίες, έγινε σύγκριση ατόµων µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και µιας οµάδας ελέγχου Σηµασία της Έρευνας Η δράση των οπίσθιων µηριαίων είναι συνεργατική µε τον ΠΧΣ εµποδίζοντας την πρόσθια ολίσθηση της κνήµης. Μετά τη χειρουργική λήψη του µοσχεύµατος από τον τένοντα του ST παρατηρείται αναγέννηση του τένοντα. Επίσης φαίνεται ότι πραγµατοποιούνται προσαρµογές στην άρθρωση του γόνατος µετά από τη ρήξη και αποκατάσταση ΠΧΣ µε σκοπό την προστασία της άρθρωσης. Το σύνολο αυτών των προσαρµογών για τη διασφάλιση της σταθερότητας του γόνατος είναι πιθανό να οδηγεί σε διαφοροποίηση της µηχανικής της άρθρωσης. Η εκτενής διερεύνηση της λειτουργίας των οπίσθιων µηριαίων µυών θα συνεισφέρει στην καλύτερη κατανόηση της λειτουργίας τους σε µετεγχειρητικούς ασθενείς µετά από συνδεσµοπλαστική αποκατάσταση του πρόσθιου χιαστού. Αυτές οι πληροφορίες θα συντελέσουν στον αποδοτικότερο σχεδιασµό προγραµµάτων άσκησης και αποκατάστασης τόσο πριν, όσο και µετά το χειρουργείο. 33

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΙΙ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2.1 Νευροµυϊκή Ενεργοποίηση Η Νευροµυϊκή ενεργοποίηση είναι ένας σηµαντικός παράγοντας ο οποίος συνεισφέρει στην παραγωγή µυϊκής δύναµης προκαλώντας την κίνηση των αρθρώσεων (Williams et al 2001). Αυτό επιτυγχάνεται µέσω των πολύπλοκων αλληλεπιδράσεων µεταξύ του νευρικού και µυοσκελετικού συστήµατος. Για αυτό το λόγο είναι σηµαντικό να συνεκτιµάται η µυϊκή δραστηριότητα των µυών του µηρού στη διερεύνηση της λειτουργίας του γόνατος (Williams et al 2001). Για την καταγραφή της νευροµυϊκής ενεργοποίησης έχουν χρησιµοποιηθεί διάφοροι τρόποι, αλλά η πιο άµεση και αξιόπιστη µέθοδος είναι η επιφανειακή ηλεκτροµυογραφία (Aagaard et al., 2000, Enoka, 1983, Hortobagyi & DeVita, 2000, Kellis, 1998, Patsika 2014). Η ηλεκτροµυογραφία, (EMG) ορίζεται ως µια τεχνική καταγραφής του δυναµικού που παράγεται από το νευρικό σύστηµα και µεταδίδεται στους µύες (De Luca & Mambrito, 1987) Μεταβολές στην δύναµη των οπίσθιων µηριαίων Ο σηµαντικότερος στόχος της αποκατάστασης µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧ είναι η ανάκτηση της ικανότητας δύναµης των µυών γύρω από το γόνατο. Πολλές µελέτες έγιναν για να διαπιστωθεί εάν οι ασθενείς εµφανίζουν ελλείµµατα δύναµης των πρόσθιων και οπίσθιων µηριαίων µυών. 34

39 Σε µια από πρώτες µελέτες οι Lipscomb et al. (1982) εξέτασαν την αντοχή των οπίσθιων µηριαίων σε 51 ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ανακατασκευή του ΠΧΣ µε τη χρήση του ST ή συνδυασµό του ST και του ισχνού µυός. Ανέφεραν ότι µέγιστη τιµή της ροπής ανακτήθηκε 99% κατά µέσο όρο σε σύγκριση µε το φυσιολογικό γόνατο. Ο Yasuda et al. (1995) πραγµατοποίησε µια µελέτη µε 65 ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ανακατασκευή ΠΧΣ µε τη χρήση του ST και G που συλλέγονται από το σύστοιχο ή ετερόπλευρο γόνατο. Ανέφεραν ότι η µέγιστη τιµή της ροπής του από το ετερόπλευρο γόνατο ήταν 99% της προ εγχειρητικής τιµής 1 έτος µετά τη λήψη του µοσχεύµατος. Οι Nicol et al. (2001) σύγκρινε τις ροπές κάµψης και έκτασης καθώς και την ΗΜΓ δραστηριότητα του υγιούς γόνατος µε του χειρουργηµένου ΠΧΣ 4-5 µήνες µετά το χειρουργείο. Παρατηρήθηκαν µικρά ελλείµµατα στη ροπή κατά την κάµψη στο χειρουργηµένο πόδι και µη στατιστικά σηµαντικές διαφορές στην ενεργοποίηση του ST. Ο Adachi et al (2003) αξιολόγησαν την µετεγχειρητική απόδοση των οπίσθιων µηριαίων µυών µετά από ρήξη ΠΧΣ. Εκτιµήθηκε η µέγιστη ροπή, το συνολικό έργο, η µέγιστη γωνία ροπής στο ισοκινητικό τεστ.η µελέτη έδειξε σαφώς ότι η µέγιστη τιµή της ροπής και του συνολικού έργου στους ασθενείς σε κάθε οµάδα σε σύγκριση µε τα προεγχειρητικά γόνατα δεν διέφερε σηµαντικά. Ο Makihara et al. (2006) διερεύνήσαν τη µείωση της ροπής κατά τη βαθιά κάµψη του γόνατος µετά από ανακατασκευή του ΠΧΣ, χρησιµοποιώντας µόσχευµα από τον ηµιτενοντώδη και ισχνό. Η ροπή κάµψης και η ΗΜΓ των δικέφαλων µετρήθηκαν στα δύο µέλη σε 16 ασθενείς µετά από ρήξη ΠΧΣ. 35

40 Κατά τη διάρκεια της µέτρησης ροπής στην κάµψη, διαπιστώθηκε ότι η µέγιστη ροπή του χειρουργηµένου άκρου, η οποία συνέβη στις 20, ανακτήθηκε επαρκώς στο 96% εκείνης του κανονικού άκρου. Αυτή η µελέτη αποκάλυψε επίσης µια µείωση στην ισοκινητική και ισοµετρική ροπή κάµψης του γόνατος, µετά τις 60. Οι Segawa et al. (2002) ερεύνησαν την επίδραση της λήψης µοσχεύµατος ηµιτενοντώδη και ισχνού για την περιστροφική δύναµη των µυών του γόνατος σκέλους µετά από αναδόµηση ΠΧΣ. Η µέγιστη ισοκινητική ροπή για την έκταση, κάµψη, έσω στροφή, και έξω στροφή µετρήθηκαν πριν και 12 µήνες µετά το χειρουργείο. Η ισοκινητική µέγιστη ροπή του µέλους κατά την έκταση του γόνατος φαίνεται να ανακτήθηκε 12 µήνες µετά την αναδόµηση του ΠΧΣ. Ο Nishino et al. (2006) διερεύνησαν τη σχέση µεταξύ των ελλειµµάτων στη ροπή του γονάτου κατά τη κάµψη και τις µορφολογικές αλλαγές στον ηµιτενοντώδη µυ µετά τη τοµή του ST για ανακατασκευή του ΠΧΣ, κατέγραψε την ισοµετρική ροπή του γόνατος κατά τη κάµψη στις 45 και 90 σε 23 ασθενείς. Η αναγέννηση του ηµιτενοντώδη τένοντα επιβεβαιώθηκε σε 21 από τους 23 ασθενείς ενώ η ροπή του χειρουργηµένου ποδιού είναι λίγο µικρότερη τόσο στις 45 ο όσο και στις 90 ο. Ο Ardern et al. (2009) σε µια µελέτη ανασκόπησης έδειξε ότι οι διαφορές µεταξύ των ατόµων µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και ελέγχου δεν ήταν στατιστικά σηµαντικές. Αντίθετα µε τις παραπάνω εργασίες, οι Tashiro et al. (2003) µέτρησαν τη µέγιστη ισοµετρική ροπή κάµψης του γόνατος σε 70 και 90. Βρέθηκε στατιστικά σηµαντική µείωση της δύναµη των οπίσθιων µηριαίων µυών σε γωνίες µεγαλύτερες των 70 ακόµα και 18 µήνες µετά το χειρουργείο. 36

41 Συµπερασµατικά φαίνεται ότι η συνδεσµοπλαστική επηρεάζει θετικά την ικανότητα παραγωγής δύναµης των οπίσθιων µηριαίων µυών. Ωστόσο, υπάρχουν κάποιες µελέτες που δείχνουν ότι κάποια ελλείµατα δύναµης παραµένουν αρκετά χρόνια µετά την εγχείρηση. 2.3 Ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα των οπίσθιων µηριαίων Οι αρχικές µελέτες ως προς τις διαφορές στο ΗΜΓ µετά από ρήξη ή εγχείρηση ΠΧΣ ήταν αντιφατικές. Για παράδειγµα, το 1968 οι Carlsoo και Nordstrand σύγκριναν σήµατα EMG ασθενών µε ρήξη προσθίου χιαστού µε υγιών και δεν παρατήρησαν διαφορές κατά τη βάδιση. Ακόµα δεν βρήκαν διαφορές ως προς το µυϊκό συντονισµό ανάµεσα στις δυο οµάδες ατόµων. Οι Tibone et al. (1986) πραγµατοποίησαν βιοµηχανική µελέτη καταγράφοντας κινηµατικά δυναµικά και ηλεκτροµυογραφικά χαρακτηριστικά. Βρήκαν µικρές διαφορές ανάµεσα σε ασθενείς µε ρήξη προσθίου χιαστού και υγιών κατά την ανάβαση σε σκαλοπάτι. Σε µια από τις αρχικές αλλά βασικές ηλεκτροµυογραφικές µελέτες o Solomonow και συνεργάτες εφάρµοσαν για πρώτη φορά ηλεκτροδιέγερση στον πρόσθιο χιαστό σύνδεσµο σε πειραµατόζωα αλλά και σε ασθενείς και εντόπισαν αντανακλαστική δράση µεταξύ των µυών του µηρού και των προσθίων χιαστών ή του αρθρικού θύλακα (Solomonov et al. 1987). Οι Branch et al. (1989) µελέτησαν ηλεκτροµυογραφικά την επίδραση του νάρθηκα στο γόνατο κατά την αλλαγή κατεύθυνσης και διαπίστωσαν ότι χωρίς το νάρθηκα οι οπίσθιοι µηριαίοι είναι ποιο δραστήριοι από ότι στους υγιείς. Στην ίδια εργασία παρατηρήθηκε ότι κατά τη διάρκεια της στάσης η ΗΜΓ δραστηριότητα, αυξήθηκε στους έσω οπίσθιους µηριαίους ενώ µειώθηκε στον τετρακέφαλο. 37

42 O Ciccotti και οι συνεργάτες (1994) ανέλυσαν ηλεκτροµυογραφικά τη µυϊκή λειτουργία σε υγιείς, ασθενείς και άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση. Το 75% των διαφορών εντοπίζονται στους οπίσθιους µηριαίους όπου παρατηρήθηκε αυξηµένη δραστηριότητα του δικεφάλου µηριαίου στα άτοµα µετά από τη συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ. Ο Bulgheroni και οι συνεργάτες (1997) µελέτησαν τα πρότυπα βάδισης σε άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίων χιαστών και ανέφεραν ότι δεν υπήρχαν διαφορές στα κινηµατικά και ηλεκτροµυογραφικά χαρακτηριστικά. Ο Zsolt Knoll και οι συνεργάτες (2003) αναλύοντας την ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα των µυών του µηρού κατά τη βάδιση σε υγιείς και άτοµα µετά από αρθροπλαστική παρατήρησαν µείωση της δραστηριότητας του τετρακέφαλου και αύξηση της δραστηριότητας του δικεφάλου µηριαίου ως ένας µηχανισµός που διασφαλίζει την άρθρωση. Επισηµαίνουµε ότι η διερεύνηση της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας έγινε κυρίως για τις κινήσεις της κάµψης και έκτασης του γόνατος χωρίς όµως να ερευνάται και η έσω/έξω στροφή του γόνατος που δεν φαίνεται να επανέρχεται στα φυσιολογικά µετά από χειρουργική αποκατάσταση ρήξης ΠΧΣ (Kanamori, 2002, Loh, 2003, Woo, 2002). Το γεγονός ότι δεν έχει καταγραφεί η ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα των οπίσθιων µηριαίων µυών πιθανόν να οφείλεται στη τεχνική δυσκολία τοποθέτησης των ηλεκτροδίων. Οι Konishi και οι συνεργάτες (2010) σύγκριναν υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ως προς τη µυϊκή ροπή και την ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα των µυών σε διάφορες δραστηριότητες και επισήµαναν, ότι αν και δεν βρήκαν στοιχεία για την επιστράτευση των κινητικών µονάδων στους οπίσθιους µηριαίους, ωστόσο φάνηκε η αδυναµία των εν λόγω µυών µετά από το χειρουργείο. 38

43 Τα ηλεκτροµυογραφικά δεδοµένα των ατόµων µετά την συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ κυµαινόταν σε παρόµοια επίπεδα µε των υγιών. Με τα παραπάνω συµφωνούν και άλλοι ερευνητές (Bulgheroni et al 1997, Carlsoo et al 1968). Συµπερασµατικά βλέπουµε ότι τα ηλεκτροµυογραφικά χαρακτηριστικά των ατόµων µετά τη συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ είναι παρόµοια µε των υγιών ωστόσο παρατηρήθηκε αυξηµένη ΗΜΓ δραστηριότητα στον δικέφαλο έναντι του τετρακέφαλου ανάµεσα στους υγιείς και ασθενείς Μορφολογία και αρχιτεκτονική των οπίσθιων µηριαίων Κάποιοι µυς του ανθρωπίνου σώµατος έχουν διαφορετική αρχιτεκτονική δοµή από άλλους. Τα πιο συνηθισµένα χαρακτηριστικά της µυϊκής αρχιτεκτονικής που µας δίνουν στοιχεία για τη δοµή των µυών είναι το µήκος των µυϊκών ινών, η γωνία πτέρωσης, το πάχος του µυός, ο όγκος του µυός και η εγκάρσια επιφάνεια του µυός (Williams, 2004). Ο Chleboun και οι συνεργάτες (2001) µέτρησαν µε τη χρήση υπερηχογραφήµατος, το µήκος της δεσµίδας των µυϊκών ινών και τη γωνία πτέρωσης της µακράς κεφαλής του δικέφαλου µυός σε διαφορετικές γωνίες ισχίου και γόνατος. Η παραπάνω έρευνα έδειξε ότι µεταβολές στο µήκος των µυϊκών ινών και στη γωνία πτέρωσης είναι πιο ευαίσθητες στις αλλαγές της θέσης του ισχίου µε το γόνατο σταθερό από ότι στις αλλαγές της θέσης του γόνατος µε τη θέση του ισχίου σταθερή. Το πάχος του µυός συγκριτικά µε άλλες αρχιτεκτονικές δοµές όπως είναι η διατοµή του µυός και ο όγκος εκτιµάται ευκολότερα µε την υπερηχοτοµογραφία (Kellis et al.2009). 39

44 Oι Kellis et al, (2009) κατέγραψαν τιµές για το µυοτενόντιο µηχανισµό του ηµιτενοντώδους και της µακράς κεφαλής του δικεφάλου µυός χρησιµοποιώντας υπερηχογράφο και εξέτασαν την ακρίβεια για τους δύο µύες. Ο Timmins και οι συνεργάτες (2015) µελέτησαν 16 άτοµα µε σκοπό να προσδιορίσουν την αξιοπιστία της µέτρησης των αρχιτεκτονικών χαρακτηριστικών της µακράς κεφαλής του BF καθώς και της έκκεντρης δύναµης συγκριτικά µε υγιή µέλη. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι το µήκος των µυϊκών ινών καθώς και το πάχος µυός ως προς τη γωνία πτέρωσης είχαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές συγκριτικά µε το υγιές µέλος. Η δύναµη του τραυµατισµένου µέλους είναι κατά 17,3% µικρότερη συγκριτικά µε το υγιές. O Palmer και οι συνεργάτες { 2015} µελέτησαν την αξιοπιστία των µετρήσεων µέσω υπερηχογραφίας της επιφάνειας της εγκάρσιας διατοµής του πάχους µυός των οπίσθιων µηριαίων µεταξύ υγιών αρρένων και θηλέων. Παρατήρησε αναµενόµενα ότι οι άρρενες είχαν µεγαλύτερη εγκάρσια επιφάνια µυών και πάχος µυών. Συµπερασµατικά κατέληξε στο ότι η πανοραµική υπερηχογραφία είναι αξιόπιστη µέθοδος για τη µέτρηση µεγεθών στους µύες σε άνδρες και γυναίκες. Περισσότερα στοιχεία για την αρχιτεκτονική των οπίσθιων µηριαίων και συγκρίσεις ανάµεσα σε υγιείς και άτοµα µε ρήξη προσθίου χιαστού δεν βρέθηκαν. Ωστόσο αξίζει να παρουσιαστεί ο παρακάτω εκτενής πίνακας από τον Kubota, Jun (2008) που αναφέρει τις έρευνες που πραγµατοποιήθηκαν έως το 2007 και συντάχθηκε για την έρευνα του συγγραφέα µε σκοπό τη διερεύνηση των µορφολογικών και λειτουργικών χαρακτηριστικών του ST. 40

45 Πίνακας 1.Μορφολογία των οπίσθιων μηριαίων μυών (Kubota Jun 2008) BI-/MONO-ARCHITECTURE KNEE ROTATOR NERVE SUPPLY MUSCLE FIBER ARRANGEMENT ST SM BFI BFS Bi-Internal Bi-External Tibial N. Tibial N. Unipennate Unipennate Bi-Internal Tibia N. Parallel Fiberd MUSCLE WEIGHT [G]Wickiewicz et al MUSCLE VOLUME [ml]friederich and Brand MUSCLE LENGTH [cm]wickiewicz et al Friederich and Brand Woodley and Mercer Makihara et al FIBER LENGTH [cm] Wickiewicz et al White Friederich and Brand Delph et al Woodley and Mercer Makihara et al FIBER LENGTH/MUSCLE LENGTH Wickiewicz et al Friederich and Brand MUSCLE PCSA [cm 2 ]Alexander et al Wickiewicz et al Freivalds Friederich and Brand Woodley and Mercer PENNATION ANGLE [deg]alexander and Vernon Pierrynowski et al Spoor et al White Wickiewicz et al Friederich and Brand Delph et al Makihara et al %TYPEI FIBERS SARCOMERE LENGTH [%]Pierrynowski and Morrison White [µm]ward et al Mono External Peroneal N.Parallelfiberd 41

46 Έτσι υπολογίστηκε ο µέσος όρος των εξαγοµένων από κάθε συγγραφέα για τους ST, SM, BFI, BFs δίδοντας µια εµπεριστατωµένη εικόνα των χαρακτηριστικών των µυών. Ποιο συγκεκριµένα και αναφορικά στα χαρακτηριστικά που θα απασχολήσουν την παρούσα εργασία φαίνεται ότι για τον ST το µήκος του µυός ήταν 29.6 cm, το εµβαδό της εγκάρσιας επιφάνειας 7.9 cm 2 και η γωνία πτέρωσης 5.1 ο, για τον SM το µήκος του µυός ήταν 25.5cm,το εµβαδό της εγκάρσιας επιφάνειας 21.2 cm2 και η γωνία πτέρωσης 15.4 ο, για τον BFI το µήκος του µυός είναι 30.2 cm, το εµβαδό της εγκάρσιας επιφάνειας 13 cm2 και η γωνία πτέρωσης 10.3 ο και τέλος για τον BFs το µήκος του µυός είναι 25 cm, το εµβαδό της εγκάρσιας επιφάνειας 4.9 cm2 και η γωνία πτέρωσης ήταν 13.1Ο. Τα παραπάνω ευρήµατα δίδουν στοιχεία για τη φυσιολογική µορφολογία των οπίσθιων µηριαίων ώστε να υπάρχει η δυνατότητα άµεσης αντιπαραβολής µε εκείνα των ατόµων του δείγµατος που υπέστησαν συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ. Στη συνέχεια καταγράφηκαν ποιοτικά στοιχεία των µυών και επιχειρήθηκε η σύγκριση ανάµεσα σε υγιείς και ασθενείς καθώς και η συσχέτιση παραµέτρων όπως η ηλικία και το φύλο. Ο Maurits και οι συνεργάτες (2003) χρησιµοποίησαν υπερηχοτοµογραφία για να µετρήσουν χαρακτηριστικά όπως την πυκνότητα και την οµοιογένεια του µυός του δικεφάλου και τετρακεφάλου µυός σε υγιείς και άτοµα µε νευροπάθειες και µυοπάθειες σηµειώνοντας συσχετίσεις ανάµεσα στην ηλικία, το φύλο αλλά και την κατάσταση της υγείας του ατόµου. Τελικά έδειξαν ότι οι συνδυαστικές παράµετροι µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την ποσοτικοποίηση της της µυϊκής ατροφίας και των αλλαγών στην εµφάνιση του µυός. Αυτές οι δυνατότητες µπορούν να µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την της πορείας της ασθένειας και τη θεραπεία. 42

47 2.5. Γεωµετρία της κνηµο-µηριαίας διάρθρωσης Πολλές εµβιοµηχανικές µελέτες σχετικά µε τον ΠΧΣ επικεντρώνονται στη λειτουργία του ελέγχου της πρόσθιας κνηµιαίας ολίσθησης (Sakane, 1997, Takai, 1993, Renstrom 1995, Hiemstra et al., 2000, Dawn et al 2002). Προγενέστερες έρευνες επιχείρησαν την καταγραφή των εµβιοµηχανικών χαρακτηριστικών του γόνατος σε ζώντες µε διάφορες απεικονιστικές µεθόδους όπως η ακτινογραφία (Asano et al., 2001, Banks and Hodge, 1996, Komιstek et al., 2003, You et al., 2001) και η µαγνητική τοµογραφία (Hill et al.,2000, Karrholm et al., 2000, Nakagawa et al., 2003, Nakagawa et al., 2000). Αξίζει να σηµειωθεί ότι τα τελευταία χρόνια η µαγνητική τοµογραφία αναδείχθηκε ως µια ασφαλής µέθοδος οπτικοποίησης των εσωτερικών δοµών του ανθρωπίνου σώµατος (Wilson, 1999). Έρευνες βασισµένες σε απεικονιστικές µεθόδους έδωσαν πληροφορίες για εµβιοµηχανικά στοιχεία της άρθρωσης του γόνατος όπως οι µοχλοβραχίονες µε τη χρήση MRI (Maganaris, 2004, Wilson, 1999, Yuen, 2006), X-rays (Smidt, 1973) και ακτινοσκόπησης (Kellis, 1999, Baltzopoulos, 1995), ωστόσο χρησιµοποιήθηκαν διάφορα κέντρα περιστροφής της άρθρωσης όπως το άµεσο κέντρο περιστροφής ICR (Smidt, 1973), το σηµείο τοµής των χιαστών συνδέσµων (Gill, 1996, Imran, 2000), το ιδεατό κνηµοµηριαίο σηµείο επαφής (TFCP) (Herzog et al 1993, Kellis et al 1999, Baltzopoulos et al 1995, Tsaopoulos et al 2007) ή ο άµεσος άξονας περιέλιξης (ISA) (Krevolin et al 2004). Η επιλογή της τεχνικής µε την οποία υπολογίζεται ο άξονας περιστροφής επηρεάζει τα αποτελέσµατα των µετρήσεων εµβιοµηχανικών χαρακτηριστικών όπως του µοχλοβραχίονα εφόσον δεν υπάρχει ένα κοινό σηµείο αναφοράς από όλους τους ερευνητές. 43

48 Έρευνες έχουν διερευνήσει µέσω τρισδιάστατης απεικόνισης και µαγνητικής τοµογραφίας την άρθρωση του γόνατος (Shefelbine et al 2006, Lee et al 2005), µέσω λοιπόν αυτής της διαδικασίας εξετάστηκαν ασθενείς µε ρήξη χιαστών και φάνηκε ότι είχαν αυξηµένη στροφική αστάθεια συγκριτικά µε την οµάδα ελέγχου (Shefelbine et al 2006, Georgoulis et al 2003 Tashman et al 2004). Συµπερασµατικά βλέπουµε ότι υπάρχει µικρός αριθµός ερευνών που να εξετάζουν µέσω τρισδιάστατης απεικόνισης µέσω µαγνητικών τοµογραφιών που να χρησιµοποίησαν ως κέντρο της άρθρωσης το γεωµετρικό κέντρο των µηριαίων κονδύλων GCFC Μοχλοβραχίονες Μυών Προγενέστερες έρευνες επιχείρησαν την καταγραφή εµβιοµηχανικών µεγεθών σε ζώντες µε διάφορες µεθόδους όπως η στατική ακτινογραφία (Asano et al., 2001, Banks and Hodge, 1996, Komistek et al., 2003, You et al., 2001), η ακτινοσκόπηση/fluoroscopy (Baltzopoulos, 1995) και η µαγνητική τοµογραφία (Hill et al.,2000, Karrholm et al., 2000, Nakagawa et al., 2003, Nakagawa et al., 2000). Ο Smidt (1973) πραγµατοποίησε µια µελέτη η οποία περιελάµβανε και καταγραφή του µοχλοβραχίονα των οπίσθιων µηριαίων ο οποίος ορίστηκε ως η κάθετη απόσταση από το κέντρο της άρθρωσης στη γραµµή δράσης του µυός, οι τιµές που σηµειώθηκαν κυµαινόταν από 2,5 cm µε το γόνατο σε έκταση έως 4,1 cm µε το γόνατο σε γωνία 45 ο. Οι Herzog και Read (1993) κατέγραψαν σε πτωµατικά δείγµατα τους µοχλοβραχίονες του BF, SM και ST. Οι τιµές που καταγράφηκαν ήταν µεγαλύτερες από αντίστοιχες άλλων ερευνητών (Spoor & van Leeuwen, 1992) οι οποίοι όµως χρησιµοποίησαν MRI in vivo. 44

49 O Wretenberg και οι συνεργάτες (1996) χρησιµοποίησαν τα τρισδιάστατα δεδοµένα µαγνητικών τοµογραφιών µε σκοπό την µέτρηση του µοχλοβραχίονα των µυών του γόνατος. Οµοίως ο Pal και οι συνεργάτες (2007) υπολόγισαν τους µοχλοβραχίονες µυών του γόνατος µε τη χρήση ενός µοντέλου πεπερασµένων στοιχείων. Ο Kellis και οι συνεργάτες (1999) κατέγραψαν τους µοχλοβραχίονες στην επιγονατίδα και στους οπίσθιους µηριαίους µε τη µέθοδο της ακτινοσκόπησης. Ο Spoor και οι συνεργάτες (1992) χρησιµοποίησαν τα γεωµετρικά δεδοµένα µαγνητικών τοµογραφιών για την καταγραφή του µήκους των µοχλοβραχιόνων του γόνατος µε τη προσθήκη επιβάρυνσης. Σε έρευνα του Buford και των συνεργατών (2009) διερευνήθηκε η εµβιοµηχανική ισορροπία του γόνατος µετά από αρθροπλαστική καταγράφοντας και τους µοχλοβραχίονες του γόνατος µε τη χρήση πτωµατικού δείγµατος. Πίνακας 2. Μοχλοβραχίονες γόνατος-προγενέστερες έρευνες Μοχλοβραχίονες γόνατος Προγενέστερες έρευνες st sm bf Wretenberg et al d coordinates Pal, 2007 Probabilistic Modeling Kellis et al 1998 videofluoroscopy imaging 28.2 Spoor et al 1992 MRI Buford et al 2009 Fresh cadaver Visser et al 1990 Human cadavers Smidt ,5-4,1 Herzog et al Στην έρευνα του Logan και των συνεργατών (2004) διερευνήθηκε το κατά πόσο επηρεάζει η ρήξη ΠΧΣ την κανονική κινηµατική του γόνατος και βρήκαν ότι επηρεάζει την πρόσθια ολίσθηση του κνηµιαίου πλατώ. 45

50 Σε έρευνες που διεξήχθησαν σε πτωµατικά παρασκευάσµατα in vitro (Andersen, 1997, Woo, 2002, Yagi 2002) αµφισβητείται η αποκατάσταση του εµβιοµηχανικού µοντέλου κίνησης του φυσιολογικού ΠΧΣ και ενώ η πρόσθια κνηµιαία ολίσθηση αποκαθίσταται αντιθέτως η έσω/έξω στροφή του γόνατος δεν φαίνεται να επανέρχεται στα φυσιολογικά (Kanamori, 2002,Loh, 2003, Woo, 2002). Για τον υπολογισµό των µοχλοβραχιόνων πρέπει να βρεθεί το κέντρο της άρθρωσης. Το σηµείο αναφοράς για αυτό το σκοπό είναι το κέντρο της άρθρωσης το οποίο µπορεί να βρεθεί µε διαφορετικούς τρόπους και είναι (α). το στιγµιαίο κέντρο περιστροφής (instant centre of rotation, ICR) (Smidt, 1973), (β). το σηµείο επαφής της κνηµο-µηριαίας άρθρωσης (tibiofemoral contact point, TFCP) (Baltzopoulos, 1995b, Nisell, 1985), (γ). το γεωµετρικό κέντρο των µηριαίων κονδύλων (geometrical centre of the posterior femoral condyles, GCFP) (Tsaopoulos, et al., 2009a) και τέλος (δ). o στιγµιαίος άξονας περιστροφής (instantaneous screw axis, ISA) (Patsika 2014). Το TFCP δεν είναι αντιπροσωπευτικό στο σηµείο επαφής της κνηµο-µηριαίας άρθρωσης, αλλά είναι το µέσο κοινό σηµείο µεταξύ των αρθρικών επιφανειών του µηρού και της κνήµης (Nisell, 1985). Άλλος προσδιορισµός του κέντρου της άρθρωσης είναι το γεωµετρικό κέντρο των µηριαίων κονδύλων GCFP, το οποίο είναι η µέση απόσταση µεταξύ της ευθείας που ενώνει τους δύο µηριαίους κονδύλους και έχει αποδειχθεί ότι δίνει τις ίδιες περίπου τιµές για τον επιγονατιδιαίο µοχλοβραχίονα µε τη µέθοδο ICR (Στιγµιαίο Κέντρο Περιστροφής - Instant Centre of Rotation) (Tsaopoulos, et al., 2006, Tsaopoulos, et al., 2009a). Τέλος, το ICR, δίνει σηµαντικό πλεονέκτηµα στο υπολογισµό του µοχλοβραχίονα καθώς δίνει πολύ καλά αποτελέσµατα όχι µόνο κατά την ηρεµία, αλλά και κατά τη διάρκεια φόρτισης (Smidt, 1973, Patsika 2014). 46

51 Σε έρευνα οι Tsaopoulos et al. (2009), χρησιµοποίησαν διαφορετικές µεθόδους για τον προσδιορισµό του κέντρου άρθρωσης του γονάτου µε σκοπό να προσδιοριστεί ο µοχλοβραχίονας της επιγονατίδας. Παρατήρησαν ότι µε τη χρήση του GCFC και του ICR µε την αύξηση της κάµψης του γονάτου υπήρξε µείωση του µοχλοβραχίονα της επιγονατίδας, ενώ µε το TFCP ο µοχλοβραχίονας της επιγονατίδας παρουσίαζε µέγιστες τιµές από την πλήρη έκταση µέχρι και τις 60 κάµψης και από εκεί και πέρα παρουσίαζε µείωση. Οι διαφορές αυτές δίνουν µηχανικό πλεονέκτηµα στο GCFC και ICR έναντι του TFCP κατά την έκταση του γονάτου ενώ αντίθετα το TFCP παρουσιάζει πλεονέκτηµα στις µεγαλύτερες γωνίες κάµψης (Patsika 2014). Προηγούµενες µελέτες έχουν χρησιµοποιήσει 2Δ και 3Δ µοντέλα για να υπολογίσουν το µήκος των µοχλοβραχιόνων των µυών (Buford et al., 1997, Kellis & Baltzopoulos, 1999b, Kellis, Karagiannidis, & Patsika, 2014, O'Brien, Reeves, Baltzopoulos, Jones, & Maganaris, 2009, Tsaopoulos, et al., 2006). Η 2Δ αναπαράσταση είναι η πιο εύκολη µέθοδος για την κατανόηση της µυϊκής συµπεριφοράς και τον υπολογισµό των εσωτερικών δυνάµεων που αναπτύσσονται µέσα στην άρθρωση (Spoor, et al., 1990), ενώ η τρισδιάστατη αναπαράσταση είναι περισσότερο περίπλοκη, όµως έχει το πλεονέκτηµα του συνυπολογισµού των αρθρικών επιφανειών στο µοντέλο (Hollister, Jatana, Singh, Sullivan, & Lupichuk, 1993) και του όγκου της άρθρωσης λαµβάνοντας υπόψη τους µηριαίους κονδύλους ως κυλίνδρους (Eckhoff et al., 2003, Kellis, et al., 2014). Από τις έρευνες µέχρι τώρα δεν είναι ξεκάθαρο αν επηρεάζονται σηµαντικά οι µοχλοβραχίονες της άρθρωσης µετά τη συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ. 47

52 2.7. Αρθρική Κινηµατική µετά από συνδεσµοπλαστική Στην έρευνα του Logan και των συνεργατών (2004) διερευνήθηκε το κατά πόσο επηρεάζει η ρήξη ΠΧΣ την κανονική κινηµατική του γόνατος και βρήκαν ότι επηρεάζει την πρόσθια ολίσθηση του κνηµιαίου πλατώ. Ο Logan (2004) και οι συνεργάτες µελέτησαν την κινηµατική της κνηµοµηριαίας άρθρωσης του τραυµατισµένου γόνατος (deficient knee) µε φορτίο και µε τη χρήση µαγνητικής τοµογραφίας ανοιχτής πρόσβασης και σε εύρος από την έκταση έως τις 90 ο κάµψη. Κατέληξε στο συµπέρασµα ότι ο τραυµατισµός του πρόσθιου χιαστού συνδέσµου επηρεάζει την κινηµατική την άρθρωσης δηµιουργώντας πρόσθια ολίσθηση της κνήµης. Σε έρευνες που διεξήχθησαν σε πτωµατικά παρασκευάσµατα in vitro (Andersen, 1997, Woo, 2002, Yagi 2002) αµφισβητείται η αποκατάσταση του εµβιοµηχανικού µοντέλου κίνησης του φυσιολογικού ΠΧΣ και ενώ η πρόσθια κνηµιαία ολίσθηση αποκαθίσταται αντιθέτως,η έσω/έξω στροφή του γόνατος δεν φαίνεται να επανέρχεται στα φυσιολογικά (Kanamori, 2002,Loh, 2003, Woo, 2002). Ο Zhao και οι συνεργάτες (2016) µελέτησαν την κινηµατική του γόνατος κατά το ανέβασµα σκάλας µετά από ρήξη προσθίου χιαστού συνδέσµου και συγκρίναν τα δεδοµένα τους µεταξύ της Καυκάσιας και Κινεζικής φυλής. Στα αποτελέσµατα σηµείωσαν πρόσθια ολίσθηση της κνήµης στους τραυµατισµένους µε µεγαλύτερη εκείνη της Καυκάσιας φυλής. 48

53 2.8. Συµπεράσµατα της ανασκόπησης της βιβλιογραφίας Ένα µικρός αριθµός εργασιών έχει µελετήσει µορφολογικά, αρχιτεκτονικά και ηλεκτροµυογραφικά χαρακτηριστικά των οπίσθιων µηριαίων σε άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση του ΠΧΣ. Απαραίτητη κρίνεται η συνολική καταγραφή και µελέτη των παραπάνω χαρακτηριστικών στον ίδιο πληθυσµό δίνοντας µια ολοκληρωµένη εικόνα της κατάστασης που διαµορφώνεται µετά από τη χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. Πρέπει να σηµειωθεί επιπροσθέτως ότι δεν είναι γνωστό ακόµα το αν και κατά πόσο επηρεάζει και τροποποιεί τους µοχλοβραχίονες του γόνατος η αναγέννηση του τένοντα µετά από τη λήψη αυτοµοσχεύµατος για συνδεσµοπλαστική πρόσθιου χιαστού. Η απουσία ωστόσο κάθετα ολοκληρωµένων ερευνών που προσεγγίζουν το θέµα της συµπεριφοράς της άρθρωσης µηχανικά ηλεκτροµυογραφικά και ενδοµυϊκά σε άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού είναι αισθητή. Ποιο έντονη γίνεται η απουσία µελετών που διεξάγονται µε τη βοήθεια συγχρόνων τεχνικών τρισδιάστατης απεικόνισης MRI οι οποίες αποτελούν πολύτιµο βοήθηµα στην καταγραφή και µελέτη των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών της άρθρωσης του γόνατος. Αν και παρατηρούµε ότι η µηχανική της άρθρωσης του γόνατος έχει διερευνηθεί ικανοποιητικά, ωστόσο η έλλειψη ερευνών αναφορικά µε τους οπίσθιους µηριαίους γίνεται αισθητή, ειδικότερα σε πληθυσµούς µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. 49

54 ΚΕΦΑΛΑΙΟ III Αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά του ημιτενοντώδη σε άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ 50

55 3.1 Περίληψη Σκοπός της πρώτης µελέτης ήταν η καταγραφή και µελέτη των δοµικών, αρχιτεκτονικών χαρακτηριστικών των οπίσθιων µηριαίων και συγκεκριµένα του ηµιτενοντώδη σε υγιείς και άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. Το δείγµα αποτέλεσαν 16 άτοµα (12 άνδρες και 4 γυναίκες, ηλικίας 28,56 +_7,714, βάρους 75,93 ± 11,59 kg, ύψους 1.75 ± 7,26 cm) εκ των οποίων 8 ήταν υγιείς και 8 άτοµα είχαν υποβληθεί σε συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου µε αυτοµόσχευµα από του ST. Χρησιµοποιώντας µυοσκελετικό υπέρηχο, καταγράφηκε το µυϊκό πάχος και η γωνία πτέρωσης κατά την µέγιστη ισοµετρική προσπάθεια σε πρηνή θέση µε το γόνατο σε έκταση 0 ο και στις 45 γωνία κάµψης. Ανάλυση διακύµανσης έδειξε ότι η γωνία πτέρωσης του ST δεν διέφερε σηµαντικά µεταξύ των ατόµων που υποβλήθηκαν σε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και τους υγιείς (p< 0.05), ενώ το πάχος του µυός ήταν µεγαλύτερο στην οµάδα των χειρουργηµένων (p < 0.05). Συµπερασµατικά οι ασθενείς που κάνουν συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µε τον ST παρουσιάζουν µεγαλύτερο πάχος µυός και παρόµοια γωνία πτέρωσης του ST σε σύγκριση µε την οµάδα ελέγχου. Αυτό δείχνει ότι η µορφολογία του ST ανακάµπτει µετά τη λήψη του µοσχεύµατος στους περισσότερους ανθρώπους ένα χρόνο µετά το χειρουργείο. 51

56 3.2 Εισαγωγή Στόχοι της θεραπευτικής αγωγής µετά από ρήξη ΠΧΣ είναι η αποκατάσταση της σταθερότητας του γόνατος. Αυτό επιτυγχάνεται χειρουργικά µέσω της συνδεσµοπλαστικής, µε χρησιµοποίηση αυτοµοσχευµάτων επιγονατιδικού τένοντα, λαγονοκνηµιαίας ταινίας, τένοντα του ST και του ισχνού ή συνθετικών µοσχευµάτων (Shelbourne & Rowdon 1994). Στη δεκαετία του 1990 χρησιµοποιήθηκαν βελτιωµένες διαγνωστικές και απεικονιστικές τεχνικές όπως η MRI και η υπερηχοτοµογραφία για τη διερεύνηση της αρχιτεκτονικής των µυών και συνδετικών ιστών σε ανθρώπους (De Smet et al. 1990, Niitsu et al. 1991;, Aspelin et al. 1992, Takebayashi et al. 1995, El-Khoury et al. 1996). Με τις τεχνικές αυτές, έρευνες έδειξαν, ότι, ο τένοντας του ST αναγεννάται µετά από την λήψη µοσχεύµατος για την αποκατάσταση του ΠΧΣ. Ο Cross και οι συνεργάτες (1992) ανέφεραν για πρώτη φορά αυτή την αναγέννηση του ST. Μετά από την έρευνα αυτή δηµοσιεύτηκαν και άλλες έρευνες για τον ST αλλά και για τους υπόλοιπους καµπτήρες µύες του γόνατος (π.χ. Simonian et al.1997, Muneta et al. 1998). Σε έρευνες που πραγµατοποιήθηκαν φάνηκε ότι ο τένοντας του ST, µετά από λήψη τµήµατος του ως µόσχευµα, έχει τη δυνατότητα να αναγεννάται (Suijkerbuijk, 2015, Williams, 2004, Nakamae, 2005, Hioki, 2003) και να αποκτά παρόµοια µορφολογικά χαρακτηριστικά µε το µητρικό σύνδεσµο (Simonian, 1997, Williams, 2004, Nakamae, 2005, Hioki, 2003, Ferretti, 2002, Eriksson, 2001). Παρόλα αυτά µορφολογικοί παράγοντες όπως είναι η µυϊκή ατροφία δεν είναι οι µόνοι παράγοντες που προσδιορίζουν τη µέγιστη δύναµη σε άτοµα µετά από αποκατάσταση ΠΧΣ. 52

57 Παλαιότερες έρευνες έδειξαν ότι η έλλειψη ανατροφοδότησης από το ΠΧΣ µειώνει την ενεργοποίηση των κινητικών νευρώνων των µυών γύρω από το γόνατο (Konishi, , Johansson, 1990, Lorentzon, 1989) παρά την απουσία µορφολογικών ανωµαλιών (Konishi, ). Για αυτό ακόµα και αν οι καµπτήρες του γόνατος είναι απολύτως φυσιολογικοί ως προς την µορφολογία τους, δεδοµένου ότι τένοντας αναγεννιέται µετά από τη λήψη µοσχεύµατος, η διαταραχή στην ενεργοποίηση µπορεί να εµποδίσει την οµαλή τους λειτουργία. Ο Simonian και οι συνεργάτες (1997) εντόπισαν µείωση του µήκους του ST αλλά καµία µεταβολή του µεγέθους των εγκάρσιων διατοµών CSA των BF, ST συγκριτικά µε το υγιές γόνατο που δεν είχε υποστεί χειρουργική αποκατάσταση. Επίσης στην έρευνα του Burks και των συνεργατών (2005) διαπιστώθηκε ότι η επιφάνεια της εγκάρσιας διατοµής CSA του ισχνού και του ηµιτενοντώδη ήταν µικρότερη στο χειρουργηµένο γόνατο από ότι στο υγιές γεγονός που συνδέεται µε την ατροφία των συγκεκριµένων µυών. Ο Konrath και οι συνεργάτες (2016) υπέθεσαν στην έρευνα τους ότι οι το µέγεθος του ισχνού και ηµιτενοντώδη επηρεάζουν την δύναµη σε άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου. Στα αποτελέσµατα τους επισήµαναν στατιστικά σηµαντική αλληλεπίδραση της εγκάρσιας επιφάνειας,του όγκου και του µήκους µυός µε τη δύναµη. Η αξιολόγηση της µορφολογίας των οπίσθιων µηριαίων µετά από συνδεσµοπλαστική διεξήχθη κυρίως χρησιµοποιώντας µαγνητική τοµογραφία. Όµως τα περισσότερα συστήµατα µαγνητικής τοµογραφίας επιτρέπουν την αξιολόγηση σε στατικές συνθήκες ηρεµίας. Αντίθετα, ο µυοσκελετικός υπέρηχος επιτρέπει την αξιολόγηση σε δυναµικές συνθήκες. 53

58 Μέχρι τη στιγµή της διεξαγωγής της παρούσας µελέτης, δεν υπήρξε δηµοσιευµένη εργασία η οποία να εξετάσει την αρχιτεκτονική του ηµιτενοντώδους µετά από συνδεσµοπλαστική πρόσθιου χιαστού µε µόσχευµα από τον ίδιο µυ. 3.3 Σκοπός Σκοπός της έρευνας είναι η καταγραφή και µελέτη των αρχιτεκτονικών χαρακτηριστικών των οπίσθιων µηριαίων και συγκεκριµένα του ηµιτενοντώδη σε υγιείς και άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. 3.4 Σηµασία Η εξέταση της µορφολογίας των καµπτηρών µυών του γόνατος θα δώσει πληροφορίες σχετικά µε τη συνεργασία τους µε τον πρόσθιο χιαστό σύνδεσµο. Ειδικότερα, εάν η αρχιτεκτονική διάταξη των µυϊκών ινών µεταβάλλεται µετά από συνδεσµοπλαστική τότε µε τη σειρά τους µεταβάλλονται και η µηχανικές του ιδιότητες, όπως η µηκο-δυναµική και η ταχυδυναµική σχέση. 3.5 Ερευνητικές υποθέσεις 1. Υπάρχουν διαφορές ανάµεσα σε υγιείς και µετεγχειρητικά αποκατεστηµένους ασθενείς στη γωνία πτέρωσης 2. Υπάρχουν διαφορές ανάµεσα σε υγιείς και µετεγχειρητικά αποκατεστηµένους ασθενείς στο πάχος µυός 54

59 3.6 Δείγµα Το δείγµα αποτέλεσαν 16 άτοµα (Πίνακας 3) που προσφέρθηκαν εθελοντικά να συµµετάσχουν στην παρούσα έρευνα µετά από την ενυπόγραφη συγκατάθεση τους. 8 συµµετέχοντες ήταν υγιείς χωρίς κανένα προγενέστερο τραυµατισµό στα κάτω άκρα και 8 άτοµα είχαν υποβληθεί σε συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου µε αυτοµόσχευµα από τον ST. Τα κριτήρια επιλογής παρατίθενται παρακάτω α. Αποκλειστική βλάβη του ΠΧΣ χωρίς καµία άλλη βλάβη σε άλλες δοµές του γόνατος β. Συνδεσµοπλαστική µε αυτοµόσχευµα ST γ. Ακολούθησαν παρόµοιο πρόγραµµα αποκατάστασης δ. Χειρουργήθηκαν πριν από 12 µήνες ή περισσότερο από την µελέτη ε. Δεν είχαν ιστορικό από άλλη νευρολογική πάθηση ε. δεν είχε προγενέστερα παρατηρηθεί άλλο επεισόδιο αστάθειας. Πίνακας 3 Στοιχεία δείγματος Ομάδα Αρ.ατόμων Ηλικία (yr) Μάζα (kg) Ύψος (m) Σ ΠΧΣ 8 25 (7,15) 78,25 (7,40) 1,78 (2,61) Ελέγχου 8 32,12(6,89) 73,62 (14,87) 1,73 (9,42) 55

60 3.7 Σχεδιασµός έρευνας Οι δοκιµασίες πραγµατοποιήθηκαν σε ισοκινητικό δυναµόµετρο τύπου Cybex (Humac Norm, Cybex, Computer Sports Medicine, Inc., Stoughton, MA, U.S.A.). Το κάθε άτοµο κάθεται στο δυναµόµετρο σε πρηνή θέση µε γωνία ισχίου 0 Εικόνα 5. Διαδικασία μέτρησης (πλήρης έκταση), η οποία µετράται µε ένα γωνιόµετρο. Το πρωτόκολλο περιλαµβάνει λήψη εικόνων από διαφορετικά τµήµατα των µυών µε υπερηχοτοµογράφο. Για το σκοπό αυτό χρησιµοποιήθηκε ένα σύστηµα ψηφιακής υπερηχοτοµογραφίας τύπου ALOKA (SSD-3500, ALOKA, Japan) µε ένα ηλεκτρονικό ευθύ ηχοβολέα µε συχνότητα κύµατος 10 MHz. Η κεφαλή επαλείφθηκε µε Εικόνα 6. Κεφαλή υπερήχου µεταδοτικό gel ώστε να επιτευχθεί η ακουστική µετάδοση των υπερήχων. Οι τοποθεσίες στις οποίες έγινε η λήψη των υπερήχων ήταν ίδιες σε όλα τα άτοµα. Για να γίνει αυτό προηγήθηκε ο προσδιορισµός της έκφυσης και κατάφυσης του κάθε µυός ST, BF. Στο κοντινό τµήµα (proximal area) έγινε πρώτα ανίχνευση του ισχιακού κυρτώµατος και η θέση του σηµειώθηκε στο δέρµα. Στη συνέχεια, ο ηχοβολέας τοποθετήθηκε στο πλάγιο και έσω τµήµα του κυρτώµατος µέχρι που έγινε ορατός ο τένοντας του BF και του ST. 56

61 Ο SM δεν ανιχνεύτηκε σε όλα τα άτοµα λόγω της δυσχέρειας στο εντοπισµό µέσω του υπερήχου και έτσι στη συγκεκριµένη περίπτωση θεωρούµε ως έκφυση, το πλάγιο, άνω και έξω τµήµα του ισχιακού κυρτώµατος. Η αναγνώριση των εκφύσεων και του κυρτώµατος επιτευχθεί µε επιµήκεις και εγκάρσιες λήψεις. Η περιοχή της µυοτενόντιας σύνδεσης (myotendinous junction) στη περιοχή της κατάφυσης (distally) αναγνωρίσθηκε και η θέση της σηµειώθηκε στο δέρµα. Ξεκινώντας από αυτή τη θέση, ελήφθησαν ανιχνευτικά διαδοχικές εικόνες από τον υπερηχοτοµογράφο µε την τοποθέτηση του ηχοβολέα στο 10%, 30%, 50% και 70% της κεκλιµένης απόστασης από την µυοτενόντια σύνδεση µέχρι την κοντινή έκφυση των µυών (proximal origin) ενώ χρησιµοποιήθηκαν εκείνες από το µέσω. Οι συµµετέχοντες πραγµατοποίησαν 3 µέγιστες ισοµετρικές προσπάθειες των οπίσθιων µηριαίων σε πρηνή θέση µε το γόνατο σε έκταση 0 ο και στις 45 ο. Η διάρκεια της κάθε προσπάθειας ήταν 5 ενώ µεσολαβούσε διάλειµµά 2 ανάµεσα στις προσπάθειες ώστε να αποφευχθεί η κόπωση. Η γωνία ανάµεσα στον ηχοβολέα και την ευθεία επιµήκη γραµµή που διατρέχει το µηρό και διέρχεται από το µέσο του καταγράφηκε µε δύο ψηφιακούς µετρητές της κλίσης (επικλισιόµετρα). Η γωνία δεν διέφερε ανάµεσα στα διάφορα άτοµα πάνω από 5% ώστε να διασφαλισθεί η ίδια διαδικασία µέτρησης για όλα τα άτοµα. Το εύρος µεταβλήθηκε κατά 5% περίπου ώστε να επιτευχθεί βέλτιστη απεικόνιση των µυών καθώς ο ηχοβολέας τοποθετήθηκε παράλληλα προς τη φορά των µυϊκών ινών και κάθετα στο δέρµα. 57

62 3.8 Επεξεργασία Δεδοµένων Οι εικόνες του υπέρηχου ψηφιοποιήθηκαν µε ένα ειδικό λογισµικό ανάλυσης ψηφιακής εικόνας (Max Traq Lite version 2.09, Innovision Systems, Inc., Columbiaville, Michingan. U.S.A.). Από τις εικόνες αυτές αναλύθηκαν τέσσερις περιοχές από διαφορετικά σηµεία της γαστέρας του κάθε µυός. Για κάθε µια εικόνα, ψηφιοποιήθηκαν έξι σηµεία, Εικόνα 7. Υπολογισμός παραμέτρων στην εικόνα του υπερήχου όπως έχει εκτενέστατα παρουσιαστεί από τους Mademli et al. (2005), Maganaris et al. (2000) Kellis et al (2009) Noorkoiv et al (2010) Blazevich et al (2007). Συγκεκριµένα, δύο σηµεία ψηφιοποιήθηκαν σε κάθε µια απονεύρωση και άλλα δύο σηµεία κατά µήκος µιας αναγνωρισµένης δεσµίδας µυϊκών ινών. Μετά το πέρας της ψηφιοποίησης υπολογίστηκαν οι µεταβλητές ως εξής: 1. Το µυϊκό πάχος υπολογίστηκε ως η απόσταση µεταξύ της εν τω βάθει και επιφανειακής απονεύρωσης. 2. Η γωνία πτέρωσης µεταξύ της επιφανειακής απονεύρωσης και µιας µυϊκής δεσµίδας. 58

63 Παρά τον αρχικό σχεδιασµό µας, η ποσοτικοποίηση του µήκους µυϊκής δεσµίδας του µυός δεν πραγµατοποιήθηκε επειδή το µήκος είναι εξαιρετικά µεγάλο µε ίνες παράλληλες µε τον µυ να εµφανίζει καµπύλη που δεν είναι προβλέψιµη στην κατάφυση του. Σε προκαταρτικό στάδιο, επιχειρήθηκε ο υπολογισµός όµως, σε αυτή τη φάση η αξιοπιστία και η εγκυρότητα της µέτρησης δεν ήταν διασφαλισµένη µε πρόσθετο δεδοµένο ότι οι ασθενείς δεν µπορούσαν να έλθουν στο εργαστήριο για περισσότερες φορές ενώ δεν µπορούσαν να παραµείνουν στη διαδικασία αυτή για µακρύ χρονικό διάστηµα το οποίο απαιτείται για τον ακριβέστερο υπολογισµό του µήκους. Η αξιοπιστία και η εγκυρότητα των µετρήσεων µέσω υπερήχου έχει καταδειχθεί προγενέστερα (Kellis et al., 2009, Kellis et al., 2012a,b). 3.9 Στατιστική Ανάλυση Εφαρµόστηκε ανάλυση διακύµανσης για να εξετάσει τις διαφορές ανάµεσα στις δυο οµάδες, σε 2 γωνίες κάµψης του γόνατος σε κάθε µια από τις εξαρτηµένες µεταβλητές (Γωνία πτέρωσης, πάχος µυός) 3.10 Αποτελέσµατα Ο µέσος όρος και η διακύµανση της γωνίας πτέρωσης παραθέτονται στους πίνακες 2 και 3. Η γωνία πτέρωσης κυµάνθηκε από (2.19 ) ως (6.2 ) για την οµάδα των χειρουργηµένων και από (2.75 o ) ως (6.05 o ) για την οµάδα ελέγχου. Η ANOVA δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές διαφορές ως προς την οµάδα και την γωνία πτέρωσης κατά την µέγιστη ισοµετρία (F 1,14 = 0.157, p=0.69). 59

64 Πίνακας 4 Γωνία πτέρωσης και πάχος μυός στις 0 ο Table 2. Γωνία πτέρωσης και πάχος μυός του ST σε γωνία 0 ο, σε μέγιστη ισομετρική σύσπαση και ηρεμία για τις δύο ομάδες,ελέγχου και ατόμων μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Group Pennation angle Muscle thickness ΠΧΣ Controls Rest 19,4 o (2.19) 2,73(0.65) Flexion 29,11 o (6.2) 5,1 (4.7) Rest 18,07 o (2.75) 1,88 (0.49) Flexion 24,24 o (6.05) 2,36(0.46) Ο µέσος όρος και η διακύµανση του πάχους µυός παρατίθενται κατά οµάδα στους Πίνακες 1 και 2. Το πάχος µυός κυµάνθηκε από 2.73 (0.65) ως 5.18 (4.7) για την οµάδα των χειρουργηµένων και από 1.88 (0.49) ως 3.33 (0.17) για την οµάδα ελέγχου. Η ANOVA δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές διαφορές και αλληλεπιδράσεις ως προς την οµάδα και την γωνία κάµψης του γόνατος για το πάχος του µυός (F 1,14 = 0.97, p=0.34). Σηµαντική επίδραση σηµειώθηκε µεταξύ των οµάδων (F 1,14 = 5.27, p=0.03). Πίνακας 5. Γωνία πτέρωσης και πάχος μυός στις 45 Table 3. Γωνία πτέρωσης και πάχος µυός του ST σε γωνία 45 ο, σε µέγιστη ισοµετρική σύσπαση και ηρεµία για τις δύο οµάδες,ελέγχου και ατόµων µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ. Group Pennation angle Muscle thickness ΠΧΣ Controls Rest 19 ο 37 (2.2) 2,71(0.67) Flexion 28 ο 31 o (4.91) 4,08(1.01) Rest 18 ο 16 o (2.69) 2,39(0.27) Flexion 24 ο 20 o (3.81) 3,33(0.80) 60

65 3.11 Συζήτηση Τα αποτελέσµατα της παρούσας έρευνας έδειξαν ότι η γωνιά πτέρωσης του ST δεν διαφέρει σηµαντικά ανάµεσα στα άτοµα µετά από αποκατάσταση ΠΧΣ και στην οµάδα ελέγχου, ενώ το πάχος του µυός ήταν µεγαλύτερο στην οµάδα των χειρουργηµένων. Εποµένως η πρώτη υπόθεση της εργασίας απορρίπτεται ενώ η δεύτερη γίνεται δεκτή. Όσον αφορά στο εύρος των τιµών οι οποίες καταγράφηκαν, τα αποτελέσµατα βρίσκονται σε συµφωνία µε προηγούµενες µελέτες. Για παράδειγµα, οι Kellis και συνεργάτες (2010) κατέγραψαν τη γωνία πτέρωσης και το πάχος µυός για τον ST µε πτωµατικά δείγµατα και ανέφεραν παρόµοιες τιµές µε αυτές της παρούσας εργασίας όπως και η Woodley (Woodley, 2005) µελέτησε σε πτωµατικά δείγµατα την εγκάρσια διατοµή, το µήκος της µυϊκής ίνας καθώς και το µήκος τένοντα των οπίσθιων µηριαίων µε παρόµοια αποτελέσµατα. Το µεγαλύτερο πάχος του µυός των χειρουργηµένων ατόµων οφείλονταν σε προσαρµογές που έγιναν µετά από την λήψη του µοσχεύµατος. Ποιο συγκεκριµένα τα αποτελέσµατα µας φαίνονται να συµφωνούν µε προγενέστερες έρευνες που δείχνουν ότι η µυοτενόντια δοµή αναπλάθεται µετά τη λήψη του µοσχεύµατος στους περισσότερους ανθρώπους και γίνεται παρόµοια µε το υγιές (Cross, 1992, Ferretti, 2002). Σε αντίθεση µε τα παραπάνω ευρήµατα, άλλες µελέτες έχουν αναφέρει σηµαντική ατροφία (Eriksson, 2001) και βράχυνση (Williams, 2004) του τένοντα σε ασθενείς µετά από αναδόµηση του ΠΧΣ χρησιµοποιώντας τον τένοντα του ST. Ο Makihara και οι συνεργάτες (Makihara, 2006) βρήκαν µικρότερο όγκο του ST µετά την λήψη του µοσχεύµατος, ενώ η διαφορά της ροπής κάµψης µεταξύ των υγειών και χειρουργηµένων αυξήθηκε σηµαντικά καθώς η γωνία κάµψης του γόνατος αύξανε. 61

66 Παροµοίως ο Nomura και οι συνεργάτες (2015) ανέφεραν ότι ο όγκος των µυών και το µήκος των µυών του ST στο χειρουργηµένο σκέλος ήταν σηµαντικά µικρότερα από εκείνα στο υγειές άκρο. Το ποσοστό της ροπής κατά την κάµψη του γόνατος στο χειρουργηµένο σκέλος σε σύγκριση µε εκείνο του φυσιολογικού ήταν επίσης µειωµένο. Ιδιαίτερα, η αξιολόγηση της µυϊκής αρχιτεκτονικής στη µελέτη µας διεξήχθη χρησιµοποιώντας υπερηχογράφηµα, ενώ οι προαναφερθείσες µελέτες χρησιµοποίησαν µαγνητική τοµογραφία. Περαιτέρω, τα ευρήµατά µας βασίζονται στην αποτύπωση των µυϊκών ιδιοτήτων κατά τη συστολή, ενώ τα ευρήµατα µέσω MRI αποτυπώνουν τις ιδιότητες του µυός κυρίως σε κατάσταση ηρεµίας. Η απουσία διαφορών στη γωνίας πτέρωσης µεταξύ των δύο οµάδων θα µπορούσε να είναι ένα αποτέλεσµα του προγράµµατος αποκατάστασης (Lorenz, 2011) που ακολουθήθηκε από την οµάδα µε τη συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και η οποία αύξησε το πάχος των µυών και πιθανώς δηµιούργησε υπερτροφία (Abe, 2000), σε αντίθεση µε την οµάδα ελέγχου η οποία δεν ενδυνάµωνε τους οπίσθιους µηριαίους. Ένας πιθανόν επιπλέον παράγοντας που επηρεάζει τη συµπεριφορά και πάχυνση του ST είναι η αλληλεπίδραση της συµπεριφοράς κατά τη συστολή των γειτονικών µυών : του BF µυ και SM επειδή η κάµψη ενεργοποιεί γενικά περισσότερους του ενός µύες (Kubota, 2008). Ωστόσο, πρέπει να επισηµανθεί ότι η µορφολογία των µυϊκών ινών του ST είναι τέτοια ώστε να εµφανίζει µια γωνία πτέρωσης στην κατάφυση και στη συνέχεια η φορά τους να είναι σχεδόν παράλληλη µε την απονεύρωση ενώ οι ίνες είναι εξαιρετικά µακριές και, συνεπώς, οι προσαρµογές του µυοτενόντιου συστήµατος είναι πιο περίπλοκες από ό, τι για άλλους µυς (Kellis, 2010). 62

67 Η καταγραφή και µελέτη των αρχιτεκτονικών χαρακτηριστικών των οπίσθιων µηριαίων και συγκεκριµένα του ηµιτενοντώδη σε υγιείς και άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ θα συµβάλει στην κατανόηση των µυοσκελετικών συστηµάτων και θα διευκολύνει το σχεδιασµό των προγραµµάτων αποκατάστασης Περιορισµοί έρευνας Η µελέτη είχε σχετικά µικρό δείγµα, αν και είναι παρόµοιο µε άλλες µελέτες (Strandberg, 2013). Επίσης, δεν µελετήθηκε το µήκος της µυϊκής δεσµίδας, επειδή οι λήψεις του υπέρηχου ήταν τέτοιες που δεν επέτρεπαν την έγκυρη πρόβλεψη του µήκους Συµπεράσµατα Συµπερασµατικά οι ασθενείς που κάνουν συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µε τον ST παρουσιάζουν µεγαλύτερο πάχος µυός και παρόµοια γωνία πτέρωσης του ST σε σύγκριση µε την οµάδα ελέγχου. Αυτό δείχνει ότι η µορφολογία του ST ανακάµπτει µετά τη λήψη του µοσχεύµατος στους περισσότερους ανθρώπους ένα χρόνο µετά το χειρουργείο. 63

68 ΚΕΦΑΛΑΙΟ IV Τρισδιάστατη αναπαράσταση του ηµιτενοντώδους και δικεφάλου µηριαίου µε µαγνητική τοµογραφία σε άτοµα µε εγχειρητική αποκατάσταση ΠΧΣ και υγιείς 64

69 4.1 Περίληψη Σκοπός της δεύτερης µελέτης ήταν η τρισδιάστατη αναπαράσταση του γόνατος και των οπίσθιων µηριαίων µυών σε υγιείς και σε άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. Το δείγµα αποτέλεσαν 20 άτοµα (17 άνδρες και 3 γυναίκες, ηλικίας 34,80 +_8,56),10 συµµετέχοντες ήταν υγιείς χωρίς κανένα προγενέστερο τραυµατισµό στα κάτω άκρα και 10 άτοµα είχαν υποβληθεί σε συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου µε αυτοµόσχευµα από τον ST. Για κάθε άτοµο αξιολογήθηκαν η εγκάρσια επιφάνεια και το µήκος τένοντα του δικέφαλου µηριαίου και ηµιτενοντώδη. Η αξιολόγηση έγινε µε τη λήψη µαγνητικών τοµογραφιών και µε την τρισδιάστατη απεικόνιση µέσω εγκεκριµένου λογισµικού για αυτόν τον σκοπό. Στη συνέχεια µε τη βοήθεια της δισδιάστατης µαγνητικής τοµογραφίας και της οριοθέτησης, καταγράφηκε αυτόµατα το εµβαδόν (δηλαδή η ανατοµική εγκάρσια επιφάνεια) σε συγκεκριµένα επίπεδα και προέκυψε ο µέσος όρος. Ο τένοντας του ηµιτενοντώδη εντοπίστηκε η αρχή του στις µαγνητικές τοµογραφίες δύο διαστάσεων και ακολουθήθηκε στο αναδοµηµένο τρισδιάστατο µοντέλο ως την κατάφυσή του. Το t-test δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές διαφορές ανάµεσα στου υγιείς και χειρουργηµένους στην εγκάρσια επιφάνεια του δικεφάλου t(10)=0,28, p=0,78 και του ηµιτενοντώδους t(10)=0,65, p=0,52. Ωστόσο σηµειώθηκαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές στο µήκος τένοντα του δικεφάλου t(10)=4,12, p=0,001 και του ηµιτενοντώδους t(10)=2,17 ανάµεσα στις δύο οµάδες (p<0,05). Συµπερασµατικά όταν γίνεται λήψη µοσχεύµατος από τον τένοντα για την συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου τότε προκύπτει µείωση του µήκους του. 65

70 4.2 Εισαγωγή Η εικόνα δύο-διαστάσεων δεν µπορεί να αναπαραστήσει την σύνθετη και τρισδιάστατη µορφή του γόνατος (Hollerbach et al 1995, Hollister et al 1994) ενώ µε τη µέθοδο της τρισδιάστατης απεικόνισης δίνεται η δυνατότητα µελέτης των µυών µε µεγαλύτερη ακρίβεια και πραγµατικές συνθήκες σε ζώντες. Η µαγνητική τοµογραφία (MRI) είναι µια άµεσα διαγνωστική µέθοδος, η οποία µέσω της διαδικασίας της αναδόµησης καταγράφει µε ακρίβεια το ανατοµικό στοιχείο και ορίζει τα σηµεία του στο χώρο και όχι στο επίπεδο. Μαγνητικοί τοµογράφοι ανοικτού (Brandsson et al., 2000a, Vedi et al., 1999, Eisenhart, 2004) και κλειστού τύπου (Scarvell et al., 2001, 2002, Smith et al., 1999, Todo et al., 1999) έχουν χρησιµοποιηθεί για να αναλύσουν τα χαρακτηριστικά του γόνατος στις τρεις διαστάσεις. Το κύριο χαρακτηριστικό της MRI που την κάνει να ξεχωρίζει απέναντι σε άλλες απεικονιστικές τεχνικές είναι ότι δεν απαιτεί ιονίζουσα ραδιενεργό ακτινοβολία. Ωστόσο δεν επιλέγεται συχνά από τους ερευνητές για την καταγραφή εµβιοµηχανικών χαρακτηριστικών λόγω του υψηλού κόστους (Haacke et al, 1999). Η τρισδιάστατη ανάλυση των χαρακτηριστικών του γόνατος µε τη χρήση της ηλεκτρογωνιοµετρίας (Vergis et al, 1998, Vergis et al.,1997) και ραδιοστερεογραφίας (Brandsson et al., 2001,2002), έδειξαν πρόσθια ολίσθηση και έξω στροφή της κνήµης σε άτοµα που έχουν υποστεί ΡΠΧ. Ένα ποσοστό της αστάθειας παραµένει και µετά την χειρουργική αποκατάσταση διαταράσσοντας τις ισορροπίες και τη µηχανική του γόνατος. ωστόσο οι παραπάνω µέθοδοι είναι δυσεφάρµοστες. 66

71 Τα εµβιοµηχανικά χαρακτηριστικά, της άρθρωσης του γόνατος όπως έχουν αναφερθεί και παραπάνω, ως προς την πρόσθια ολίσθηση έχουν µελετηθεί µε τη χρήση πλακών φιλµ (Friden et al.,1993) και ακτινοσκόπησης (Dennis et al., 1996, Smidt, 1973, Nisell et al., 1986, Wretenberg et al., 1996, Tsaopoulos, 2007, Baltzopoulos, 1995, Kellis, 1999). Παρόλα αυτά, τα δεδοµένα σε δύο διαστάσεις, παρέχουν µειωµένες δυνατότητες ανάλυσης ως προς της πολύπλοκη τρισδιάστατη κίνηση του γόνατος. Οι µύες χαρακτηρίζονται και ως δραστηριοποιητές των αρθρώσεων. Οι δυνάµεις και οι ροπές τους µεταδίδονται µέσω των τενόντων στις αρθρώσεις (Buford et al.2001). Έτσι η δοµή και η γεωµετρία τους πρέπει να αναλύεται για να γίνει κατανοητή η λειτουργία τους. Τα ανατοµικά στοιχεία όπως τα οστά και οι επιφάνειες επαφής τους συνθέτουν τον άξονα περιστροφής της άρθρωσης µε τη βοήθεια του οποίου µπορούµε να υπολογίσουµε βιοµηχανικά χαρακτηριστικά όπως ο µοχλοβραχίονας (Buford et al.2001). Προγενέστερες έρευνες επιχείρησαν την καταγραφή εµβιοµηχανικών µεγεθών σε ζώντες µε διάφορες µεθόδους όπως η ακτινογραφία (Papalia, 2015, Asano et al., 2001, Banks and Hodge, 1996, Komistek et al., 2003, You et al., 2001) και η µαγνητική τοµογραφία (Hill et al.,2000, Karrholm et al., 2000, Nakagawa et al., 2003, Nakagawa et al., 2000). Ο Smidt (1973) πραγµατοποίησε µια µελέτη η οποία περιελάµβανε και καταγραφή του µοχλοβραχίονα των οπίσθιων µηριαίων ο οποίος ορίστηκε ως η κάθετη απόσταση από το κέντρο της άρθρωσης στη γραµµή δράσης του µυός, οι τιµές που σηµειώθηκαν κυµαινόταν από 2,5 cm µε το γόνατο σε έκταση έως 4,1 cm µε το γόνατο σε γωνία 45ο. Οι Herzog και Read (1993) κατέγραψαν σε πτωµατικά δείγµατα τους µοχλοβραχίονες του δικεφάλου µηριαίου, SM και ST µυός. Οι τιµές που καταγράφηκαν ήταν µεγαλύτερες από αντίστοιχες άλλων ερευνητών (Spoor & van Leeuwen, 1992) οι οποίοι όµως χρησιµοποίησαν MRI. 67

72 O Wretenberg και οι συνεργάτες (1996) χρησιµοποίησαν τα τρισδιάστατα δεδοµένα µαγνητικών τοµογραφιών µε σκοπό την µέτρηση του µοχλοβραχίονα των µυών του γόνατος. Οµοίως ο Pal και οι συνεργάτες (2007) υπολόγισαν τους µοχλοβραχίονες µυών του γόνατος µε τη χρήση ενός τρισδιάστατου µοντέλου. Ο Kellis και οι συνεργάτες (1999) κατέγραψαν τους µοχλοβραχίονες στην επιγονατίδα και στους οπίσθιους µηριαίους µε τη µέθοδο της ακτινοσκόπησης. Ο Spoor και οι συνεργάτες (1992) χρησιµοποίησαν τα γεωµετρικά δεδοµένα µαγνητικών τοµογραφιών για την καταγραφή του µήκους των µοχλοβραχιόνων του γόνατος µε τη προσθήκη επιβάρυνσης. Σε έρευνα του Buford και των συνεργατών (2009) διερευνήθηκε η εµβιοµηχανική ισορροπία του γόνατος µετά από αρθροπλαστική καταγράφοντας και τους µοχλοβραχίονες του γόνατος µε τη χρήση πτωµατικού δείγµατος. Για τις µετρήσεις του µοχλοβραχίονα χρησιµοποιείται συχνότερα ως κέντρο της άρθρωσης το µέσο σηµείο µεταξύ του µηρού και της κνήµης TFCP (Lindahl & Movin, 1967, Nisell et al. 1986, Van Eijden et al. 1987). Έρευνες (Herzog and Read, 1993, Nisell, 1985) χρησιµοποίησαν την παραπάνω µέθοδο σε πτωµατικά δείγµατα αλλά και σε ζώντες τόσο σε στατικές µετρήσεις (Wretenberg et al., 1996) όσο και σε δυναµικές (Kellis and Baltzopoulos, 1999). Μετά από τη λήψη µοσχεύµατος από τους οπίσθιους µηριαίους ο τένοντας αναγεννιέται αλλά και µετατοπίζεται (Nakamura et al 2004) χωρίς να είναι ξεκάθαρο αν αλλάζει το µήκος του, γεγονός που επηρεάζει άµεσα τις δυνάµεις που εφαρµόζονται στο γόνατο. Η έλλειψη ωστόσο ερευνών που µελέτησαν µηχανικές παραµέτρους του γόνατος σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µε τη χρήση τρισδιάστατης απεικόνισης είναι αισθητή. 68

73 Εάν µετά τη λήψη µοσχεύµατος από τον ηµιτενοντώδη παρατηρείται µια διαδικασία υπερτροφίας του τένοντα και της µυοτενόντιας σύζευξης του συγκεκριµένου µυός, τότε θεωρητικά, ίσως να µεταβάλλεται το πάχος του µυός. Επίσης, οι µεταβολές που επέρχονται λόγω του τραυµατισµού ή/και την εγχειρητική διαδικασία ίσως να επηρεάζουν και την µορφολογία των µυών µε αποτέλεσµα να µεταβάλλεται και η εγκάρσια επιφάνεια τους. 4.3 Σκοπός Σκοπός της εργασίας είναι η τρισδιάστατη αναπαράσταση του γόνατος και των οπίσθιων µηριαίων µυών σε υγιείς και σε άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. 4.4 Σηµασία Οι έρευνες που γίνονται τώρα βασίζονται σε πολύπλοκο λογισµικό και µαθηµατικά µοντέλα. Στα 3-D µοντέλα γίνονται ποιο διακριτά και κατανοητά τα εικονιζόµενα στοιχεία και έτσι µπορούν να καταγραφούν και να µετρηθούν µε ακρίβεια βιοµηχανικά και αρχιτεκτονικά στοιχεία σε όλους τους άξονες (Shigeru Muraki Yasuyo Kita 2006). Ειδικότερα για τα άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ, η ενδεχόµενη µείωση της εγκάρσιας επιφάνειας και του µήκους του τένοντα των οπίσθιων µηριαίων µυών ίσως να συντελεί στην ερµηνεία ελλειµµάτων µυϊκής δύναµης αλλά και των µηχανικών χαρακτηριστικών του τένοντα µετά από την εγχείρηση. Εάν αυτό ευσταθεί, τότε ενδεχοµένως θα χρειάζονται ειδικά προγράµµατα υπερτροφίας ή βελτίωσης της ελαστικότητας του τένοντα µετά από συνδεσµοπλαστική, κάτι το οποίο δεν είναι γνωστό έως τώρα. 69

74 4.5 Ερευνητικές υποθέσεις i. Η εγκάρσια ανατοµική επιφάνεια των µυών θα διαφέρει µεταξύ των δύο οµάδων. II. Το µήκος τένοντα των µυών θα διαφέρει µεταξύ των δύο οµάδων 4.6 Δείγµα Το δείγµα αποτέλεσαν 20 άτοµα (17 άνδρες και 3 γυναίκες, ηλικίας 34,80 +_8,56) που προσφέρθηκαν εθελοντικά να συµµετάσχουν στην παρούσα έρευνα µετά από την ενυπόγραφη συγκατάθεση τους. 10 συµµετέχοντες ήταν υγιείς χωρίς κανένα προγενέστερο τραυµατισµό στα κάτω άκρα και 10 άτοµα είχαν υποβληθεί σε συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου µε αυτοµόσχευµα από τον ST. Τα κριτήρια επιλογής παρατίθενται παρακάτω α. Αποκλειστική βλάβη του ΠΧΣ χωρίς καµία άλλη βλάβη σε άλλες δοµές του γόνατος β. Συνδεσµοπλαστική µε αυτοµόσχευµα ST γ. Ακολούθησαν όµοιο πρόγραµµα αποκατάστασης δ. Χειρουργήθηκαν πριν από 12 µήνες ή περισσότερο από την µελέτη ε. Δεν είχαν ιστορικό από άλλη νευρολογική πάθηση ε. δεν είχε προγενέστερα παρατηρηθεί άλλο επεισόδιο αστάθειας. Πίνακας 6. Στοιχεία δείγματος Οµάδα Αρ.ατόµων Ηλικία (yr) Μάζα (kg) Ύψος (m) Σ ΠΧΣ 10 37,8(9,46) 80,7(12,09) 173,7(10,41) Ελέγχου 10 34,80 (8,56) 79,15 (12,74) 173,8(9,26) 70

75 4.7 Σχεδιασµός έρευνας Χρησιµοποιήθηκε Μαγνητικός τοµογράφος SIEMENS EXPERT PLUS 1.0 T. µε µέγιστη ένταση βαθµιδωτών πεδίων 20 mt/m. Χρησιµοποιήθηκε πηνίο σώµατος µε τον εξεταζόµενο σε ύπτια θέση και το γόνατο σε έκταση. Οι ακολουθίες λήψης περιλάµβαναν Εικόνα 8. Μαγνητικός τομογράφος μετρήσεων τοπογράφηµα (scout) µε 3 εντοπιστικές τοµές σε εγκάρσιο, στεφανιαίο και οβελιαίο επίπεδο καθώς επίσης και µια T1w 3D FLASH ακολουθία σε εγκάρσιο επίπεδο από το ισχίο έως το κνηµιαίο πλατώ. Οι παράµετροι λήψης των δεδοµένων ήταν οι εξής: TR/TE/FA 25/10/35, πάχος τοµής 5mm, αριθµός τοµών 64-72, matrix 200X256, FOV 220mm. O συνολικός χρόνος σάρωσης ήταν περίπου 20 min. Χρησιµοποιήθηκε το λογισµικό 3DDoctor που είναι ένα εξελιγµένο λογισµικό τρισδιάστατης απεικόνισης για µαγνητικές και αξονικές τοµογραφίες µε επιστηµονικές και βιοµηχανικές εφαρµογές. Το λογισµικό αυτό είναι εγκεκριµένο από την FDA (US Food and Drug Administration 510K clearance), αντίστοιχος Ε.Ο.Φ., ως Εικόνα 9. Εγκάρσια τομή μαγνητικής τομογραφίας ιατρική διαγνωστική και τρισδιάστατη απεικονιστική εφαρµογή. 71

76 Τα άτοµα τοποθετήθηκαν στην κλίνη εισόδου στο µαγνητικό τοµογράφο. Το δεξί πόδι σηµαδεύτηκε στο οριζόντιο επίπεδο µε τη βοήθεια µοιρογνωµονίου. Αµέσως µετά, το σώµα του εξεταζόµενου µε το κεφάλι προς το εσωτερικό του µαγνητικού τοµογράφου εισήλθε εντός της καµπίνας. Συντελέστηκε ανιχνευτική σάρωση για να ελεγχθούν και να κλειδωθούν τα υπό εξέταση µέρη. Χρησιµοποιήθηκε ένα ενιαίο πηνίο για τη λήψη των µαγνητικών τοµογραφιών για να διασφαλιστεί το κατά το δυνατόν αρµονική ακολουθία των εικόνων. Τελικά διεξήχθη η σάρωση και καταγραφή των εικόνων υπό την µορφή αρχείων DICOM σε πολυµορφικό δίσκο. Η ολοκλήρωση των µετρήσεων θα διαρκέσει 20 για τον κάθε εξεταζόµενο του δείγµατος. Με το 3DDoctor αναπαρήχθησαν οι επιφάνειες, των ποσοτήτων που οριοθετήθηκαν, (κνήµη περόνη, επιγονατίδα, µηριαίο, οπίσθιοι µηριαίοι µύες) σε τρεις διαστάσεις, τέλος πραγµατοποιήθηκε η πλήρωση στο χώρο µε τρισδιάστατα πεπερασµένα στοιχεία και η εξαγωγή του τελικού τρισδιάστατου µοντέλου. Η οριοθέτηση και αναπαραγωγή έγινε από τον ίδιο χρήστη ενώ για την αναγνώρισή των στοιχείων Εικόνα 10. Αναδόμηση τρισδιάστατου μοντέλου χρησιµοποιήθηκε Άτλας ανατοµίας. Ως οριοθέτηση, ορίστηκε ο περιορισµός των στοιχείων µέσα σε σχήµατα τα οποία πήρα την µορφή της εγκάρσιας επιφάνειας των στοιχείων. Πραγµατοποιήθηκε φιλτράρισµα και οµαλοποίηση των επιφανειών ώστε να µειωθούν τα λάθη που προκύπτουν από τον ανθρώπινο παράγοντα (στη φάση της ψηφιοποίησης). 72

77 4.8 Επεξεργασία Δεδοµένων Οι εικόνες που προέκυψαν από τη λήψη των µαγνητικών τοµογραφιών για κάθε άτοµο, εισήχθησαν στο ειδικό λογισµικό πρόγραµµα 3D - Doctor (Able Software Compr., Lexington, U.S.A) (Εικόνα 5.7). Το 3D - Doctor είναι ένα εξελιγµένο λογισµικό τρισδιάστατης απεικόνισης για µαγνητικές και αξονικές τοµογραφίες µε επιστηµονικές και βιοµηχανικές εφαρµογές. Με τη χρήση του προγράµµατος αυτού έγινε η οριοθέτηση των µηριαίων και κνηµιαίων κονδύλων, του τένοντα του ηµιτενοντώδη και δικεφάλου µηριαίου, καθώς και των µαλακών µορίων των µυών ST και BF. Η οριοθέτηση των µυών έγινε δια χειρός, για κάθε µια εικόνα από την εγκάρσια τοµή (σύνολο 40 εικόνες για κάθε άτοµο), ενώ για την αναγνώρισή τους χρησιµοποιήθηκε οδηγός ανατοµίας και µαγνητικών τοµογραφιών. Για την τρισδιάστατη απεικόνιση, το ειδικό λογισµικό 3D - Doctor, µέσω ειδικού αλγορίθµου ένωσε τα οριοθετηµένα στοιχεία που προέκυψαν από τις εγκάρσιες εικόνες, δηµιούργησε το µοντέλο σε τρεις διαστάσεις και πραγµατοποιήθηκε η πλήρωσή τους στον χώρο µε τρισδιάστατά πεπερασµένα στοιχεία. Πραγµατοποιήθηκε φιλτράρισµα και οµαλοποίηση των επιφανειών (smoothing) µε τη χρήση του αλγορίθµου B-spline και την εφαρµογή της µέγιστης εξοµάλυνσης (Pena and Foote 2008). Στη συνέχεια µε τη βοήθεια της δισδιάστατης µαγνητικής τοµογραφίας και της οριοθέτησης, που ήδη έχει γίνει, καταγράφηκε αυτόµατα το εµβαδόν (δηλαδή η ανατοµική εγκάρσια επιφάνεια) σε συγκεκριµένο επίπεδο. Η τιµή που καταγράφηκε ήταν αυτή µε τη µεγαλύτερη εγκάρσια επιφάνεια από κάθε µυ, η προηγούµενη και η επόµενη εικόνα και υπολογίστηκε ο µέσος όρος από τις τρεις αυτές εικόνες (Kellis et al 2014). 73

78 Ο τένοντας του ηµιτενοντώδη εντοπίστηκε η αρχή του στις µαγνητικές τοµογραφίες δύο διαστάσεων και ακολουθήθηκε στο αναδοµηµένο τρισδιάστατο µοντέλο ως την κατάφυση του. Για τη στατιστική ανάλυση χρησιµοποιήθηκε το στατιστικό πακέτο SPSS (SPSS 23.0 Inc., Chicago, IL) και για τη σύγκριση µεταξύ των δύο οµάδων διεξήχθη µε t- test. Εικόνα 11.Μήκος Τένοντα 74

79 4.9 Στατιστική Ανάλυση Εφαρµόστηκε student t-test για ανεξάρτητα δείγµατα για να ελέγξει τις διαφορές στην εγκάρσια επιφάνεια και το µήκος του τένοντα του κάθε µυός ανάµεσα στις 2 πειραµατικές οµάδες (άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ, οµάδα ελέγχου). Το επίπεδο σηµαντικότητας ορίστηκε στο p < 0.05) 4.10 Αποτελέσµατα Τα αποτελέσµατα της έρευνας παρουσιάζονται στον πίνακα 4. Το t-test δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές διαφορές ανάµεσα στου υγιείς και χειρουργηµένους στην εγκάρσια επιφάνεια του δικεφάλου t(10)=0,28, p=0,78 και του ηµιτενοντώδους t(10)=0,65, p=0,52. Ωστόσο σηµειώθηκαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές στο µήκος τένοντα του δικεφάλου t(10)=4,12, p=0,001 και του ηµιτενοντώδους t(10)=2,17, p=0,042. Πίνακας 7. Εγκάρσια επιφάνεια και μήκος τένοντα Ημιτενοντώδη μυός Ηµιτενοντώδη Μυς Εγκ.επιφάνεια mm 2 Μήκος τένοντα (mm) Υγιών 111,97 (124,57) 140,99 (22,81) Χειρ/νων 81,19 (83,16) 118,26 (22,66) Πίνακας 8. Εγκάρσια επιφάνεια και μήκος τένοντα Δικεφάλου μηριαίου μυός Δικέφαλος µηριαίος Εγκ.επιφάνεια mm 2 Μήκος τένοντα (mm) Υγιών 1110,9 (389) 45,92 (13,81) Χειρ/νων 1061,32 (391,17) 26,18 (6,18) 75

80 4.11 Συζήτηση Tα αποτελέσµατά της παρούσης εργασίας έδειξαν ότι η εγκάρσια επιφάνεια του ST και BF δεν διέφερε µεταξύ των οµάδων. Αυτό συµφωνεί µε τον Reeves και τους συνεργάτες (2009), οι οποίοι δεν διαπίστωσαν διαφορές στην µυϊκή CSA, ανάµεσα στα χειρουργηµένα και υγιή µέλη. Ποιο συγκεκριµένα ο Reeves (2009) µελέτησε άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου µε αυτοµόσχευµα από τον πρόσθιο επιγονατιδικό τένοντα χρησιµοποιώντας τον υγειές πόδι ως ελέγχου. Οι τεχνικές που εφαρµόστηκαν ήταν η δυναµοµετρία και η υπερηχογραφία. Τα αποτελέσµατα του έδειξαν ότι η εγκάρσια διατοµή του επιγονατιδικού τένοντα ήταν κατά 21% µεγαλύτερη από ότι στο υγιές πόδι, αυτό αποδόθηκε στην ιστική αναγέννηση που όµως ήταν χαµηλότερης ποιότητας. Το παραπάνω µπορεί να αποδοθεί στην µεταβλητότητα των προσαρµογών µετά την επέµβαση, καθώς και στο χρόνο µετά το χειρουργείο όπου πραγµατοποιήθηκε η MRI( Kellis et al 2015) επιπρόσθετα οι αλλαγές στην µορφολογία µπορεί να συνδέονται µε το πρωτόκολλο αποκατάστασης που ακολουθείται µετά την επέµβαση. Προηγούµενη έρευνα δείχνει ότι οι προπονητικές προσαρµογές των µυών συσχετίζονται µε τη CSA του µυός (Seynnes et al. 2009). Ποιο συγκεκριµένα ο Seynnes και οι συνεργάτες (2009) µελέτησαν τις προσαρµογές των τενόντων στις επιβαρύνσεις όπου και παρατήρησε αύξηση της εγκάρσιας διατοµής του επιγονατιδικού τένοντα. Ήταν σηµαντικό το γεγονός ότι η CSA του BF των υγειών ήταν παρόµοια µε την οµάδα µε συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ, ενώ παρατηρήθηκε το αντίθετο για το CSA του ST χωρίς ωστόσο στατιστικά σηµαντική διαφορά. 76

81 Ορισµένα στοιχεία δείχνουν ότι η χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ µε µόσχευµα οπίσθιων µηριαίων οδήγησε σε 50% µείωση στην CSA του ST και την αύξηση της CSA του BF, γεγονός που δείχνει ότι υπάρχουν µεταβλητές επιδράσεις της µορφολογίας των µυοτενόντιων δοµών. Ο Snow και οι συνεργάτες (Snow et al. 2012) αξιολόγησαν άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µέσω µαγνητικής τοµογραφίας και κατέγραψαν την εγκάρσια επιφάνεια του ηµιτενοντώδη και ισχνού, παρατήρησαν µείωση του CSA, λιπώδη διήθηση και διακυµάνσεις στην αναγέννηση του τένοντα. Ως προς το µήκος του τένοντα παρατηρήθηκε στατιστικά σηµαντική διαφορά ανάµεσα στου υγιείς και ασθενείς µε του δευτέρους να παρουσιάζουν µικρότερο µήκος, Αυτό οφείλεται πιθανώς στην λήψη του αυτοµοσχεύµατος κατά πρώτον και στα ιδιαίτερα ανατοµικά χαρακτηριστικά των συµµετεχόντων κατά δεύτερο. Αρκετοί ερευνητές έχουν βρει µια επίµονη βράχυνση και ατροφία του ST µετά την αναγέννηση του τένοντα (Papalia, 2015, Eriksson, 1999,.NISHINO, 2006,Snow, 2012, Williams, 2004). Ο Williams και οι συνεργάτες (2004) διαπίστωσαν ότι ο ST παρέµεινε κοντύτερος µετά την αναγέννηση των τενόντων. Σύµφωνα µε αυτά τα ευρήµατα, ο Snow και οι συνεργάτες ( 2012) ανέφεραν ότι, σε µακροπρόθεσµη βάση µεταξύ εννέα και έντεκα χρόνων µετά τη λήψη των τενόντων υπήρξε µια µείωση στην µέγιστη διατοµή των µυών και µια αντισταθµιστική υπερτροφία της µακράς κεφαλής του δικεφάλου. Επιπλέον, ο Nishino και οι συνεργάτες (2006 ) διαπίστωσαν ότι τα ελλείµµατα σε βαθιά κάµψη του γόνατος συνδέθηκαν µε την ατροφία και βράχυνση του ST µετά την συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ. Ωστόσο είναι ενδιαφέρον να φανεί το τι συµβαίνει κατά τη σύσπαση των µυών. 77

82 Αυτή η βράχυνση των µυών ST στους αναγεννηµένους τένοντες επιβεβαιώθηκε περαιτέρω από τον Choi και τους συνεργάτες. (Choi, 2012), τουλάχιστον δύο χρόνια µετά την επέµβαση, ανέφεραν ότι η µυοτενόντια ένωση του ST µετατοπίστηκε περίπου 4 cm µε αποτέλεσµα την σηµαντική αδυναµία σε βαθιά κάµψη του γόνατος,. Μια πρόσφατη έκθεση του Nomura et al. (Nomura, 2015 ) έδειξε ευρήµατα σύµφωνα µε τις προηγούµενες αναφορές. Αναγέννηση του τένοντα του ST επιβεβαιώθηκε σε 21 από τα 24 ασθενείς, αλλά ο όγκος των µυών και το µήκος των µυών του ST στο χειρουργηµένο σκέλος ήταν σηµαντικά µικρότερα από εκείνα στο υγειές µέλος. Αυτή η βράχυνση του τένοντα ίσως να σηµαίνει µεταβολή της ελαστικότητας του αφού για την ίδια σύσπαση, ο τένοντας θα πρέπει να επιµηκυνθεί περισσότερο ώστε να ανταπεξέλθει στην βράχυνση του µυϊκών ινών. Συνεπώς, φαίνεται ότι ένα χρόνο µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧ τα άτοµα θα εµφανίζουν µεγαλύτερη σκληρότητα του ηµιτενοντώδη µεταβάλλοντας τη µηκο-δυναµική σχέση του συγκεκριµένου µυός. Κατά πόσο αυτές οι αλλαγές επηρεάζουν τη συνολική λειτουργία των οπίσθιων µηριαίων δεν είναι σαφές Περιορισµοί έρευνας Αυτή η µελέτη είχε αρκετούς περιορισµούς. Κατ 'αρχάς, το µικρό µέγεθος του δείγµατος δεν επιτρέπει τη γενίκευση των παρόντων ευρηµάτων. Το µικρό µέγεθος του δείγµατος οφείλεται κυρίως σε δύο παράγοντες: πρώτον στο κόστος των µαγνητικών τοµογραφιών και τον περιορισµένο προϋπολογισµό µας. Δεύτερον, οι ασθενείς έπρεπε να έχουν ακολουθήσει το ίδιο πρόγραµµα αποθεραπείας έτσι ώστε να περιλαµβάνονται σε αυτό το έργο. Τρίτον, η αξιολόγηση της MRI πραγµατοποιήθηκε σε µία κοινή γωνιακή θέση και µε τον συµµετέχοντα σε ανάπαυση. 78

83 Μια αλλαγή στην γωνία της άρθρωσης του γόνατος και στο επίπεδο προσπάθειας επηρεάζει τον προσανατολισµό του τένοντα και την θέση των οστών και των συνδέσµων και ίσως τον υπολογισµό του µήκους τένοντα (Tsaopoulos et al. 2006). Επιπλέον, ο προσδιορισµός του µήκους του τένοντα έγινε σύµφωνα µε προηγούµενες µελέτες αλλά θα πρέπει να επισηµανθεί ότι στην µαγνητική τοµογραφία η µυοτενόντια σύζευξη είναι δύσκολο να ποσοτικοποιηθεί. Στη συγκεκριµένη µελέτη χρησιµοποιήθηκε ακριβώς η ίδια τεχνική για όλους η οποία βασίστηκε στην καταγραφή του µήκους µόνο του τένοντα και όχι της µυοτενόντιας σύζευξης. Ενδεχοµένως, όµως, µικρές ανατοµικές µεταβολές στο ύψος της µυοτενόντιας σύζευξης να µην έγιναν αντιληπτές επειδή δεν φαίνονται στην µαγνητική τοµογραφία Συµπεράσµατα Όταν οι τένοντες υφίστανται τοµή για τη λήψη µοσχεύµατος το οποίο χρησιµοποιείται για την συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου τότε προκύπτει µείωσή του µήκους του τένοντα. Το γεγονός ότι αυτό παρατηρείται σε ασθενείς ένα χρόνο µετά την εγχείρηση σηµαίνει ότι οι µεταβολές αυτές µάλλον δεν είναι πρόσκαιρες. Λαµβάνοντας υπόψη τους περιορισµούς της µελέτης, µπορούµε να υποθέσουµε ότι ένα στοιχείο το οποίο διαφοροποιεί τα άτοµα που έχουν υποστεί στη συγκεκριµένη εγχειρητική διαδικασία, είναι ότι ο ηµιτενοντώδης εµφανίζει µεγαλύτερη τενόντια σκληρότητα και άρα απαντά µε διαφορετικό τρόπο σε ασκήσεις ενδυνάµωσης ή/και διατάσεων. 79

84 ΚΕΦΑΛΑΙΟ V Ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα των οπισθίων µηριαίων µυών µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ 80

85 5.1 Περίληψη Σκοπός της τρίτης έρευνας ήταν η καταγραφή της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας των οπίσθιων µηριαίων µυών ένα χρόνο ή περισσότερο µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και η σύγκριση του µε εκείνη των υγιών. Το δείγµα αποτέλεσαν τα ίδια άτοµα της πρώτης εργασίας και συγκεκριµένα 16 άτοµα (12 άνδρες και 4 γυναίκες, ηλικίας 28,56 +_7,714, βάρους 75,93 ± 11,59 kg, ύψους 1.75 ± 7,26 cm) εκ των οποίων 8 ήταν υγιείς και 8 άτοµα είχαν υποβληθεί σε συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου µε αυτοµόσχευµα από τον ST. Καταγράφηκε η ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα του BF και ST καθώς και η ροπή σε δύο γωνιακές θέσεις 0ο και 45ο κατά την µέγιστη ισοµετρική κάµψη. Η ANOVA δεν κατέδειξε στατιστικά σηµαντικές αλληλεπιδράσεις της οµάδας και της γωνίας κατά την µέγιστη ισοµετρική ροπή (F 1, 10 = 0.007, p = 0.934). Επιπροσθέτως δεν υπήρξε σηµαντική επίδραση της οµάδας. (F 1, 10 = 1.480, p = 0.24). Συµπερασµατικά δεν υπήρχαν σηµαντικές διαφορές όσον αφορά το µέγεθος της ροπής και του ηλεκτροµυογραφήµατος ανάµεσα στις 2 οµάδες. Αυτό δείχνει ότι ο ST και BF ανακάµπτει µετά τη λήψη του µοσχεύµατος στους περισσότερους ανθρώπους σε ένα έτος ή περισσότερο µετά το χειρουργείο. 81

86 5.2 Εισαγωγή Η συνεισφορά του τετρακέφαλου, των οπίσθιων µηριαίων και των κνηµιαίων µυών στην σταθερότητα του γόνατος µετά από ρήξη ΠΧΣ έχει διερευνηθεί εδώ και τρείς δεκαετίες. Η σύνδεση της ενεργοποίησης των οπίσθιων µηριαίων µυών και της δραστηριότητας του πρόσθιου χιαστού συνδέσµου έχει απασχολήσει εκτενώς την βιβλιογραφία, αρκετές φορές µε αντιφατικά αποτελέσµατα. Σε µια από τις πρώτες µελέτες οι Carlsoo και Nordstrand (1968) σύγκριναν σήµατα EMG ασθενών µε ρήξη προσθίου χιαστού µε υγιών και δεν παρατήρησαν διαφορές κατά τη βάδιση. Επίσης, δεν βρήκαν διαφορές ως προς το µυϊκό συντονισµό ανάµεσα στις δυο οµάδες σύµφωνα και µε τους παραπάνω ερευνητές. Παρόµοια, κάποιες έρευνες έδειξαν µικρές διαφορές στο ΗΜΓ κατά τη βάδιση µετά από ρήξη ή εγχειρητική αποκατάσταση του ΠΧΣ (Tibone et al. 1986, Bulgheroni et al. 1997). Για παράδειγµα, οι Tibone et al. (1986) βρήκαν µικρές διαφορές ανάµεσα σε ασθενείς µε ρήξη προσθίου χιαστού και υγιών κατά την ανάβαση σε σκαλοπάτι µε τους οπίσθιους µηριαίους να ενεργοποιούνται περισσότερο. Αντίθετα, σε µια από τις πρώτες σηµαντικές µελέτες για το ρόλο της διέγερσης των οπίσθιων µηριαίων µε τον πρόσθιο χιαστό σύνδεσµο εντοπίστηκε αντανακλαστική δράση µεταξύ των µυών του µηρού και των προσθίων χιαστών ή του αρθρικού θύλακα (Solomonov et al. 1987). Στην κατεύθυνση αυτή, οδήγησαν και τα αποτελέσµατα των Branch et al. (1989) και των Ciccotti et al. (1994) οι οποίοι ανέφεραν ότι ασθενείς µε ρήξη ΠΧ που δεν φορούν νάρθηκα, εµφανίζουν µεγαλύτερη ΗΜΓ δραστηριότητα των οπίσθιων µηριαίων σε σχέση µε τους υγιείς. 82

87 Oι Zsolt Knoll και οι συνεργάτες (2003) απέδωσαν την µείωση της ΗΜΓ δραστηριότητας του τετρακέφαλου και την αύξηση του δικεφάλου µηριαίου µετά από ρήξη πρόσθιου χιαστού συνδέσµου σε ένα πολύπλοκο νευροµυικό µηχανισµό που διασφαλίζει την σταθερότητα της άρθρωσης. Σε παρόµοια αποτελέσµατα έφτασαν και άλλες εργασίες (Renstrom, 1986, Gryzlo, 1994). Πιο πρόσφατες µελέτες κατά την µέγιστη ισοµετρική προσπάθεια, πάλι έδειξαν αντιφατικά αποτελέσµατα. Για παράδειγµα, Οι Nicol et al. (2001) βρήκαν µικρά ελλείµµατα στη ροπή κατά την κάµψη στο χειρουργηµένο πόδι και µη στατιστικά σηµαντικές διαφορές στην ενεργοποίηση του ST.Οι Makihara et al. (Makihara, 2006) βρήκαν ότι η µέγιστη ροπή του χειρουργηµένου άκρου, η οποία επιτεύχθηκε στις 20 κάµψης του γόνατος, ανακτήθηκε επαρκώς στο 96% εκείνης του κανονικού άκρου ενώ συνοδεύτηκε και από διαφορές στο EMG µεταξύ χειρουργηµένων και υγιών. Οι Konishi και οι συνεργάτες (2010) σύγκριναν υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ως προς τη µυϊκή ροπή και την ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα των µυών σε διάφορες δραστηριότητες και επισήµαναν, ότι αν και δεν βρήκαν στοιχεία για την επιστράτευση των κινητικών µονάδων στους οπίσθιους µηριαίους, ωστόσο φάνηκε η αδυναµία των εν λόγω µυών µετά από το χειρουργείο. Τα ηλεκτροµυογραφικά δεδοµένα των ατόµων µετά την συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ κυµαινόταν σε παρόµοια επίπεδα µε των υγιών. Με τα παραπάνω συµφωνούν και άλλοι ερευνητές (Bulgheroni et al 1997, Carlsoo et al 1968). Από τα παραπάνω διαφαίνεται ότι η ΗΜΓ δραστηριότητα των οπίσθιων µηριαίων µυών έχει µελετηθεί µετά την εγχείρηση ΠΧΣ εκτενέστατα τόσο σε στατικές όσο και σε δυναµικές συνθήκες. 83

88 Όµως, τα αποτελέσµατα παραµένουν αντιφατικά (Ismail, 2016) ενώ δεν φαίνεται εάν όποια ελλείµατα της µυϊκής ενεργοποίησης που προκύπτουν πριν ή µετά από την εγχείρηση µεταπίπτουν σε χρόνια µορφή. Πολύ λίγες εργασίες εστίασαν στην ΗΜΓ δραστηριότητα δυο κεφαλών των οπίσθιων µηριαίων µυών, εκ των οποίων η µια έχει υποστεί µια απώλεια ενός τµήµατος του τένοντα. 5.3 Σκοπός Σκοπός της έρευνας ήταν η καταγραφή της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας των οπίσθιων µηριαίων µυών ένα χρόνο µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και η σύγκριση του µε εκείνη των υγιών. 5.4 Σηµασία Εάν οι ασθενείς εµφανίζουν διαφορετικά επίπεδα ΗΜΓ δραστηριότητας ένα χρόνο µετά την εγχείρηση ανάλογα µε την κεφαλή, τότε ίσως επεκτείνεται ο αναγκαίος χρόνος αποθεραπείας για την πλήρη επάνοδο της σε λειτουργικά επίπεδα 5.5 Ερευνητικές υποθέσεις Οι δύο πειραµατικές οµάδες θα διαφέρουν ως προς: i. Τη ροπή των καµπτήρων µυών του γονάτου, ανά γωνιακή θέση ii. iii. Την ΗΜΓ δραστηριότητα του BF, ανά γωνιακή θέση Την ΗΜΓ δραστηριότητα του ST, ανά γωνιακή θέση 84

89 5.6 Σχεδιασµός έρευνας Οι δοκιµασίες πραγµατοποιήθηκαν µε τη χρήση του ισοκινητικού δυναµόµετρου τύπου Cybex (Humac Norm, Cybex, Computer Sports Medicine, Inc., Stoughton, MA, U.S.A.).. Το ισοκινητικό δυναµόµετρο συλλέγει την γωνιακή θέση, την γωνιακή ταχύτητα και την ροπή του βραχίονα, οποίος ήταν ευθυγραµµισµένος µε την άρθρωση του γόνατος. Το αναλογικό σήµα από το δυναµόµετρο (γωνιακή ταχύτητα, ροπή, γωνιακή θέση) ενισχύθηκε χρησιµοποιώντας ενισχυτή DA100 B (Biopac SystemInc., Goleta, CA, όριο καταγραφής συχνοτήτων φίλτρο = Hz). Το δυναµόµετρο ρυθµίστηκε στην απαιτούµενη θέση (όπως αυτή ορίζεται από τον κατασκευαστή) τουλάχιστον µια ώρα πριν την εκτέλεση των δοκιµασιών. Για την συλλογή της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας χρησιµοποιήθηκε ηλεκτροµυογράφος τύπου Biopac MP100 Data Acquisition Unit (Biopac Systems, USA). Για την ταυτόχρονη καταγραφή του ηλεκτροµυογραφικού σήµατος, του σήµατος από Εικόνα 12. Καταγραφή EMG και Ροπής το ισοκινητικό µηχάνηµα χρησιµοποιήθηκε κοινή µονάδα καταγραφής δεδοµένων τύπου Biopac MP100 (Biopac Systems, Inc., Goleta, CA). Το ηλεκτροµυογραφικό σήµα ενισχύθηκε 1000 φορές για τις συχνότητες 20Hz έως 3kHz ενώ τέθηκε όριο καταγραφής συχνοτήτων (φίλτρο) Hz κατά την καταγραφή. Η µετατροπή του αναλογικού σήµατος του ΗΜΓ, σε ψηφιακό, µε συχνότητα δειγµατοληψίας 1000Hz έγινε µέσω A/D κάρτας του συστήµατος Biopac MP100. Το Biopac MP100 συνοδεύτηκε από το λογισµικό AcqKnowledge (Version , Biopac Systems Inc., USA) το οποίο καταγράφει και αναλύει την ΗΜΓ δραστηριότητα των µυών και ροπή από το ισοκινητικό µηχάνηµα. 85

90 Οι συµµετέχοντες πραγµατοποίησαν 3 µέγιστες ισοµετρικές προσπάθειες των οπίσθιων µηριαίων σε πρηνή θέση µε το γόνατο σε έκταση 0 ο και στις 45 ο. Η διάρκεια της κάθε προσπάθειας ήταν 5 ενώ µεσολαβούσε διάλειµµά 2 ανάµεσα στις προσπάθειες ώστε να µειωθεί η κόπωση. Μετά την µετατροπή του αναλογικού σήµατος σε ψηφιακό, έγινε ψηφιακή επεξεργασία η οποία περιελάβανε την ανόρθωση του σήµατος και την εξοµάλυνση (οµαλοποίηση). Χρησιµοποιήθηκαν διπολικά κυκλικά ηλεκτρόδια διαµέτρου 4εκατοστών (cm). Η απόσταση µεταξύ των κέντρων των ηλεκτροδίων ήταν 2cm. Στις περιοχές όπου τοποθετήθηκαν τα ηλεκτρόδια το δέρµα τρίφτηκε µε ειδικό γυαλόχαρτο, καθαρίστηκε και απολυµάνθηκε µε Εικόνα 13. Τοποθέτηση διπολικών ηλεκτροδίων οινόπνευµα και όπου χρειάστηκε ξυρίστηκε έτσι ώστε να µειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο η αντίσταση στο δέρµα. Στην συγκεκριµένη πειραµατική διαδικασία οι συµµετέχοντες τοποθετήθηκαν στο ισοκινητικό µηχάνηµα από την πρηνή θέση, και τους τοποθετήθηκαν τα ηλεκτρόδια επιφανείας. Τα ηλεκτρόδια τοποθετήθηκαν στους εξεταζόµενους, στους εκτείνοντες και στους καµπτήρες µύες του γόνατος. Στην µακρά κεφαλή του δικεφάλου µυός τοποθετήθηκε στην µέση απόσταση µεταξύ του ισχιακού κυρτώµατος και του έξω µηριαίου κονδύλου και η γείωση τοποθετήθηκε στο έξω σφυρό. 86

91 Στον Ηµιτενοντώδη µυ τα ηλεκτρόδια τοποθετήθηκαν στο µέσο της απόστασης της έκφυσης του µυός από το ισχιακό κύρτωµα και της κατάφυσης του µυός στο κνηµιαίο κύρτωµα (προς τα έσω), ενώ η γείωση τοποθετήθηκε στο έσω σφυρό. Από την πρηνή θέση, οι συµµετέχοντες εκτέλεσαν µέγιστες ισοµετρικές προσπάθειες των εκτεινόντων µυών του γόνατος στις 0, 45, µε διάλειµµα τριών λεπτών µεταξύ της κάθε προσπάθειας. Η διάρκεια της προσπάθειας διήρκεσε 5 sec. 5.7 Δείγµα Το δείγµα αποτέλεσαν άτοµα υγιή και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική όπως στην εργασία Επεξεργασία Δεδοµένων Η µέγιστη ισοµετρική ροπή συγκρίθηκε ανάµεσα στις δύο οµάδες. Το ΗΜΓ σήµα ενισχύθηκε 1000 φορές για τις συχνότητες 20Hz έως 3kHz (input impedance 10 MX, CMRR 130 db) ενώ τέθηκε όριο καταγραφής συχνοτήτων (band pass φίλτρο) Hz κατά την καταγραφή. Η µετατροπή του αναλογικού σήµατος του ΗΜΓ, σε ψηφιακό, µε συχνότητα δειγµατοληψίας 1000Hz έγινε µέσω A/D κάρτας του συστήµατος Biopac MP100. Πραγµατοποιήθηκε η ανόρθωση του σήµατος και ο υπολογισµός της ρίζας µέσου τετραγώνου (Root Mean Square RMS). Το µέγεθος του παραθύρου για τον υπολογισµό του RMS ήταν 10 msec. 87

92 5.9 Σχετικοποίηση Για να είναι εφικτή η σύγκριση των τιµών του ΗΜΓ ανάµεσα στου υγιείς και τους χειρουργηµένους υπολογίστηκε ο λόγος του ΗΜΓ στις 0 προς εκείνον στις 45 (Makihara, 2006). Επιπροσθέτως, για κάθε γωνία συγκρίθηκε ο λόγος της ισοµετρικής ροπής προς τις τιµές του ΗΜΓ (Ghori, 1995) ανάµεσα στις δυο οµάδες Στατιστική Ανάλυση Η στατιστική ανάλυση έγινε µε το στατιστικό πακέτο SPSS 23.0 Inc., Chicago, IL.. Διεξήχθη το paired T-test για την µέτρηση των διαφορών ανάµεσα στις δύο οµάδες. Το επίπεδο σηµαντικότητας ορίστηκε στο p => 0.05). Για την µέτρηση των διαφορών της ροπής ανάµεσα στις δύο γωνίες και τις δύο οµάδες πραγµατοποιήθηκε two-way ANOVA (2x2). Παροµοίως χρησιµοποιήθηκε ANOVA για την διερεύνηση του λόγου ροπής/emg. Το επίπεδο σηµαντικότητας ορίστηκε στο p<0, Αποτελέσµατα Οι τιµές της ροπής παρατίθενται στο πίνακα 6. Η ANOVA δεν κατέδειξε στατιστικά σηµαντικές αλληλεπιδράσεις της οµάδας και της γωνίας κατά την µέγιστη ισοµετρική ροπή (F 1, 10 = 0.007, p = 0.934). Επιπροσθέτως δεν υπήρξε σηµαντική επίδραση της οµάδας. (F 1, 10 = 1.480, p = 0.24). Ο λόγος του ΗΜΓ στις 0 ο ως προς τις 45 ο για κάθε οµάδα παρατίθεται στον πίνακα 8. 88

93 Ο λόγος της ροπής προς το ΗΜΓ παρατίθεται στον πίνακα 10. Δεν παρουσιάστηκαν σηµαντικές αλληλεπιδράσεις του λόγου ροπής/ημγ προς την οµάδα για τον BF (F1, 10 = 0.235, p = 0.63) και ST (F1, 10 = 0.007, p = 0.93). Πίνακας 9. Ισομετρική ροπή Ισοµετρική ροπή κάµψης (Mean SD) σε κάθε γωνιακή θέση και σε κάθε οµάδα Angle Torque (Νµ) ΠΧΣ Ctrl 0 o 97,91 (32,66) 78,67 (46,85) 45 o 76,29 (20,19) 55,74 (39,91) Πίνακας 10. Ο λόγος του EMG 0 ο ως προς τις 45 ο 3 2,5 2 1,5 1 ACLR CTRL 0,5 0 ST BF 89

94 Πίνακας 11. Τιμές EMG BF ST Angle ΠΧΣ Ctrl ΠΧΣ CTRL 0 o 18799,73 (22816,18) 2889,50 (1956,21) 12327,65 (11860,17) 2674,38 (1867,59) 45 o 16156,17 (16607,69) 2282,05 (1014,82) 14534,61 (8237,51) 1600,76 (853,12) Πίνακας 12. Η ροπή/emg στις 0 ο και 45 ο ACLR CTRL deg 45 deg 90

95 5.12 Συζήτηση Η παρούσα έρευνα δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές αλληλεπιδράσεις της οµάδας και τις γωνίας κατά την µέγιστη ισοµετρική κάµψη. Επίσης δεν παρουσιάστηκαν σηµαντικές διαφορές της ροπής και του λόγου της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας ανάµεσα στις δύο οµάδες. Το γεγονός ότι δεν παρουσιάστηκαν διαφορές στον λόγο της της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας πιθανώς να οφείλεται στο πρόγραµµα αποκατάστασης και ενδυνάµωσης που είχαν ακολουθήσει οι χειρουργικά αποκατεστηµένοι και όχι οι υγιείς µε αποτέλεσµα να αποκατασταθούν στα επίπεδα των υγιών. Η ροπή από το χειρουργηµένο µέλος φαίνεται να αποκαθίσταται στο φυσιολογικό (Ardern, 2009) όπως και στην παρούσα έρευνα. Ο Nishino et al. (Nishino, 2006) διερεύνησε τη σχέση µεταξύ των ελλειµµάτων στη ροπή του γονάτου κατά τη κάµψη και τις µορφολογικές αλλαγές στο ηµιτενοντώδη µυ µετά τη τοµή του ST για συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και κατέγραψε την ισοµετρική ροπή του γόνατος κατά τη κάµψη στις 45 και 90 σε 23 ασθενείς. Η αναγέννηση του ηµιτενοντώδη τένοντα επιβεβαιώθηκε σε 21 από τους 23 ασθενείς. Στους ασθενείς αυτούς η ροπή αποκαταστάθηκε στις µικρές γωνίες κάµψης όπως διακρίνεται και στην δική µας εργασία Οι Segawa et al. (2002) ερεύνησαν την επίδραση της λήψης µοσχεύµατος ηµιτενοντώδη και ισχνού για την στροφική δύναµη των µυών του γόνατος µετά από αναδόµηση πρόσθιου χιαστού συνδέσµου. Η µέγιστη ισοκινητική ροπή για την έκταση, κάµψη, έσω στροφή, και έξω στροφή µετρήθηκαν πριν και 12 µήνες µετά το χειρουργείο. Η ισοκινητική µέγιστη ροπή του µέλους κατά την έκταση του γόνατος φαίνεται να ανακτήθηκε 12 µήνες µετά την αναδόµηση του ΠΧΣ. 91

96 Ο Lipscomb et al. (1982) εκτίµησε την αντοχή των οπίσθιων µηριαίων σε 51 ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ανακατασκευή του ΠΧΣ µε τη χρήση του ST ή συνδυασµό του ST και του Ισχνού. Ανέφεραν ότι µέγιστη τιµή της ροπής ανακτήθηκε 99% κατά µέσο όρο σε σύγκριση µε το φυσιολογικό γόνατο. Ο Yasuda et al. (1995) πραγµατοποίησε µια µελέτη µε 65 ασθενείς που υποβλήθηκαν σε ανακατασκευή ΠΧΣ µε τη χρήση του ST και G που συλλέγονται από το σύστοιχο ή ετερόπλευρο γόνατο. Ανέφεραν ότι η µέγιστη τιµή της ροπής του από το ετερόπλευρο γόνατο ήταν 99% της προ εγχειρητικής τιµής 1 έτος µετά τη λήψη του µοσχεύµατος. Ο Makihara et al. (2006) µε στόχο να διερευνήσει τη µείωση της ροπής κατά τη βαθιά κάµψη του γόνατος µετά από ανακατασκευή ΠΧΣ, χρησιµοποιώντας µόσχευµα από τον ηµιτενοντώδη και ισχνό. Η ροπή κάµψης και η ΗΜΓ των δικέφαλων µετρήθηκαν στα δύο µέλη σε 16 ασθενείς µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ. Κατά τη διάρκεια της µέτρησης ροπής στην κάµψη, διαπιστώθηκε ότι η µέγιστη ροπή του χειρουργηµένου άκρου, η οποία συνέβη στις 20 ο, ανακτήθηκε επαρκώς στο 96% εκείνης του κανονικού άκρου. Αυτή η µελέτη αποκάλυψε επίσης µια µείωση στην ισοκινητική και ισοµετρική ροπή κάµψης του γόνατος, µετά τις 60 ο. Όσον αφορά τις τιµές του EMG ο Makihara et al. διαπίστωσε σηµαντικές διαφορές των δύο άκρων, καθώς η γωνία κάµψης αυξήθηκε αλλά όχι µεταξύ χειρουργηµένων και υγιών γεγονός που οµοιάζει µε τα ευρήµατα της παρούσας έρευνας. Η Nicola et al. (Caroline Nicol, 2001) σύγκρινε τις ροπές κάµψης και έκτασης καθώς και την ΗΜΓ δραστηριότητα του υγιούς γόνατος µε του χειρουργηµένου ΠΧΣ 4-5 µήνες µετά το χειρουργείο. Παρατηρήθηκαν µικρά ελλείµµατα στη ροπή κατά την κάµψη στο χειρουργηµένο πόδι και µη στατιστικά σηµαντικές διαφορές στην ενεργοποίηση του ST ανάµεσα στις δύο οµάδες γεγονός που επιβεβαιώνεται και στη δική µας εργασία.. 92

97 Στην έρευνα που αναφέρεται παραπάνω, παρατηρείται ότι οι διαφορές µεταξύ των χειρουργηµένων και υγιών εµφανίζονται σε µεγαλύτερες γωνίες όπως επίσης υποδεικνύεται από τον Onishi και τους συνεργάτες (Onishi, 2002). Η µυϊκή αποκατάσταση µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ, εκτός από την ίδια τη χειρουργική επέµβαση, µπορεί να επηρεαστεί από πολλούς παράγοντες, όπως είναι η προ εγχειρητική µυϊκή δύναµη (Eitzen, 2009), το χρονικό διάστηµα µεταξύ της ζηµίας και της αναδόµησης (Petersen, 1999) και το πριν και µετά τη χειρουργική επέµβαση πρόγραµµα αποκατάστασης (Andersson, 2009) είναι µερικά από αυτά (Γεωργούλης, 2010). Ωστόσο, η ενεργοποίηση των οπίσθιων µηριαίων 19 µήνες µετά τη λήψη µοσχεύµατος και την ανακατασκευή του ΠΧΣ δεν είναι διαφορετική στο χειρουργηµένο πόδι σε σύγκριση µε το µη τραυµατισµένο πόδι (Garrandes, 2006) Περιορισµοί έρευνας Η µελέτη αυτή εµφανίζει ορισµένους περιορισµούς όπως είναι αυτή του σχετικά µικρού δείγµατος και της µέτρησης της ροπής και του ΗΜΓ σε ορισµένες µόνο γωνιακές θέσεις καθώς και του διαφορετικού αρχικού σηµείου της δύναµης του κάθε συµµετέχοντα Συµπεράσµατα Η παρούσα έρευνα δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές αλληλεπιδράσεις της οµάδας και τις γωνίας κατά την µέγιστη ισοµετρική κάµψη. Επίσης δεν παρουσιάστηκαν σηµαντικές διαφορές της ροπής και της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας ανάµεσα στις δύο οµάδες. Το γεγονός ότι δεν παρουσιάστηκαν διαφορές πιθανώς να οφείλεται στο πρόγραµµα αποκατάστασης ενδυνάµωσης που είχαν ακολουθήσει οι χειρουργικά αποκατεστηµένοι και όχι οι υγιείς µε αποτέλεσµα να αποκατασταθούν στα επίπεδα των υγιών. 93

98 ΚΕΦΑΛΑΙΟ VI Μηχανικές παράµετροι της κνηµοµηριαίας άρθρωσης σε υγιείς και σε άτοµα µε αρθροπλαστική ΠΧΣ 94

99 6.1 Περίληψη Σκοπός της έρευνας ήταν η µέτρηση του µοχλοβραχίονα δύναµης σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ από αυτοµόσχευµα από τον ST µέσω του αναδοµηµένου τρισδιάστατου µοντέλου που προέκυψε από τις δισδιάστατες µαγνητικές τοµές. Το δείγµα αποτέλεσαν 20 άτοµα (17 άνδρες και 3 γυναίκες, ηλικίας 34,80 +_8,56),10 συµµετέχοντες ήταν υγιείς χωρίς κανένα προγενέστερο τραυµατισµό στα κάτω άκρα και 10 άτοµα είχαν υποβληθεί σε συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου µε αυτοµόσχευµα από τον ST. Μελετήθηκε το µήκος του µοχλοβραχίονα στις τρεις διαστάσεις, χαράχτηκε µια ευθεία που διερχόταν από τον άξονα περιστροφής του γονάτου και έτεµνε κάθετα τον τένοντα. Το ευθύγραµµο τµήµα αυτό ορίστηκε ως το µήκος του µοχλοβραχίονα για κάθε ένα από τους µυς. Για τον προσδιορισµό του κέντρου της άρθρωσης στις τρεις διαστάσεις χρησιµοποιήθηκε το γεωµετρικό κέντρο της κνηµο-µηριαίας άρθρωσης (GCFC). Το t-test δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές διαφορές στον µοχλοβραχίονα του δικεφάλου t(10)=0,936, p=0,36 και του ηµιτενοντώδη t(10)=1,50, p=0,15 ανάµεσα στις δύο οµάδες. Συµπερασµατικά παρατηρήθηκε ότι οι µοχλοβραχίονες του ST και BF στο µέλος που υπέστη τη συνδεσµοπλαστική δεν είχαν σηµαντικές διαφορές µε την οµάδα ελέγχου. Αυτό δείχνει ότι οι ροπές που ασκούνται στην άρθρωση του γόνατος ίσως να µην επηρεάζονται από ενδεχόµενες µεταβολές του µοχλού των οπίσθιων µηριαίων µυών µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ. 95

100 6.2 Εισαγωγή Τα εµβιοµηχανικά χαρακτηριστικά της κνηµο-µηριαίας άρθρωσης έχουν µελετηθεί µε τη χρήση πλακών φιλµ (Friden et al.,1993) και ακτινογραφιών ή ακτινοσκόπησης (Dennis et al., 1996, Smidt, 1973, Nisell et al., 1986, Wretenberg et al., 1996, Tsaopoulos, 2007, Baltzopoulos, 1995, Kellis, 1999). Παρόλα αυτά, η απεικόνιση σε δύο διαστάσεις παρέχει µειωµένες δυνατότητες ανάλυσης ως προς τη σύνθετη τρισδιάστατη κίνηση της άρθρωσης του γόνατος. Οι δυνάµεις που παράγονται από τους µύες αποτελούν έναν βασικό παράγοντα κίνησης αλλά φόρτισης των αρθρώσεων. Από µηχανική άποψη, η δύναµη ενός µυός προκαλεί την περιστροφή των οστών γύρω από το κέντρο της άρθρωσης. Αυτό επιτυγχάνεται µέσω του µοχλοβραχίονα περιστροφής, δηλαδή της κάθετης απόστασης ανάµεσα στον τένοντα του µυός και του κέντρου περιστροφής της άρθρωσης (Buford et al.2001). Θεωρητικά, µικρές µεταβολές τόσο στην µορφολογία των µυών αλλά και στην διάταξη των οστών και των αρθρικών επιφανειών µπορούν να µεταβάλλουν τον µοχλοβραχίονα ενός µυός. Μια µικρή, όµως, µεταβολή µπορεί να προκαλέσει σηµαντική µεταβολή της ροπής του µυός γύρω από την άρθρωση. Τα ανατοµικά στοιχεία όπως τα οστά και οι επιφάνειες επαφής τους συνθέτουν τον άξονα περιστροφής της άρθρωσης µε τη βοήθεια του οποίου µπορούµε να υπολογίσουµε τα εµβιοµηχανικά χαρακτηριστικά της όπως και τα µηχανικά χαρακτηριστικά των µυών ως προς την άρθρωση (Baltzopoulos, 1995, Buford et al.2001). 96

101 Σε µια από τις πρώτες µελέτες, ο Smidt (1973) κατέγραψε τον µοχλοβραχίονα των οπίσθιων µηριαίων µυών ο οποίος ορίστηκε ως η κάθετη απόσταση από το κέντρο της άρθρωσης έως την γραµµή δράσης του µυός. Οι τιµές που καταγράφηκαν κυµαινόταν από 2,5 cm µε το γόνατο σε έκταση έως 4,1 cm µε το γόνατο σε γωνία 45. Οι Herzog και Read (1993) κατέγραψαν σε Εικόνα 14. Smidt (1973) πτωµατικά δείγµατα τους µοχλοβραχίονες του δικεφάλου µηριαίου, SM και ST µυός. Οι τιµές που καταγράφηκαν ήταν µεγαλύτερες από αντίστοιχες άλλων ερευνητών (Spoor & van Leeuwen, 1992) οι οποίοι όµως χρησιµοποίησαν MRI in vivo. O Wretenberg και οι συνεργάτες (1996) χρησιµοποίησαν τα τρισδιάστατα δεδοµένα µαγνητικών τοµογραφιών µε σκοπό την µέτρηση του µοχλοβραχίονα των µυών του γόνατος και κατέγραψαν τιµές για τον µοχλοβραχίονα του ST (32,0mm) και του BF (44,7 mm) Οµοίως ο Pal και οι συνεργάτες (2007) υπολόγισαν τους µοχλοβραχίονες µυών του γόνατος µε τη χρήση ενός µοντέλου και κατέγραψαν τιµές για τον µοχλοβραχίονα του ST (36,5 mm) και του BF (25,8 mm). Οι Kellis και Baltzopoulos (1999) κατέγραψαν τους µοχλοβραχίονες στην επιγονατίδα και στους οπίσθιους µηριαίους µε τη µέθοδο της ακτινοσκόπησης (Baltzopoulos 1995) και κατέγραψαν τιµές για τον µοχλοβραχίονα του ST (28,2 mm). Ο Spoor και οι συνεργάτες (1992) χρησιµοποίησαν τα γεωµετρικά δεδοµένα µαγνητικών τοµογραφιών για την καταγραφή του µήκους των µοχλοβραχιόνων του γόνατος µε τη προσθήκη επιβάρυνσης και κατέγραψαν τιµές για τον µοχλοβραχίονα του ST (40mm) και του BF (17 mm). 97

102 Σε έρευνα του Buford και των συνεργατών (2009) διερευνήθηκε η εµβιοµηχανική ισορροπία του γόνατος µετά από αρθροπλαστική καταγράφοντας και τους µοχλοβραχίονες του γόνατος µε τη χρήση πτωµατικού δείγµατος και κατέγραψαν τιµές για τον µοχλοβραχίονα του ST (41,81 mm) και του BF (24,11 mm) χωρίς στατιστικές διαφορές ανάµεσα στις δύο οµάδες. Επιπροσθέτως ο ίδιος ερευνητής Bufford (2001) µελέτησε τους µοχλοβραχίονες των οπίσθιων µηριαίων σε υγιή και υπολειπόµενα γόνατα µε τη χρήση πτωµατικών δειγµάτων, παρατήρησε στατιστικά σηµαντικές διαφορές µόνο στη βαθιά κάµψη του γόνατος και όχι σε µικρές γωνίες. Για τις µετρήσεις του µοχλοβραχίονα χρησιµοποιείται συχνότερα ως κέντρο της άρθρωσης το µέσο σηµείο µεταξύ του µηρού και της κνήµης TFCP (Lindahl & Movin, 1967, Nisell et al. 1986, Van Eijden et al. 1987). Έρευνες (Herzog and Read, 1993, Nisell, 1985) χρησιµοποίησαν την παραπάνω µέθοδο σε πτωµατικά δείγµατα αλλά και σε ζώντες τόσο σε στατικές µετρήσεις (Wretenberg et al., 1996) όσο και σε δυναµικές (Kellis and Baltzopoulos, 1999). Υπάρχουν αναφορές ότι µετά από τη λήψη µοσχεύµατος από τους οπίσθιους µηριαίους για την συνδεσµοπλαστική ΠΧ, ο τένοντας του ηµιτενοντώδη µυός αναγεννιέται αλλά και ίσως µετατοπίζεται (Nakamura et al 2004) χωρίς να είναι ξεκάθαρο αν αλλάζει το µήκος του. Αυτό το γεγονός ενδεχόµενα επηρεάζει άµεσα τις δυνάµεις που εφαρµόζονται γύρω από την κνηµο-µηριαία διάρθρωση. Η έλλειψη, ωστόσο, ερευνών που µελέτησαν µηχανικές παραµέτρους του γόνατος σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µε αυτοµόσχευµα από τον ST και µε τη χρήση τρισδιάστατης απεικόνισης είναι αισθητή. 98

103 Εάν µετά τη λήψη µοσχεύµατος από τον ηµιτενοντώδη παρατηρείται µια διαδικασία υπερτροφίας του τένοντα και της µυοτενόντιας σύζευξης του συγκεκριµένου µυός, καθώς και αυξηµένης αστάθειας της άρθρωσης και σχεικής κίνησης των οστών τότε θεωρητικά, ο µοχλός του µυός ίσως να επηρεάζεται. Επίσης, οι µεταβολές που επέρχονται λόγω του τραυµατισµού ή/και την εγχειρητική διαδικασία ίσως να επηρεάζουν και την µορφολογία των µυών µε αποτέλεσµα να µεταβάλλονται και οι µοχλοί δύναµης τους ως προς το γόνατο. 6.3 Σκοπός Σκοπός της εργασίας ήταν η µέτρηση του µοχλοβραχίονα δύναµης σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική µε αυτοµόσχευµα από τον ST µέσω του αναδοµηµένου τρισδιάστατου µοντέλου. 6.4 Σηµασία Για τα άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧ, η ενδεχόµενη µείωση του µοχλού των οπίσθιων µηριαίων µυών τους καθιστά λιγότερο µηχανικά αποτελεσµατικούς αφού χρειάζεται να καταβάλλουν περισσότερη δύναµη για να εκτελέσουν την ίδια κίνηση του γόνατος (δηλαδή για την παραγωγή της ίδιας ροπής). 6.5 Ερευνητικές υποθέσεις Η κύρια ερευνητική υπόθεση της εργασίας ήταν ότι θα υπάρχουν διαφορές ανάµεσα σε υγιείς και µετεγχειρητικά αποκατεστηµένους ασθενείς στο µοχλό δύναµης. 6.6 Σχεδιασµός έρευνας Χρησιµοποιήθηκε το λογισµικό 3DDoctor που είναι ένα εξελιγµένο λογισµικό τρισδιάστατης απεικόνισης για µαγνητικές και αξονικές τοµογραφίες µε επιστηµονικές και βιοµηχανικές εφαρµογές. Το λογισµικό αυτό είναι εγκεκριµένο από την FDA (US Food and Drug Administration 510K clearance), αντίστοιχος Ελληνικός Ε.Ο.Φ., ως ιατρική διαγνωστική και τρισδιάστατη απεικονιστική εφαρµογή. 99

104 6.7 Δείγµα Το δείγµα αποτέλεσαν άτοµα υγιή και άτοµα µετά από αρθροπλαστική όπως στο κεφάλαιο IV. 6.8 Επεξεργασία Δεδοµένων Για τον προσδιορισµό του κέντρου της άρθρωσης για τις τρεις διαστάσεις χρησιµοποιήθηκε το γεωµετρικό κέντρο της κνηµο-µηριαίας διάρθρωσης (GCFC). Η επιλογή του GCFC έγινε γιατί παρέχει µηχανικό πλεονέκτηµα και µεγαλύτερη αξιοπιστία όσον αφορά στην πλήρη έκταση του γονάτου (Tsaopoulos, et al., 2009), λαµβάνει υπόψη τον όγκο της άρθρωσης χρησιµοποιώντας τους µηριαίους κονδύλους για την εύρεση του κέντρου περιστροφής (Churchill, Incavo, Johnson, & Beynnon, 1998) και είναι αρκετά αξιόπιστη για την εύρεση του κέντρου την άρθρωσης στο οβελιαίο επίπεδο (Pal, et al., 2007). Για την εύρεση του κέντρου της άρθρωσης (εικ.16), ο κάθε µηριαίος κόνδυλος µοντελοποιήθηκε ως ένας κύκλος και στη συνέχεια, οι δύο κύκλοι µαζί µε την απόστασή µεταξύ τους Εικόνα 15. Άξονας περιστροφής του γόνατος µοντελοποιήθηκαν µε ένα σχήµα κώνου (Buford, et al., 1997, Eckhoff, Dwyer, Bach, Spitzer, & Reinig, 2001). Το κέντρο της διερχόµενης ευθείας που ένωνε τα κέντρα των δύο κύκλων, δηλαδή το κέντρο του κώνου, ορίστηκε ως το κέντρο της άρθρωσης σε τρεις διαστάσεις (Tsaopoulos, Baltzopoulos, Richards, & Maganaris, 2009b, Εικόνα 16. Μοχλοβραχίονας Patsika 2015). 100

105 Έπειτα (εικ.15), χαράχτηκε µια ευθεία που διερχόταν από τον άξονα περιστροφής του γονάτου και έτεµνε κάθετα τον κάθε ένα από τους τένοντες. Το ευθύγραµµο τµήµα αυτό ορίστηκε ως το µήκος του µοχλοβραχίονα για κάθε ένα από τους µυς (Kellis, et al., 2014). 6.9 Εξαρτηµένες µεταβλητές Για κάθε άτομο αξιολογήθηκαν οι μοχλοβραχίονες: i. του δικέφαλου μηριαίου ii. του ημιτενοντώδη 6.10 Ανεξάρτητες µεταβλητές Πειραµατικές οµάδες (υγιείς, αποκατεστηµένοι από ΡΠΧΣ) 6.11 Στατιστική ανάλυση Η στατιστική ανάλυση έγινε µε το στατιστικό πακέτο SPSS 23.0 Inc., Chicago, IL.. Διεξήχθη το t-test για την εξέταση των διαφορών ανάµεσα στις δύο οµάδες. Το επίπεδο σηµαντικότητας ορίστηκε στο a = Αποτελέσµατα Τα αποτελέσµατα της έρευνας παρουσιάζονται στον πίνακα 10. Το t-test δεν έδειξε στατιστικά σηµαντικές διαφορές στον µοχλοβραχίονα του δικεφάλου t(10)=0,936, p=0,36 και του ηµιτενοντώδη t(10)=1,50, p=0,15 ανάµεσα στις δύο οµάδες. Πίνακας 10. Μοχλοβραχίονες του δικεφάλου μηριαίου και ημιτενοντώδη μυός Πίνακας 10 Μοχλοβραχίονες Δικέφαλος µηριαίος Ηµιτενοντώδη Μυς Υγιών 34,33 (7,86) 35,87 (5,21) Χειρ/νων 37,77 (8,55) 39,82 (6,22) 101

106 6.13 Συζήτηση Η παρούσα εργασία δεν έδειξε διαφορές στο µοχλοβραχίονα της δύναµης των οπίσθιων µηριαίων µυών ανάµεσα σε άτοµα µε συνδεσµοπλαστική ΠΧ και σε υγιείς. Συνεπώς, η υπόθεσή µας ότι τυχόν µεταβολές στην κινηµατική και τη µορφολογία των µυών του γόνατος µετά από επέµβαση ΠΧΣ θα έχει επίδραση στους µοχλοβραχίονες του ST και BF δεν επιβεβαιώθηκε. Υπάρχουν πολύ λίγες µελέτες οι οποίες εξέτασαν τις διαφορές στο µοχλοβραχίονα και των δυο µυών σε άτοµα µε ρήξη ή εγχειρητική αποκατάσταση του ΠΧΣ. Σε έρευνα του Buford και των συνεργατών (2009) διερευνήθηκε η εµβιοµηχανική ισορροπία του γόνατος µετά από αρθροπλαστική καταγράφοντας και τους µοχλοβραχίονες του γόνατος µε τη χρήση πτωµατικού δείγµατος. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι η αφαίρεση του ΠΧΣ δεν έχει επίδραση στους µοχλοβραχίονες των διαφόρων µυών. Επιπλέον, οι Kellis και οι συνεργάτες (2015) µελέτησαν άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µε αυτοµόσχευµα από τον πρόσθιο επιγονατιδικό σύνδεσµο και µέσω τρισδιάστατης απεικόνισης µαγνητικής τοµογραφίας. Στα αποτελέσµατά τους δεν βρήκαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές ανάµεσα στις δύο οµάδες. Τα αποτελέσµατα αυτά δείχνουν ότι οι προσαρµογές µετά την συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ και τη προπόνηση αποκατάστασης µπορεί να διαφέρουν όχι µόνο από µυ σε µυ αλλά και εντός της µυοτενόντιας δοµής. Αλλαγές στον προσανατολισµό των µηριαίων κονδύλων σε σχέση µε τη µυοτενόντια γραµµή µπορεί να επηρεάσει τους µοχλοβραχίονες. 102

107 Έχει παρατηρηθεί µετατόπιση του άξονα του µηριαίου κονδύλου (Logan et al. 2004, Carpenter et al. 2009). Έτσι στην περίπτωση αυτή µπορεί να µετατοπιστεί ο άξονας περιστροφής του γόνατος και θεωρητικά µπορεί να επηρεάσει τους µοχλοβραχίονες. Ωστόσο στα ευρήµατα µας δεν επιβεβαιώνεται κάτι τέτοιο. Επιπλέον, οι προσαρµογές ποικίλουν κατά µήκος του µυός (Seynnes et al. 2009) και αυτό σχετίζεται πιθανόν µε παραλλαγές στις φορτίσεις και ιδιότητες των υλικών (Kongsgaard et al. 2007). Καθώς ο ST είναι µακρύτερος από τους υπολοίπους οπίσθιους µηριαίους µύες (Kellis et al. 2012), είναι πιθανό να παρουσιάζει µεγαλύτερη διακύµανση προσαρµογών συγκριτικά µε τους άλλους µύες. Όσον αφορά τις τιµές του µοχλοβραχίονα τα αποτελέσµατα µας συµφωνούν σε γενικές γραµµές µε προηγούµενες µελέτες. Συγκεκριµένα, ο Smidt (1973) ανέφερε µοχλό ίσο µε 2,5 cm έως 4,1 cm ο οποίος συµφωνεί κυρίως µε τα αποτελέσµατα µας ως προς το µοχλό του ST. Οι Herzog και Read (1993) αναφέρουν ότι οι µοχλοβραχίονες του ST ήταν 0,9-3,6 και συµφωνούν µε εκείνες της παρούσας έρευνας. O Wretenberg και οι συνεργάτες (1996) µέτρησαν τον µοχλοβραχίονα των µυών του γόνατος και κατέγραψαν τιµές παρόµοιες µε τις δικές µας ST(32mm) και BF (44,7). Οµοίως ο Pal και οι συνεργάτες (2007) υπολόγισαν τους µοχλοβραχίονες µυών του γόνατος και µέτρησαν τους µοχλοβραχίονες µε τιµές ST (32,00mm) BF (44,7) τιµές παρόµοιες µε της δικής µας έρευνας. Οι Kellis και Baltzopoulos (1999) κατέγραψαν τους µοχλοβραχίονες στην επιγονατίδα και στους οπίσθιους µηριαίους (Baltzopoulos 1995) εκτιµώντας τον µοχλοβραχίονα του ST (28,2mm) µε τιµή µικρότερη από της παρούσας έρευνας. Ο Spoor και οι συνεργάτες (1992) κατέγραψαν το µήκος των µοχλοβραχιόνων του γόνατος µε τη προσθήκη επιβάρυνσης και ανέδειξαν τιµές παρόµοιες µε τις δικές µας για τον ST (40mm) και µικρότερες για τον BF (17mm). 103

108 6.14 Περιορισµοί έρευνας Πέρα από τους περιορισµούς που αναφέρθηκαν στα προηγούµενα κεφάλαια της διατριβής, πρέπει να αναφερθεί ότι ο προσδιορισµός του κέντρου περιστροφής έγινε σε συνθήκες ηρεµίας και µε το άτοµο σε συγκεκριµένη θέση (µε το γόνατο σε ελαφρά κάµψη). Γνωρίζουµε πλέον ότι η αύξηση του επιπέδου ενεργοποίησης του µυός επηρεάζει τον µοχλό δύναµης και ίσως την απόσταση ανάµεσα στις αρθρικές επιφάνειες. Παρόµοια, ο µοχλός δύναµης µεταβάλλεται µε την γωνία της άρθρωσης και εποµένως είναι δύσκολο να προβλεφθεί εάν οι δυο πειραµατικές οµάδες θα διέφεραν µεταξύ τους εάν η µέτρηση διεξάγονταν σε άλλες γωνιακές θέσεις Συµπεράσµατα Αυτή η µελέτη έδειξε ότι οι µοχλοβραχίονες του ST και BF στο µέλος που υπέστη τη συνδεσµοπλαστική δεν είχαν σηµαντικές διαφορές µε την οµάδα ελέγχου. Αυτό δείχνει ότι οι ροπές που ασκούνται στην άρθρωση του γόνατος ίσως να µην επηρεάζονται από ενδεχόµενες µεταβολές του µοχλού των οπίσθιων µηριαίων µυών µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ. 104

109 ΚΕΦΑΛΑΙΟ VII Γενικά συμπεράσματα H πρώτη µελέτη διερεύνησε τα δοµικά και αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά των οπίσθιων µηριαίων και συγκεκριµένα του ηµιτενοντώδη σε υγιείς και άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. Κατέδειξε ότι οι ασθενείς που κάνουν συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µε τον ST παρουσιάζουν µεγαλύτερο πάχος µυός και παρόµοια γωνία πτέρωσης του ST σε σύγκριση µε την οµάδα ελέγχου. Αυτό δείχνει ότι η µορφολογία του ST ανακάµπτει µετά τη λήψη του µοσχεύµατος στους περισσότερους ανθρώπους ένα χρόνο µετά το χειρουργείο. Η δεύτερη µελέτη αναπαρέστησε τρισδιάστατα το γόνατο και τους οπίσθιους µηριαίους µύες σε υγιείς και σε άτοµα µετά από χειρουργική αποκατάσταση ΠΧΣ. Για κάθε άτοµο αξιολογήθηκαν η εγκάρσια επιφάνεια και το µήκος τένοντα του δικέφαλου µηριαίου και ηµιτενοντώδη. Συµπερασµατικά µπορούµε να πούµε ότι όταν οι τένοντες κόβονται για συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου τότε προκύπτει µείωση του µήκους των τενόντων. Οι παράγοντες που µπορεί να επηρεάσουν το έλλειµµα δύναµης είναι το ποσοστό της αναγέννησης ο βαθµός της ατροφίας του µυός καθώς και το κατά πόσο άλλοι µύες µπορούν να συµπληρώσουν το έργο η/και παρουσιάζουν υπερτροφία. 105

110 Η τρίτη µελέτη διερεύνησε την ηλεκτροµυογραφική δραστηριότητα των οπίσθιων µηριαίων µυών. Αυτή η µελέτη έδειξε ότι η δύναµη ήταν ασθενέστερη όσο η γωνία κάµψης αύξανε. Ωστόσο, δεν υπήρχαν σηµαντικές διαφορές όσον αφορά τη ροπή και την ηλεκτροµυογραφία. Αυτό δείχνει ότι ο ST και BF ανακάµπτουν µετά τη λήψη του µοσχεύµατος στους περισσότερους ανθρώπους σε ένα έτος ή περισσότερο µετά το χειρουργείο. Η τελευταία µελέτη έκανε καταγραφή του µοχλοβραχίονα δύναµης σε υγιείς και άτοµα µετά από συνδεσµοπλαστική ΠΧΣ µέσω του αναδοµηµένου τρισδιάστατου µοντέλου που προέκυψε από τις δισδιάστατες µαγνητικές τοµές. Αυτή η µελέτη έδειξε ότι οι µοχλοβραχίονες του ST και BF στο µέλος που υπέστη τη συνδεσµοπλαστική δεν είχαν σηµαντικές διαφορές µε την οµάδα ελέγχου γεγονός που δείχνει ότι οι δυνάµεις που ασκούνται στην άρθρωση του γόνατος δεν αλλάζουν και προάγουν τη φυσιολογική λειτουργία της άρθρωσης. Τέλος, πρέπει να αναφερθεί ότι στην παρούσα έρευνα συµµετείχαν διαφορετικά άτοµα από εκείνα που συµµετείχαν στην διερεύνηση της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας, ροπής και αρχιτεκτονικών χαρακτηριστικών των µυών. Αν και δύσκολο, θα ήταν χρήσιµο σε µελλοντικές έρευνες να συνεκτιµάται η προ τραυµατισµού µυϊκή κατάσταση του δείγµατος καθώς και η συµµετοχή του ίδιου πληθυσµού στο σύνολο των µετρήσεων ώστε να µπορεί να σταθµιστεί µε µεγαλύτερη ακρίβεια το αποτέλεσµα της έρευνας. Συνιστάται τέλος, τα προγράµµατα αποκατάστασης να στοχεύουν και στην µυϊκή υπερτροφία των οπίσθιων µηριαίων πριν από την λήψη του αυτοµοσχεύµατος για την συνδεσµοπλαστική του ΠΧΣ. 106

111 Βιβλιογραφία Aagaard, P., Simonsen, E. B., Andersen, J. L., Magnusson, S. P., Bojsen-Moller, F., & Dyhre- Poulsen, P. (2000). Antagonist muscle coactivation during isokinetic knee extension. Scand J Med Sci Sports, 10(2), Abe, T., DeHoyos, D. V., Pollock, M. L., & Garzarella, L. (2000). Time course for strength and muscle thickness changes following upper and lower body resistance training in men and women. Eur J Appl Physiol, 81(3), doi: /s Adachi, N., Ochi, M., Uchio, Y., Sakai, Y., Kuriwaka, M., & Fujihara, A. (2003). Harvesting hamstring tendons for ACL reconstruction influences postoperative hamstring muscle performance. Arch Orthop Trauma Surg, 123(9), doi: /s Ageberg, E., Roos, H. P., Silbernagel, K. G., Thomee, R., & Roos, E. M. (2009). Knee extension and flexion muscle power after anterior cruciate ligament reconstruction with patellar tendon graft or hamstring tendons graft: a cross-sectional comparison 3 years post surgery. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 17(2), doi: /s Ageberg, E., Roos, H. P., Silbernagel, K. G., Thomeé, R., & Roos, E. M. (2009). Knee extension and flexion muscle power after anterior cruciate ligament reconstruction with patellar tendon graft or hamstring tendons graft: A cross-sectional comparison 3 years post surgery. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 17(2), doi: /s Aglietti, P., Giron, F., Buzzi, R., Biddau, F., & Sasso, F. (2004). Anterior cruciate ligament reconstruction: bone-patellar tendon-bone compared with double semitendinosus and gracilis tendon grafts. A prospective, randomized clinical trial. J Bone Joint Surg Am, 86- A(10), Ahlen, M., & Liden, M. (2011). A comparison of the clinical outcome after anterior cruciate ligament reconstruction using a hamstring tendon autograft with special emphasis on the timing of the reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 19(3), doi: /s An, K. N., Ueba, Y., Chao, E. Y., Cooney, W. P., & Linscheid, R. L. (1983). Tendon excursion and moment arm of index finger muscles. J Biomech, 16(6), doi: (83) X [pii] Andersen, H. N., & Dyhre-Poulsen, P. (1997). The anterior cruciate ligament does play a role in controlling axial rotation in the knee. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 5(3), Anderson, A. F., Snyder, R. B., & Lipscomb, A. B., Jr. (2001). Anterior cruciate ligament reconstruction. A prospective randomized study of three surgical methods. Am J Sports Med, 29(3), Andersson, D., Samuelsson, K., & Karlsson, J. (2009). Treatment of anterior cruciate ligament injuries with special reference to surgical technique and rehabilitation: an assessment of randomized controlled trials. Arthroscopy, 25(6), doi: /j.arthro Ando, R., Taniguchi, K., Saito, A., Fujimiya, M., Katayose, M., & Akima, H. (2014). Validity of fascicle length estimation in the vastus lateralis and vastus intermedius using ultrasonography. J Electromyogr Kinesiol, 24(2), doi: /j.jelekin Andriacchi, T. P., & Dyrby, C. O. (2005). Interactions between kinematics and loading during walking for the normal and ΠΧΣ deficient knee. J Biomech, 38(2), doi:s [pii] /j.jbiomech Ardern, C. L., & Webster, K. E. (2009). Knee flexor strength recovery following hamstring tendon harvest for anterior cruciate ligament reconstruction: a systematic review. Orthopedic Reviews, 1(2), e12. doi: /or.2009.e12 Arms, S. W., Pope, M. H., Johnson, R. J., Fischer, R. A., Arvidsson, I., & Eriksson, E. (1984). The biomechanics of anterior cruciate ligament rehabilitation and reconstruction. Am J Sports Med, 12(1),

112 Armstrong, T. J., & Chaffin, D. B. (1978). An investigation of the relationship between displacements of the finger and wrist joints and the extrinsic finger flexor tendons. J Biomech, 11(3), doi: (78) [pii] Árnason, S. M., Birnir, B., Guðmundsson, T. E., Guðnason, G., & Briem, K. (2013). Medial hamstring muscle activation patterns are affected 1 6 years after ACL reconstruction using hamstring autograft. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 22(5), doi: /s Árnason, S. M., Birnir, B., Guðmundsson, T. E., Guðnason, G., & Briem, K. (2014). Medial hamstring muscle activation patterns are affected 1 6 years after ACL reconstruction using hamstring autograft. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 22(5), doi: /s Baltzopoulos, V. (1995). A Videofluoroscopy Method for Optical Distortion Correction and Measurement of Knee-Joint Kinematics. Clinical Biomechanics, 10(2), Baratta, R., Solomonow, M., Zhou, B. H., Letson, D., Chuinard, R., & D'Ambrosia, R. (1988). Muscular coactivation. The role of the antagonist musculature in maintaining knee stability. Am J Sports Med, 16(2), Basmajian JV, D. L. C. (1985). Description and analysis of the EMG signal, in Muscles alive. Their functions revealed by electromyography, 5th ed.,. J. Butler, Editor.(Williams and Wilkins: Baltimore.), Berg, E. E. (1992). Intrinsic healing of a patellar tendon donor site defect after anterior cruciate ligament reconstruction. Clin Orthop Relat Res(278), Bernicker, J. P., Haddad, J. L., Lintner, D. M., DiLiberti, T. C., & Bocell, J. R. (1998). Patellar tendon defect during the first year after anterior cruciate ligament reconstruction: appearance on serial magnetic resonance imaging. Arthroscopy : the journal of arthroscopic & related surgery : official publication of the Arthroscopy Association of North America and the International Arthroscopy Association, 14(8), doi:s [pii] Beynnon, B. D., Fleming, B. C., Johnson, R. J., Nichols, C. E., Renstrom, P. A., & Pope, M. H. (1995). Anterior cruciate ligament strain behavior during rehabilitation exercises in vivo. Am J Sports Med, 23(1), Blazevich, A. J., Gill, N. D., & Zhou, S. (2006). Intra- and intermuscular variation in human quadriceps femoris architecture assessed in vivo. J Anat, 209(3), doi: /j x Blevins, F. T., Djurasovic, M., Flatow, E. L., & Vogel, K. G. (1997). Biology of the rotator cuff tendon. Orthop Clin North Am, 28(1), Branch, T. P., Hunter, R., & Donath, M. (1989). Dynamic EMG analysis of anterior cruciate deficient legs with and without bracing during cutting. Am J Sports Med, 17(1), Brand, P. W., Cranor, K. C., & Ellis, J. C. (1975). Tendon and pulleys at the metacarpophalangeal joint of a finger. J Bone Joint Surg Am, 57(6), Brandsson, S., Karlsson, J., Eriksson, B. I., & Karrholm, J. (2001). Kinematics after tear in the anterior cruciate ligament: dynamic bilateral radiostereometric studies in 11 patients. Acta Orthop Scand, 72(4), doi: / Brandsson, S., Karlsson, J., Sward, L., Kartus, J., Eriksson, B. I., & Karrholm, J. (2002). Kinematics and laxity of the knee joint after anterior cruciate ligament reconstruction: pre- and postoperative radiostereometric studies. Am J Sports Med, 30(3), Brantigan, O. C., & Voshell, A. F. (1941). The mechanics of the ligaments and menisci of the knee joint. Journal of Bone and Joint Surgery, 23, Briem, K., Arnason, S. M., Birnir, B., Gudmundsson, T. E., & Gudnason, G. (2013). Anterior Cruciate Ligament Reconstruction May Alter Muscle Activation Patterns of Knee Flexors. Arthroscopy: The Journal of Arthroscopic & Related Surgery, 29(10, Supplement), e131. doi: Brown, S. M., & Bradley, W. G., Jr. (1994). Kinematic magnetic resonance imaging of the knee. Magn Reson Imaging Clin N Am, 2(3),

113 Bryant, A. L., Clark, R. A., & Pua, Y. H. (2011). Morphology of hamstring torque-time curves following ACL injury and reconstruction: mechanisms and implications. J Orthop Res, 29(6), doi: /jor Bryant, A. L., Creaby, M. W., Newton, R. U., & Steele, J. R. (2010). Hamstring antagonist torque generated in vivo following ACL rupture and ACL reconstruction. Knee, 17(4), doi: /j.knee Buford, W. L., Jr., Ivey, F. M., Jr., Malone, J. D., Patterson, R. M., Peare, G. L., Nguyen, D. K., & Stewart, A. A. (1997). Muscle balance at the knee--moment arms for the normal knee and the ACL-minus knee. IEEE Trans Rehabil Eng, 5(4), Bulgheroni, P., Bulgheroni, M. V., Andrini, L., Guffanti, P., & Giughello, A. (1997). Gait patterns after anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 5(1), Bush-Joseph, C. A., Hurwitz, D. E., Patel, R. R., Bahrani, Y., Garretson, R., Bach, B. R., Jr., & Andriacchi, T. P. (2001). Dynamic function after anterior cruciate ligament reconstruction with autologous patellar tendon. Am J Sports Med, 29(1), Butler, D. L., Noyes, F. R., & Grood, E. S. (1980). Ligamentous restraints to anterior-posterior drawer in the human knee. A biomechanical study. J Bone Joint Surg Am, 62(2), Carlbom, I., Terzopoulos, D., & Harris, K. M. (1994). Computer-assisted registration, segmentation, and 3D reconstruction from images of neuronal tissue sections. IEEE Trans Med Imaging, 13(2), doi: / Carlsoo, S., & Nordstrand, A. (1968). The coordination of the knee-muscles in some voluntary movements and in the gait in cases with and without knee joint injuries. Acta Chir Scand, 134(6), Carofino, B., & Fulkerson, J. (2005). Medial Hamstring Tendon Regeneration Following Harvest for Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: Fact, Myth, and Clinical Implication. Arthroscopy, 21(10), doi: /j.arthro Caroline Nicol, N. G., Jean-Marie Coudreuse, Christian Flin, Jean-Michel Viton, Alain Delarque, Christian Brunet, Paavo V. Komi. (2001). Activation and Torque Deficits in ACL- Reconstructed Patients 4 Months Post-Operative. European Journal of Sport Science, vol. 1(issue 2). Carter, T. R., & Edinger, S. (1999). Isokinetic evaluation of anterior cruciate ligament reconstruction: Hamstring versus patellar tendon. Arthroscopy - Journal of Arthroscopic and Related Surgery, 15(2), Chaudhari, A. M., Hearn, B. K., & Andriacchi, T. P. (2005). Sport-dependent variations in arm position during single-limb landing influence knee loading: implications for anterior cruciate ligament injury. Am J Sports Med, 33(6), doi: [pii] / Chhabra, A., Starman, J. S., Ferretti, M., Vidal, A. F., Zantop, T., & Fu, F. H. (2006). Anatomic, Radiographic, Biomechanical, and Kinematic Evaluation of the Anterior Cruciate Ligament and Its Two Functional Bundles. The Journal of Bone & Joint Surgery, 88(suppl 4), doi: /jbjs.f Chleboun, G. S., France, A. R., Crill, M. T., Braddock, H. K., & Howell, J. N. (2001). In vivo measurement of fascicle length and pennation angle of the human biceps femoris muscle. Cells Tissues Organs, 169(4), doi:cto69401 [pii] Choi, J. Y., Ha, J. K., Kim, Y. W., Shim, J. C., Yang, S. J., & Kim, J. G. (2012). Relationships Among Tendon Regeneration on MRI, Flexor Strength, and Functional Performance After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction With Hamstring Autograft. The American Journal of Sports Medicine, 40(1), Ciccotti, M. G., Kerlan, R. K., Perry, J., & Pink, M. (1994). An electromyographic analysis of the knee during functional activities. I. The normal profile. Am J Sports Med, 22(5), Ciubotariu, D., Medeleanu, M., Vlaia, V., Olariu, T., Ciubotariu, C., Dragos, D., & Corina, S. (2004). Molecular van der Waals space and topological indices from the distance matrix. Molecules, 9(12), Condouret, J., Cohn, J., Ferret, J. M., Lemonsu, A., Vasconcelos, W., Dejour, D., & Potel, J. F. (2008). Isokinetic assesment with two years follow-up of anterior cruciate ligament 109

114 reconstruction with patellar tendon or hamstring tendons. Revue de Chirurgie Orthopedique et Reparatrice de l'appareil Moteur, 94(8 SUPPL.), doi: /j.rco Conte, E. J., Hyatt, A. E., Gatt, C. J., Jr., & Dhawan, A. (2014). Hamstring autograft size can be predicted and is a potential risk factor for anterior cruciate ligament reconstruction failure. Arthroscopy, 30(7), doi: /j.arthro Cooley, V. J., Deffner, K. T., & Rosenberg, T. D. (2001). Quadrupled semitendinosus anterior cruciate ligament reconstruction: 5-year results in patients without meniscus loss. Arthroscopy, 17(8), Coupens, S. D., Yates, C. K., Sheldon, C., & Ward, C. (1992). Magnetic resonance imaging evaluation of the patellar tendon after use of its central one-third for anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med, 20(3), Cross, M. J., Roger, G., Kujawa, P., & Anderson, I. F. (1992). Regeneration of the semitendinosus and gracilis tendons following their transection for repair of the anterior cruciate ligament. Am J Sports Med, 20(2), Czaplicki, A., Jarocka, M., & Walawski, J. (2015). Isokinetic Identification of Knee Joint Torques before and after Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. PLoS One, 10(12), e doi: /journal.pone Dauty, M., Tortellier, L., & Rochcongar, P. (2005). Isokinetic and anterior cruciate ligament reconstruction with hamstrings or patella tendon graft: analysis of literature. Int J Sports Med, 26(7), doi: /s Dennis, D. A., Komistek, R. D., Hoff, W. A., & Gabriel, S. M. (1996). In vivo knee kinematics derived using an inverse perspective technique. Clin Orthop Relat Res(331), Draganich, L. F., & Vahey, J. W. (1990). An in vitro study of anterior cruciate ligament strain induced by quadriceps and hamstrings forces. J Orthop Res, 8(1), doi: /jor Dujardin, D., Fontanin, N., Geffrier, A., Morel, N., Mensa, C., & Ohl, X. (2015). Muscle recovery after ACL reconstruction with 4-strand semitendinosus graft harvested through either a posterior or anterior incision: A preliminary study. Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research, 101(5), doi: Dupont, A. C., Sauerbrei, E. E., Fenton, P. V., Shragge, P. C., Loeb, G. E., & Richmond, F. J. (2001). Real-time sonography to estimate muscle thickness: comparison with MRI and CT. J Clin Ultrasound, 29(4), doi: /jcu.1025 Durselen, L., Claes, L., & Kiefer, H. (1995). The influence of muscle forces and external loads on cruciate ligament strain. Am J Sports Med, 23(1), Eckhoff, D. G., Bach, J. M., Spitzer, V. M., Reinig, K. D., Bagur, M. M., Baldini, T. H.,... Humphries, S. (2003). Three-dimensional morphology and kinematics of the distal part of the femur viewed in virtual reality. Part II. J Bone Joint Surg Am, 85-A Suppl 4, Eitzen, I., Holm, I., & Risberg, M. A. (2009). Preoperative quadriceps strength is a significant predictor of knee function two years after anterior cruciate ligament reconstruction. Br J Sports Med, 43(5), doi: /bjsm Ejerhed, L., Kartus, J., Sernert, N., Kohler, K., & Karlsson, J. (2003). Patellar tendon or semitendinosus tendon autografts for anterior cruciate ligament reconstruction? A prospective randomized study with a two-year follow-up. Am J Sports Med, 31(1), Elmlinger, B. S., Nyland, J. A., & Tillett, E. D. (2006). Knee flexor function 2 years after anterior cruciate ligament reconstruction with semitendinosus-gracilis autografts. Arthroscopy, 22(6), doi: /j.arthro Elmlinger, B. S., Nyland, J. A., & Tillett, E. D. Knee Flexor Function 2 Years After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction With Semitendinosus-Gracilis Autografts. Arthroscopy, 22(6), doi: /j.arthro Erickson, S. J., Prost, R. W., & Timins, M. E. (1993). The "magic angle" effect: background physics and clinical relevance. Radiology, 188(1), Eriksson, K., Anderberg, P., Hamberg, P., Lofgren, A. C., Bredenberg, M., Westman, I., & Wredmark, T. (2001). A comparison of quadruple semitendinosus and patellar tendon grafts in reconstruction of the anterior cruciate ligament. J Bone Joint Surg Br, 83(3),

115 Eriksson, K., Hamberg, P., Jansson, E., Larsson, H., Shalabi, A., & Wredmark, T. (2001). Semitendinosus muscle in anterior cruciate ligament surgery: Morphology and function. Arthroscopy, 17(8), Eriksson, K., Kindblom, L. G., Hamberg, P., Larsson, H., & Wredmark, T. (2001). The semitendinosus tendon regenerates after resection: a morphologic and MRI analysis in 6 patients after resection for anterior cruciate ligament reconstruction. Acta Orthop Scand, 72(4), doi: / Eriksson, K., Larsson, H., Wredmark, T., & Hamberg, P. (1999). Semitendinosus tendon regeneration after harvesting for ACL reconstruction. A prospective MRI study. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 7(4), Ferretti, A., Conteduca, F., Morelli, F., & Masi, V. (2002). Regeneration of the semitendinosus tendon after its use in anterior cruciate ligament reconstruction: a histologic study of three cases. Am J Sports Med, 30(2), Fowler, N. K., Nicol, A. C., Condon, B., & Hadley, D. (2001). Method of determination of three dimensional index finger moment arms and tendon lines of action using high resolution MRI scans. J Biomech, 34(6), doi:s [pii] Friden, T., Egund, N., & Lindstrand, A. (1993). Comparison of symptomatic versus nonsymptomatic patients with chronic anterior cruciate ligament insufficiency. Radiographic sagittal displacement during weightbearing. Am J Sports Med, 21(3), Friederich, J. A., & Brand, R. A. (1990). Muscle fiber architecture in the human lower limb. J Biomech, 23(1), doi: (90)90373-b [pii] Fu, F. H., & Schulte, K. R. (1996). Anterior cruciate ligament surgery State of the art? Clin Orthop Relat Res(325), Fukunaga, T., Ichinose, Y., Ito, M., Kawakami, Y., & Fukashiro, S. (1997). Determination of fascicle length and pennation in a contracting human muscle in vivo. J Appl Physiol (1985), 82(1), Garrandes, F., Colson, S. S., Parisaux, J. M., & Legros, P. (2006). Knee isometric torque and electromyographic specificities after semitendinosus and gracilis hamstrings anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Phys Med Rehabil, 85(2), Garth, W. P., Jr. (1992). Current concepts regarding the anterior cruciate ligament. Orthop Rev, 21(5), Gay, S. B., Chen, N. C., Burch, J. J., Gleason, T. R., & Sagman, A. M. (1993). Multiplanar reconstruction in magnetic resonance evaluation of the knee. Comparison with film magnetic resonance interpretation. Invest Radiol, 28(2), Georgoulis, A. D., Papadonikolakis, A., Papageorgiou, C. D., Mitsou, A., & Stergiou, N. (2003). Three-dimensional tibiofemoral kinematics of the anterior cruciate ligament-deficient and reconstructed knee during walking. Am J Sports Med, 31(1), Georgoulis, A. D., Ristanis, S., Moraiti, C. O., Paschos, N., Zampeli, F., Xergia, S.,... Mitsionis, G. (2010). ACL injury and reconstruction: Clinical related in vivo biomechanics. Orthopaedics & Traumatology: Surgery & Research, 96(8, Supplement), S119-S128. doi: Ghori, G. M. U., Donne, B., & Luckwill, R. G. (1995). Relationship between torque and EMG activity of a knee extensor muscle during isokinetic concentric and eccentric actions. Journal of Electromyography and Kinesiology, 5(2), doi: Giove, T. P., Miller, S. J., 3rd, Kent, B. E., Sanford, T. L., & Garrick, J. G. (1983). Non-operative treatment of the torn anterior cruciate ligament. J Bone Joint Surg Am, 65(2), Gobbi, A., Tuy, B., Mahajan, S., & Panuncialman, I. (2003). Quadrupled bone-semitendinosus anterior cruciate ligament reconstruction: a clinical investigation in a group of athletes. Arthroscopy, 19(7), Graven-Nielsen, T., Svensson, P., & Arendt-Nielsen, L. (1997). Effects of experimental muscle pain on muscle activity and co-ordination during static and dynamic motor function. Electroencephalogr Clin Neurophysiol, 105(2),

116 Grood, E. S., Suntay, W. J., Noyes, F. R., & Butler, D. L. (1984). Biomechanics of the kneeextension exercise. Effect of cutting the anterior cruciate ligament. J Bone Joint Surg Am, 66(5), Gross, M. T., Tyson, A. D., & Burns, C. B. (1993). Effect of knee angle and ligament insufficiency on anterior tibial translation during quadriceps muscle contraction: a preliminary report. J Orthop Sports Phys Ther, 17(3), Guckel, C., Jundt, G., Schnabel, K., & Gachter, A. (1995). Spin-echo and 3D gradient-echo imaging of the knee joint: a clinical and histopathological comparison. Eur J Radiol, 21(1), doi: x(95)00681-f [pii] Harter, R. A., Osternig, L. R., Singer, K. M., James, S. L., Larson, R. L., & Jones, D. C. (1988). Long-term evaluation of knee stability and function following surgical reconstruction for anterior cruciate ligament insufficiency. American Journal of Sports Medicine, 16(5), Henning, C. E., Lynch, M. A., & Glick, K. R., Jr. (1985). An in vivo strain gage study of elongation of the anterior cruciate ligament. Am J Sports Med, 13(1), Herzog, W., & Read, L. J. (1993). Lines of action and moment arms of the major force-carrying structures crossing the human knee joint. J Anat, 182 ( Pt 2), Hiemstra, L. A., Webber, S., MacDonald, P. B., & Kriellaars, D. J. (2000). Knee strength deficits after hamstring tendon and patellar tendon anterior cruciate ligament reconstruction. Med Sci Sports Exerc, 32(8), Hill, P. F., Vedi, V., Williams, A., Iwaki, H., Pinskerova, V., & Freeman, M. A. (2000). Tibiofemoral movement 2: the loaded and unloaded living knee studied by MRI. J Bone Joint Surg Br, 82(8), Hioki, S., Fukubayashi, T., Ikeda, K., Niitsu, M., & Ochiai, N. (2003). Effect of harvesting the hamstrings tendon for anterior cruciate ligament reconstruction on the morphology and movement of the hamstrings muscle: a novel MRI technique. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 11(4), doi: /s z Hirokawa, S. (1991). Three-dimensional mathematical model analysis of the patellofemoral joint. J Biomech, 24(8), Hollister, A. M., Jatana, S., Singh, A. K., Sullivan, W. W., & Lupichuk, A. G. (1993). The axes of rotation of the knee. Clin Orthop Relat Res(290), Howell, S. M. (1990). Anterior tibial translation during a maximum quadriceps contraction: is it clinically significant? Am J Sports Med, 18(6), Irie, K., & Tomatsu, T. (2002). Atrophy of semitzendinosus and gracilis and flexor mechanism function after hamstring tendon harvest for anterior cruciate ligament reconstruction. Orthopedics, 25(5), Ismail, S. A., et al. (2016). "Three-dimensional kinematic and kinetic gait deviations in individuals with chronic anterior cruciate ligament deficient knee: A systematic review and metaanalysis." Clin Biomech (Bristol, Avon) 35: Janssen, R. P. A., van der Velden, M. J. F., Pasmans, H. L. M., & Sala, H. A. G. M. (2013). Regeneration of hamstring tendons after anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 21(4), doi: /s Jansson, K. A., Linko, E., Sandelin, J., & Harilainen, A. (2003). A prospective randomized study of patellar versus hamstring tendon autografts for anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med, 31(1), Jurist, K. A., & Otis, J. C. (1985). Anteroposterior tibiofemoral displacements during isometric extension efforts. The roles of external load and knee flexion angle. Am J Sports Med, 13(4), Kanamori, A., Zeminski, J., Rudy, T. W., Li, G., Fu, F. H., & Woo, S. L. (2002). The effect of axial tibial torque on the function of the anterior cruciate ligament: a biomechanical study of a simulated pivot shift test. Arthroscopy, 18(4), doi:s [pii] Kartus, J., Lindahl, S., Kohler, K., Sernert, N., Eriksson, B. I., & Karlsson, J. (1999). Serial magnetic resonance imaging of the donor site after harvesting the central third of the patellar tendon. 112

117 A prospective study of 37 patients after arthroscopic anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 7(1), Kawakami, Y., Abe, T., & Fukunaga, T. (1993). Muscle-fiber pennation angles are greater in hypertrophied than in normal muscles. J Appl Physiol (1985), 74(6), Keays, S. L., Bullock-Saxton, J., Keays, A. C., & Newcombe, P. (2001). Muscle strength and function before and after anterior cruciate ligament reconstruction using semitendonosus and gracilis. Knee, 8(3), Kellis, E., & Baltzopoulos, V. (1999). In vivo determination of the patella tendon and hamstrings moment arms in adult males using videofluoroscopy during submaximal knee extension and flexion. Clin Biomech (Bristol, Avon), 14(2), doi:s [pii] Kellis, E., Galanis, N., Natsis, K., & Kapetanos, G. (2009). Validity of architectural properties of the hamstring muscles: correlation of ultrasound findings with cadaveric dissection. J Biomech, 42(15), doi:s (09) [pii] /j.jbiomech Kellis, E., Patsika, G., & Karagiannidis, E. (2013). Strain and elongation of the human semitendinosus muscle - tendon unit. J Electromyogr Kinesiol, 23(6), doi: /j.jelekin Knoll, Z., Kocsis, L., & Kiss, R. M. (2004). Gait patterns before and after anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 12(1), doi: /s Ko, M. S., Yang, S. J., Ha, J. K., Choi, J. Y., & Kim, J. G. (2012). Correlation between Hamstring Flexor Power Restoration and Functional Performance Test: 2-Year Follow-Up after ACL Reconstruction Using Hamstring Autograft. Knee Surg Relat Res, 24(2), Konishi, Y., Ikeda, K., Nishino, A., Sunaga, M., Aihara, Y., & Fukubayashi, T. (2007). Relationship between quadriceps femoris muscle volume and muscle torque after anterior cruciate ligament repair. Scand J Med Sci Sports, 17(6), doi:sms619 [pii] /j x Koo, S., Gold, G. E., & Andriacchi, T. P. (2005). Considerations in measuring cartilage thickness using MRI: factors influencing reproducibility and accuracy. Osteoarthritis Cartilage, 13(9), doi:s (05) [pii] /j.joca Kornaat, P. R., Reeder, S. B., Koo, S., Brittain, J. H., Yu, H., Andriacchi, T. P., & Gold, G. E. (2005). MR imaging of articular cartilage at 1.5T and 3.0T: comparison of SPGR and SSFP sequences. Osteoarthritis Cartilage, 13(4), doi:s (04) [pii] /j.joca Koulouris, G., & Connell, D. (2005). Hamstring muscle complex: an imaging review. Radiographics, 25(3), doi:25/3/571 [pii] /rg Kubota, J. (2008). Architectural and functional properties of the semitendinosus muscle in the hamstring muscles. Lautamies, R., Harilainen, A., Kettunen, J., Sandelin, J., & Kujala, U. M. (2008). Isokinetic quadriceps and hamstring muscle strength and knee function 5 years after anterior cruciate ligament reconstruction: comparison between bone-patellar tendon-bone and hamstring tendon autografts. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 16(11), doi: /s Li, S., Su, W., Zhao, J., Xu, Y., Bo, Z., Ding, X., & Wei, Q. (2011). A meta-analysis of hamstring autografts versus bone-patellar tendon-bone autografts for reconstruction of the anterior cruciate ligament. Knee, 18(5), doi: /j.knee Liden, M., Ejerhed, L., Sernert, N., Laxdal, G., & Kartus, J. (2007). Patellar tendon or semitendinosus tendon autografts for anterior cruciate ligament reconstruction: a prospective, randomized study with a 7-Year follow-up. Am J Sports Med, 35(5), doi: [pii] / Lindahl, O., & Movin, A. (1967). The mechanics of extension of the knee-joint. Acta Orthop Scand, 38(2), Lipscomb, A. B., Johnston, R. K., Snyder, R. B., Warburton, M. J., & Gilbert, P. P. (1982). Evaluation of hamstring strength following use of semitendinosus and gracilis tendons to 113

118 reconstruct the anterior cruciate ligament. American Journal of Sports Medicine, 10(6), Liu, H., Chen, B., Sun, R., Yan, C., Zhu, C., Xie, L., & Wang, Z. (2011). [MRI study on tendon regeneration after anterior cruciate ligament reconstruction with hamstring tendon autografts]. Zhongguo Xiu Fu Chong Jian Wai Ke Za Zhi, 25(9), Liu, S. H., Hang, D. W., Gentili, A., & Finerman, G. A. (1996). MRI and morphology of the insertion of the patellar tendon after graft harvesting. J Bone Joint Surg Br, 78(5), Logan, M., Dunstan, E., Robinson, J., Williams, A., Gedroyc, W., & Freeman, M. (2004). Tibiofemoral kinematics of the anterior cruciate ligament (ACL)-deficient weightbearing, living knee employing vertical access open "interventional" multiple resonance imaging. Am J Sports Med, 32(3), Loh, J. C., Fukuda, Y., Tsuda, E., Steadman, R. J., Fu, F. H., & Woo, S. L. (2003). Knee stability and graft function following anterior cruciate ligament reconstruction: Comparison between 11 o'clock and 10 o'clock femoral tunnel placement Richard O'Connor Award paper. Arthroscopy, 19(3), doi: /jars S [pii] Lorenz, D., & Reiman, M. (2011). THE ROLE AND IMPLEMENTATION OF ECCENTRIC TRAINING IN ATHLETIC REHABILITATION: TENDINOPATHY, HAMSTRING STRAINS, AND ACL RECONSTRUCTION. International Journal of Sports Physical Therapy, 6(1), Lu, T. W., & O'Connor, J. J. (1996). Lines of action and moment arms of the major force-bearing structures crossing the human knee joint: comparison between theory and experiment. J Anat, 189 ( Pt 3), Lund, J. P., Donga, R., Widmer, C. G., & Stohler, C. S. (1991). The pain-adaptation model: a discussion of the relationship between chronic musculoskeletal pain and motor activity. Can J Physiol Pharmacol, 69(5), Macleod, T. D., Snyder-Mackler, L., Axe, M. J., & Buchanan, T. S. (2013). Early regeneration determines long-term graft site morphology and function after reconstruction of the anterior cruciate ligament with semitendinosus-gracilis autograft: a case series. Int J Sports Phys Ther, 8(3), Maeda, A., Shino, K., Horibe, S., Nakata, K., & Buccafusca, G. (1996). Anterior cruciate ligament reconstruction with multistranded autogenous semitendinosus tendon. Am J Sports Med, 24(4), Maganaris, C. N., & Baltzopoulos, V. (1999). Predictability of in vivo changes in pennation angle of human tibialis anterior muscle from rest to maximum isometric dorsiflexion. Eur J Appl Physiol Occup Physiol, 79(3), doi: /s Makihara Y, K. K. (2004). Decrease of deep knee flexion torque in patients with ACL reconstruction. Transactions of the Orthopaedic Research Society, San Francisco, California. Makihara, Y., Nishino, A., Fukubayashi, T., & Kanamori, A. (2006). Decrease of knee flexion torque in patients with ACL reconstruction: combined analysis of the architecture and function of the knee flexor muscles. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 14(4), doi: /s Mandt, P. R., & Gershuni, D. H. (1987). Treatment of nonunion of fractures in the epiphysealmetaphyseal region of long bones. J Orthop Trauma, 1(2), Markolf, K. L., Bargar, W. L., Shoemaker, S. C., & Amstutz, H. C. (1981). The role of joint load in knee stability. J Bone Joint Surg Am, 63(4), Markolf, K. L., Mensch, J. S., & Amstutz, H. C. (1976). Stiffness and laxity of the knee--the contributions of the supporting structures. A quantitative in vitro study. J Bone Joint Surg Am, 58(5), Maurits, N. M., Bollen, A. E., Windhausen, A., De Jager, A. E., & Van Der Hoeven, J. H. (2003). Muscle ultrasound analysis: normal values and differentiation between myopathies and neuropathies. Ultrasound Med Biol, 29(2), doi:s [pii] 114

119 Meisterling, R. C., Wadsworth, T., Ardill, R., Griffiths, H., & Lane-Larsen, C. L. (1993). Morphologic changes in the human patellar tendon after bone-tendon-bone anterior cruciate ligament reconstruction. Clin Orthop Relat Res(289), Michael Svensson, J. K., Lars Ejerhed,Sven Lindahl, and Jon Karlsson. (2004). Does the Patellar Tendon Normalize After Harvesting Its Central Third? The American Journal of Sports Medicine, 32: 34. More, R. C., Karras, B. T., Neiman, R., Fritschy, D., Woo, S. L., & Daniel, D. M. (1993). Hamstrings--an anterior cruciate ligament protagonist. An in vitro study. Am J Sports Med, 21(2), Mundermann, A., Dyrby, C. O., & Andriacchi, T. P. (2005). Secondary gait changes in patients with medial compartment knee osteoarthritis: increased load at the ankle, knee, and hip during walking. Arthritis Rheum, 52(9), doi: /art Mundermann, A., Dyrby, C. O., Andriacchi, T. P., & King, K. B. (2005). Serum concentration of cartilage oligomeric matrix protein (COMP) is sensitive to physiological cyclic loading in healthy adults. Osteoarthritis Cartilage, 13(1), doi:s (04) [pii] /j.joca Nakagawa, S., Kadoya, Y., Kobayashi, A., Tatsumi, I., Nishida, N., & Yamano, Y. (2003). Kinematics of the patella in deep flexion. Analysis with magnetic resonance imaging. J Bone Joint Surg Am, 85-A(7), Nakajima R, M. Y., Ichiao K,, & al, e. (1996). Decreased hamstring strength after harvest of semitendinosus and gracilis tendons for anterior cruciate ligament reconstruction. J Jpn Clin Sports Med Assoc 6: Nakamae, A., Deie, M., Yasumoto, M., Adachi, N., Kobayashi, K., Yasunaga, Y., & Ochi, M. (2005). Three-dimensional computed tomography imaging evidence of regeneration of the semitendinosus tendon harvested for anterior cruciate ligament reconstruction: a comparison with hamstring muscle strength. J Comput Assist Tomogr, 29(2), Nakamura, E., Mizuta, H., Kadota, M., Katahira, K., Kudo, S., & Takagi, K. (2004). Threedimensional computed tomography evaluation of semitendinosus harvest after anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy, 20(4), doi: /j.arthro Nakamura, N., Horibe, S., Sasaki, S., Kitaguchi, T., Tagami, M., Mitsuoka, T.,... Shino, K. Evaluation of active knee flexion and hamstring strength after anterior cruciate ligament reconstruction using hamstring tendons. Arthroscopy, 18(6), doi: /jars Narici, M. V., Binzoni, T., Hiltbrand, E., Fasel, J., Terrier, F., & Cerretelli, P. (1996). In vivo human gastrocnemius architecture with changing joint angle at rest and during graded isometric contraction. J Physiol, 496 ( Pt 1), Nisell, R., Ericson, M. O., Nemeth, G., & Ekholm, J. (1989). Tibiofemoral joint forces during isokinetic knee extension. Am J Sports Med, 17(1), Nisell, R., Nemeth, G., & Ohlsen, H. (1986). Joint forces in extension of the knee. Analysis of a mechanical model. Acta Orthop Scand, 57(1), Nishino, A., Sanada, A., Kanehisa, H., & Fukubayashi, T. (2006). Knee-flexion torque and morphology of the semitendinosus after ACL reconstruction. Med Sci Sports Exerc, 38(11), doi: /01.mss [pii] Nixon RG, S. G., Sax SL, et al. (1995). Reconstitution of the patellar tendon donor-site after graft harvest. Clin Orthop, 317: Nomura, Y., Kuramochi, R., & Fukubayashi, T. (2015). Evaluation of hamstring muscle strength and morphology after anterior cruciate ligament reconstruction. Scand J Med Sci Sports, 25(3), doi: /sms O'Connor, J. J. (1993). Can muscle co-contraction protect knee ligaments after injury or repair? J Bone Joint Surg Br, 75(1), Ohishi, T., Takahashi, M., Abe, M., Tsuchikawa, T., Mori, M., & Nagano, A. (2005). The use of axial reconstructed images from three-dimensional MRI datasets for morphological diagnosis of meniscal tears of the knee. Arch Orthop Trauma Surg, 125(9), doi: /s

120 Ohkoshi, Y., Inoue, C., Yamane, S., Hashimoto, T., & Ishida, R. (1998). Changes in muscle strength properties caused by harvesting of autogenous semitendinosus tendon for reconstruction of contralateral anterior cruciate ligament. Arthroscopy, 14(6), Okahashi, K., Sugimoto, K., Iwai, M., Oshima, M., Samma, M., Fujisawa, Y., & Takakura, Y. (2006). Regeneration of the hamstring tendons after harvesting for arthroscopic anterior cruciate ligament reconstruction: a histological study in 11 patients. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 14(6), doi: /s z Onishi, H., Yagi, R., Oyama, M., Akasaka, K., Ihashi, K., & Handa, Y. (2002). EMG-angle relationship of the hamstring muscles during maximum knee flexion. J Electromyogr Kinesiol, 12(5), Otoshi, K., Kikuchi, S., Ohi, G., Numazaki, H., Sekiguchi, M., & Konno, S. (2011). The process of tendon regeneration in an achilles tendon resection rat model as a model for hamstring regeneration after harvesting for anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy, 27(2), doi: /j.arthro Pal, S., Langenderfer, J. E., Stowe, J. Q., Laz, P. J., Petrella, A. J., & Rullkoetter, P. J. (2007). Probabilistic modeling of knee muscle moment arms: effects of methods, origin-insertion, and kinematic variability. Ann Biomed Eng, 35(9), doi: /s Paletta, G. A., & Warren, R. F. (1994). Knee injuries and Alpine skiing. Treatment and rehabilitation. Sports Med, 17(6), Papalia, R., et al. (2015). "Hamstring Tendon Regeneration After Harvest for Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: A Systematic Review." Arthroscopy 31(6): Papandrea, P., Vulpiani, M. C., Ferretti, A., & Conteduca, F. (2000). Regeneration of the semitendinosus tendon harvested for anterior cruciate ligament reconstruction. Evaluation using ultrasonography. Am J Sports Med, 28(4), Patel, V. V., Hall, K., Ries, M., Lotz, J., Ozhinsky, E., Lindsey, C., Majumdar, S. (2004). A threedimensional MRI analysis of knee kinematics. J Orthop Res, 22(2), doi: /j.orthres S [pii] Patsika Glykeria (2014) Muscle Function and Mechanics of Knee Joint in People with Osteoarthritis. Phd Thesis Aristotle University of Thessaloniki. Pedersen, J., Sjolander, P., Wenngren, B. I., & Johansson, H. (1997). Increased intramuscular concentration of bradykinin increases the static fusimotor drive to muscle spindles in neck muscles of the cat. Pain, 70(1), Perraton, L., Clark, R., Telianidis, S., Pua, Y., Crossley, K., & Bryant, A. (2014). Quadriceps and hamstring strength, control and activation after anterior cruciate ligament reconstruction: Relationship with knee function. Journal of Science and Medicine in Sport, 18, Supplement 1, e91. doi: Petersen, W., & Laprell, H. (1999). Combined injuries of the medial collateral ligament and the anterior cruciate ligament. Early ACL reconstruction versus late ACL reconstruction. Arch Orthop Trauma Surg, 119(5-6), Pichler, W., Tesch, N. P., Schwantzer, G., Fronhofer, G., Boldin, C., Hausleitner, L., & Grechenig, W. (2008). Differences in length and cross-section of semitendinosus and gracilis tendons and their effect on anterior cruciate ligament reconstruction: a cadaver study. J Bone Joint Surg Br, 90(4), doi:90-b/4/516 [pii] / X.90B Powers, C. M., Shellock, F. G., & Pfaff, M. (1998). Quantification of patellar tracking using kinematic MRI. J Magn Reson Imaging, 8(3), Reeves, N. D., & Narici, M. V. (2003). Behavior of human muscle fascicles during shortening and lengthening contractions in vivo. J Appl Physiol (1985), 95(3), doi: /japplphysiol Renstrom, A. F. (1995). Knee pain in tennis players. Clin Sports Med, 14(1), Renstrom, P., Arms, S. W., Stanwyck, T. S., Johnson, R. J., & Pope, M. H. (1986). Strain within the anterior cruciate ligament during hamstring and quadriceps activity. Am J Sports Med, 14(1), Rispoli, D. M., Sanders, T. G., Miller, M. D., & Morrison, W. B. (2001). Magnetic resonance imaging at different time periods following hamstring harvest for anterior cruciate ligament 116

121 reconstruction. Arthroscopy, 17(1), 2-8. doi:s (01) [pii] /jars Ristanis, S., Giakas, G., Papageorgiou, C. D., Moraiti, T., Stergiou, N., & Georgoulis, A. D. (2003). The effects of anterior cruciate ligament reconstruction on tibial rotation during pivoting after descending stairs. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 11(6), doi: /s x Ristanis, S., Tsepis, E., Giotis, D., Stergiou, N., Cerulli, G., & Georgoulis, A. D. (2009). Electromechanical delay of the knee flexor muscles is impaired after harvesting hamstring tendons for anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med, 37(11), doi: / Rosenberg, T. D., & Deffner, K. T. (1997). ACL reconstruction: semitendinosus tendon is the graft of choice. Orthopedics, 20(5), 396, 398. Rusconi, S., De Pasquale, M. P., Milazzo, L., Moscatelli, G., Bulgheroni, E., Citterio, P.,... Galli, M. (1997). Loss of antiviral effect owing to zidovudine and lamivudine double resistance in HIV-1-infected patients in an ongoing open-label trial. Antivir Ther, 2(1), Ruthenberg, B. J., Wasylewski, N. A., & Beard, J. E. (1997). An experimental device for investigating the force and power requirements of a powered gait orthosis. J Rehabil Res Dev, 34(2), Sachs, R. A., Daniel, D. M., Stone, M. L., & Garfein, R. F. (1989). Patellofemoral problems after anterior cruciate ligament reconstruction. American Journal of Sports Medicine, 17(6), SC., W. (1989). A deterministic model using EMG and muscle kinematics to predict individual muscle forces during normal human gait. Ph.D. Thesis, Dept. of Kinesiology, University of Waterloo. Scarvell, J. M., Smith, P. N., Refshauge, K. M., Galloway, H., & Woods, K. (2005). Comparison of kinematics in the healthy and ACL injured knee using MRI. J Biomech, 38(2), doi:s [pii] /j.jbiomech Segawa, H., Omori, G., Koga, Y., Kameo, T., Iida, S., & Tanaka, M. (2002). Rotational muscle strength of the limb after anterior cruciate ligament reconstruction using semitendinosus and gracilis tendon. Arthroscopy, 18(2), Shelbourne, K. D., & Davis, T. J. (1999). Evaluation of knee stability before and after participation in a functional sports agility program during rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med, 27(2), Shino, K., Nakata, K., Horibe, S., Inoue, M., & Nakagawa, S. (1993). Quantitative evaluation after arthroscopic anterior cruciate ligament reconstruction. Allograft versus autograft. American Journal of Sports Medicine, 21(4), Simonian, P. T., Harrison, S. D., Cooley, V. J., Escabedo, E. M., Deneka, D. A., & Larson, R. V. (1997). Assessment of morbidity of semitendinosus and gracilis tendon harvest for ACL reconstruction. Am J Knee Surg, 10(2), Smidt, G. L. (1973). Biomechanical analysis of knee flexion and extension. J Biomech, 6(1), Snow, B. J., Wilcox, J. J., Burks, R. T., & Greis, P. E. (2012). Evaluation of muscle size and fatty infiltration with MRI nine to eleven years following hamstring harvest for ACL reconstruction. J Bone Joint Surg Am, 94(14), doi: /jbjs.k Solomon, S. L., Totty, W. G., & Lee, J. K. (1989). MR imaging of the knee: comparison of threedimensional FISP and two-dimensional spin-echo pulse sequences. Radiology, 173(3), Solomonova, V. G., Iurchenko, O. P., & Turpaev, T. M. (1987). [2 mechanisms of the inhibitory action of acetylcholine and imidazole on the sensitivity of the frog myocardium to adrenaline]. Dokl Akad Nauk SSSR, 292(4), Soudry, M., Lanir, A., Angel, D., Roffman, M., Kaplan, N., & Mendes, D. G. (1986). Anatomy of the normal knee as seen by magnetic resonance imaging. J Bone Joint Surg Br, 68(1), Spoor, C. W., & van Leeuwen, J. L. (1992). Knee muscle moment arms from MRI and from tendon travel. J Biomech, 25(2),

122 Spoor, C. W., van Leeuwen, J. L., de Windt, F. H., & Huson, A. (1989). A model study of muscle forces and joint-force direction in normal and dysplastic neonatal hips. J Biomech, 22(8-9), Strandberg, S., Lindstrom, M., Wretling, M. L., Aspelin, P., & Shalabi, A. (2013). Muscle morphometric effect of anterior cruciate ligament injury measured by computed tomography: aspects on using non-injured leg as control. BMC Musculoskelet Disord, 14, 150. doi: / Suijkerbuijk, M. A., et al. (2015). "Hamstring Tendon Regeneration After Harvesting: A Systematic Review." Am J Sports Med 43(10): Svensson, M., Kartus, J., Ejerhed, L., Lindahl, S., & Karlsson, J. (2004). Does the Patellar Tendon Normalize After Harvesting Its Central Third? The American Journal of Sports Medicine, 32(1), doi: / Swingen, C. M., Seethamraju, R. T., & Jerosch-Herold, M. (2003). Feedback-assisted threedimensional reconstruction of the left ventricle with MRI. J Magn Reson Imaging, 17(5), doi: /jmri Tadokoro, K., Matsui, N., Yagi, M., Kuroda, R., Kurosaka, M., & Yoshiya, S. (2004). Evaluation of hamstring strength and tendon regrowth after harvesting for anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med, 32(7), Tagesson, S. (2008). Dynamic knee stability after anterior cruciate ligament injury. Linköping Tashiro, T., Kurosawa, H., Kawakami, A., Hikita, A., & Fukui, N. (2003). Influence of medial hamstring tendon harvest on knee flexor strength after anterior cruciate ligament reconstruction. A detailed evaluation with comparison of single- and double-tendon harvest. Am J Sports Med, 31(4), Thomas, A. C. (2013). Lower Extremity Muscle Strength After Anterior Cruciate Ligament Injury and Reconstruction. 48(5), doi: / Thomas, A. C., Villwock, M., Wojtys, E. M., & Palmieri-Smith, R. M. (2013). Lower extremity muscle strength after anterior cruciate ligament injury and reconstruction. J Athl Train, 48(5), doi: / Thorpe, S. K., Crompton, R. H., Gunther, M. M., Ker, R. F., & McNeill Alexander, R. (1999). Dimensions and moment arms of the hind- and forelimb muscles of common chimpanzees (Pan troglodytes). Am J Phys Anthropol, 110(2), doi: /(sici) (199910)110:2<179::aid-ajpa5>3.0.co;,2-z [pii] /(SICI) (199910)110:2<179::AID-AJPA5>3.0.CO;,2-Z Tibone, J. E., Antich, T. J., Fanton, G. S., Moynes, D. R., & Perry, J. (1986). Functional analysis of anterior cruciate ligament instability. Am J Sports Med, 14(4), Tohyama, H., Beynnon, B. D., Johnson, R. J., Nichols, C. E., & Renstrom, P. A. (1993). Morphometry of the semitendinosus and gracilis tendons with application to anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 1(3-4), Tohyama, H., Beynnon, B. D., Johnson, R. J., Nichols, C. E., & Renström, P. A. (1993). Morphometry of the semitendinosus and gracilis tendons with application to anterior cruciate ligament reconstruction. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 1(3), doi: /bf Tsaopoulos, D. E., et al. (2006). "Human patellar tendon moment arm length: measurement considerations and clinical implications for joint loading assessment." Clin Biomech (Bristol, Avon) 21(7): Tsaopoulos, D. E., Baltzopoulos, V., Richards, P. J., & Maganaris, C. N. (2007). In vivo changes in the human patellar tendon moment arm length with different modes and intensities of muscle contraction. J Biomech, 40(15), doi:s (07) [pii] /j.jbiomech Tsifountoudis, I., Bisbinas, I., Kalaitzoglou, I., Markopoulos, G., Haritandi, A., Dimitriadis, A., & Papastergiou, S. (2015). The natural history of donor hamstrings unit after anterior cruciate ligament reconstruction: a prospective MRI scan assessment. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. doi: /s

123 Tuman, J. M., Diduch, D. R., Rubino, L. J., Baumfeld, J. A., Nguyen, H. S., & Hart, J. M. (2007). Predictors for hamstring graft diameter in anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med, 35(11), doi: [pii] / Udupa, J. K., Hirsch, B. E., Hillstrom, H. J., Bauer, G. R., & Kneeland, J. B. (1998). Analysis of in vivo 3-D internal kinematics of the joints of the foot. IEEE Trans Biomed Eng, 45(11), doi: / van Eijden, T. M., de Boer, W., & Weijs, W. A. (1985). The orientation of the distal part of the quadriceps femoris muscle as a function of the knee flexion-extension angle. J Biomech, 18(10), van Eijden, T. M., Kouwenhoven, E., & Weijs, W. A. (1987). Mechanics of the patellar articulation. Effects of patellar ligament length studied with a mathematical model. Acta Orthop Scand, 58(5), Vedi, V., Williams, A., Tennant, S. J., Spouse, E., Hunt, D. M., & Gedroyc, W. M. (1999). Meniscal movement. An in-vivo study using dynamic MRI. J Bone Joint Surg Br, 81(1), Verbunt, J. A., Seelen, H. A., Vlaeyen, J. W., Bousema, E. J., van der Heijden, G. J., Heuts, P. H., & Knottnerus, J. A. (2005). Pain-related factors contributing to muscle inhibition in patients with chronic low back pain: an experimental investigation based on superimposed electrical stimulation. Clin J Pain, 21(3), Webster, K. E., Feller, J. A., & Hameister, K. A. (2001). Bone tunnel enlargement following anterior cruciate ligament reconstruction: a randomised comparison of hamstring and patellar tendon grafts with 2-year follow-up. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy, 9(2), doi: /s Webster, K. E., Wittwer, J. E., O'Brien, J., & Feller, J. A. (2005). Gait patterns after anterior cruciate ligament reconstruction are related to graft type. Am J Sports Med, 33(2), Wickiewicz, T. L., Roy, R. R., Powell, P. L., & Edgerton, V. R. (1983). Muscle architecture of the human lower limb. Clin Orthop Relat Res(179), Williams, G. N., Snyder-Mackler, L., Barrance, P. J., Axe, M. J., & Buchanan, T. S. (2004). Muscle and tendon morphology after reconstruction of the anterior cruciate ligament with autologous semitendinosus-gracilis graft. J Bone Joint Surg Am, 86-a(9), Wilson, D. L., Zhu, Q., Duerk, J. L., Mansour, J. M., Kilgore, K., & Crago, P. E. (1999). Estimation of tendon moment arms from three-dimensional magnetic resonance images. Ann Biomed Eng, 27(2), Woo, S. L., Kanamori, A., Zeminski, J., Yagi, M., Papageorgiou, C., & Fu, F. H. (2002). The effectiveness of reconstruction of the anterior cruciate ligament with hamstrings and patellar tendon. A cadaveric study comparing anterior tibial and rotational loads. J Bone Joint Surg Am, 84-A(6), Woodley, S. J., & Mercer, S. R. (2005). Hamstring muscles: architecture and innervation. Cells Tissues Organs, 179(3), doi:cto [pii] / Worrell, T. W., Crisp, E., & LaRosa, C. (1998). Electromyographic Reliability and Analysis of Selected Lower Extremity Muscles During Lateral Step-Up Conditions. Journal of Athletic Training, 33(2), Wretenberg, P., Nemeth, G., Lamontagne, M., & Lundin, B. (1996). Passive knee muscle moment arms measured in vivo with MRI. Clin Biomech (Bristol, Avon), 11(8), doi:s [pii] Yagi, M., Wong, E. K., Kanamori, A., Debski, R. E., Fu, F. H., & Woo, S. L. (2002). Biomechanical analysis of an anatomic anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med, 30(5), Yamaguchi, G. T., & Zajac, F. E. (1989). A planar model of the knee joint to characterize the knee extensor mechanism. J Biomech, 22(1), doi: (89) [pii] Yasuda, K., & Sasaki, T. (1987). Muscle exercise after anterior cruciate ligament reconstruction. Biomechanics of the simultaneous isometric contraction method of the quadriceps and the hamstrings. Clin Orthop Relat Res(220), Yasuda, K., Tsujino, J., Ohkoshi, Y., Tanabe, Y., & Kaneda, K. (1995). Graft site morbidity with autogenous semitendinosus and gracilis tendons. American Journal of Sports Medicine, 23(6),

124 Yasumoto, M., Deie, M., Sunagawa, T., Adachi, N., Kobayashi, K., & Ochi, M. (2006). Predictive value of preoperative 3-dimensional computer tomography measurement of semitendinosus tendon harvested for anterior cruciate ligament reconstruction. Arthroscopy, 22(3), doi:s (05) [pii] /j.arthro Zavatsky, A. B., & O'Connor, J. J. (1993). Ligament forces at the knee during isometric quadriceps contractions. Proc Inst Mech Eng H, 207(1), Zavatsky, A. B., Beard, D. J., & O'Connor, J. J. (1994). Cruciate ligament loading during isometric muscle contractions. A theoretical basis for rehabilitation. Am J Sports Med, 22(3),

125 Παράρτηµα Ι: Γραπτή Συναίνεση Συµµετεχόντων ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Τµήµα Επιστήµης Φυσικής Αγωγής και Αθλητισµού (Τ.Ε.Φ.Α.Α ) Σερρών Άγιος Ιωάννης ΣΕΡΡΕΣ Ενηµέρωση και γραπτή άδεια για τη συµµετοχή σε ερευνητική µελέτη. Ερευνητής: Καραγιαννίδης Ευάγγελος Υπεύθυνος Καθηγητής: Κέλλης Ελευθέριος Στόχος της εργασίας αξιολόγηση της µυϊκής λειτουργίας και της µηχανικής της άρθρωσης του γονάτου µεταξύ ατόµων µε συνδεσµοπλαστική προσθίου χιαστού συνδέσµου και ατόµων χωρίς. Η ερευνητική διαδικασία θα περιλαµβάνει ανθρωποµετρικές µετρήσεις, (ύψος, βάρος, µήκος µηρού και κνήµης), µετρήσεις δύναµης των καµπτήρων µυών του γονάτου και ταυτόχρονη καταγραφή της ηλεκτροµυογραφικής δραστηριότητας των µυών. Το δεύτερο πειραµατικό µέρος θα περιλαµβάνει µαγνητική τοµογραφία της άρθρωσης του γονάτου, σε τρεις τοµές (εγκάρσια, οβελιαία και στεφανιαία). Η πρώτο ερευνητικό µέρος θα πραγµατοποιηθεί στο Εργαστήριο Νευροµηχανικής του Τ.Ε.Φ.Α.Α. Α.Π.Θ. Σερρών, ενώ το δεύτερο σε Μαγνητικό Τοµογράφο στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Για την πραγµατοποίηση των παραπάνω µετρήσεων επιθυµούµε τη γραπτή σας συγκατάθεση. Ο συµµετέχοντας έχει το δικαίωµα να εγκαταλείψει τις µετρήσεις εφόσον και όποτε θελήσει. Ο/Η υπογεγραµµένος/η έχοντας γνώση των παραπάνω σχετικά µε τη συµµετοχή µου στις µετρήσεις επιθυµώ να λάβω µέρος στην πειραµατική διαδικασία. Ηµ/νία : / / Υπογραφή του Συµµετέχοντα. 121