ΝΕΥΡΟΜΥΙΚΑ ΚΑΙ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΣΟΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΓΧΕΙΡΙΣΗ ΠΡΟΣΘΙΟΥ ΧΙΑΣΤΟΥ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΣΕΡΡΩΝ ΝΕΥΡΟΜΥΙΚΑ ΚΑΙ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΣΟΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΓΧΕΙΡΙΣΗ ΠΡΟΣΘΙΟΥ ΧΙΑΣΤΟΥ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ της Κουβελιώτη Κ. Βασιλικής ΣΕΡΡΕΣ 2014

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ ΚΑΙ ΑΘΛΗΤΙΣΜΟΥ ΣΕΡΡΩΝ ΝΕΥΡΟΜΥΙΚΑ ΚΑΙ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΣΟΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΓΧΕΙΡΙΣΗ ΠΡΟΣΘΙΟΥ ΧΙΑΣΤΟΥ Κουβελιώτη Βασιλική Πτυχιούχος ΤΕΦΑΑ Σερρών Κάτοχος Μεταπτυχιακού Διπλώματος Ειδίκευσης στα Προγράμματα Άσκησης για Ειδικούς Πληθυσμούς 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) 2014 Σέρρες Επταμελής Εξεταστική Επιτροπή: Αμοιρίδης Ιωάννης, Αναπλ. Καθηγητής (Επιβλέπων) Κέλλης Ελευθέριος, Καθηγητής Κωφοτόλης Νικόλαος Επικ. Καθηγητής Γιάκας Ιωάννης, Αναπλ. Καθηγητής Γιαγκάζολου Παρασκευή, Επικ. Καθηγήτρια Αραμπατζή Φωτεινή, Επικ. Καθηγήτρια Σαλονικίδης Κωνσταντίνος, Επικ. Καθηγητής

3 ΚΟΥΒΕΛΙΩΤΗ ΒΑΣΙΛΙΚΗ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΝΕΥΡΟΜΥΙΚΑ ΚΑΙ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΣΟΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΓΧΕΙΡΙΣΗ ΠΡΟΣΘΙΟΥ ΧΙΑΣΤΟΥ 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 Σερρών του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» Ν. 5342/32, άρθρο 202, παρ. 2

4 2014 ΚΟΥΒΕΛΙΩΤΗ ΒΑΣΙΛΙΚΗ ALL RIGHTS RESERVED

5 Περίληψη ΚΟΥΒΕΛΙΩΤΗ ΒΑΣΙΛΙΚΗ ΝΕΥΡΟΜΥΙΚΑ ΚΑΙ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΤΑ ΤΗΝ ΙΣΟΚΙΝΗΣΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΓΧΕΙΡΙΣΗ ΠΡΟΣΘΙΟΥ ΧΙΑΣΤΟΥ (Υπό την επίβλεψη του Δρ. Αμοιρίδη Ιωάννη) Στην παρούσα εργασία μελετήθηκαν τα νευρομυϊκά και τα αρχιτεκτονικά χαρακτηριστικά κατά την ισοκίνηση και την ισορροπία μετά από εγχείριση πρόσθιου χιαστού συνδέσμου (ΠΧΣ). Συνολικά εξετάστηκαν 20 υγιή άτομα (ηλικία ± 2.37 έτη, μάζα ± 4.85κ, ύψος 172 ± 9.02 εκ) και 19 άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική πρόσθιου χιαστού (ΠΧ) (ηλικία ± 3.50 έτη, μάζα ± κ; ύψος 176±10.03 εκ). Η εργασία ολοκληρώθηκε σε τρεις πειραματικές μελέτες. Σκοπός της πρώτης εργασίας ήταν να μελετηθούν διάφοροι τρόποι υπολογισμού των αναλογιών ροπής των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου σε άτομα υγιή και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Δώδεκα υγιείς (ηλικία ± 3.23 έτη) και 10 άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ (ηλικία ± 1.85 έτη) εκτέλεσαν μέγιστες σύγκεντρες (con) και έκκεντρες (ecc) προσπάθειες των εκτεινόντων (Q) και καμπτήρων (H) μυών του γονάτου σε τρεις διαφορετικές γωνίες και γωνιακές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s). Για την έκταση, ανάλυση διακύμανσης έδειξε ότι η αναλογία Ηecc:Qcon δεν διέφερε στατιστικά σημαντικά μεταξύ των υγιών και των εγχειρισμένων σε καμία γωνιακή θέση. Για την κάμψη, η ανάλυση διακύμανσης έδειξε ότι η αναλογία Qecc:Hcon ήταν χαμηλότερη στους εγχειρισμένους σε σχέση με τους υγιείς μόνο όταν χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές της ροπής στις 30 και όχι στις άλλες γωνιακές θέσεις. Η γωνιακή ταχύτητα δεν επηρέασε τη σύγκριση ανάμεσα στις δύο πειραματικές ομάδες αλλά είχε επίδραση στις αναλογίες. Σε αντίθεση με τους υγιείς, η ομάδα των εγχειρισμένων είχε διαφορετικές αναλογίες ανάμεσα i

6 στα 2 πόδια για την αναλογία Qecc:Hcon για τις μέγιστες τιμές για το σύνολο των γωνιακών ταχυτήτων. Επίσης για την αναλογία Hecc:Qecc ενώ οι υγιείς δεν εμφάνισαν διαφορές στην αναλογία μεταξύ των δύο ποδιών, οι εγχειρισμένοι στον ΠΧ εμφάνισαν μεγαλύτερη αναλογία δύναμης στο αριστερό πόδι (εγχειρισμένο) σε σχέση με το δεξί τους πόδι. Από τα παραπάνω συμπεραίνεται πως η αξιολόγηση των μυϊκών ανισορροπιών μετά από συνδεσμοπλαστική του ΠΧ χρησιμοποιώντας τιμές από την γωνία κάμψης των 30 ίσως είναι πιο σημαντική από τους υπόλοιπους τρόπους υπολογισμού των αναλογιών. Στη δεύτερη εργασία μελετήθηκε η ισοκινητική αξιολόγηση και μελέτη των ηλεκτρομυογραφικών χαρακτηριστικών των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών του γονάτου σε συνθήκες κόπωσης σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική πρόσθιου χιαστού. Δεκατρείς υγιείς (ηλικία ± 1.72 έτη) και 13 άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ στο αριστερό πόδι (ηλικία ± 1.21 έτη) εκτέλεσαν δυο πρωτόκολλα συνεχόμενων ισοκινητικών προσπαθειών των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου μέχρι το 50% της μέγιστης ροπής. Καταγράφηκε το ηλεκτρομυογράφημα (ΗΜΓ) από τον έσω και έξω πλατύ, τον ημιτενοντώδη και τη μακρά κεφαλή του δικεφάλου μυός. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως οι υγιείς χρειάστηκαν περισσότερες επαναλήψεις για να μειωθεί στο 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής σε σχέση με τα άτομα που είχαν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Η ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα της μακράς κεφαλής του δικεφάλου μυός μειώθηκε με την κόπωση των εκτεινόντων μυών του γονάτου, ενώ δεν διέφερε για κανένα μυ μεταξύ των δύο ομάδων. Η εφαρμογή προγραμμάτων άσκησης τα οποία θα βελτιώνουν την ικανότητα παραγωγής δύναμης κατά τη διάρκεια παρατεταμένων κινήσεων στο γόνατο κρίνεται απαραίτητη με σκοπό την αποφυγή επανατραυματισμού. Στην τρίτη εργασία μελετήθηκε η ισορροπία στη διποδική και τη μονοποδική στάση σε 20 υγιή άτομα και 14 άτομα τα οποία είχαν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ 24 μήνες πριν τη μέτρηση. Όλοι οι συμμετέχοντες εκτέλεσαν δοκιμασίες διατήρησης ισορροπίας στο ii

7 ένα και στα δύο πόδια με μάτια ανοικτά και κλειστά. Ανάλυση διακύμανσης με 2 παράγοντες έδειξε ότι δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση του παράγοντα «όραση» και του παράγοντα «ομάδα» κατά τη διποδική και τη μονοποδική στήριξη (p >0.05). Στη μονοποδική στήριξη παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική επίδραση του παράγοντα όραση τόσο στο δεξί όσο και στο αριστερό πόδι σε όλες τις μεταβλητές της ισορροπίας (p>0.05). Μετά από ένα σωστό πρόγραμμα αποκατάστασης η απώλεια των παραγόντων οι οποίοι επηρεάζουν την ισορροπία επανέρχεται σε τέτοιο επίπεδο, που δεν επηρεάζεται η ισορροπία στα δύο και στο ένα πόδι. Οι συνθήκες όρασης όταν μεταβάλλονται επηρεάζουν την ισορροπία αφού η ιδιοδεκτική ικανότητα του ενός ποδιού δεν είναι σε θέση να αντισταθμίσει την απώλεια της όρασης. Λέξεις κλειδιά: Πρόσθιος χιαστός σύνδεσμος, ισορροπία, κόπωση, αναλογίες ροπής. iii

8 Abstract KOUVELIOTI VASILIKI NEUROMUSCULAR AND ARCHITECTURAL CHARACTERISTICS DURING ISOKINESIS AND BALANCE AFTER ANTERIOR CRUCIATE LIGAMENT SURGERY (Under the supervision of Dr. AMOIRIDIS IOANNIS) The aim of this thesis was to examine the neuromuscular and the architectural characteristics during isokinetic strength tests and postural balance after anterior cruciate ligament reconstruction. A total of 39 subjects participated in this study, 20 healthy (age ± 2.37 ys; weight ± 4.85 kg; height 172 ± 9.02 cm) and 19 subjects with anterior cruciate ligament surgery, (age ± 3.50 ys; weight ± kg; height 176±10.03 cm). The work was completed in three experimental studies. The aim of the first study was to compare different methods for calculation of the torque ratio of the knee flexors and extensors in healthy and individuals after anterior cruciate ligament reconstruction. Twelve healthy individuals (age ± 3.23ys) and ten individuals after anterior cruciate ligament reconstruction (ACLr) performed maximal concentric (con) and eccentric (ecc) trials of the knee extensors (Q) and flexors (H) at three different angles and angular velocities (60, 120 and 180 /s). Analysis of variance showed that during extension, the Hecc:Qcon ratio did not differ significantly between healthy and ACLr group. During knee flexion, analysis of variance showed that Qecc:Hcon ratio, was significantly lower in ACLr compared with healthy individuals only using values at 30. Angular velocity did not affect group comparison but it did have an effect on ratio values. In contrast to healthy subjects, the ACLr group showed differences between the two legs for the Qecc:Hcon ratio calculated using the maximal values. In addition, the Hecc:Qecc ratio did not differ iv

9 between the two legs of the healthy individuals, but the ACLr demonstrated higher torque ratios of ACLr leg compared with the healthy leg. We concluded that muscle imbalance evaluation after anterior cruciate ligament reconstruction, using values at 30 knee flexion maybe is more important than the other calculation methods. The purpose of the second study was to examine the isokinetic strength and activity of the knee extensors and the flexors during fatigue in healthy and ACLr individuals. Thirteen healthy (age ± 1.72 ys) and thirteen individuals after ACLr (age ± 1.21 ys), performed two fatigue protocols for the knee extensors and flexors until the isometric torque decreased to 50% of the maximal isometric torque. The EMG signal of the vastus medialis, vastus lateralis, semitendinosus and long head of biceps femoris muscle was recorded. The results showed that healthy individuals needed more repetitions in order to reach the 50% of the maximal isometric torque, compared with the ACLr. Electromyographic activity of the long head of biceps femoris muscle was reduced during the knee extensors fatigue protocol, but there was no group difference in fatigue responses for the remaining muscles. Conclusively, the use of exercise programs that improves fatigue ability is important in order to avoid a new ACL injury. The aim of the third study was to examine double and single leg stance in twenty healthy (age ± 2.37 ys) and fourteen ACLr (age ± 3.50 ys) individuals. All participants performed single-leg and double-leg balance tests. The center of pressure (COP) was recorded using a pressure platform. There was no significant interaction between vision (eyes open-closed) and group (healthy-aclr) for all variables during normal quiet stance (NQS) and one leg stance (OLS) for both right and left leg. The results indicated nonsignificant effect of group and vision for the same variables (p>0.05). During OLS the results indicated statistical significant effect of vision for the same variables for both legs v

10 (right-left). This supports the hypothesis that rehabilitation, with proprioceptive and agility training, is an important component in restoring the functional stability in the anterior cruciate ligament-reconstructed knee. Key words: Anterior cruciate ligament, torque ratio, fatigue, balance vi

11 Κι όσο γι' αυτούς που έχουν φύγει, τα όνειρά μου τώρα πια μαζί τους ταξιδεύουν... FF.C Στην Αντωνίτσα vii

12 Ευχαριστίες Για την ολοκλήρωση της παρούσας διδακτορικής διατριβής θα ήθελα να ευχαριστήσω τον Καθηγητή του ΤΕΦΑΑ Σερρών κ. Κέλλη Ελευθέριο. Η λέξη ευχαριστήσω μόνο ελάχιστη θα μπορούσε να φαντάζει, όταν η πρόθεσή μου είναι να περιγράψω την απέραντη ευγνωμοσύνη μου για τη συνεργασία μας, την υπομονή του και την άμεση και εύστοχη καθοδήγησή του τα τελευταία σχεδόν 13 χρόνια, κατά τη διάρκεια εκπόνησης της πτυχιακής και της μεταπτυχιακής μου εργασίας και τώρα της διδακτορική μου διατριβής. Μέσα από την πολυετή καθοδήγησή του κατάφερα όχι μόνο να φέρω εις πέρας τους ακαδημαϊκούς μου στόχους αλλά να ανακαλύψω τους επαγγελματικούς μου στόχους και να τους επιτύχω μέσα από την επαγγελματική ενασχόληση με το αντικείμενο το οποίο εκείνος μου δίδαξε. Τον ευχαριστώ που ήταν πάντα εκεί να δίνει άμεση λύση σε κάθε πρόβλημα το οποίο εμφανιζόταν, που δεν με απασχόλησε ποτέ και για κανέναν λόγο για οτιδήποτε δεν είχε να κάνει με το αντικείμενο των σπουδών μου, αν και θα είχε κάθε δικαίωμα, που μου έδειξε πως η θεωρία παντρεύεται με την πράξη, πως οι σπουδές γίνονται επάγγελμα με επίκεντρο τον άνθρωπο. Ένα μεγάλο ευχαριστώ στον Αναπληρωτή Καθηγητή του ΤΕΦΑΑ Σερρών κ Αμοιρίδη Ιωάννη για τον πολύπλευρο τρόπο με τον οποίο βοήθησε για την εκπόνηση της παρούσας διδακτορικής διατριβής, για την αισιοδοξία και το χιούμορ με το οποίο αντιμετώπιζε τις δύσκολες καταστάσεις αλλά και για τη σοβαρότητα με την οποία μας καθοδηγούσε πάντα. Οφείλω να ομολογήσω πως το μάθημά του στον προπτυχιακό κύκλο σπουδών, αποτέλεσε το πρώτο έναυσμα για να ξεκινήσει η επιστημονική αναζήτηση πέρα από την εκπλήρωση του προπτυχιακού κύκλου σπουδών. Ευχαριστώ τον κ Κωφοτόλη Νικόλαο Επικ. Καθηγητή, τον κ Γιάκα Ιωάννη Αναπληρωτή Καθηγητή, την κ Γιαγκάζογλου Παρασκευή Επικ. Καθηγήτρια, την κ Αραμπατζή Φωτεινή Επικ. Καθηγήτρια και τον Κ. Σαλονικίδη Κωνσταντίνο Επικ. Καθηγητή, που δέχθηκαν να απαρτίσουν την επταμελή μου επιτροπή όπως και για τον χρόνο τον οποίο διέθεσαν για να εξετάσουν την διδακτορική μου διατριβή. Ευχαριστώ τον κ. Κέλλη Σπυρίδων, Καθηγητή του Τ.Ε.Φ.Α.Α. Θεσσαλονίκης για την παραχώρηση του εργαστηρίου Προπονητικής και Αθλητικής Απόδοσης του Α.Π.Θ. προκειμένου να πραγματοποιηθούν οι μετρήσεις της έρευνάς μου. viii

13 Ευχαριστώ όλα τα άτομα του δείγματος πρώτα απ όλα για την εθελοντική συμμετοχή τους στην έρευνα και για την υπομονή που έδειξαν κατά τη διάρκεια των μετρήσεων. Ευχαριστώ όλους αυτούς που με βοήθησαν με τα διαδικαστικά θέματα, όπως τη Δήμητρα Τυφλού και την Έλσα Αβραμίδου με την εύρεση των συμμετεχόντων με ΠΧΣ, τη Βιοπούλου Έφη για την εύρεση της βιβλιογραφίας την οποία δεν ήμουν σε θέση να βρω από τις διαθέσιμες πηγές του ΑΠΘ, την Πανταζή Ιωάννα για την ψυχολογική υποστήριξη. Τέλος αλλά όχι τελευταίους ήθελα να ευχαριστήσω τους συμφοιτητές μου και φίλους μου Γλυκερία Πατσίκα (με την βοήθεια της οποίας πραγματοποιήθηκαν οι μετρήσεις, αλλά και η τελική μορφή της διατριβής), Ανθή Ξενοφώντος (για την πολύπλευρη βοήθειά της), Θοδωρή Καννά, Σπηλιοπούλου Στέλλα, Κάτη Θανάση, για την βοήθειά τους όλα αυτά τα χρόνια καθώς και για τις άπειρες ώρες που περάσαμε μαζί μέσα και έξω από το εργαστήριο αλλά και για τις αγωνίες και τις χαρές τις οποίες μοιραστήκαμε όλα αυτά τα χρόνια. Την οικογένειά μου δεν έχω ούτε λόγια ούτε τρόπο να την ευχαριστήσω, πέρα από την ολοκλήρωση της παρούσας διατριβής την οποία επιθυμούσαν πιθανότατα περισσότερο και από εμένα. Τους ευχαριστώ για την οικονομική και ψυχολογική και κάθε άλλου είδους στήριξη που μου παρείχαν και μου παρέχουν όλα αυτά τα χρόνια. ix

14 Περιεχόμενα Περίληψη... i Abstract... iv Ευχαριστίες... viii Πίνακας Συντμήσεων... xiii Περιεχόμενα Πινάκων... xiii Περιεχόμενα Εικόνων... xiv Περιεχόμενα Γραφημάτων... xiv 1. Γενική Εισαγωγή Ο πρόσθιος χιαστός σύνδεσμος Αξιολόγηση της δύναμης με την ισοκινητική δυναμομετρία Νευρομυϊκή Κόπωση Ισορροπία Σκοπός της Έρευνας Σημασία της Έρευνας Σχεδιασμός της Έρευνας Ερευνητικές Υποθέσεις Στατιστικές Υποθέσεις Βιβλιογραφία Ανασκόπηση της βιβλιογραφία Ισοκινητική αξιολόγηση μυϊκών ανισορροπιών στο γόνατο, σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ Βιβλιογραφία Ισοκινητική αξιολόγηση και μελέτη των ηλεκτρομυογραφικών χαρακτηριστικών των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών του γονάτου σε συνθήκες κόπωσης Βιβλιογραφία x

15 2.5 Αξιολόγηση των πελματικών πιέσεων κατά την ισορροπία σε υγιή άτομα και σε άτομα που έχουν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ Βιβλιογραφία Ισοκινητική Αξιολόγηση Μυϊκών Ανισορροπιών του Γονάτου σε Υγιείς και σε Άτομα Μετά από Συνδεσμοπλαστική Πρόσθιου Χιαστού Περίληψη Εισαγωγή Μεθοδολογία Δείγμα Όργανα Μέτρησης Διαδικασία Μέτρησης Ισοκινητική Αξιολόγηση Συλλογή και Επεξεργασία των Δεδομένων Στατιστική Ανάλυση Αποτελέσματα Αναλογίες ροπής των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου κατά την ισοκίνηση σε υγιείς και σε ΑμΠΧΣ Συζήτηση Συμπεράσματα Πιθανές Εφαρμογές στην αποκατάσταση Βιβλιογραφία Μυϊκή δύναμη και δραστηριότητα σε συνθήκες κόπωσης μετά από συνδεσμοπλαστική πρόσθιου χιαστού Περίληψη Εισαγωγή Μεθοδολογία Δείγμα Όργανα Μέτρησης Διαδικασία Μέτρησης xi

16 4.3.4 Τοποθέτηση Ηλεκτροδίων Ισοκινητική Αξιολόγηση Ανάλυση Δεδομένων Στατιστική Ανάλυση Αποτελέσματα Αριθμός επαναλήψεων μέχρι το 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής Δείκτης Κόπωσης Πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων μυών του γονάτου Πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων μυών του γονάτου Συζήτηση Συμπέρασμα Βιβλιογραφία Πελματικές πιέσεις κατά την ισορροπία σε υγιή άτομα και σε άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ Περίληψη Εισαγωγή Μεθοδολογία Δείγμα Όργανο Μέτρησης Διαδικασία Μέτρησης Ανάλυση Δεδομένων Στατιστική Ανάλυση Αποτελέσματα Συζήτηση Γενικά Συμπεράσματα Παράρτημα Παράρτημα Γραπτή Συναίνεση Συμμετεχόντων xii

17 Πίνακας Συντμήσεων ΠΧΣ : Πρόσθιος Χιαστός Σύνδεσμος Q : Εκτείνοντες Η : Καμπτήρες Ecc: Έκκεντρη Λειτουργία Con : Σύγκεντρη Λειτουργία ΗΜΓ: Ηλεκτρομυογράφημα COM : Κέντρο Μάζας COP : Κέντρο Πίεσης Περιεχόμενα Πινάκων Πίνακας 1: Εργασίες σχετικά με την ισοκινητική αξιολόγηση των αναλογιών ροπής στο γόνατο σε υγιείς Πίνακας 2: Εργασίες σχετικά με την ισοκινητική αξιολόγηση των αναλογιών ροπής στο γόνατο σε άτομα με πρόβλημα στον ΠΧΣ (τραυματισμό, συνδεσμοπλαστική) Πίνακας 3: Έρευνες οι οποίες μελέτησαν την ισορροπία σε υγιείς και σε άτομα μετά από τραυματισμό και συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ Πίνακας 4: Ανθρωπομετρικά Χαρακτηριστικά Πίνακας 5: Αναλογίες ροπής στις 30 και 45 του γονάτου και η μέγιστη τιμή των αναλογιών στις 3 διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες σε υγιή άτομα Πίνακας 6: Αναλογίες ροπής στις 30 και 45 του γονάτου και η μέγιστη τιμή των αναλογιών στις 3 διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ Πίνακας 7: Το στατιστικό F, οι βαθμοί ελευθερίας (df) και η σημαντικότητα (sig), όπως προκύπτουν από τη στατιστική ανάλυση των παραγόντων γωνιακή ταχύτητα (60,120,180 /s), ομάδα (Υγιείς- ΑμΠΧΣ) και πόδι (Δεξί - Αριστερό) Πίνακας 8: Η αναλογία Η:Q κατά τη μέγιστη ισομετρική προσπάθεια στις 3 γωνίες (0, 45, 90 ) σε υγιείς και στα άτομα που είχαν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ xiii

18 Πίνακας 9: Ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά συμμετεχόντων στην έρευνα Πίνακας 10: Εξαρτημένες και ανεξάρτητες μεταβλητές της έρευνας Πίνακας 11: Αριθμός επαναλήψεων έως ότου να μην είναι δυνατή η παραγωγή ροπής πάνω από το 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής κατά την εκτέλεση των πρωτοκόλλων έκτασης και κάμψης σε υγιείς και σε άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ Πίνακας 12: Δείκτης κόπωσης των μυών του γονάτου κατά τα δύο πρωτόκολλα κόπωσης (έκτασηκάμψη) Πίνακας 13: Εξαρτημένες και ανεξάρτητες μεταβλητές της έρευνας Πίνακας 14: Οι μεταβλητές της ισορροπίας κατά την διποδική στήριξη σε υγιείς και ACLs με μάτια ανοικτά και μάτια κλειστά Πίνακας 15: Οι μεταβλητές της ισορροπίας κατά την μονοποδική στήριξη (αριστερό πόδι) σε υγιείς και ACLs με μάτια ανοικτά και μάτια κλειστά Πίνακας 16: Οι μεταβλητές της ισορροπίας κατά την μονοποδική στήριξη (δεξί πόδι) σε υγιείς και ACLs με μάτια ανοικτά και μάτια κλειστά..143 Περιεχόμενα Εικόνων Εικόνα 1: Ισοκινητικό δυναμόμετρο Cybex Norm (CYBEX Division of Lumex Ronkonkoma, New York) Εικόνα 2: Τοποθέτηση Ηλεκτροδίων στον Έξω Πλατύ μυ σύμφωνα με τις οδηγίες τοποθέτησης του SENIAM (Surface Electromyography for the non-invasive assessment of muscles) Εικόνα 3: Μακρά κεφαλή του δικεφάλου μυός Τα ηλεκτρόδια τοποθετήθηκαν στην μέση απόσταση μεταξύ του ισχιακού κυρτώματος και του έξω μηριαίου κονδύλου. Το ηλεκτρόδιο της γείωσης τοποθετήθηκε στο έξω σφυρό Εικόνα 4: Τοποθέτηση Ηλεκτροδίων Μακρά Κεφαλή του Δικεφάλου Μυός σύμφωνα με τις οδηγίες τοποθέτησης του SENIAM (Surface Electromyography for the non-invasive assessment of muscles) Εικόνα 5: Τοποθέτηση Ηλεκτροδίων στον Ημιτενοντώδη μυ σύμφωνα με τις οδηγίες τοποθέτησης του SENIAM (Surface Electromyography for the non-invasive assessment of muscles) Εικόνα 6: Τοποθέτηση των ηλεκτροδίων πριν το άτομο σταθεροποιηθεί στο δυναμόμετρο Εικόνα 7: Διποδική (Α) και μονοποδική (Β) στάση στήριξης Περιεχόμενα Γραφημάτων Γράφημα 1: Η αναλογία Hecc:Qecc για τις μέγιστες τιμές της ροπής (max) μεταξύ των δύο ποδιών (δεξί- αριστερό) σε υγιείς και σε χειρουργημένους xiv

19 Γράφημα 2: Qecc:Hcon στις 30 σε υγιείς και σε ΑμΠΧΣ για τα δύο πόδια, για το σύνολο των δοκιμασιών, ανεξαρτήτου γωνιακής ταχύτητας Γράφημα 3: Η αναλογία Qecc:Hcon για τις μέγιστες τιμές της ροπής (max) μεταξύ των δύο ποδιών (δεξί- αριστερό) σε υγιείς και σε χειρουργημένους Γράφημα 4: Η ροπή των καμπτήρων μυών του γονάτου πριν και μετά την κόπωση για το σύνολο των συμμετεχόντων Γράφημα 5: Ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα της μακράς κεφαλής του δικεφάλου μυός πριν και μετά την κόπωση Γράφημα 6: Η ροπή των καμπτήρων μυών του γονάτου για τους υγιείς και για τα άτομα τα οποία έχουν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ (ACLs) Γράφημα 7: Η ροπή κάμψης και έκτασης πριν και μετά το αντίστοιχο πρωτόκολλο κόπωσης xv

20 Κεφάλαιο 1 ο Νευρομυϊκά χαρακτηριστικά κατά την ισοκίνηση και την ισορροπία μετά από εγχείρηση πρόσθιου χιαστού συνδέσμου 1

21 1. Γενική Εισαγωγή 1.1 Ο πρόσθιος χιαστός σύνδεσμος Η ρήξη πρόσθιου χιαστού συνδέσμου (ΠΧΣ) αποτελεί μια από τις πιο συχνές αθλητικές κακώσεις (Noyes, Mooar et al. 1983). Αυτό προφανώς οφείλεται στο γεγονός ότι οι αθλητικές κινήσεις εμπεριέχουν υψηλές φορτίσεις και μετατοπίσεις των οστών, οι οποίες υποβάλλουν τους συνδέσμους και τις άλλες δομές των αρθρώσεων σε πολύ υψηλές τάσεις. Οι χιαστοί σύνδεσμοι είναι δύο: ο πρόσθιος και ο οπίσθιος. Οι χιαστοί σύνδεσμοι χρησιμεύουν για την σταθεροποίηση του γονάτου κατά τις στροφικές κινήσεις, με το γόνατο σε κάμψη, θέση στην οποία οι σύνδεσμοι βρίσκονται σε χάλαση. Επίσης οι χιαστοί σύνδεσμοι χρησιμεύουν για την αποφυγή υπερέκτασης της κνήμης. Ο ΠΧΣ 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 (Greenfield et al. 1993). Η πρωταρχική λειτουργία του ΠΧΣ είναι να ελέγξει την ολίσθηση της κνήμης σε σχέση με το μηριαίο οστό. Επίσης ελέγχει την εξωτερική φορά της κνήμης κατά την κάμψη και συνεισφέρει στον έλεγχο της κίνησης του γονάτου (Greenfield et al., 1993). Ο ΠΧΣ έχει σχοινιοειδή μορφή, εκφύεται από τον πρόσθιο μεσογλύνιο 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 (Αμπατζίδης, 1998). 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 (Αμπατζίδης, 1998). Ο ΠΧΣ αποτελείται από δύο μοίρες, μία πρόσθια έσω, λεπτότερη και μια πρόσθια έξω, ογκωδέστερη. Όταν η άρθρωση 2

22 του γονάτου εκτείνεται, η οπίσθια μοίρα είναι σε τάση ενώ η πρόσθια είναι μετρίως χαλαρή (Αμπατζίδης, 1998). Όταν η άρθρωση του γονάτου κάμπτεται, η οπίσθια μοίρα είναι σε σχετική χάλαση και η πρόσθια είναι σε τάση. Στους χιαστούς συνδέσμους οι ίνες έχουν έναν μοναδικό - διαφορετικό τρόπο έκφυσης και κατάφυσης, δεν είναι πάντα παράλληλες και είναι συνήθως ανόμοιου μήκους. Το σημαντικό αυτού του είδους της αρχιτεκτονικής των συνδέσμων είναι πως διαφορετικές ομάδες συσταλτών στοιχείων είναι πιθανό να ενεργούν ταυτόχρονα καθώς το γόνατο κινείται. Υπολογίζεται ότι το 70% των κακώσεων του ΠΧΣ προκαλούνται από μηχανισμούς τραυματισμού χωρίς άμεση επαφή, ενώ το 30% με άμεση επαφή με άλλο αθλητή ή αντικείμενο (Griffin, Agel et al. 2000). Ο μηχανισμός κάκωσης αφορά συνήθως στην επιβράδυνση της ταχύτητας του ατόμου σε συνδυασμό με αλλαγή κατεύθυνσης, στροφής ή ελιγμών, αδέξιων κινήσεων ή παιχνίδι εκτός ελέγχου (Colby, Francisco et al. 2000, Griffin, Agel et al. 2000, Kirkendall and Garrett 2000, Yu, Kirkendall et al. 2002). Μηχανισμό κάκωσης αποτελεί η κίνηση της κάμψης του γονάτου, βλαισότητα και έξω στροφή της κνήμης σε σχέση με το μηριαίο, αλλά και η υπερέκταση του γονάτου. Η κάκωση του ΠΧΣ συχνά συνοδεύεται και από άλλες βλάβες, όπως βλάβη των μηνίσκων σε ποσοστό 42% έως 77%, βλάβη του αρθρικού χόνδρου σε ποσοστό από 20% έως 23%, καθώς και βλάβες των υπόλοιπων συνδέσμων του γονάτου σε ποσοστό το οποίο κυμαίνεται από 15% έως και 80% σύμφωνα με τη βιβλιογραφία (Graf et al., 1993, Johnson et al., 1998). Στη συντηρητική θεραπεία, η φυσικοθεραπεία μπορεί να αποκαταστήσει τη λειτουργικότητα του γονάτου μέχρι στην προ-τραυματισμού κατάσταση και να εκπαιδεύσει τον ασθενή στο πώς να αποτρέψει ενδεχομένως ένα νέο επεισόδιο (Noyes, McGinniss et al. 1985, Buss, Min et al. 1995). Αυτό μπορεί να συμπληρωθεί με τη χρήση ενός αρθρωτού 3

23 κηδεμόνα. Εντούτοις, πολλοί ασθενείς που επιλέγουν τη συντηρητική θεραπεία έχουν πολλές πιθανότητες επαναλαμβανόμενων επεισοδίων αστάθειας. Ο στόχος της χειρουργικής θεραπείας της ρήξης του ΠΧΣ είναι η αναπαραγωγή της λειτουργίας του, η οποία είναι η παρεμπόδιση της πρόσθιας μετακίνησης της κνήμης, η αποκατάσταση της στροφική σταθερότητας του γονάτου και της ιδιοδεκτικότητας (Bach et al., 1994). Ο χρόνος χειρουργείου, η επιλογή μοσχεύματος, η τεχνική, και το πρόγραμμα μετεγχειρητικής αποκατάστασης είναι σημαντικοί παράγοντες όσον αφορά στην επιτυχή έκβαση της πλαστικής του ΠΧΣ (Bach et al., 1994). Ο κατάλληλος χρόνος πραγματοποίησης της πλαστικής του ΠΧΣ είναι πολύ σημαντικός όσον αφορά στην έκβαση της. Η ιδανική χρονική περίοδος για την πραγματοποίηση της συνδεσμοπλαστικής είναι μετά την παρέλευση του πόνου, του οιδήματος και της αποκατάστασης του εύρους κίνησης του γονάτου (σημαντικός προγνωστικός παράγοντας για την έκβαση της πλαστικής του ΠΧΣ) (Bach et al. 1994). Σύμφωνα λοιπόν με τα παραπάνω ο ΠΧΣ είναι βασικός σταθεροποιητής της άρθρωσης του γονάτου και όταν τραυματιστεί μεταβάλλεται η ισορροπία της. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία η χειρουργική αποκατάσταση είναι η καταλληλότερη προσέγγιση με σκοπό να επανέλθει η άρθρωση του γονάτου στο αρχικό της λειτουργικό επίπεδο καθώς η συντηρητική προσέγγιση ενέχει κινδύνους επανατραυματισμού (Noyes, McGinniss et al. 1985, Buss, Min et al. 1995). Οι μέχρι τώρα χειρουργικές τεχνικές συνδεσμοπλαστικής ΠΧ δε φαίνονται να επαναφέρουν από μόνες τους τη σωστή φυσιολογία της κίνησης του γονάτου (Georgoulis, Ristanis et al. 2010). Για τον λόγο αυτό, είναι πολύ σημαντική η αξιολόγηση της κατάστασης της άρθρωσης με σκοπό τη σωστή καθοδήγηση του προγράμματος της μετεγχειρητικής αποκατάστασης και την αποφυγή τραυματισμού εκ νέου. 4

24 1.2 Αξιολόγηση της δύναμης με την ισοκινητική δυναμομετρία Το ισοκινητικό δυναμόμετρο προσφέρει τη δυνατότητα για ακριβή και ασφαλή ποσοτικοποίηση της ροπής των μυών του γονάτου των ατόμων που έχουν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ, όπως επίσης και αυτών που έχουν υποστεί ρήξη ΠΧΣ (Pua, Bryant et al. 2008). Συγκεκριμένα, το δυναμόμετρο επιτρέπει την αξιολόγηση της ροπής της άρθρωσης του γονάτου, τη σύγκριση των αποτελεσμάτων του ίδιου ατόμου σε διαφορετικές χρονικές στιγμές καθώς και τη σύγκριση ανάμεσα σε διαφορετικά άτομα. Η εξέταση σε ισοκινητικό δυναμόμετρο εκτός από το ότι είναι ασφαλής και αξιόπιστη (Kellis and Baltzopoulos 1995), μπορεί να διακοπεί ανά πάσα στιγμή σε περίπτωση ενόχλησης της άρθρωσης ή του εξεταζόμενου και επίσης η δοκιμασία μπορεί να διεξαχθεί ακόμα και σε πολύ αρχικό στάδιο της αποκατάστασης (Ageberg, Zatterstrom et al. 2001, Rebai, Barra et al. 2002, Fitzgerald, Piva et al. 2003). Το ισοκινητικό δυναμόμετρο αξιολογεί τη δύναμη σε συνθήκες σταθερής γωνιακής ταχύτητας και συγκεκριμένα μπορεί να αξιολογήσει τρεις τύπους μυϊκής λειτουργίας, την ισομετρική, τη σύγκεντρη ισοκινητική και την έκκεντρη ισοκινητική λειτουργία. Κατά την ισομετρική λειτουργία το μήκος του μυός παραμένει αμετάβλητο αφού η εφαρμοζόμενη μυική δύναμη είναι ίδια με τη ροπή αντίστασης του δυναμόμετρου (Enoka, 2002). Κατά τη σύγκεντρη ισοκινητική λειτουργία το μήκος του μυός που ενεργοποιείται μειώνεται, ενώ κατά την έκκεντρη ισοκινητική λειτουργία το μήκος του μυός αυξάνεται. Κατά τη διάρκεια των δύο αυτών λειτουργιών, η άρθρωση μετακινείται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα (Enoka 2002). Το ισοκινητικό δυναμόμετρο αποτελεί άσκηση ανοικτής κινητικής αλυσίδας, αφού το ελεύθερο μέλος περιστρέφεται γύρω από την εξεταζόμενη άρθρωση (Fitzgerald 1997). Οι 5

25 ισοκινητικές καμπύλες της ροπής αναφέρονται στη ροπή που παράγεται σύγκεντρα ή έκκεντρα από συγκεκριμένες μυϊκές ομάδες, σε κάθε μοίρα του εύρους κίνησης της άρθρωσης. Το σχήμα μιας τέτοιας καμπύλης μπορεί να δείξει τυχόν παθολογία του γονάτου και να συγκριθεί με το υγιές πόδι (Coombs and Garbutt 2002). Με τη μέθοδο της ισοκινητικής δυναμομετρίας οι ερευνητές κατά καιρούς μελέτησαν διάφορες μεταβλητές της ροπής όπως τη μέγιστη ροπή, τη σχέση γωνίας-ροπής, τη μέση ροπή, καθώς και άλλες. Συγκεκριμένα, με τη χρήση των τεστ ισοκινητικής δυναμομετρίας στο γόνατο μελετήθηκε η μέγιστη ροπή, η οποία είναι η μεγαλύτερη ροπή που αναπτύσσεται κατά τη διάρκεια του ισοκινητικού τεστ (Wrigley and Strauss 2000). Παρά το γεγονός πως ο ορισμός της μέγιστης ροπής είναι προφανής η εγκυρότητά της είναι σχετική. Συγκεκριμένα, η μέγιστη ροπή δεν είναι η μέγιστη μυϊκή δύναμη αλλά αντιπροσωπεύει ένα σημείο κατά τη διάρκεια της δοκιμασίας κατά την οποία ο συνδυασμός των μηκο-δυναμικών παραγόντων και οι μεταβολές του μοχλοβραχίονα, συνδυάζονται με τον καλύτερο δυνατό τρόπο (Baratta, Solomonow et al. 1988). Πολλοί ερευνητές έχουν ασχοληθεί με την μέτρηση της ισοκινητικής ροπής σε συγκεκριμένες γωνίες (Westing, Seger et al. 1988, Li, Maffuli et al. 1996), κατά την οποία η ροπή καταγράφεται σε συγκεκριμένο μήκος του μυός και σε συγκεκριμένες θέσεις του μοχλοβραχίονα, επιτρέποντας έτσι την πραγματοποίηση συγκρίσεων μεταξύ διαφορετικών ατόμων, αλλά και του ίδιου ατόμου που πραγματοποιεί τη μέτρηση. Επειδή οι μετρήσεις της ροπής σε συγκεκριμένες γωνίες αποτελούν στιγμιαίες μετρήσεις έχουν θεωρηθεί όχι και τόσο αξιόπιστες συγκριτικά με τις μετρήσεις της μέγιστης ροπής, ειδικά κατά τις τελευταίες μοίρες της κίνησης (Kannus 1994). Αυτό συμβαίνει λόγω του ότι κατά την εκτέλεση της ελεύθερης ισοκίνησης παρατηρείται στην καμπύλη της ροπής ένα σημείο στο οποίο το δυναμόμετρο επιβραδύνει την υπερβολική ταχύτητα του συστήματος ποδιού-μοχλοβραχίονα (ροπή υπέρβασης, torque overshoot), (Sapega, Nicholas 6

26 et al. 1982). Έτσι λοιπόν παρά τα θεωρητικά πλεονεκτήματα της μέτρησης αυτής, τίθεται θέμα αξιοπιστίας (Pua, Bryant et al. 2008). Επίσης, σύμφωνα με τους παραπάνω συγγραφείς, η χρήση της συγκεκριμένης μεταβλητής δεν έχει αποδειχθεί να είναι η κατάλληλη για να χρησιμοποιηθεί για την αξιολόγηση ασθενών με τραυματισμό στον ΠΧΣ ή μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Σε αντίθεση με τις παραπάνω στιγμιαίες μετρήσεις, μια άλλη μεταβλητή που μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά την ισοκινητική δυναμομετρία είναι η μέτρηση της μέσης ροπής, του μέσου μυϊκού έργου και της μέσης ισχύος. Για να επιτευχθούν τέτοιες έγκυρες μετρήσεις πρέπει να γίνει συλλογή δεδομένων αποκλείοντας τις τιμές κατά την έναρξη και το τέλος της καμπύλης της ροπής με σκοπό να αποφευχθούν τα προβλήματα που δημιουργούνται λόγω της επίδρασης της αδράνειας και της ροπής υπέρβασης (torque overshoot) (Iossifidou and Baltzopoulos 1998). Ένας άλλος τρόπος ανάλυσης της καμπύλης ροπής-χρόνου μιας ισοκινητικής λειτουργίας περιλαμβάνει τη χρήση ανάλυσης συχνοτήτων. Για παράδειγμα οι Tsepis et al (2004) (Tsepis, Giakas et al. 2004) χρησιμοποίησαν αυτό το είδος ανάλυσης για να εξετάσουν τη μορφολογία των καμπύλων ροπής-χρόνου από 30 άνδρες με τραυματισμό στον ΠΧΣ. Συγκεκριμένα, κάθε καμπύλη είχε μετατραπεί σε πεδίο φάσματος συχνοτήτων μέσω Fast Fourier Transformation. Ακολουθώντας αυτόν τον τρόπο ανάλυσης βρέθηκε πως η συχνότητα της ισοκινητικής ροπής του τραυματισμένου ποδιού ήταν υψηλότερη από αυτή του υγιούς ποδιού. Με δεδομένο πως η ομαλότητα της παραγωγής της ροπής συνδέεται με τον έλεγχο της ισχύος, οι συγγραφείς υπέθεσαν ότι οι υψηλότερες ταλαντώσεις που παράγονται από το μυϊκό σύστημα του τραυματισμένου γονάτου ήταν ένδειξη ενός ασταθούς γονάτου. Παρά το γεγονός πως η χρήση της ανάλυσης συχνοτήτων στην ισοκινητική 7

27 δυναμομετρία είναι ακόμα σε αρχικά στάδια, φαίνεται η μέθοδος αυτή να είναι λογική και έγκυρη (Pua, Bryant et al. 2008). Γενικότερα η χρήση του ισοκινητικού δυναμόμετρου επιτρέπει τη σύγκριση μεταξύ μυϊκών ομάδων της μίας ή και των δύο πλευρών του σώματος καθώς και την αξιολόγηση της κατάστασης μιας άρθρωσης αλλά και την εξέλιξη ενός προγράμματος αποκατάστασης ή και προπόνησης (Griffin et al, 1986; Sunnegardh et al, 1988; Backman and Oberg, 1989; Cahalan et al, 1989). Για το λόγο αυτό το ισοκινητικό δυναμόμετρο αποτελεί ένα πολύ χρήσιμο και ασφαλές εργαλείο αξιολόγησης της κατάστασης της άρθρωσης του γονάτου μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Κατά τη διάρκεια της αξιολόγησης συγκρίνονται συνήθως το εγχειρισμένο πόδι με το υγιές καθώς και άτομα τα οποία έχουν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ με υγιή άτομα (Eitzen et al,2010). 1.3 Νευρομυϊκή Κόπωση Η μετεγχειρητική αποκατάσταση και αξιολόγηση του πρόσθιου χιαστού συνδέσμου συνήθως αναφέρεται στη μέγιστη δύναμη των μυών που περιβάλλουν την άρθρωση του γονάτου (Hoffman, Schrader et al. 1999, Georgoulis, Ristanis et al. 2010). Αυτό είναι εύλογο αφού οι μεγάλοι μυς μετά το χειρουργείο εμφανίζουν ατροφία λόγω της αρχικής ακινητοποίησης του ασθενούς (Keays, Bullock-Saxton et al. 2000, Mattacola, Perrin et al. 2002). Όμως, είναι γνωστό, ότι δεν είναι μόνο η ικανότητα παραγωγής δύναμης η οποία επηρεάζεται από τη μυϊκή ατροφία αλλά και η ικανότητα παραγωγής δύναμης στη μονάδα του χρόνου (Tsepis, Giakas et al. 2004, Pua, Bryant et al. 2008, Eitzen, Eitzen et al. 2010). 8

28 Είναι γνωστό εδώ και έναν αιώνα πως φυσιολογικοί παράγοντες μπορούν να επηρεάσουν την εκτέλεση της άσκησης (Asmussen, 1979) και πως τις περισσότερες φορές η κόπωση εμφανίζεται όταν ο ασκούμενος δεν μπορεί να συνεχίσει να ασκεί την απαιτούμενη δύναμη για την εκτέλεση της άσκησης. H κόπωση είναι ένα πολύπλοκο φαινόμενο και χαρακτηρίζεται από τη μείωση της μυϊκής δύναμης (Taylor, Butler et al. 2000). Αντιπροσωπεύει τη μείωση της ικανότητας του μυός να παραχθεί η δύναμη και συνοδεύεται από τη μείωση της μέγιστης δύναμης που έχει σαν αποτέλεσμα την πτώση στην απόδοση (Taylor, Butler et al. 2000). Πολλοί ερευνητές ορίζουν την κόπωση σαν «την αποτυχία του οργανισμού να διατηρήσει την απαραίτητη και απαιτούμενη δύναμη» (Edwards 1981), άλλοι ερευνητές σαν «την προσωρινή μείωση της ικανότητας απόδοσης» (Zintl, 1993) και άλλοι σαν «την ανικανότητα διατήρησης του ίδιου παραγόμενου έργου» (Nielsen, Hyldig et al. 2001). Σύμφωνα με τον Walsh (Walsh 2000), η κόπωση καθορίζεται από τη μείωση της μέγιστης εκούσιας προσπάθειας. Η μυϊκή κόπωση μπορεί να προκληθεί από ένα μεγάλο αριθμό διαφορετικών μηχανισμών που έχουν σαν αποτέλεσμα την έντονη μείωση στην ικανότητα δραστηριοποίησης των κινητικών μονάδων. Ανάλογα με το είδος, την ταχύτητα και τη διάρκεια της συστολής μεταβάλλεται ο ρόλος των μηχανισμών εκείνων που επιφέρουν την κόπωση (Enoka 1995). Η κόπωση των μυών μπορεί να χαρακτηριστεί σαν ένα φαινόμενο που οφείλεται σε πολλούς παράγοντες. Μπορεί να προκληθεί από τη μεταβολή πολλών διαφορετικών φυσιολογικών διαδικασιών, συμπεριλαμβάνοντας τόσο αυτές του κεντρικού νευρικού συστήματος (κεντρική κόπωση), όσο και του περιφερικού μυϊκού συστήματος (περιφερική κόπωση) (Enoka 1995). Η κεντρική κόπωση αναφέρεται στη διαδικασία κατά την οποία κατά τη διάρκεια εκτεταμένης μυϊκής δραστηριότητας η μείωση της ενεργοποίησης των κινητικών 9

29 νευρώνων συμβάλλει σημαντικά στη μείωση της απόδοσης (Gandevia, Allen et al. 1995, Gandevia, Allen et al. 1996). Οι περιφερικοί μηχανισμοί της κόπωσης έχουν μελετηθεί αρκετά καλά και περιλαμβάνουν ειδικές βλάβες στη νευρομυϊκή μεταβίβαση και τη μετάδοση των ώσεων καθώς επίσης και δυσλειτουργίες στο σαρκοπλασματικό δίκτυο κατά τη δέσμευση και αποδέσμευση ασβεστίου, που παρεμποδίζουν την προμήθεια ενέργειας και την πραγματοποίηση της μυϊκής συστολής (Green 1987, Enoka and Stuart 1992). Οι αιτίες της κόπωσης είναι αρκετές και προκύπτουν από βλάβη σε οποιοδήποτε μέρος κατά μήκος των αλυσίδων μυοσίνης και ακτίνης της μυϊκής ίνας (Green 1987, Enoka and Stuart 1992). Σε μυϊκές συστολές που έχουν ένταση μεγαλύτερη από 15% της μέγιστης βουλητικής συστολής παρατηρείται επιβράδυνση της ροής αίματος. Σε προσπάθειες που έχουν ένταση μεγαλύτερη από 60%-70% της μέγιστης δύναμης η ροή αίματος στους ιστούς σταματάει τελείως και η μυϊκή αντοχή μειώνεται αισθητά (Simon and Lind, 1971). Σε περιφερικό επίπεδο, η αδυναμία να παραχθεί υψηλής συχνότητας επαναλαμβανόμενο κινητικό δυναμικό, το οποίο απαιτείται για τη δημιουργία μέγιστης δύναμης από τις μυϊκές ίνες, ίσως οφείλεται στην αποτυχία στη διέγερση ή στην αποτυχία να μεταφραστούν καλά τα νευρομυϊκά σήματα στο εσωτερικό περιβάλλον των ινών. Αυτό το είδος κόπωσης συχνά αναφέρεται σαν υψηλής συχνότητας κόπωση «high-frequency fatigue» (Fitts 1994) και συνήθως επέρχεται λόγω της αδυναμίας του οργανισμού να ανανεώσει το νάτριο και το κάλιο πριν την επόμενη νευρική ώση (Clausen and Nielsen 1994). Σαν αποτέλεσμα μεγάλες ποσότητες καλίου εξέρχονται από το κύτταρο με συνέπεια να μειώνεται η ευαισθησία των κυτταρικών μεμβρανών (Lindinger, McKelvie et al. 1995). Το πρόβλημα οφείλεται σε μια μη επιθυμητή χαμηλή δραστηριότητα του νατρίου και του καλίου και 10

30 επομένως σε ανεπαρκή ενέργεια για γρήγορη αναδημιουργία νατρίου και καλίου στην κυτταρική μεμβράνη (Clausen and Nielsen 1994). Τα προβλήματα στην ευαισθησία της κυτταρικής μεμβράνης κατά τη διάρκεια άσκησης υψηλής έντασης, έχουν παρατηρηθεί μέσω ηλεκτρομυογραφικής (ΗΜΓ) δραστηριότητας. Μείωση στο ΗΜΓ συχνά εμφανίζεται όπου υπάρχουν επαναλαμβανόμενες συσπάσεις υψηλής έντασης (Enoka and Stuart 1992). Η ποσοτικοποίηση της περιφερικής κόπωσης κατά τη διάρκεια της σύσπασης έχει μελετηθεί και αυτή κυρίως με ΗΜΓ. Η μέση και διάμεση συχνότητα του ΗΜΓ μειώνονται κατά τη μέγιστη βουλητική σύσπαση (Moritani 1986). Έρευνες έχουν δείξει πως η ταχύτητα αγωγιμότητας των νευρικών ινών μειώνεται κατά τη διάρκεια μέγιστων προσπαθειών, πράγμα το οποίο συμβάλλει στην πτώση της συχνότητας διέγερσης των μυϊκών ινών (Stegeman and Linssen, 1992). Η μείωση της ταχύτητας αγωγιμότητας έχει σαν αποτέλεσμα τη συσσώρευση μεταβολικών προϊόντων (De Luca 1984, Masuda, Masuda et al. 1999) τα οποία μπορούν να αποτελέσουν μέσο ποσοτικοποίησης της περιφερικής κόπωσης. Από έρευνες των Ikai and Fukunaga (1970) βρέθηκε πως η σχετική συμβολή του περιφερειακού παράγοντα είναι μεγαλύτερη από τη συμβολή του κεντρικού παράγοντα στη γένεση της κόπωσης. Ο περιφερικός κάματος οφείλεται στη μειωμένη ροή αίματος, που έχει σαν αποτέλεσμα την περιορισμένη μεταφορά οξυγόνου στους ιστούς (Kaijer, 1973). Επίσης από έρευνες έχει φανεί πως η κόπωση (Madigan and Pidcoe 2003, Chappell, Herman et al. 2005, McLean, Fellin et al. 2007) αποτελεί παράγοντα κινδύνου για τραυματισμό του ΠΧΣ αφού επηρεάζει το χρόνο αντίδρασης (Hakkinen and Komi 1986), τη σωστή λήψη αποφάσεων (Gandevia 2001, Miura, Ishibashi et al. 2004, Lorist, Boksem et al. 2005), τους βιομηχανικούς και τους νευρομυϊκούς παράγοντες (Rozzi, Lephart et al. 1999, Christina, White et al. 2001), τα κινηματικά χαρακτηριστικά του αθλητή κατά την εκτέλεση μιας 11

31 αθλητικής κίνησης (Besier, Lloyd et al. 2001, Chappell, Herman et al. 2005, McLean, Fellin et al. 2007) το συντονισμό, τον κινητικό έλεγχο (Sparto, Parniarpour et al. 1997) και την ικανότητα παραγωγής μυϊκής δύναμης (Nicol, Komi et al. 1991). Οι αθλητές που έχουν καλύτερη φυσική κατάσταση, συγκρινόμενοι με αυτούς που είναι λιγότερο προπονημένοι, έχουν πολύ καλύτερο νευρομυϊκό έλεγχο και κινδυνεύουν λιγότερο κατά τα τελευταία λεπτά της διάρκειας ενός αγώνα. Ο καλός νευρομυϊκός έλεγχος βοηθά στην καλύτερη απορρόφηση ενέργειας, αφήνοντας έτσι μικρότερη ενέργεια να απορροφηθεί από τα «υλικά» της άρθρωσης όπως οι σύνδεσμοι (Ryder, Johnson et al. 1997). Από έρευνες έχει φανεί πως κατά τη εκτέλεση σταματήματος μετά από άλμα υπό συνθήκες κόπωσης, μειώνεται η γωνία κάμψης του γονάτου (Chappell, Herman et al. 2005). Κατά την προσγείωση έχει βρεθεί πως η κόπωση επηρεάζει τα χαρακτηριστικά των κάτω άκρων και μάλιστα εξαρτάται από τη μυϊκή ομάδα στην οποία έχει επέλθει η κόπωση (Kellis and Kouvelioti 2009), ενώ κατά το τρέξιμο έχει βρεθεί πως με την κόπωση μεταβάλλεται η ισορροπία των μυών του γονάτου με αποτέλεσμα την αυξημένη πιθανότητα τραυματισμού των δρομέων (Kellis, Zafeiridis et al. 2011). Συνοψίζοντας, οι μελέτες έχουν δείξει ότι η κόπωση, όχι μόνο μειώνει την ικανότητα παραγωγής δύναμης, αλλά έχει επιπτώσεις και στο συντονισμό της κίνησης (Sparto, Parniarpour et al. 1997), στην ακρίβεια ελέγχου της κίνησης (Parnianpour, Sparto et al. 1997) και το χρόνο αντίδρασης (Hakkinen and Komi 1986). Αυτό είναι σημαντικό στην πρόληψη των τραυματισμών, επειδή οι μύες διαδραματίζουν πολλαπλό ρόλο στην προστασία του σώματος από τραυματισμούς (Radin 1986). Οποιαδήποτε αλλαγή στην απόδοση των μυών που προκαλείται από την κόπωση μπορεί να αποτρέψει τη δυνατότητά του οργανισμού να προστατεύσει το σώμα από τον τραυματισμό. 12

32 1.4 Ισορροπία Ο τραυματισμός του ΠΧΣ τυπικά οδηγεί σε συνδεσμοπλαστική χειρουργική αποκατάσταση με σκοπό να επανέλθει η μηχανική σταθερότητα του γονάτου και να επανέλθει στα αρχικά λειτουργικά επίπεδα ο αθλητής, συμπεριλαμβανομένης και της συμμετοχής σε αθλητικές δραστηριότητες (Howels et al., 2011). Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει πως η χειρουργική αποκατάσταση βοηθάει αποτελεσματικά στην επαναφορά της ισορροπίας και της κινητικότητας της άρθρωσης (Ahmed et al., 2011). Αυτό όμως που δεν είναι κοινώς αποδεκτό είναι η επαναφορά της αισθητικής λειτουργίας της άρθρωσης (Beard et al., 1995). Σύμφωνα με τη Horak (Horak 1987), η ισορροπία αναφέρεται στην ικανότητα διατήρησης της κάθετης προβολής του κέντρου βάρους του σώματος μέσα στα όρια της βάσης στήριξης, είτε αυτή παραμένει σταθερή (στατική) στο χώρο, είτε μετακινείται (δυναμική), όταν το σώμα δέχεται εσωτερικά ή εξωτερικά αποσταθεροποιητικά ερεθίσματα. Η ισορροπία ελέγχεται από την αισθητηριακή οδό, από το κεντρικό νευρικό σύστημα και από τις νευρομυϊκές αποκρίσεις (Lysholm, Ledin et al. 1998). Το αισθητήριο σύστημα λαμβάνει πληροφορίες από τρία διαφορετικά συστήματα, το οπτικό, το αιθουσαίο και το σωματοαισθητηριακό (Lysholm, Ledin et al. 1998). Την στιγμή που διαταράσσεται η ισορροπία απαιτείται η ενεργοποίηση του νευρομυϊκού συστήματος και η εφαρμογή μυϊκής δύναμης έτσι ώστε να επανέλθει το κέντρο μάζας σώματος (ΚΜΣ) εντός της επιφάνειας στήριξης, (Lysholm, Ledin et al. 1998). Για να μελετηθεί η ανθρώπινη στάση έχουν χρησιμοποιηθεί διάφορες μέθοδοι οι οποίες εντάσσονται σε τρεις βασικές κατηγορίες οι που μελετούν την μετατόπιση του σώματος κατά την όρθια στάση, τη μυϊκή δραστηριότητα με σκοπό τη διατήρηση της όρθιας 13

33 θέσης και τη μέτρηση της κίνησης και των προτύπων κίνησης του κέντρου μάζας (ΚΜ) ή του κέντρου πίεσης (ΚΠ) (Balasubramaniam 2004). Μέχρι σήμερα έχουν χρησιμοποιηθεί πολλές διαφορετικές μέθοδοι για τον προσδιορισμό της σταθερότητας της θέσης του σώματος. Μια συνηθισμένη μέθοδος η οποία χρησιμοποιείται συχνά για την αξιολόγηση της ισορροπίας είναι αυτή της καταγραφής του ΚΠ, το οποίο ορίζεται ως το σημείο εφαρμογής της συνισταμένης όλων των κάθετων δυνάμεων αντίδρασης στο πέλμα. Με απλά λόγια, το ΚΠ μπορεί να καθοριστεί σαν τη θέση στην οποία θα εφαρμοζόταν η συνολική πίεση του σώματος (στα πέλματα των ποδιών), αν αυτή ήταν συγκεντρωμένη σε ένα σημείο. Το ΚΠ βέβαια δεν αντιπροσωπεύει την καθαρή μετατόπιση του σώματος αλλά τη δυνατότητα του κινητικού συστήματος να μετατοπίσει το ΚΠ. Το ΚΜ είναι ένα σημείο ανάλογο της συνολικής μάζας του σώματος στο συνολικό σύστημα αναφοράς και έχει βρεθεί πως βρίσκεται συνήθως στο επίπεδο του ιερού οστού σε σπονδυλικό επίπεδο, στη φυσιολογική όρθια θέση (Gard et al., 2004). Επίσης για την αξιολόγηση της ισορροπίας χρησιμοποιούνται μεταβλητές όπως η συνολική απόσταση μετακίνησης του ΚΠ κατά τη διάρκεια της δοκιμασίας ισορροπίας (sway distance), η ταχύτητα του ΚΠ και η επιφάνεια η οποία διατρέχεται από το ΚΠ στην πλατφόρμα. Η ιδιοδεκτικότητα και η κιναισθησία είναι ιδιότητες που βοηθούν στον έλεγχο του φυσιολογικού εύρους κίνησης, της θέσης άρθρωσης, της διάτασης των μυών και των συνδέσμων (Hertel, Williams et al. 2006). Ο τραυματισμός του ΠΧΣ είναι πιθανό να οδηγήσει στην απώλεια της ισορροπίας (Torg, Conrad et al. 1976). Οποιαδήποτε βλάβη σε ένα από τα συστήματα ελέγχου της κίνησης, όπως η ιδιοδεκτικότητα, είναι πιθανό να οδηγήσει σε μεταβολή της ταλάντωσης του ΚΜ και τελικά στη μεταβολή της ισορροπίας του σώματος (O'Connell, George et al. 1998). Έρευνες έχουν δείξει μείωση της ιδιοδεκτικής ικανότητας σε άτομα μετά από εγχείρηση ΠΧΣ και αυτό διότι ο ΠΧΣ διαθέτει ένα σύστημα μηχανοϋποδοχέων το οποίο έχει την ικανότητα να ανταποκρίνεται στην τάση του τένοντα 14

34 (Friden, Roberts et al. 2001). Μετά από μια εγχείρηση ΠΧΣ όχι μόνο δε βελτιώνεται το ήδη χαμένο σύστημα των μηχανοϋποδοχέων, αλλά αντίθετα δημιουργούνται και επιπλέον προβλήματα, με αποτέλεσμα να μην μπορεί ο ασθενής να εκτελέσει τις αθλητικές δραστηριότητες με αποτελεσματικότητα. Για το λόγο αυτό έχει γίνει μια σειρά από εργασίες οι οποίες εξέτασαν την ισορροπία μετά από τραυματισμό ΠΧΣ (Ageberg, Roberts et al. 2004, Tookuni, Bolliger Neto et al. 2005, Negahban, Hadian et al. 2009), αλλά και μετά από εγχείρηση ΠΧΣ (Lephart, Perrin et al. 1992, Hoffman, Schrader et al. 1999, Denti, Randelli et al. 2000, Henriksson, Ledin et al. 2001). Η σωστή αποκατάσταση μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη νευρομυϊκή λειτουργία όπως έδειξαν θεραπευτικές παρεμβάσεις που έγιναν 2 χρόνια (Kvist 2004, Risberg 2004) ή και 5 χρόνια (Myklebust, Engebretsen et al. 2003, Ageberg, Pettersson et al. 2007) μετά τον τραυματισμό και την παρέμβαση. Έτσι λοιπόν η προπόνηση της ισορροπίας και η αξιολόγησή της μπορεί να δώσει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση της άρθρωσης και των μυών που την περιβάλλουν. Μια σειρά από εργασίες έχουν ασχοληθεί με τη μεταβολή της ικανότητας της ισορροπίας στο ένα πόδι μετά από ολική (Ageberg, Zatterstrom et al. 2001), χρόνια (Gauffin, Pettersson et al. 1990), (Lysholm, Ledin et al. 1998), (Zatterstrom, Friden et al. 1994) ρήξη ΠΧΣ αλλά και μετά από εγχείρηση ΠΧΣ (Denti, Randelli et al. 2000), (Henriksson, Ledin et al. 2001) (Hoffman, Schrader et al. 1999), (Shiraishi, Mizuta et al. 1996). Τα αποτελέσματα των εργασιών αυτών δε συμφωνούν απόλυτα αφού το πρωτόκολλο μέτρησης, το επίπεδο της φυσικής κατάστασης των συμμετεχόντων (επαγγελματίες αθλητές, μη αθλητές, ερασιτέχνες), το είδος του τραυματισμού του ΠΧΣ και άλλες μεταβλητές δεν ήταν ίδιες για όλες τις εργασίες. Συνεπώς θα ήταν χρήσιμη η περεταίρω μελέτη της ισορροπίας με σκοπό τη διεξαγωγή ομαδοποιημένων έγκυρων και αξιόπιστων συμπερασμάτων σχετικά με τις μεταβλητές της 15

35 ισορροπίας κατά τη μονοποδική και διποδική στήριξη, τη λειτουργικότητα και την αισθητικότητα της άρθρωσης, αλλά και το ρόλο της οπτικής ανατροφοδότησης μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. 1.5 Σκοπός της Έρευνας Ο σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής ήταν η σύγκριση μεταξύ ατόμων με ΠΧΣ και υγιών ατόμων σχετικά με : 1) την αναλογία ισοκινητικής ροπής εκτεινόντων καμπτήρων μυών του γονάτου 2) τη μυϊκή ενεργοποίηση γύρω από την άρθρωση του γονάτου σε συνθήκες κόπωσης 3) την στατική ισορροπία κατά τη μονοποδική και διποδική στήριξη. 1.6 Σημασία της Έρευνας Ο ΠΧΣ είναι βασικός σταθεροποιητής της άρθρωσης του γονάτου και διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ισορροπία. Η ρήξη του ΠΧΣ είναι ένας πολύ κοινός τραυματισμός σε αθλητές, ο οποίος συνήθως χρίζει χειρουργικής επέμβασης. Η μελέτη των νευρομυϊκών χαρακτηριστικών κατά την ισοκίνηση σε άτομα με πρόσθιο χιαστό μπορεί να δώσει μια πλήρη εικόνα της λειτουργίας - ενεργοποίησης των μυών του γονάτου και των δυνάμεων που παράγονται γύρω από αυτό. Η γνώση αυτή θα δώσει καινούριες και σημαντικές πληροφορίες τόσο για τα υγιή άτομα (βελτίωση προπονητικών προγραμμάτων) όσο και σε άτομα με τραυματισμούς στην άρθρωση του γονάτου όπως π.χ. εγχείρηση στον πρόσθιο χιαστό (έλεγχος ανισορροπιών μετά από εγχείρηση και δημιουργία σωστών προγραμμάτων 16

36 αποκατάστασης). Επίσης, οι πληροφορίες αυτές θα είναι σημαντικές και χρήσιμες τόσο για τα άτομα τα οποία θα επιθυμούν να επιστρέψουν μετά από τον τραυματισμό σε αγωνιστικές συνθήκες (συνθήκες κόπωσης και αυξημένης επιβάρυνσης), όσο και σε άτομα τα οποία επιθυμούν απλά να επανέλθουν στα αρχικά επίπεδα φυσικής δραστηριότητας (βάδιση, ισορροπία κ.α.). 1.7 Σχεδιασμός της Έρευνας Η διδακτορική διατριβή επικεντρώνεται στη διεξαγωγή τριών συναφών ερευνητικών εργασιών για την πληρέστερη κατανόηση της κατάστασης των νευρομυϊκών χαρακτηριστικών του γονάτου πριν και μετά από συνδεσμοπλαστική του ΠΧΣ. Η 1 η ερευνητική εργασία περιλαμβάνει τη σύγκριση των αναλογιών της ροπής των μυών του γονάτου ανάμεσα σε υγιείς και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Η 2 η ερευνητική εργασία περιλαμβάνει τη σύγκριση της μυϊκής δραστηριότητας κατά την ισοκινητική κόπωση των μυών του γονάτου μεταξύ των δύο ομάδων. Η 3 η ερευνητική εργασία περιλαμβάνει τη σύγκριση των πελματικών πιέσεων στο ένα και στα δύο πόδια μεταξύ των δύο υπό εξέταση ομάδων. 1.8 Ερευνητικές Υποθέσεις Η γενική ερευνητική υπόθεση σχετικά με τον 1 ο επιμέρους σκοπό της έρευνας είναι πως οι υγιείς θα εμφανίσουν ιδανικότερες αναλογίες ροπής των μυών του γονάτου σε σχέση με τις αναλογίες των ατόμων που έχουν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Τα άτομα με 17

37 συνδεσμοπλαστική του ΠΧΣ θα εμφανίσουν ιδανικότερες αναλογίες στο υγιές πόδι σε σχέση με το εγχειρισμένο πόδι. Η γενική ερευνητική υπόθεση σχετικά με τον 2 ο επιμέρους σκοπό της έρευνας είναι πως τα άτομα της ομάδας με συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ θα εμφανίσουν μικρότερη αντίσταση στην κόπωση στο εγχειρισμένο πόδι σε σχέση με το υγιές. Οι υγιείς θα εμφανίσουν μεγαλύτερη αντίσταση στην κόπωση σε σχέση με τους ασθενείς. Επίσης, και στις δύο ομάδες η ΗΜΓ δραστηριότητα των αγωνιστών μυών του γονάτου θα αυξηθεί κατά τη διάρκεια των πρώτων επαναλήψεων (15-20), ενώ το ΗΜΓ των ανταγωνιστών μυών δεν θα μεταβληθεί σημαντικά. Η γενική ερευνητική υπόθεση της 3 ης έρευνας είναι πως τα άτομα με συνδεσμοπλαστική του ΠΧΣ θα εμφανίσουν μεγαλύτερη ανισορροπία κατά τη μονοποδική στήριξη σε σχέση με τους υγιείς. 1.9 Στατιστικές Υποθέσεις Οι στατιστικές υποθέσεις σχετικά με τον 1 ο σκοπό της έρευνας ήταν οι εξής: Μηδενική υπόθεση: Η μέγιστη ισομετρική ροπή των εκτεινόντων μυών του γονάτου θα είναι ίδια σε κάθε γωνία κάμψης του γονάτου μεταξύ των δύο ποδιών των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η μέγιστη ισομετρική ροπή των εκτεινόντων μυών του γονάτου θα διαφέρει σε κάθε γωνία κάμψης του γονάτου μεταξύ των δύο ποδιών των δύο ομάδων. 18

38 Μηδενική υπόθεση: Η μέγιστη ισομετρική ροπή των καμπτήρων μυών του γονάτου θα είναι ίδια σε κάθε γωνία κάμψης του γονάτου μεταξύ των δύο ποδιών των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η μέγιστη ισομετρική ροπή των καμπτήρων μυών του γονάτου θα διαφέρει σε κάθε γωνία κάμψης του γονάτου μεταξύ των δύο ποδιών των δύο ομάδων. Μηδενική υπόθεση: Η αναλογία ροπής Hcon/Qcon στις 30 κάμψης του γονάτου θα είναι ίδια κατά την ισοκίνηση στις 3 διαφορετικές ισοκινητικές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s) και για τα δύο πόδια και των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η αναλογία ροπής Hcon/Qcon στις 30 κάμψης του γονάτου θα διαφέρει κατά την ισοκίνηση στις 3 διαφορετικές ισοκινητικές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s) και για τα δύο πόδια και των δύο ομάδων. Μηδενική υπόθεση: Η αναλογία ροπής Qcon/Hcon στις 30 κάμψης του γονάτου θα είναι ίδια κατά την ισοκίνηση στις 3 διαφορετικές ισοκινητικές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s) και για τα δύο πόδια και των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η αναλογία ροπής Qcon /Hcon στις 30 κάμψης του γονάτου θα διαφέρει κατά την ισοκίνηση στις 3 διαφορετικές ισοκινητικές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s) και για τα δύο πόδια και των δύο ομάδων. Μηδενική υπόθεση: Η αναλογία ροπής Qecc/Hcon στις 30 κάμψης του γονάτου θα είναι ίδια κατά την ισοκίνηση στις 3 διαφορετικές ισοκινητικές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s) και για τα δύο πόδια και των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η αναλογία ροπής Qecc/Hcon στις 30 κάμψης του γονάτου θα διαφέρει κατά την ισοκίνηση στις 3 διαφορετικές ισοκινητικές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s) και για τα δύο πόδια και των δύο ομάδων. 19

39 Μηδενική υπόθεση: Η αναλογία ροπής Hecc/Qcon στις 30 κάμψης του γονάτου θα είναι ίδια κατά την ισοκίνηση στις 3 διαφορετικές ισοκινητικές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s) και για τα δύο πόδια και των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η αναλογία ροπής Hecc/Qcon στις 30 κάμψης του γονάτου θα διαφέρει κατά την ισοκίνηση στις 3 διαφορετικές ισοκινητικές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s) και για τα δύο πόδια και των δύο ομάδων. Οι ίδιες μηδενικές και εναλλακτικές υποθέσεις διατυπώθηκαν και για τις γωνίες των 45 και για την μέγιστη κάμψη του γονάτου. Οι στατιστικές υποθέσεις σχετικά με τον 2 ο σκοπό της έρευνας ήταν οι εξής: Μηδενική υπόθεση: Ο αριθμός των μέγιστων ισομετρικών κάμψεων του γονάτου που θα χρειαστεί έως ότου να μειωθεί η ροπή στο 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής των καμπτήρων μυών του γονάτου, θα είναι ίδιος για τα δύο πόδια μεταξύ των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Ο αριθμός των μέγιστων ισομετρικών εκτάσεων του γονάτου που θα χρειαστεί έως ότου να μειωθεί η ροπή στο 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής των εκτεινόντων μυών του γονάτου, θα διαφέρει για τα δύο πόδια μεταξύ των δύο ομάδων. Μηδενική υπόθεση: Η ΗΜΓ δραστηριότητα των εκτεινόντων μυών του γονάτου στη μονάδα του χρόνου θα είναι ίδια για τα δύο πόδια μεταξύ των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η ΗΜΓ δραστηριότητα των καμπτήρων μυών του γονάτου στη μονάδα του χρόνου θα διαφέρει για τα δύο πόδια μεταξύ των δύο ομάδων. 20

40 Οι στατιστικές υποθέσεις σχετικά με τον 3 ο σκοπό της έρευνας ή οι εξής: Μηδενική υπόθεση: Η μετατόπιση του κέντρου πίεσης στον προσθοπίσθιο και στον πλάγιο άξονα σε όλες τις θέσεις θα είναι ίδια μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η μετατόπιση του κέντρου πίεσης στον προσθοπίσθιο και στον επιμήκη άξονα σε όλες τις θέσεις θα διαφέρει μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. Μηδενική υπόθεση: Το εμβαδό επιφανείας του κέντρου πίεσης θα είναι ίδιο μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Το εμβαδό επιφανείας του κέντρου πίεσης θα διαφέρει μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. Μηδενική υπόθεση: Η κατανομή πιέσεων βάρους στα δύο πόδια, για την όρθια θέση θα είναι ίδια μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η κατανομή πιέσεων βάρους στα δύο πόδια, για την όρθια θέση διαφέρει μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. Μηδενική υπόθεση: Η ταχύτητα μετατόπισης του κέντρου πίεσης θα είναι ίδια μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Η ταχύτητα μετατόπισης του κέντρου πίεσης θα διαφέρουν μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. Μηδενική υπόθεση: Οι πιέσεις ανά περιοχή του πέλματος θα είναι ίδιες μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. Εναλλακτική υπόθεση: Οι πιέσεις ανά περιοχή του πέλματος θα διαφέρουν μεταξύ των δύο ποδιών και των δύο ομάδων. 21

41 Οι ίδιες μηδενικές και εναλλακτικές υποθέσεις διατυπώθηκαν για την εκτέλεση του ίδιου πρωτοκόλλου μέτρησης με τα μάτια κλειστά. 22

42 1.10 Βιβλιογραφία Ageberg, E., D. Roberts, E. Holmstrom and T. Friden (2004). "The effect of short-duration sub-maximal cycling on balance in single-limb stance in patients with anterior cruciate ligament injury: a cross-stional study." BMC Musculoskelet Disord 5: 44. Ageberg, E., R. Zatterstrom, U. Moritz and T. Friden (2001). "Influence of supervised and nonsupervised training on postural control after an acute anterior cruciate ligament rupture: a three-year longitudinal prospective study." Journal of Orthopaedics and Sports Physical Therapy 31(11): Asmussen, E. (1979). "Muscle fatigue." Med Sci Sports 11(4): Bach, B. R., Jr., G. T. Jones, F. A. Sweet and C. A. Hager (1994). "Arthroscopy-assisted anterior cruciate ligament reconstruction using patellar tendon substitution. Two- to four-year follow-up results." Am J Sports Med 22(6): Balasubramaniam, R., Wing, A.M. & Daffertshofer, A. (2004). " Keeping with the beat: movement trajectories contribute to movement timing." Experimental Brain Research 159: Baratta, R., M. Solomonow, B. Zhou, D. Letson, R. Chuinard and R. D'Ambrosia (1988). "The role of antagonistic musculature in maintaining knee stability." American Journal of Sports Medicine 16(2): Besier, T. F., D. G. Lloyd, T. R. Ackland and J. L. Cochrane (2001). "Anticipatory effects on knee joint loading during running and cutting maneuvers." Med Sci Sports Exerc 33(7): Buss, D. D., R. Min, M. Skyhar, B. Galinat, R. F. Warren and T. L. Wickiewicz (1995). "Nonoperative treatment of acute anterior cruciate ligament injuries in a selected group of patients." Am J Sports Med 23(2): Chappell, J. D., D. C. Herman, B. S. Knight, D. T. Kirkendall, W. E. Garrett and B. Yu (2005). "Effect of fatigue on knee kinetics and kinematics in stop-jump tasks." American Journal of Sports Medicine 33(7): Christina, K. A., S. C. White and L. A. Gilchrist (2001). "Effect of localized muscle fatigue on vertical ground reaction forces and ankle joint motion during running." Human Movement Science 20(3): Clausen, T. and O. B. Nielsen (1994). "The Na+,K(+)-pump and muscle contractility." Acta Physiol Scand 152(4):

43 Colby, S., A. Francisco, B. Yu, D. Kirkendall, M. Finch and W. Garrett, Jr. (2000). "Electromyographic and kinematic analysis of cutting maneuvers. Implications for anterior cruciate ligament injury." American Journal of Sports Medicine 28(2): Coombs, R. and G. Garbutt (2002). "Developments in the Use of the Hamstring/Quadriceps Ratio for the Assessment of Muscle Balance." J Sports Sci Med 1(3): De Luca, C. (1984). "Myoelectric manifestations of localised muscular fatigue in humans." Critical Reviews in Biomedical Engineering 11: Denti, M., P. Randelli, D. Lo Vetere, M. Moioli, I. Bagnoli and P. W. Cawley (2000). "Motor control performance in the lower extremity: normals vs. anterior cruciate ligament reconstructed knees 5-8 years from the index surgery." Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 8(5): Edwards, R. H. (1981). "Human muscle function and fatigue." Ciba Found Symp 82: Eitzen, I., T. J. Eitzen, I. Holm, L. Snyder-Mackler and M. A. Risberg (2010). "Anterior cruciate ligament-deficient potential copers and noncopers reveal different isokinetic quadriceps strength profiles in the early stage after injury." Am J Sports Med 38(3): Enoka, R. (1995). "Mechanisms of muscle fatigue: central factors and task dependency." Journal of Electromyography and Kinesiology 5: Enoka, R. M. (2002). "Neuromechanics of human movement." Human Kinetics. Enoka, R. M. and D. G. Stuart (1992). "Neurobiology of muscle fatigue." Journal of Applied Physiology 72: Fitts, R. H. (1994). "Cellular mechanisms of muscle fatigue." Physiol Rev 74(1): Fitzgerald, G. K. (1997). "Open versus closed kinetic chain exercise: issues in rehabilitation after anterior cruciate ligament reconstructive surgery." Phys Ther 77(12): Fitzgerald, G. K., S. R. Piva and J. J. Irrgang (2003). "A modified neuromuscular electrical stimulation protocol for quadriceps strength training following anterior cruciate ligament reconstruction." J Orthop Sports Phys Ther 33(9): Friden, T., D. Roberts, E. Ageberg, M. Walden and R. Zatterstrom (2001). "Review of knee proprioception and the relation to extremity function after an anterior cruciate ligament rupture." Journal of Orthopaedics and Sports Physical Therapy 31(10): Gandevia, S. C. (2001). "Spinal and supraspinal factors in human muscle fatigue." Physiol Rev 81(4):

44 Gandevia, S. C., G. M. Allen, J. E. Butler and J. L. Taylor (1996). "Supraspinal factors in human muscle fatigue: evidence for suboptimal output from the motor cortex." J Physiol 490 ( Pt 2): Gandevia, S. C., G. M. Allen and D. K. McKenzie (1995). "Central fatigue. Critical issues, quantification and practical implications." Adv Exp Med Biol 384: Gauffin, H., G. Pettersson, Y. Tegner and H. Tropp (1990). "Function testing in patients with old rupture of the anterior cruciate ligament." International Journal of Sports Medicine 11(1): Georgoulis, A. D., S. Ristanis, C. O. Moraiti, N. Paschos, F. Zampeli, S. Xergia, S. Georgiou, K. Patras, H. S. Vasiliadis and G. Mitsionis (2010). "ACL injury and reconstruction: Clinical related in vivo biomechanics." Orthop Traumatol Surg Res 96(8 Suppl): S Graf, B. K., D. A. Cook, A. A. De Smet and J. S. Keene (1993). ""Bone bruises" on magnetic resonance imaging evaluation of anterior cruciate ligament injuries." Am J Sports Med 21(2): Green, H. (1987). "Neuromuscular aspects of fatigue." Canadian Journal of Sports Sciences 12 (Suppl): Greenfield and B. H. (1993). "Rehabilitation of the Knee : A problem-solving Apptoach. Piladelphia: Davis Company." Griffin, L. Y., J. Agel, M. J. Albohm, E. A. Arendt, R. W. Dick, W. E. Garrett, J. G. Garrick, T. E. Hewett, L. Huston, M. L. Ireland, R. J. Johnson, W. B. Kibler, S. Lephart, J. L. Lewis, T. N. Lindenfeld, B. R. Mandelbaum, P. Marchak, C. C. Teitz and E. M. Wojtys (2000). "Noncontact anterior cruciate ligament injuries: risk factors and prevention strategies." J Am Acad Orthop Surg 8(3): Hakkinen, K. and P. V. Komi (1986). "Electromyographic and force production characteristics of leg extensor muscles of elite weight lifters during isometric, concentric and various stretch-shortening cycle exercises." International Journal of Sports Medicine 7: Henriksson, M., T. Ledin and L. Good (2001). "Postural control after anterior cruciate ligament reconstruction and functional rehabilitation." American Journal of Sports Medicine 29(3):

45 Hertel, J., N. I. Williams, L. C. Olmsted-Kramer, H. J. Leidy and M. Putukian (2006). "Neuromuscular performance and knee laxity do not change across the menstrual cycle in female athletes." Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 14(9): Hoffman, M., J. Schrader and D. Koceja (1999). "An Investigation of postural control in postoperative anterior cruciate ligament reconstruction patients." Journal of Athletic Training 34(2): Horak, F. B. (1987). "Clinical measurement of postural control in adults." Phys Ther 67(12): Ikai, M. and T. Fukunaga (1970). "A study on training effect on strength per unit crossstional area of muscle by means of ultrasonic measurement." Int Z Angew Physiol 28(3): Iossifidou, A. N. and V. Baltzopoulos (1998). "Inertial effects on the assessment of performance in isokinetic dynamometry." Int J Sports Med 19(8): Johnson, D. L., W. P. Urban, Jr., D. N. Caborn, W. J. Vanarthos and C. S. Carlson (1998). "Articular cartilage changes seen with magnetic resonance imaging-detected bone bruises associated with acute anterior cruciate ligament rupture." Am J Sports Med 26(3): Kannus, P. (1994). "Isokinetic evaluation of muscular performance: Implications for muscle testing and rehabilitation." International Journal of Sports Medicine 15(1): S11-S18. Keays, S. L., J. Bullock-Saxton and A. C. Keays (2000). "Strength and function before and after anterior cruciate ligament reconstruction." Clin Orthop Relat Res(373): Kellis, E. and V. Baltzopoulos (1995). "Isokinetic eccentric exercise." Sports Medicine 19: Kellis, E. and V. Kouvelioti (2009). "Agonist versus antagonist muscle fatigue effects on thigh muscle activity and vertical ground reaction during drop landing." J Electromyogr Kinesiol 19(1): Kellis, E., A. Zafeiridis and I. G. Amiridis (2011). "Muscle coactivation before and after the impact phase of running following isokinetic fatigue." J Athl Train 46(1): Kirkendall, D. T. and W. E. Garrett, Jr. (2000). "The anterior cruciate ligament enigma. Injury mechanisms and prevention." Clin Orthop Relat Res(372): Kvist, J. (2004). "Rehabilitation following anterior cruciate ligament injury: current recommendations for sports participation." Sports Med 34(4):

46 Lephart, S. M., D. H. Perrin, F. H. Fu, J. H. Gieck, F. C. McCue and J. J. Irrgang (1992). "Relationship between Selected Physical Characteristics and Functional Capacity in the Anterior Cruciate Ligament-Insufficient Athlete." J Orthop Sports Phys Ther 16(4): Li, R., N. Maffuli, Y. Hsu and K. Chan (1996). "Isokinetic strength of the quadriceps and hamstrings and functional ability of anterior cruciate deficient knees in recreational athletes." British Journal of Sports Medicine 30: Lindinger, M. I., R. S. McKelvie and G. J. Heigenhauser (1995). "K+ and Lac- distribution in humans during and after high-intensity exercise: role in muscle fatigue attenuation?" J Appl Physiol (1985) 78(3): Lorist, M. M., M. A. Boksem and K. R. Ridderinkhof (2005). "Impaired cognitive control and reduced cingulate activity during mental fatigue." Brain Res Cogn Brain Res 24(2): Lysholm, M., T. Ledin, L. M. Odkvist and L. Good (1998). "Postural control--a comparison between patients with chronic anterior cruciate ligament insufficiency and healthy individuals." Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 8(6): Madigan, M. and P. Pidcoe (2003). "Changes in landing biomechanics during a fatiguing landing activity." Journal of Electromyography and Kinesiology 13: Masuda, K., T. Masuda, T. Sadoyama, M. Inaki and S. Katsuta (1999). "Changes in surface EMG parameters during static and dynamic fatiguing contractions." Journal of Electromyography and Kinesiology 9: Mattacola, C. G., D. H. Perrin, B. M. Gansneder, J. H. Gieck, E. N. Saliba and F. C. McCue, 3rd (2002). "Strength, Functional Outcome, and Postural Stability After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction." Journal of Athletic Training 37(3): McLean, S. G., R. E. Fellin, N. Suedekum, G. Calabrese, A. Passerallo and S. Joy (2007). "Impact of fatigue on gender-based high-risk landing strategies." Med Sci Sports Exerc 39(3): Miura, K., Y. Ishibashi, E. Tsuda, Y. Okamura, H. Otsuka and S. Toh (2004). "The effect of local and general fatigue on knee proprioception." Arthroscopy 20(4): Moritani, T. (1986). "Electromyographic analysis of muscle strength gains: neural and hypetrophic effects." 27

47 Negahban, H., M. R. Hadian, M. Salavati, M. Mazaheri, S. Talebian, A. H. Jafari and M. Parnianpour (2009). "The effects of dual-tasking on postural control in people with unilateral anterior cruciate ligament injury." Gait Posture 30(4): Nicol, C., P. Komi and P. Marconnet (1991). "Fatigue effects of marathon running on neuromuscular performance. I. Changes in muscle force and stiffness characteristics." Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 1: Nielsen, B., T. Hyldig, F. Bidstrup, J. Gonzalez-Alonso and G. R. Christoffersen (2001). "Brain activity and fatigue during prolonged exercise in the heat." Pflugers Arch 442(1): Noyes, F. R., G. H. McGinniss and E. S. Grood (1985). "The variable functional disability of the anterior cruciate ligament-deficient knee." Orthop Clin North Am 16(1): Noyes, F. R., P. A. Mooar, D. S. Matthews and D. L. Butler (1983). "The symptomatic anterior cruciate-deficient knee. Part I: the long-term functional disability in athletically active individuals." J Bone Joint Surg Am 65(2): O'Connell, M., K. George and D. Stock (1998). "Postural sway and balance testing: a comparison of normal and anterior cruciate ligament deficient knees." Gait and Posture 8(2): Parnianpour, M., P. J. Sparto and M. C. Chen (1997). "Validation of electrolytic-liquid tilt sensors for human motion measurement." Biomed Sci Instrum 33: Pua, Y. H., A. L. Bryant, J. R. Steele, R. U. Newton and T. V. Wrigley (2008). "Isokinetic dynamometry in anterior cruciate ligament injury and reconstruction." Ann Acad Med Singapore 37(4): Radin, E. L. (1986). "Role of muscles in protecting athletes from injury." Acta Med Scand Suppl 711: Rebai, H., V. Barra, A. Laborde, J. M. Bonny, G. Poumarat and J. Coudert (2002). "Effects of two electrical stimulation frequencies in thigh muscle after knee surgery." Int J Sports Med 23(8): Risberg, L. M., Snyder-Mackler L (2004). "A systematic review of evidence for anterior cruciate ligament rehabilitation: how much and what type." Phys Ther Sport 5: Rozzi, S. L., S. M. Lephart and F. H. Fu (1999). "Effects of muscular fatigue on knee joint laxity and neuromuscular characteristics of male and female athletes." Journal of Athletic Training 34(2):

48 Ryder, S., R. Johnson, B. Beynnon and C. Ettlinger (1997). "Prevention of ACL injuries." J Sport Rehab(6): Sapega, A. A., J. A. Nicholas, D. Sokolow and A. Sarantini (1982). "The nature of torque "overshoot" in Cybex isokinetic dynamometry." Medicine and Science in Sports and Exercise 14: Shiraishi, M., H. Mizuta, K. Kubota, Y. Otsuka, N. Nagamoto and K. Takagi (1996). "Stabilometric assessment in the anterior cruciate ligament-reconstructed knee." Clinical Journal of Sports Medicine 6(1): Sparto, P., M. Parniarpour, T. Reinsel and S. Simon (1997). "The effect of fatigue on multijoint kinematics, coordination and postural stability during a repetitive lifting test." Journal of Orthopaedics and Sports Physical Therapy 25: Taylor, J., J. Butler and S. Gandevia (2000). "Changes in muscle afferents, motoneurons and motor drive during muscle fatigue." European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 83: Tookuni, K. S., R. Bolliger Neto, C. A. M. Pereira, D. R. d. Souza, J. M. D. A. Greve and A. D. A. Ayala (2005). "Análise comparativa do controle postural de indivíduos com e sem lesão do ligamento cruzado anterior do joelho." Acta Ortopédica Brasileira 13: Torg, J. S., W. Conrad and V. Kalen (1976). "Clinical diagnosis of anterior cruciate ligament instability in the athlete." Am J Sports Med 4(2): Tsepis, E., G. Giakas, G. Vagenas and A. Georgoulis (2004). "Frequency content asymmetry of the isokinetic curve between ACL deficient and healthy knee." J Biomech 37(6): Walsh, M. L. (2000). "Whole body fatigue and critical power: a physiological interpretation." Sports Med 29(3): Westing, S. E., J. Y. Seger, E. Karlson and B. Ekblrom (1988). "Eccentric and concentric torque velocity characteristics of the quadriceps femoris in man." European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 58: Wrigley, T. and G. Strauss (2000). Isokinetic dynamometry In: Gore C, editor. Yu, B., D. T. Kirkendall, T. N. Taft and W. E. Garrett, Jr. (2002). "Lower extremity motor control-related and other risk factors for noncontact anterior cruciate ligament injuries." Instr Course Lect 51:

49 Zatterstrom, R., T. Friden, A. Lindstrand and U. Moritz (1994). "The effect of physiotherapy on standing balance in chronic anterior cruciate ligament insufficiency." American Journal of Sports Medicine 22(4): Αμπατζίδης, Γ. (1998). "Αθλητικές Κακώσεις (First ed.)." University Studio Press. 30

50 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας 31

51 2. Ανασκόπηση της βιβλιογραφία 2. 1 Ισοκινητική αξιολόγηση μυϊκών ανισορροπιών στο γόνατο, σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Η αναλογία της ροπής των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών του γονάτου (H:Q) κατά την ισοκίνηση χρησιμοποιείται συχνά για να αξιολογηθεί η ισορροπία των δυνάμεων των μυών που ασκούνται γύρω από την άρθρωση (Biau, Tournoux, Katsahian, Schranz, & Nizard, 2007; Coombs & Garbutt, 2002; Dvir, Eger, Halperin, & Shklar, 1989; Hiemstra, Webber, MacDonald, & Kriellaars, 2004; Kellis & Katis, 2007b; St Clair Gibson, Lambert, Durandt, Scales, & Noakes, 2000). Αυτό συμβαίνει διότι η αναλογία περιγράφει την λειτουργία δύο μυϊκών ομάδων, οι οποίες δρουν ανταγωνιστικά μεταξύ τους κατά την κίνηση της άρθρωσης του γονάτου (Coombs & Garbutt, 2002). Παρόλα αυτά δεν είναι ακόμα γνωστό ποια είναι η ιδανική αναλογία δύναμης των αγωνιστών/ανταγωνιστών μυών του γονάτου, κυρίως μετά από έναν τραυματισμό ή από μια εγχείρηση (Hiemstra et al., 2004). Η «τυπική» αναλογία H:Q έχει υπολογιστεί είτε χρησιμοποιώντας τη μέγιστη ισομετρική δύναμη/ροπή (Kannus, 1988; Yoon, Park, Kang, Chun, & Shin, 1991) είτε χρησιμοποιώντας την σύγκεντρη ροπή (Bowerman, Smith, Carlson, & King, 2006; Kannus, 1988; MacLean, Taunton, Clement, & Regan, 1999; Yoon et al., 1991) σε ισοκινητικό δυναμόμετρο. Αργότερα χρησιμοποιήθηκε η «λειτουργική» αναλογία H:Q, η οποία υπολογίστηκε ως το πηλίκο της έκκεντρης ροπής των οπίσθιων μηριαίων προς την σύγκεντρη ροπή των εκτεινόντων μυών του γονάτου (Aagaard, Simonsen, Magnusson, Larsson, & Dyhre-Poulsen, 1998; Dvir et al., 1989; Holcomb, Rubley, Lee, & Guadagnoli, 2007; Kellis & Katis, 2007a). Στον Πίνακα 1 και Πίνακα 2 παρατίθενται οι εργασίες σχετικά 32

52 με την ισοκινητική αξιολόγηση των αναλογιών ροπής στο γόνατο σε υγιείς και σε άτομα με πρόβλημα στον ΠΧΣ (τραυματισμό, συνδεσμοπλαστική) αντίστοιχα. 33

53 ΠΙΝΑΚΑΣ 1 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΑΣ H:Q ΣΕ ΥΓΙΗ ΑΤΟΜΑ ΕΡΕΥΝΕΣ ΔΕΙΓΜΑ/ΦΥΛΟ ΤΥΠΟΣ ΣΥΣΠΑΣΗΣ ΠΟΔΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ (ΔΕΞΙ ΑΡΙΣΤΕΡΟ) Kong &Burns (2010) Hewett et al., (2008) Kellis &Kattis (2007) 25 Άνδρες 15 Γυναίκες 22 έρευνες 1145 Άνδρες 423 Γυναίκες Max isom 40,50,60,70,80,90 Con 60,180,300 /s 17 Έφηβοι Con 60,180 /s Δεξί- Αριστερό Η:Q Con /s Κυρίαρχο Πόδι Η:Q Ecc 60,180 /s Κυρίαρχο Πόδι Αυξανόταν όσο πλησίαζε στην έκταση το γόνατο Αυξανόταν όσο αυξανόταν η γωνιακή ταχύτητα Δε διέφερε ανάμεσα στα δύο φύλα Δεν βρέθηκαν διαφορές στις αργές γωνιακές ταχύτητες μεταξύ των δύο φύλων Οι άνδρες εμφάνισαν μεγαλύτερη αναλογία στις πιο γρήγορες γωνιακές ταχύτητες Hecc: Qcon Μειωνόταν όσο πλησίαζε στην έκταση το γόνατο και όσο αυξανόταν η γωνιακή ταχύτητα Hcon:Qecc Δε βρέθηκαν διαφορές σε σχέση με την γωνιακή ταχύτητα Η:Q Aagaard et al., (1998) 9 Άτομα 5 Άνδρες Con 30,240 /s Max torque 50,40,30 Κυρίαρχο Πόδι Πλησίαζε το 1 στην πλήρη έκταση Η:Q Αυξανόταν όσο αυξανόταν η έκταση Hecc: Qcon Αυξανόταν όσο αυξανόταν η ταχύτητα 34

54 Read et al., (1990) Rosene et al., (2001) 4Γυναίκες Ecc 30,240 /s έκτασης Hcon:Qecc Μειωνόταν όσο αυξανόταν η ταχύτητα κάμψης 33 Άτομα Con 90,180,240,300 /s Δύο Πόδια H:Q 81 Άτομα 26Άνδρες 55Γυναίκες Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα Στο μη Κυρίαρχο πόδι η αναλογία αυξανόταν περισσότερο όσο αυξανόταν η ταχύτητα Con 60,120,180 /s Δύο Πόδια H:Q Δεν βρέθηκαν διαφορές μεταξύ των δύο φύλων Δεν βρέθηκαν διαφορές μεταξύ των δύο ποδιών Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα Calmels et al., (1997) 138 Άτομα 83Άνδρες 75Γυναίκες Con 60,120,240 /s Ecc 60,120 /s Δύο Πόδια H:Q Διέφερε ανάμεσα στα δύο φύλα Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα Aagaard et al., (1995) 22 Άνδρες Con 30,120,240 /s Ecc 30,120,240 /s Max torque 50 Κυρίαρχο Πόδι H:Q Αυξανόταν όσο αυξανόταν η ταχύτητα (χωρίς διόρθωση της βαρύτητας) Δεν αυξανόταν όσο αυξανόταν η ταχύτητα (με διόρθωση της βαρύτητας) Hecc:Qcon Αυξανόταν όσο αυξανόταν η ταχύτητα έκτασης Hcon:Qecc Μειωνόταν όσο αυξανόταν η ταχύτητα κάμψης 35

55 Daneshjoo et al., (2013) Jenkins et al.,(2013) Costa et al., 36 Άνδρες Con 60,180,300 /s Δύο Πόδια H:Q Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα 17 Γυναίκες Con 60,240 /s Κυρίαρχο Πόδι Hecc:Qcon Ecc 60,240 /s Αυξανόταν όσο αυξανόταν η ταχύτητα έκτασης 22 Γυναίκες Con 60,180 /s Δεξί Πόδι H:Q (2013) Ecc 60,180 /s Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα Hecc:Qcon Cheung et al., (2012) Lyons et al., (2006) Αυξανόταν όσο αυξανόταν η ταχύτητα έκτασης 40 Άνδρες Con 60,300 /s Δύο Πόδια H:Q 10 Άνδρες 10 Γυναίκες Con 60,180 /s Ecc 60,180 /s Κυρίαρχο Πόδι Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα Hecc:Qcon Διαφορές μεταξύ των 2 φύλων στις 60 /s Hcon:Qecc Lanshammar et al., (2010) Newton et al., (2006) Δεν βρήκαν διαφορές μεταξύ των 2 φύλων 159 Γυναίκες Con 90 /s Δύο Πόδια H:Q Στο κυρίαρχο πόδι η αναλογία ήταν μικρότερη σε σχέση με το άλλο πόδι 14 Γυναίκες Con 60,240 /s Δύο Πόδια H:Q Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα Δεν βρέθηκαν διαφορές μεταξύ δεξιού και αριστερού ποδιού στις δύο ταχύτητες Βρέθηκαν διαφορές μεταξύ του κυρίαρχου και του άλλου ποδιού Gur et al., (1999) 25 Άνδρες Con 30,180,240,300 /s Δύο Πόδια Hecc:Qcon Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα 36

56 Klopfer et al., (1988) 23 Άνδρες 32 Γυναίκες Con 300,330,360,400,450 /s Δύο Πόδια Q:H Μειώθηκε όσο αυξανόταν η ταχύτητα Orchard et al., (1997) 37 Άνδρες Con 60,180,300 /s Δύο Πόδια H:Q Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα Holm et al., (1994) Bowerman et al., (2006) 26 Άνδρες 27 Γυναίκες 54 Άτομα 54 Αθλητές 53 Μη αθλητές Con 60,40 /s Δύο Πόδια H:Q Con 60 /s Κυρίαρχο Πόδι H:Q Αυξανόταν καθώς αυξανόταν η ταχύτητα Οι αθλητές είχαν μεγαλύτερη αναλογία σε σχέση με τους μη αθλητές Οι αθλητές είχαν μεγαλύτερη μέγιστη ροπή για τους εκτείνοντες και τους καμπτήρες του γονάτου Πίνακας 1: Εργασίες σχετικά με την ισοκινητική αξιολόγηση των αναλογιών ροπής στο γόνατο σε υγιείς. 37

57 ΠΙΝΑΚΑΣ 2 ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΗΣ ΑΝΑΛΟΓΙΑΣ H:Q ΣΕ ΑΤΟΜΑ ΜΕ ΠΧΣ ΈΡΕΥΝΕΣ ΔΕΙΓΜΑ/ΦΥΛΟ ΤΥΠΟΣ ΣΥΣΠΑΣΗΣ ΠΟΔΙ/ΜΟΣΧΕΥΜΑ ΧΡΟΝΟΣ ΑΠΟ ΤΡΑΥΜΑΤΙΣΜΟ/ ΧΕΙΡΟΥΡΓΕΙΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Hiemstra et al., (2004) 16 Άνδρες ACLs χειρουργημένοι 30 Υγιείς Con 50,100,150,200,250 /s Ecc 50,100,150,200,250 /s Ένα πόδι (Υγιές/ΠΧΣ) Μόσχευμα από τους οπίσθιους μηριαίους 1 χρόνο μετά H/Q: Για τους υγιείς η αναλογία ήταν μικρότερη (0.43) σε σχέση με τους ACLs (0.55) Benjuya et al., (2000) 270 Άνδρες ΠΧΣ μη χειρουργημένους 27 Υγιείς Con 60,180 /s Υγιείς: Κυρίαρχο πόδι ΠΧΣ: 2 πόδια 9 μήνες μετά τον τραυματισμό Στις 60 /s το τραυματισμένο πόδι είχε μικρότερη μέση δύναμη τετρακεφάλου σε σχέση με το υγιές πόδι Στις 180 /s το τραυματισμένο πόδι είχε μικρότερη δύναμη τετρακεφάλου σε σχέση με το πόδι των υγιών H/Q: Δε βρέθηκαν διαφορές μεταξύ των δύο ποδιών των ίδιων ατόμων Δε βρέθηκαν διαφορές μεταξύ του υγιούς και του τραυματισμένου ποδιού σε διαφορετικά άτομα 38

58 Kannus et al., (1988) Άτομα με τραυματισμό ΠΧΣ 27 Άνδρες 14 Γυναίκες Con 60,180 /s Δύο Πόδια 8-10 χρόνια μετά τον τραυματισμό H/Q: Διαφορές ανάμεσα στα υγιή και στα τραυματισμένα πόδια στις 180 /s λόγω χαμηλών επιπέδων δύναμης του τετρακεφάλου Τα τραυματισμένα πόδια είχαν αναλογία 46-95% Τα υγιή πόδια είχαν αναλογία 42-85% Gibson et al., (2000) Άτομα με τραυματισμό ΠΧΣ 12 Άνδρες 6 Γυναίκες Con 60 /s Ecc 60 /s Δύο Πόδια >1 έτος Con H/Q: Μεγαλύτερη αναλογία στο τραυματισμένο πόδι αλλά όχι στατιστικά σημαντική Ecc H/Q; Μεγαλύτερη αναλογία στο τραυματισμένο πόδι Hecc/Qcon: Δεν υπήρξαν διαφορές μεταξύ των τραυματισμένων και των υγιών ποδιών Hcon/Qecc: Μεγαλύτερη αναλογία στο τραυματισμένο πόδι 39

59 Portes et al., (2007) 9 Άνδρες ΠΧΣ μη χειρουργημένοι 19 Υγιείς Con 60 /s Δύο Πόδια Δεν αναφέρεται Con H/Q: Δε βρέθηκαν διαφορές μεταξύ υγιών και ποδιών με χαλαρότητα στον ΠΧΣ Δε βρέθηκαν διαφορές στην μέγιστη ροπή των εκτεινόντων και των καμπτήρων ανάμεσα στα υγιή και τα παθολογικά πόδια Hole et al., (2000) 10 Άτομα που θα υποστούν χειρουργείο ΠΧΣ Con 60 /s Ecc 60 /s Δύο Πόδια Δεν αναφέρεται Βρέθηκε μεγαλύτερη μέγιστη ροπή τετρακεφάλου στα υγιή πόδια σε σχέση με τα τραυματισμένα Con H/Q Δεν βρέθηκαν διαφορές στα υγιή και στα τραυματισμένα πόδια Ecc H/Q Δεν βρέθηκαν διαφορές στα υγιή και στα τραυματισμένα πόδια Hecc/Qcon: Δεν υπήρξαν διαφορές μεταξύ των τραυματισμένων και των υγιών ποδιών Li et al., (1996) 46 αθλητές με αρθροσκοπική διάγνωση τραυματισμού του ΠΧΣ Con 60,180 /s Τραυματισμένο πόδι 2 εβδομάδες μετά την αρθροσκοπική διάγνωση Con H/Q Η αναλογία συνδέεται με τη λειτουργική ικανότητα των αθλητών 40

60 Khosravi et al., (2010) 12 Υγιείς 12 Χειρουργημένοι στον ΠΧΣ Con 60,180 /s Δύο Πόδια Μόσχευμα οπίσθιων μηριαίων 21 μήνες μετά το χειρουργείο H/Q : Δεν υπήρξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στην αναλογία μεταξύ των γκρουπ και των ποδιών τους στις δύο ταχύτητες Για το γκρουπ των ΠΧΣ παρατηρήθηκε μεγαλύτερη αναλογία δύναμης στο κυρίαρχο και στο άλλο πόδι σε σχέση με το υγιές γκρουπ αλλά οχι στατιστικά σημαντική διαφορά Στις 60 /s το τραυματισμένο πόδι του γκρουπ των ΠΧΣ είχε μικρότερη δύναμη των εκτεινόντων σε σχέση με το κυρίαρχο πόδι του υγιούς γκρουπ Δεν υπήρχαν διαφορές στη μέγιστη δύναμη των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών μεταξύ των δύο ποδιών του γκρουπ των ΠΧΣ Myer et al., (2009) 110 Υγιείς (Άνδρες και Γυναίκες) 22 Γυναίκες τραυματισμένες στον ΠΧΣ Con 300 /s Το τραυματισμένο για τους ΠΧΣ Το κυρίαρχο για τους υγιείς 24 μήνες μετά τον τραυματισμό Η/Q : Μικρότερη αναλογία για το τραυματισμένο πόδι σε σχέση με τα άλλα γκρουπ Η δύναμη των καμπτήρων μυών των τραυματισμένων ποδιών των γυναικών ήταν μικρότερη από αυτή των υγιών ανδρών Η δύναμη του τετρακεφάλου των 41

61 τραυματισμένων ποδιών των γυναικών δεν διέφερε από αυτή των ανδρών Η δύναμη των υγιών γυναικών του τετρακεφάλου ήταν μικρότερη από των ανδρών Yip et al., (2013) 40 άτομα με δύο διαφορετικές τεχνικές συνδεσμοπλαστικής ΠΧΣ Con 60,180,300 /s Τραυματισμένο πόδι 1 χρόνο μετά την επέμβαση Δεν υπήρξαν διαφορές μεταξύ των 2 γκρουπ στην μέγιστη δύναμη των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών του τραυματισμένου γονάτου Πίνακας 2: Εργασίες σχετικά με την ισοκινητική αξιολόγηση των αναλογιών ροπής στο γόνατο σε άτομα με πρόβλημα στον ΠΧΣ (τραυματισμό, συνδεσμοπλαστική). 42

62 Συγκεκριμένα, η τυπική αναλογία H:Q σε υγιή άτομα κυμαίνεται από 50 έως 80% (ή 0.5 έως 0.8) και εξαρτάται από τη γωνιακή ταχύτητα και τη γωνιακή θέση της άρθρωσης στην οποία καταγράφεται η ροπή (Calmels, Nellen, Van De Borne, Jourdin, & Minaire, 1997; Ghena, Kurth, Thomas, & Mayhew, 1991; Kannus, 1988; Orchard, Marsden, Lord, & Garlick, 1997; Rosene, Fogarty, & Mahaffey, 2001). Λόγω της μεταβλητότητας στον τρόπο υπολογισμού της, δεν υπάρχει μια δεδομένη φυσιολογική αναλογία H:Q. Πάντως, μια τυπική αναλογία H:Q η οποία πλησιάζει το 60%, τότε χαρακτηρίζεται ως «φυσιολογική» και συχνά χρησιμοποιείται ως στόχος επαναφοράς της δύναμης γύρω από την άρθρωση του γονάτου μετά από τραυματισμό (Ghena et al., 1991; Orchard et al., 1997). Για τον ίδιο σκοπό, έχει προταθεί η χρήση της αναλογίας H:Q του υγιούς ποδιού ως οδηγός στόχος της αποκατάστασης της αναλογίας δύναμης του τραυματισμένου ποδιού (Calmels et al., 1997; Kannus, 1988; Rosene et al., 2001). Όμως, η πρόταση αυτή είναι αμφιλεγόμενη αφού το υγιές πόδι είναι πιθανό να διέφερε με το άλλο ακόμα και πριν τον τραυματισμό (Calmels et al., 1997; Kannus, 1988; Rosene et al., 2001). Πιο αναλυτικά, έρευνες έχουν μελετήσει την ιδανική αναλογία στο υγιές και στο τραυματισμένο πόδι (Kannus, 1988; MacLean et al., 1999), αλλά λιγότερες έχουν ασχοληθεί με τη διαφορά των αναλογιών στα δύο πόδια υγειών συμμετεχόντων (Calmels et al., 1997; Rosene et al., 2001). Σε έρευνες στις οποίες έχει ληφθεί υπόψη η πλευρικότητα έχει φανεί να υπάρχουν διαφορές στην αναλογία H:Q μεταξύ των δύο ποδιών στην αναλογία, τόσο στις γυναίκες (Holcomb et al., 2007) όσο και στους άνδρες (Ergun, Islegen, & Taskiran, 2004; Voutselas, Papanikolaou, Soulas, & Famisis, 2007), ενώ σε άλλες όχι (Rosene et al., 2001). 43

63 Για τις διαφορές της αναλογίας ως προς το φύλο τα αποτελέσματα των ερευνών δεν είναι ξεκάθαρα. Συγκεκριμένα, ορισμένες έρευνες που υποστηρίζουν ότι η αναλογία H:Q διαφέρει ανάμεσα στα δυο φύλα είναι αυτές στις οποίες συμμετείχαν μόνο γυναίκες (Holcomb et al., 2007) ή μόνο άνδρες (Ergun et al., 2004; Voutselas et al., 2007) και όχι σε έρευνες στις οποίες συμμετείχαν και τα δύο φύλα (Bojsen- Moller, Larsson, Magnusson, & Aagaard, 2007; Calmels et al., 1997; Kong & Burns, 2010; Rosene et al., 2001). Οι Hewett et al., (2008) (Hewett, Myer, & Zazulak, 2008) μελέτησαν την αναλογία H:Q σε υγιή άτομα στα δύο πόδια και δε βρήκαν διαφορές ανάμεσα στα δύο φύλα στις αργές γωνιακές ταχύτητες, ενώ στις πιο γρήγορες οι άνδρες εμφάνισαν πιο μεγάλες αναλογίες. Σε άλλη έρευνα (Lyons, 2006) μελετήθηκε η τυπική και η λειτουργική αναλογία H:Q σε υγιείς άνδρες και γυναίκες και βρέθηκε πως στις 60 /s ήταν στατιστικά μικρότερη από αυτή στις 180 /s. Επίσης έχει βρεθεί μεγαλύτερη αναλογία στο μη προτιμητέο πόδι για τις γυναίκες (Holcomb et al., 2007) και στο προτιμητέο για τους άνδρες (Ergun et al., 2004; Voutselas et al., 2007) ενώ άλλες έρευνες έχουν βρει μεγαλύτερες αναλογίες για τους άνδρες σε σχέση με τις γυναίκες (Calmels et al., 1997; Yoon et al., 1991). Οι ερευνητές αποδίδουν τις διαφορές αυτές στην διαφορετική ηλικία των συμμετεχόντων και στην διαφορετική προπονητική εμπειρία τους (Kong & Burns, 2010). Εκτός από το φύλο άλλοι παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν την αναλογία H:Q είναι η γωνιακή ταχύτητα και η γωνιακή θέση της άρθρωσης. Έχει φανεί να αυξάνεται η αναλογία καθώς αυξάνεται η γωνιακή ταχύτητα (Colliander & Tesch, 1989; Holcomb et al., 2007; Kong & Burns, 2010; Rosene et al., 2001) με εξαίρεση την εργασία των Yoon et al., (1991) αλλά και η γωνιακή θέση της άρθρωσης κατά την οποία όσο πλησιάζει στην πλήρη έκταση το γόνατο τόσο μεγαλώνει και η 44

64 αναλογία Η:Q (Kellis & Katis, 2007a; Kong & Burns, 2010; Murray, Warren, Ottis, Kroll, & Wickiewicz, 1984). Καθώς το γόνατο πλησιάζει στην πλήρη έκταση ο ΠΧΣ βρίσκεται σε μεγάλη τάση ( Li et al., 1999; Withrow, Huston, Wojtys, & Ashton- Miller, 2006) και έτσι υπάρχει μεγάλος κίνδυνος τραυματισμού. Η καλή αναλογία H:Q στις θέσεις αυτές είναι αυτή που θα προστατέψει το γόνατο και το σύνδεσμο από τραυματισμό. Η αναλογία H:Q έχει μελετηθεί σε υγιείς (Jenkins et al., 2013; Kellis & Katis, 2007a; Kong & Burns, 2010) όπως αναφέρθηκε παραπάνω, σε άτομα τα οποία έχουν υποστεί τραυματισμό στον ΠΧΣ (Benjuya, Plotqin, & Melzer, 2000; Hole et al., 2000; Kannus, 1988; R. Li, Maffuli, Hsu, & Chan, 1996; Portes, Portes, Botelho, & Souza Pinto, 2007) αλλά και σε άτομα που έχουν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ (Hiemstra et al., 2004; Khosravi, Ghasemi, & Zolaktaf, 2010; Yip et al., 2013). Συγκεκριμένα οι Hiemstra et al., (2004) μελέτησαν την αναλογία H:Q σε υγιείς και σε άτομα 1 χρόνο μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ, οι οποίοι είχαν μόσχευμα από τους οπίσθιους μηριαίους, στο ένα πόδι (το Κυρίαρχο για τους υγιείς και το εγχειρισμένο για τα άτομα με ΠΧΣ) και βρήκαν πως η αναλογία H:Q ήταν μικρότερη για τους υγιείς (0.43) σε σχέση με τα άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ (0.55), γεγονός το οποίο μεταφράζεται σε χειρότερη αναλογία δύναμης για τα άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Επίσης βρήκαν πως οι μέγιστες τιμές για τους εκτείνοντες μύες του γονάτου επιτεύχθηκαν στις κάμψης ενώ για τους καμπτήρες στις 1-20 κάμψης. Οι Khosravi et al., (2010), μελέτησαν την αναλογία H:Q, 21 μήνες μετά από χειρουργείο συνδεσμοπλαστικής στον ΠΧ και σε υγιείς, στις 60 και στις 180 /s και δε βρήκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων και των δύο ποδιών των συμμετεχόντων στις δυο ταχύτητες. Οι Yip et al., (2013) μελέτησαν και 45

65 αυτοί τις αναλογίες H:Q σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ με σκοπό να συγκρίνουν δυο διαφορετικές τεχνικές συνδεσμοπλαστικής και βρέθηκαν αναλογίες παρόμοιες και για τις δύο τεχνικές. Οι αναλογίες κυμάνθηκαν στα ίδια επίπεδα με αυτά πριν την επέμβαση και προσέγγιζαν το 45.5% - 49%. Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας έδειξε πως έχει μελετηθεί η αναλογία δύναμης H:Q κατά την ισοκίνηση σε διαφορετικές ταχύτητες και ανάμεσα στα δύο φύλα και στα δύο πόδια λαμβάνοντας υπόψη και την πλευρικότητα στα κάτω άκρα. Όμως δεν υπάρχουν αρκετές εργασίες που να μελέτησαν την αναλογία σε άτομα μετά από εγχείρηση ΠΧΣ. Επιπλέον, λιγοστές εργασίες μελέτησαν τόσο τις λειτουργικές όσο και τις τυπικές αναλογίες δύναμης σε συγκεκριμένες αρθρικές γωνίες κατά τις οποίες ο ΠΧ σύνδεσμος βρίσκεται στην μεγαλύτερη τάση του, δηλαδή κοντά στην πλήρη έκταση (Li et al., 1999; Withrow et al., 2006). 46

66 2.2 Βιβλιογραφία Aagaard, P, Simonsen, EB, Magnusson, P, Larsson, B, & Dyhre-Poulsen, P. (1998). A new concept for isokinetic hamstring : quadriceps muscle strength ratio. American Journal of Sports Medicine, 26, Benjuya, N., Plotqin, D., & Melzer, I. (2000). Isokinetic profile of patient with anterior cruciate ligament tear. Isokinetics and Exercise Science, 8(4), Biau, D. J., Tournoux, C., Katsahian, S., Schranz, P., & Nizard, R. (2007). ACL reconstruction: a meta-analysis of functional scores. Clin Orthop Relat Res, 458, doi: /BLO.0b013e31803dcd6b Bojsen-Moller, J., Larsson, B., Magnusson, S. P., & Aagaard, P. (2007). Yacht type and crew-specific differences in anthropometric, aerobic capacity, and muscle strength parameters among international Olympic class sailors. J Sports Sci, 25(10), doi: / Bowerman, S J, Smith, D R, Carlson, M, & King, G A. (2006). A comparison of factors influencing ACL injury in male and female athletes and non-athletes. Physical Therapy in Sport, 7, Calmels, P, Nellen, M, Van De Borne, I, Jourdin, P, & Minaire, P. (1997). Concentric and eccentric isokinetic assessment of flexor-extensor ratios at the hip, knee and ankle in a sample population of healthy subjects. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 78, Colliander, E.B., & Tesch, P.A. (1989). Bilateral eccentric and concentric torque of quadriceps and hamstring muscles in males and females. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 59, Coombs, R., & Garbutt, G. (2002). Developments in the Use of the Hamstring/Quadriceps Ratio for the Assessment of Muscle Balance. J Sports Sci Med, 1(3), Dvir, Z, Eger, G, Halperin, N, & Shklar, A. (1989). Thigh muscle activity and anterior cruciate ligament insufficiency. Clinical Biomechanics, 4, Ergun, M., Islegen, C., & Taskiran, E. (2004). A cross-stional analysis of sagittal knee laxity and isokinetic muscle strength in soccer players. Int J Sports Med, 25(8), doi: /s

67 Ghena, D R, Kurth, A L, Thomas, M, & Mayhew, J. (1991). Torque characteristics of the quadriceps and hamstring muscles during concentric and eccentric loading. Journal of Orthopaedics and Sports Physical Therapy, 14(4), Hewett, T. E., Myer, G. D., & Zazulak, B. T. (2008). Hamstrings to quadriceps peak torque ratios diverge between sexes with increasing isokinetic angular velocity. J Sci Med Sport, 11(5), doi: /j.jsams Hiemstra, L. A., Webber, S., MacDonald, P. B., & Kriellaars, D. J. (2004). Hamstring and quadriceps strength balance in normal and hamstring anterior cruciate ligament-reconstructed subjects. Clin J Sport Med, 14(5), Holcomb, W. R., Rubley, M. D., Lee, H. J., & Guadagnoli, M. A. (2007). Effect of hamstring-emphasized resistance training on hamstring:quadriceps strength ratios. J Strength Cond Res, 21(1), doi: /r Hole, C. D., Smit, G. H., Hammond, J., Kumar, A., Saxton, J., & Cochrane, T. (2000). Dynamic control and conventional strength ratios of the quadriceps and hamstrings in subjects with anterior cruciate ligament deficiency. Ergonomics, 43(10), doi: / Jenkins, N. D., Hawkey, M. J., Costa, P. B., Fiddler, R. E., Thompson, B. J., Ryan, E. D., Cramer, J. T. (2013). Functional hamstrings: quadriceps ratios in elite women's soccer players. J Sports Sci, 31(6), doi: / Kannus, P. (1988). Ratio of hamstring to quadriceps femoris muscles' strength in the anterior cruciate ligament insufficient knee. Relationship to long-term recovery. Phys Ther, 68(6), Kellis, E., & Katis, A. (2007a). Quantification of functional knee flexor to extensor moment ratio using isokinetics and electromyography. Journal of Athletic Training, 42(4), Kellis, E., & Katis, A. (2007b). The relationship between isokinetic knee extension and flexion strength with soccer kick kinematics: an electromyographic evaluation. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 47(4), Khosravi, Ebrahim, Ghasemi, Gholamali, & Zolaktaf, Vahid. (2010). Comparison of isokinetic strength and H:Q ratio between ACL reconstructed athletes and non-injured athletes. British Journal of Sports Medicine, 44(Suppl 1), i12. doi: /bjsm Kong, P. W., & Burns, S. F. (2010). Bilateral difference in hamstrings to quadriceps ratio in healthy males and females. Phys Ther Sport, 11(1), doi: /j.ptsp

68 Li, G, Rudy, TW, Sakane, M, Kanamori, A, Ma, CB, & Woo, SLY. (1999). The importance of quadriceps and hamstring muscle loading on knee kinematics and in-situ forces in the ACL. Journal of Biomechanics, 32, Li, RCT, Maffuli, N, Hsu, YC, & Chan, KM. (1996). Isokinetic strength of the quadriceps and hamstrings and functional ability of anterior cruciate deficient knees in recreational athletes. British Journal of Sports Medicine, 30, Lyons, Meghan Eileen. (2006). Isokinetic Hamstring: Quadriceps Strength Ratio in Males and Females: Implications for ACL Injury. All Volumes ( ). Paper 64. MacLean, C. L., Taunton, J. E., Clement, D. B., & Regan, W. (1999). Eccentric and concentric isokinetic moment characteristics in the quadriceps and hamstrings of the chronic isolated posterior cruciate ligament injured knee. Br J Sports Med, 33(6), Murray, S.M., Warren, R.F., Ottis, J.C., Kroll, M., & Wickiewicz, T.L. (1984). Torque-velocity relationships of the knee extensor and flexor muscles in individuals sustaining injuries of the anterior cruciate ligament. American Journal of Sports Medicine, 12, Orchard, J., Marsden, J., Lord, S., & Garlick, D. (1997). Preseason hamstring muscle weakness associated with hamstring muscle injury in Australian footballers. Am J Sports Med, 25(1), Portes, E. M., Portes, L. A., Botelho, V. G., & Souza Pinto, Sd. (2007). Isokinetic torque peak and hamstrings/quadriceps ratios in endurance athletes with anterior cruciate ligament laxity. Clinics (Sao Paulo), 62(2), Rosene, J. M., Fogarty, T. D., & Mahaffey, B. L. (2001). Isokinetic Hamstrings:Quadriceps Ratios in Intercollegiate Athletes. J Athl Train, 36(4), St Clair Gibson, A., Lambert, M. I., Durandt, J. J., Scales, N., & Noakes, T. D. (2000). Quadriceps and hamstrings peak torque ratio changes in persons with chronic anterior cruciate ligament deficiency. J Orthop Sports Phys Ther, 30(7), doi: /jospt Voutselas, V., Papanikolaou, Z., Soulas, D., & Famisis, K. (2007). Years of training and hamstring-quadriceps ratio of soccer players. Psychol Rep, 101(3 Pt 1), Withrow, T. J., Huston, L. J., Wojtys, E. M., & Ashton-Miller, J. A. (2006). The effect of an impulsive knee valgus moment on in vitro relative ACL strain 49

69 during a simulated jump landing. Clin Biomech (Bristol, Avon), 21(9), doi: /j.clinbiomech Yip, Ka-Yan Emily, Chan, Wai-Lam, Lie, Wai-Hung Chester, Wong, Kwun-Hung Kevin, Woo, Siu-Bon, & Wong, Wing-Cheung. (2013). Isokinetic Quadriceps and Hamstring Muscle Strength After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: Comparison Between Single-bundle and Double-bundle Reconstruction. Journal of Orthopaedics, Trauma and Rehabilitation, 17(2), doi: Yoon, T. S., Park, D. S., Kang, S. W., Chun, S. I., & Shin, J. S. (1991). Isometric and isokinetic torque curves at the knee joint. Yonsei Med J, 32(1),

70 2.3 Ισοκινητική αξιολόγηση και μελέτη των ηλεκτρομυογραφικών χαρακτηριστικών των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών του γονάτου σε συνθήκες κόπωσης. Όπως αναφέρθηκε στο 1 ο Κεφάλαιο, η κόπωση ορίζεται ως η αποτυχία του οργανισμού να διατηρήσει την απαραίτητη και απαιτούμενη δύναμη (Edwards, 1981) ή έργο για παρατεταμένο χρονικό διάστημα (Nielsen, Hyldig, Bidstrup, Gonzalez- Alonso, & Christoffersen, 2001) ή ως η προσωρινή μείωση της ικανότητας απόδοσης (Zintl, 1993). Η κόπωση καθορίζεται από τη μείωση της μέγιστης εκούσιας προσπάθειας (Walsh, 2000) και συνοδεύεται από τη μεταβολή πολλών διαφορετικών φυσιολογικών διαδικασιών, συμπεριλαμβάνοντας τόσο αυτές του κεντρικού νευρικού συστήματος (κεντρική κόπωση), όσο και του περιφερικού μυϊκού συστήματος (περιφερική κόπωση) (Enoka, 1995). Πολλές έρευνες έχουν εξετάσει τη μεταβολή της μέγιστης παραγόμενης ροπής / δύναμης κατά την εκτέλεση διαφόρων δοκιμασιών κόπωσης (Barnes, 1981; Tesch, Dudley, Duvoisin, Hather, & Harris, 1990). Επομένως, είναι ευρέως γνωστό ότι κατά την εκτέλεση μέγιστων σύγκεντρων ισοκινητικών πρωτοκόλλων κόπωσης των εκτεινόντων μυών του γονάτου η ροπή μειώνεται σημαντικά, με εύρος που κυμαίνεται από 27.1% στις 10 μέγιστες προσπάθειες στις 60 /s (Barnes, 1981) έως 34% μετά την εκτέλεση 28 επαναλήψεων στις 180 /s (Tesch et al., 1990). Αντιθέτως η πτώση της ροπής κατά την εκτέλεση έκκεντρων δοκιμασιών κόπωσης είναι πολύ χαμηλότερη (Tesch et al., 1990). Παρόλο που η εξέταση του δείκτη κόπωσης αποτελεί ένα σημαντικό δείκτη καθοδήγησης της διαδικασίας σχεδιασμού ενός προγράμματος άσκησης, εντούτοις η αξιολόγηση της κόπωσης συχνά δεν αποτελεί μέρος της διαδικασίας αξιολόγησης αθλητών ή ασκουμένων. Επιπλέον, ένας 51

71 τραυματισμός δεν επιδρά μόνο στην ικανότητα παραγωγής μέγιστης μυϊκής δύναμης αλλά και στην ικανότητα της αντοχής στη δύναμη. Η επίγνωση της μεταβολής της ροπής μετά από ένα πρωτόκολλο κόπωσης δίνει σημαντικές πληροφορίες για την κατάσταση του ασκουμένου, αλλά δεν παρέχει πληροφορίες για τους μηχανισμούς επίδρασης της κόπωσης. Συγκεκριμένα, η μελέτη της αγωνιστικής και της ανταγωνιστικής μυϊκής ενεργοποίησης μέσω της ΗΜΓ κατά την εκτέλεση πρωτοκόλλων κόπωσης μπορεί να παρέχει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την κόπωση του μυοσκελετικού συστήματος που περιβάλει το γόνατο (Hassani et al., 2006) (Bigland-Ritchie, 1981; De Luca, 1984; Psek & Cafarelli, 1993; Viitasalo & Komi, 1977). Συνεπώς, μια πληθώρα εργασιών έχουν ασχοληθεί με την αγωνιστική και την ανταγωνιστική ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα των μυών του γονάτου κατά την εκτέλεση πρωτοκόλλων μέγιστης (Kent-Braun, 1999; Rothmuller & Cafarelli, 1995) και υπομέγιστης ισομετρικής κόπωσης (Garland, Enoka, Serrano, & Robinson, 1994; Hunter, Duchateau, & Enoka, 2004; Psek & Cafarelli, 1993) όπως και ισοκινητικής κόπωσης (Kay, St. Clair Gibson, Mitchell, Lambert, & Noakes, 2000; Kellis, 1999, 2003; Kellis & Kellis, 2001; Tesch et al., 1990; Weir, Keefe, Eaton, Augustine, & Tobin, 1998) αναφέροντας εμφανείς διαφορές στα πρότυπα ενεργοποίησης των μυών ανάμεσα στα ισομετρικά και δυναμικά πρωτόκολλα (Babault, Pousson, Michaut, & Van Hoecke, 2003; Linnamo, Moritani, Nicol, & Komi, 2003). Μέχρι τώρα έχει φανεί πως η μείωση της μυϊκής λειτουργίας κατά την εκτέλεση παρατεταμένων προσπαθειών οφείλεται στις αλλαγές στη λειτουργία της αγωνιστικής μυϊκής ομάδας (De Luca, 1984) ή σε παράγοντες του κεντρικού νευρικού συστήματος (Enoka, 1995). Οι Tesch et al., (1990) βρήκαν πως κατά την 52

72 εκτέλεση εκτεταμένων προσπαθειών των εκτεινόντων μυών του γονάτου στις 180 /s η ΗΜΓ δραστηριότητα του έξω πλατύ και του ορθού μηριαίου μυός αυξήθηκε. Η αύξηση της δραστηριότητας των αγωνιστών μυών έχει αποδοθεί σε διάφορους παράγοντες, όπως στην ανεπάρκεια της μυϊκής συστολής, στις αλλαγές στην στρατολόγηση των κινητικών μονάδων και η μείωση της ταχύτητας αγωγιμότητας των κινητικών μονάδων (Tesch et al., 1990). Ένας παράγοντας, ο οποίος ίσως να επηρεάζει τη μεταβολή της δύναμης κατά την εκτέλεση ενός ισοκινητικού πρωτοκόλλου κόπωσης είναι η ανταγωνιστική ενεργοποίηση (Kellis, 1999). Αρκετές είναι οι εργασίες οι οποίες βρήκαν σημαντική ανταγωνιστική ΗΜΓ δραστηριότητα των οπίσθιων μηριαίων κατά την έκταση του γονάτου (Draganich, Jaeger, & Kralj, 1989; Hagood, Solomonow, Baratta, Zhou, & D'Ambrosia, 1990; Kellis, 1998; Kellis & Baltzopoulos, 1996a, 1996b; Osternig, Caster, & James, 1995). Η ανταγωνιστική αυτή δραστηριότητα κατά την διάρκεια των εκτάσεων του γονάτου αποδίδεται στον σταθεροποιητικό ρόλο των οπίσθιων μηριαίων με σκοπό την αποφυγή τραυματισμού (Kellis, 1999). Από μηχανικής άποψης αν οι ανταγωνιστές μυς είναι σε θέση να παράγουν μεγαλύτερη δύναμη κατά την παρατεταμένη άσκηση τότε αυτό προσδίδει ένα ακόμα φορτίο στην προσπάθεια των αγωνιστών να διατηρήσουν μέγιστη δύναμη (Kellis, 1999). Παρόλα αυτά ένας μικρότερος αριθμός ερευνών έχει εξετάσει την ανταγωνιστική δραστηριότητα σε συνθήκες κόπωσης (Hassani et al., 2006; Kellis, 1999; Psek & Cafarelli, 1993). Συγκεκριμένα, ο Kellis (1999) μελέτησε την ροπή, την αγωνιστική και την ανταγωνιστική ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητας του έσω πλατύ μυός και του δικεφάλου μηριαίου μυός σε διαφορετικές γωνιακές θέσεις κατά την εκτέλεση παρατεταμένων εκτάσεων του γονάτου. Στη συγκεκριμένη μελέτη βρέθηκε πως κατά 53

73 τη διάρκεια παρατεταμένων εκτάσεων του γονάτου η ροπή μειώθηκε λόγο της ανικανότητας του τετρακεφάλου να διατηρήσει τα μέγιστα επίπεδα δύναμης. Επίσης βρέθηκε σημαντική ΗΜΓ δραστηριότητα των ανταγωνιστών μυών κατά την διάρκεια όλου του τεστ δείχνοντας πως η κόπωση δεν επηρεάζει την ανταγωνιστική ΗΜΓ δραστηριότητα των μυών του γονάτου κατά την εκτέλεση παρατεταμένων εκτάσεων. Οι Weir et al., (1998) (Weir et al., 1998), μελέτησαν την επίδραση της κόπωσης του τετρακεφάλου στη συνενεργοποίηση των οπίσθιων μηριαίων μετρώντας την ΗΜΓ δραστηριότητα στον έξω πλατύ μυ και στον δικέφαλο μηριαίο σε υγιή άτομα σε δύο διαφορετικές ταχύτητες (100 και 250 /s) και βρήκαν μεγαλύτερη συνενεργοποίηση στην υψηλότερη ταχύτητα και αύξηση της συνενεργοποίησης υπό συνθήκες κόπωσης. Οι Hassani et al., (2006) μελέτησαν τις διαφορές στην ΗΜΓ δραστηριότητα των αγωνιστών και των ανταγωνιστών μυών του γονάτου μεταξύ ενός μέγιστου και υπομέγιστου πρωτοκόλλου κόπωσης στις 60 /s και βρήκαν πως η ΗΜΓ δραστηριότητα των αγωνιστών και των ανταγωνιστών μυών εξαρτάται από την ένταση των προσπαθειών κατά την εκτέλεση του πρωτοκόλλου κόπωσης. Ο Kellis (Kellis, 2003) μελέτησε την επίδραση της ανταγωνιστικής ροπής των οπίσθιων μηριαίων στην ισοκινητική ροπή των εκτεινόντων μυών σε παιδιά και αν αυτή επηρεάζεται από ένα πρωτόκολλο κόπωσης. Η μελέτη αυτή έδειξε πως το πρωτόκολλο κόπωσης δεν επηρέασε την προβλεπόμενη ροπή των οπίσθιων μηριαίων. Οι Psek &Gafarelli (Psek & Cafarelli, 1993), μελέτησαν την κόπωση σε 10 υγιή άτομα τα οποία εκτέλεσαν δύο πρωτόκολλα κόπωσης, ένα υψηλής έντασης (70% της μέγιστης για 3s με διάλειμμα 7s) και ένα χαμηλής (30% της μέγιστης για 3s με διάλειμμα 7s) και από το αγωνιστικό ΗΜΓ του έξω πλατύ και από το ανταγωνιστικό ΗΜΓ της μακράς κεφαλής του δικεφάλου μηριαίου και βρήκαν πως αυξάνονται και τα δύο καθώς επέρχεται η κόπωση και καταλήγουν στο γεγονός πως η μικρή αλλά 54

74 σημαντική μείωση της δύναμης των αγωνιστών οφείλεται στην αύξηση της ανταγωνιστικής ενεργοποίησης. Η ανταγωνιστική ροπή σε άτομα με ΠΧΣ έχει μελετηθεί στο παρελθόν (Bryant, Clark, & Pua, 2011; Bryant, Creaby, Newton, & Steele, 2008, 2010; Bryant, Pua, & Clark, 2009). Συγκεκριμένα οι Bryant et al (2008) μελέτησαν άτομα με τραυματισμό στον ΠΧΣ και άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ οι οποίοι εκτέλεσαν 2 σετ των 5 επαναλήψεων (εκτάσεων και κάμψεων ) στις 180 /s και στα δύο πόδια. Βρέθηκε πως η αυξημένη ανταγωνιστική ροπή η οποία παράγεται σαν προστατευτικός μηχανισμός στα πιο λειτουργικά τραυματισμένα άτομα στον ΠΧΣ οφείλεται στην προσπάθεια να αντισταθμιστεί η μηχανική αστάθεια της άρθρωσης, κάτι το οποίο δεν παρατηρείται στα άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Το 2009 οι Bryant et al (Bryant et al., 2009) χρησιμοποίησαν το ίδιο πρωτόκολλο σε άτομα με τραυματισμό στον ΠΧΣ, με συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ και σε υγιείς και βρήκαν πως η ομαλότητα της ροπής μειώνεται όσο αυξάνεται η δραστηριότητα των οπίσθιων μηριαίων και κατέληξαν στο συμπέρασμα πως αυτό αποτελεί μια θετική νευρομυϊκή προσαρμογή, η οποία βοηθάει στην σταθερότητα της άρθρωσης. Οι Bryant et al., (2010) χρησιμοποίησαν το ίδιο πρωτόκολλο σε άτομα με τραυματισμό στον ΠΧΣ, με συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ και σε υγιείς και βρήκαν πως η ανταγωνιστική ροπή έδειξε μια καμπύλη κοινή για όλους η οποία μειωνόταν από τις έως τις και μετά αυξανόταν πάλι από τις έως τις Τέλος το 2011 οι Bryant et al., με το ίδιο πρωτόκολλο και τις ίδιες κατηγορίες συμμετεχόντων δε βρήκαν διαφορές στην μέγιστη ροπή των οπίσθιων μηριαίων και της ανταγωνιστικής ροπής του τετρακεφάλου μετά από την κόπωση. Από εργασίες έχει φανεί πως η ροπή που παράγεται από του μύες του γονάτου εξαρτάται από τη γωνία του γονάτου αλλά και 55

75 από το είδος του μοσχεύματος το οποίο χρησιμοποιήθηκε για τη συνδεσμοπλαστική του ΠΧ αλλά και από το χρόνο ο οποίος έχει μεσολαβήσει από το χειρουργείο. Συγκεκριμένα, η ροπή των καμπτήρων μυών σε μεγάλες γωνίες κάμψης έχει μετρηθεί από τους Makihara et al., (2006) (Makihara, Nishino, Fukubayashi, & Kanamori, 2006) οι οποίοι βρήκαν πως σε άτομα μετά μήνες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ (με μόσχευμα ημιτενοντώδους) η διαφορά στην ροπή ανάμεσα στα δύο πόδια αυξανόταν καθώς αυξανόταν η γωνία κάμψης του γονάτου. Το ΗΜΓ των ημιυμενώδη και του δικεφάλου μυός μειωνόταν καθώς αυξανόταν η γωνία κάμψης του γονάτου τόσο στο εγχειρισμένο πόδι όσο και στα υγιή πόδια. Σε άλλη εργασία (Dauty, Tortellier, & Rochcongar, 2005) μελετήθηκαν τα αποτελέσματα της βιβλιογραφίας σχετικά με τα ισοκινητικά χαρακτηριστικά του γονάτου μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ με μόσχευμα οπίσθιων μηριαίων. Κατέληξαν στο συμπέρασμα πως η συνδεσμοπλαστική με μόσχευμα από τον επιγονατιδικό τένοντα οδηγεί σε απώλεια μυϊκής δύναμης του τετρακεφάλου ενώ η χρήση μοσχεύματος από τους οπίσθιους μηριαίους οδηγεί σε απώλεια μυϊκής δύναμης των οπίσθιων μηριαίων, απώλειες οι οποίες δεν συνεχίζουν να υπάρχουν 24 μήνες μετά το χειρουργείο ανεξάρτητα από τον τύπο του μοσχεύματος. Επίσης έχει φανεί πως η τεχνική της συνδεσμοπλαστικής επηρεάζει την σταθερότητα της άρθρωσης. Συγκεκριμένα έρευνα (Hantes et al., 2012) έχει μετρήσει υγιείς και άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ με δύο διαφορετικές τεχνικές (με μία δεσμίδα και με διπλή δεσμίδα) στην οποία οι συμμετέχοντες εκτέλεσαν μια δεξιότητα αλλαγής κατεύθυνσης πριν και μετά από ένα πρωτόκολλο κόπωσης ισοκινητικών εκτάσεων και κάμψεων μέχρι να μειωθεί η μέγιστη ροπή στο 50% της μέγιστης, και οι ερευνητές βρήκαν πως η τεχνική διπλής δεσμίδας προσδίδει καλύτερο έλεγχο στην περιστροφή της κνήμης με την κόπωση. 56

76 Έχει αναφερθεί από πολλούς ερευνητές αύξηση των τραυματισμών σε διάφορα αθλήματα κυρίως κατά το τέλος του ημιχρόνου ή του παιχνιδιού(gabbett, 2002; Rahnama, Reilly, & Lees, 2002) κάτι που είναι φυσικό επόμενο του υψηλού επιπέδου κόπωσης. Η κόπωση λοιπόν, είναι ένας πιθανός παράγοντας ο οποίος συμβάλει στον τραυματισμό του ΠΧΣ κατά την εκτέλεση δυναμικών αθλημάτων. Ωστόσο, η κόπωση είναι ένα σύνθετο φαινόμενο το οποίο οφείλεται όπως προαναφέρθηκε σε παράγοντες κεντρικούς και περιφερικούς (Barry & Enoka, 2007) και λόγο αυτής της πολύπλευρης φύσης της είναι δύσκολο να καθοριστεί η επίδρασή της στον κίνδυνο τραυματισμού κατά την συμμετοχή σε κάποια αθλητική δραστηριότητα. Η κόπωση μεταβάλει το νευρομυϊκό έλεγχο των κινήσεων (Green, 1997; Johnston, Howard, Cawley, & Losse, 1998) και κατά συνέπεια, μπορεί να αυξήσει την επίδραση των παραγόντων που θέτουν σε κίνδυνο την λειτουργική ακεραιότητα της άρθρωσης του γονάτου. Εκτός από τη μείωση της δύναμης, η κόπωση των μυών των κάτω άκρων αυξάνει τη χαλαρότητα (Rozzi, Lephart, & Fu, 1999) και μειώνει την ιδιοδεκτικότητα γύρω από την άρθρωση του γονάτου (Allen, Leung, & Proske, 2010; Uhorchak et al., 2003), με αποτέλεσμα να αυξάνεται η πιθανότητα τραυματισμού του ΠΧΣ (Uhorchak et al., 2003). Συγκεκριμένα οι Allen et al., (Allen et al., 2010) βρήκαν πως μετά από ένα ισομετρικό πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων του γονάτου οι συμμετέχοντες είχαν την αίσθηση πως το γόνατό τους βρισκόταν σε μεγαλύτερη κάμψη από την θέση που ήταν ήδη. Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας δεν έδειξε να υπάρχουν εργασίες στις οποίες να έχει μελετηθεί η επίδραση της κόπωσης των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών σε άτομα μετά από εγχείρηση ΠΧΣ στην ροπή και στην μυϊκή 57

77 δραστηριότητα των ανταγωνιστικών μυϊκών ομάδων της άρθρωσης του γονάτου. Όμως, η μελέτη των χαρακτηριστικών της κόπωσης σε άτομα τα οποία έχουν ήδη υποστεί ρήξη ΠΧΣ και έχουν προβεί σε συνδεσμοπλαστική μπορεί να συνεισφέρει στον σχεδιασμό καλύτερων προγραμμάτων αποκατάστασης. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι φορτίσεις του ΠΧΣ δεν αφορούν μόνο καταστάσεις εφαρμογής μέγιστης δύναμης αλλά και καταστάσεις μεσαίων φορτίσεων οι οποίες εφαρμόζονται για παρατεταμένο χρονικό διάστημα. Συνεπώς, η μεταβολή του προτύπου ενεργοποίησης των ανταγωνιστικών μυϊκών ομάδων μαζί με την πιθανή ατροφία και αδυναμία ενδέχεται να επηρεάζουν αρνητικά την ικανότητα αντίστασης στην κόπωση ενός αθλητή ή μιας αθλήτριας που έχει υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ. 58

78 2.4 Βιβλιογραφία Allen, T. J., Leung, M., & Proske, U. (2010). The effect of fatigue from exercise on human limb position sense. J Physiol, 588(Pt 8), doi: /jphysiol Babault, N., Pousson, M., Michaut, A., & Van Hoecke, J. (2003). Effect of quadriceps femoris muscle length on neural activation during isometric and concentric contractions. J Appl Physiol (1985), 94(3), doi: /japplphysiol Barnes, W. (1981). Isokinetic fatigue curves at different contractile velocities. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 62, Barry, B. K., & Enoka, R. M. (2007). The neurobiology of muscle fatigue: 15 years later. Integr Comp Biol, 47(4), doi: /icb/icm047 Bigland-Ritchie, B (Ed.). (1981). EMG/force relations and fatigue of human voluntary contractions. Philadelphia: Franklin Institute Press. Bryant, A. L., Clark, R. A., & Pua, Y. H. (2011). Morphology of hamstring torquetime 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. (2008). Dynamic restraint capacity of the hamstring muscles has important functional implications after anterior cruciate ligament injury and anterior cruciate ligament reconstruction. Arch Phys Med Rehabil, 89(12), doi: /j.apmr 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 Bryant, A. L., Pua, Y. H., & Clark, R. A. (2009). Morphology of knee extension torque-time curves following anterior cruciate ligament injury and reconstruction. J Bone Joint Surg Am, 91(6), doi: /jbjs.h 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

79 De Luca, CJ. (1984). Myoelectric manifestations of localised muscular fatigue in humans. Critical Reviews in Biomedical Engineering, 11, Draganich, L F, Jaeger, R J, & Kralj, A R. (1989). Coactivation of the hamstring and quadriceps during extension of the knee. Journal of Bone and Joint Surgery, 71-A, Edwards, R. H. (1981). Human muscle function and fatigue. Ciba Found Symp, 82, Enoka, RM. (1995). Mechanisms of muscle fatigue: central factors and task dependency. Journal of Electromyography and Kinesiology, 5, Gabbett, T J. (2002). Incidence of injury in amateur rugby league sevens. British Journal of Sports Medicine, 36(1), doi: /bjsm Garland, S. J., Enoka, R. M., Serrano, L. P., & Robinson, G. A. (1994). Behavior of motor units in human biceps brachii during a submaximal fatiguing contraction. J Appl Physiol (1985), 76(6), Green, HJ. (1997). Mechanisms of muscle fatigue in intense exercise. Journal of Sports Sciences, 15, Hagood, S, Solomonow, W, Baratta, R, Zhou, B H, & D'Ambrosia, R. (1990). The effect of joint velocity on the contribution of the antagonist musculature to knee stiffness and laxity. American Journal of Sports Medicine, 18(2), Hantes, M. E., Tsarouhas, A., Giakas, G., Spiropoulos, G., Sideris, V., Christel, P., & Malizos, K. N. (2012). Effect of fatigue on tibial rotation after single- and double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction: a 3-dimensional kinematic and kinetic matched-group analysis. Am J Sports Med, 40(9), doi: / Hassani, A., Patikas, D., Bassa, E., Hatzikotoulas, K., Kellis, E., & Kotzamanidis, C. (2006). Agonist and antagonist muscle activation during maximal and submaximal isokinetic fatigue tests of the knee extensors. Journal of Electromyography and Kinesiology, 16(6), Hunter, S. K., Duchateau, J., & Enoka, R. M. (2004). Muscle fatigue and the mechanisms of task failure. Exerc Sport Sci Rev, 32(2),

80 Johnston, R. B., 3rd, Howard, M. E., Cawley, P. W., & Losse, G. M. (1998). Effect of lower extremity muscular fatigue on motor control performance. Medicine and Science in Sports and Exercise, 30(12), Kay, D, St. Clair Gibson, A, Mitchell, MJ, Lambert, MI, & Noakes, TD. (2000). Different neuromuscular patterns during eccentric, concentric and concentric contractions. Journal of Electromyography and Kinesiology, 10, Kellis, E. (1998). Quantification of quadriceps and hamstring antagonist activity. Sports Medicine, 26, Kellis, E. (1999). The effects of fatigue on the resultant joint moment, agonist and antagonist electromyographic activity at different angles during dynamic knee extension efforts. Journal of Electromyography and Kinesiology, 9, Kellis, E. (2003). Αntagonist moment of force during maximal knee extension in pubertal boys: effects of quadriceps fatigue. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 81, Kellis, E, & Baltzopoulos, V. (1996a). Agonist and antagonist EMG-angle relationship during isokinetic eccentric and concentric exercise. Isokinetics and Exercise Science, 6, Kellis, E, & Baltzopoulos, V. (1996b). The effects of normalization method on antagonistic activity during concentric and eccentric isokinetic knee extension and flexion. Journal of Electromyography and Kinesiology, 6, Kellis, E, & Kellis, S. (2001). Effects of agonist and antagonist fatigue on muscle coactivation around the knee in pubertal boys. Journal of Electromyography and Kinesiology, 11, Kent-Braun, J. A. (1999). Central and peripheral contributions to muscle fatigue in humans during sustained maximal effort. Eur J Appl Physiol Occup Physiol, 80(1), doi: /s Linnamo, V., Moritani, T., Nicol, C., & Komi, P. V. (2003). Motor unit activation patterns during isometric, concentric and eccentric actions at different force levels. J Electromyogr Kinesiol, 13(1), 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),

81 Nielsen, B., Hyldig, T., Bidstrup, F., Gonzalez-Alonso, J., & Christoffersen, G. R. (2001). Brain activity and fatigue during prolonged exercise in the heat. Pflugers Arch, 442(1), Osternig, LR, Caster, BL, & James, CR. (1995). Contralateral hamstring (biceps femoris) coactivation patterns and anterior cruciate ligament dysfunction. Medicine and Science in Sports and Exercise, 27, Psek, J. A., & Cafarelli, E. (1993). Behavior of coactive muscles during fatigue. Journal of Applied Physiology, 74(1), Rahnama, N, Reilly, T, & Lees, A. (2002). Injury risk associated with playing actions during competitive soccer. British Journal of Sports Medicine, 36, Rothmuller, C., & Cafarelli, E. (1995). Effect of vibration on antagonist muscle coactivation during progressive fatigue in humans. J Physiol, 485 ( Pt 3), Rozzi, S. L., Lephart, S. M., & Fu, F. H. (1999). Effects of muscular fatigue on knee joint laxity and neuromuscular characteristics of male and female athletes. Journal of Athletic Training, 34(2), Tesch, P A, Dudley, G A, Duvoisin, M R, Hather, B M, & Harris, R T. (1990). Force and EMG signal patterns during repeated bouts of concentric or eccentric actions. Acta Physiologica Scandinavica, 138, Uhorchak, J. M., Scoville, C. R., Williams, G. N., Arciero, R. A., St Pierre, P., & Taylor, D. C. (2003). Risk factors associated with noncontact injury of the anterior cruciate ligament: a prospective four-year evaluation of 859 West Point cadets. Am J Sports Med, 31(6), Viitasalo, JHT, & Komi, PV. (1977). Signal characteristics of EMG during fatigue. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 37, Walsh, M. L. (2000). Whole body fatigue and critical power: a physiological interpretation. Sports Med, 29(3), Weir, JP, Keefe, DA, Eaton, JF, Augustine, RT, & Tobin, DM. (1998). The effects of fatigue on hamstring coactivation during isokinetic knee extensions. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 78,

82 2.5 Αξιολόγηση των πελματικών πιέσεων κατά την ισορροπία σε υγιή άτομα και σε άτομα που έχουν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Οι αισθητηριακές πληροφορίες που προέρχονται από την ιδιοδεκτικότητα, καθώς και από το αιθουσαίο και το οπτικό σύστημα, συμβάλλουν στη συντήρηση και τον έλεγχο της στατικής και της δυναμικής ισορροπίας. Αυτό συμβαίνει επειδή η ισορροπία απαιτεί τη συνεχή προσαρμογή της μυϊκής δραστηριότητας και της θέσης της άρθρωσης με σκοπό τη διατήρηση του κέντρου βάρους του σώματος μέσα στην βάση στήριξης (Lee, Cheng, & Liau, 2009). Οποιοσδήποτε τύπος δυσλειτουργίας είτε στην ιδιοδεκτικότητα, είτε στο αιθουσαίο ή το οπτικό σύστημα, μπορεί να παρεμποδίσει τον έλεγχο της ισορροπίας. Ο τραυματισμός του ΠΧΣ οδηγεί σε μείωση της παθητικής σταθερότητας των αρθρώσεων και της ιδιοδεκτικής λειτουργίας (Lee et al., 2009). Κλινικές μελέτες σε άτομα με τραυματισμό στον ΠΧΣ (Barrack, Skinner, & Buckley, 1989; Beynnon et al., 1999; Fischer-Rasmussen & Jensen, 2000; Friden, Roberts, Zatterstrom, Lindstrand, & Moritz, 1996; Pap, Machner, Nebelung, & Awiszus, 1999) αλλά και μετά απο συνδεσμοπλαστική ΠΧ (Barrett, 1991), έχουν δείξει μείωση της ιδιοδεκτικής ικανότητας (Relph, Herrington, & Tyson, 2014). Συγκεκριμένα οι Barrett et al., (1991) μελέτησαν την ιδιοδεκτική ικανότητα με την μέθοδο MacIntosh Jones σε 45 άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ και βρήκαν πως άσχετα με την επιτυχία της χειρουργικής παρέμβασης στο γόνατο μετά τον τραυματισμό, η απώλεια της ιδιοδεκτικότητας είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας ο οποίος εμφανίζεται μετά από την χειρουργική αποκατάσταση τραυματισμού του ΠΧΣ (Barrett, 1991). Σε άλλη βιβλιογραφική μελέτη (Relph et al., 2014) η οποία μελέτησε την ιδιοδεκτική ικανότητα σε σχέση με την αίσθηση της γωνιακής θέσης του γονάτου και την ικανότητα προσδιορισμού της έναρξης της παθητικής κίνησης σε άτομα μετά από τραυματισμό αλλά και από 63

83 συνδεσμοπλαστική ΠΧ βρέθηκε πως η μειωμένη ιδιοδεκτικότητα είναι πιθανό να εμφανιστεί μετά από τραυματισμό ή συνδεσμοπλαστική του ΠΧ. Οι Angoules et al., (2011) (Angoules et al., 2011) μελέτησαν την στατική και την δυναμική ιδιοδεκτικότητα στα δύο πόδια ατόμων μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ με διαφορετικά μοσχεύματα (οπίσθιων και επιγονατιδικού) και βρήκαν πως εμφανίζεται μειωμένη ιδιοδεκτικότητα στο γόνατο μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ έξι μήνες μετά την εγχείρηση, χωρίς να εξαρτάται από το είδος του μοσχεύματος. Η ισορροπία ελέγχεται από την αισθητηριακή οδό, από το κεντρικό νευρικό σύστημα και από τις νευρομυϊκές αποκρίσεις, (Lysholm M, 1998). Το αισθητήριο σύστημα λαμβάνει πληροφορίες από τρία διαφορετικά συστήματα, το οπτικό, το αιθουσαίο και το σωματοαισθητηριακό (Lysholm, 1998). Τη στιγμή που διαταράσσεται η ισορροπία απαιτείται η ενεργοποίηση του νευρομυϊκού συστήματος και η εφαρμογή μυϊκής δύναμης έτσι ώστε να επανέλθει το κέντρο μάζας σώματος εντός της επιφάνειας στήριξης, (Lysholm M, 1998). Οι μέθοδοι οι οποίες έχουν χρησιμοποιηθεί για να περιγράψουν την ανθρώπινη στάση είναι χωρισμένες σε τρεις βασικές κατηγορίες: 1. Τη μετατόπιση του σώματος κατά την όρθια στάση, 2. Την μυϊκή δραστηριότητα με σκοπό την διατήρηση της όρθιας θέσης και 3. την μέτρηση της κίνησης και των προτύπων κίνησης του κέντρου μάζας (COM) η του κέντρου πίεσης (COP) (Balasubramaniam & Wing, 2002). Η μεταβολή της θέσης του σώματος η οποία παρατηρείται στην όρθια θέση αντιπροσωπεύει το αποτέλεσμα της σύνθετης αλληλεπίδρασης μεταξύ των συστημάτων ισορροπίας τα οποία αναφέρθηκαν παραπάνω. Στην προσπάθεια να κατανοηθούν οι μηχανισμοί ισορροπίας τις τελευταίες δεκαετίες η βιβλιογραφία έχει δείξει μεγάλες αλλαγές στην μελέτη, την διαδικασία και στα όργανα μέτρησης τα 64

84 οποία έχουν χρησιμοποιηθεί για να μελετηθεί το COP (Ruhe, Fejer, & Walker, 2010). Το COP μπορεί να καθοριστεί σαν την θέση στην οποία θα βρισκόταν η πίεση του σώματος (στα πέλματα των ποδιών) αν αυτή ήταν συγκεντρωμένη σε ένα σημείο. Το COP βέβαια δεν αντιπροσωπεύει την καθαρή μέτρηση της μετατόπισης του σώματος αλλά την μέτρηση της δραστηριότητας του κινητικού συστήματος στο να μετατοπίσει το COP. Το COM είναι ένα σημείο ανάλογο της συνολικής μάζας του σώματος στο συνολικό σύστημα αναφοράς και έχει βρεθεί πως βρίσκεται συνήθως στο επίπεδο του ιερού οστού σε σπονδυλικό επίπεδο, στην φυσιολογική όρθια θέση (Gard, Miff, & Kuo, 2004). Το COP είναι ανάλογο της ροπής της ποδοκνημικής άρθρωσης, ένας συνδυασμός των κινητικών εντολών αλλά και των μηχανικών ιδιοτήτων των μυών που την περιβάλλουν (Gard et al., 2004). Οι μεταβλητές που αξιολογούνται είναι η απόσταση της ταλάντωσης (sway distance), η ταχύτητα και η επιφάνεια η οποία διαγράφεται από τις μετατοπίσεις του COP στην πλατφόρμα. Πολλοί παράγοντες συνεισφέρουν στον έλεγχο της θέσης η οποία εξαρτάται από την ικανότητα αντίληψης του περιβάλλοντος μέσω του περιφερικού αισθητηριακού συστήματος, καθώς και της επεξεργασίας των σημάτων του αιθουσαίου του οπτικού και του σωματοαισθητηριακού συστήματος στο επίπεδο του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ). Επίσης σημαντικό ρόλο στην σταθερότητα της θέσης παίζουν η βάση στήριξης και τα μυοσκελετικά χαρακτηριστικά. Ανάλογα με το αν η κίνηση είναι στατική η δυναμική το ΚΝΣ υιοθετεί διαφορετικές στρατηγικές με σκοπό να ενεργοποιηθούν οι κατάλληλες μυϊκές συνέργειες που απαιτούνται για να διατηρηθεί η ισορροπία (Balasubramaniam & Wing, 2002). 65

85 Η μετατόπιση του σώματος συνδέεται με τη μετατόπιση των μελών του όπως, ο κορμός και το κεφάλι, κατά την διάρκεια εκτέλεσης προσαρμοσμένων κινήσεων με σκοπό την διατήρηση της ισορροπίας (Winter, 1995). Κατά τον έλεγχο της ισορροπίας η μυϊκή ενεργοποίηση εμφανίζεται να λειτουργεί προληπτικά και να δρα μακροπρόθεσμα και να βοηθά στην αποφυγή της πτώσης μεταβάλλοντας την θέση του σώματος σε όλα τα επίπεδα σε σχέση με το σημείο αναφοράς(baratto, Morasso, Re, & Spada, 2002). Ταυτόχρονα δίνεται ανατροφοδότηση από τις μηχανικές ιδιότητες των μυών της ποδοκνημικής ώστε να ενεργοποιηθούν άμεσα ώστε να αποφευχθεί η πτώση (Gatev, Thomas, Kepple, & Hallett, 1999). Οι Lafond et al., (2004) μελέτησαν την σχέση του COP και του COM και είδαν πως το COP ταλαντεύεται σε κάθε πλευρά του COM. Μπορεί θεωρητικά το COP να συμπίπτει με το COM σε χαμηλές ταλαντώσεις κάτω του 1 Hz, αλλά η μετατόπισή του κατά την ταλάντωση πάντα ξεπερνά αυτή του COM (Lafond, Corriveau, Hebert, & Prince, 2004). Λόγω των παραπάνω ένα από τα πιο συχνά χρησιμοποιημένα εργαλεία για να μελετηθεί το σύστημα της ισορροπίας είναι το σταμπιλόγραμμα το οποίο μετρά τη χρονική συμπεριφορά του COP. Η επίδραση του τραυματισμού του ΠΧΣ στη διατήρηση της ισορροπίας οδήγησε αρκετούς ερευνητές να ασχοληθούν με τη μελέτη της ισορροπίας σε άτομα μετά από εγχείρηση ΠΧΣ αλλά και με τραυματισμό του ΠΧΣ και να τα συγκρίνουν με υγιή άτομα. Μια σειρά από εργασίες έχουν ασχοληθεί με τη μείωση της ικανότητας της ισορροπίας στο ένα πόδι μετά από ολική (Ageberg, Zatterstrom, Moritz, & Friden, 2001), χρόνια ρήξη ΠΧΣ (Gauffin, Pettersson, Tegner, & Tropp, 1990; Lysholm M, 1998; Zatterstrom, Friden, Lindstrand, & Moritz, 1994) αλλά και μετά από εγχείρηση ΠΧΣ (Denti et al., 2000; Henriksson, Ledin, & Good, 2001a; 66

86 Hoffman, Schrader, & Koceja, 1999a; Shiraishi et al., 1996). Στον Πίνακα φαίνονται αναλυτικά οι έρευνες οι οποίες ασχολήθηκαν με την μελέτη τις ισορροπίας, το δείγμα, το όργανο μέτρησης και τα πρωτόκολλα μέτρησης που χρησιμοποίησαν. Τα αποτελέσματα των εργασιών δεν συμφωνούν απόλυτα. Για παράδειγμα οι Shiraishi, Mizuta et al, (1996), βρήκαν πως η ισορροπία στο ένα πόδι για τους υγιείς ήταν καλύτερη από αυτή των ατόμων μετά από εγχείρηση ΠΧΣ, ενώ αντίθετα οι (Mattacola et al., 2002) βρήκαν τα αντίθετα αποτελέσματα. Οι Lysholm et al., (1998) μέτρησαν ασθενείς με χρόνια ανεπάρκεια ΠΧΣ και υγιείς και δε βρήκαν διαφορές στην ισορροπία στα δύο πόδια, ενώ οι Mattacola, et al., (2002) δεν βρήκαν διαφορές στη μονοποδική στήριξη μεταξύ υγειών και εγχειρισμένων ατόμων στον ΠΧΣ 18 μήνες μετά από την εγχείρηση (Mattacola, 2002). Οι διαφορές αυτές στα αποτελέσματα των ερευνών πιθανά οφείλονται στα διαφορετικά πρωτόκολλα μέτρησης καθώς και στις διαφορετικές μεταβλητές που χρησιμοποιήθηκαν στις εργασίες αυτές. Σε άλλη εργασία οι (Hoffman, Schrader, & Koceja, 1999b) μελέτησαν την ισορροπία στο ένα πόδι σε υγιείς και σε άτομα 30 μήνες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ και δε βρήκαν διαφορές στα δύο γκρουπ στις στατικές δοκιμασίες (4σετ x20s). Οι Clark et al., (2014) (Clark et al., 2014) μέτρησαν 45 υγιή άτομα και 45 άτομα 6-18 μήνες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Χρησιμοποίησαν ένα πρωτόκολλο ισορροπίας στο ένα πόδι για 30 δευτερόλεπτα με μάτια ανοικτά και βρήκαν πως τα άτομα τα οποία έχουν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧ έχουν απώλεια ισορροπίας σε σχέση με τους υγιείς. Σε έρευνα (Negahban, Ahmadi, Salehi, Mehravar, & Goharpey, 2013) η οποία μελέτησε την ισορροπία στο ένα πόδι κατά την διάρκεια 4 δυναμικών δοκιμασιών σε σανίδα ισορροπίας, βρέθηκε πως οι υγιείς είχαν στατιστικά σημαντικά καλύτερη ισορροπία σε σχέση με τα άτομα τα οποία 67

87 είχαν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ εντός 6-18 μηνών. Οι Mohammadi et al., (2012) (Mohammadi et al., 2012) μέτρησαν την ισορροπία σε 30 υγιή άτομα και 30 άτομα 6-10 μήνες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ, κατά τη μονοποδική στήριξη διάρκειας 30s και βρήκαν χειρότερη ισορροπία στα άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Αντίθετα οι Goetz et al., (2011) (Goetz, 2011), δεν βρήκαν διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων όταν εκτέλεσαν 3 δοκιμασίες διάρκειας 30s στο ένα πόδι με τα μάτια ανοικτά. Οι Henriksson et al., (2001) (Henriksson, Ledin, & Good, 2001b) μελέτησαν την ισορροπία σε 20 υγιή άτομα και σε 25 άτομα 36 μήνες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ και βρήκαν πως κατά τη διποδική στήριξη διάρκειας 20 s πως η ισορροπία δεν διαφέρει μεταξύ των δύο ομάδων. Οι Harrison et al., (1999) (Harrison, Duenkel, Dunlop, & Russell, 1994) μελέτησαν τη μονοποδική στήριξη (10s) σε υγιείς και σε άτομα μήνες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ με μάτια ανοικτά και μάτια κλειστά και δεν βρήκαν διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων κατά την δοκιμασία με τα μάτια ανοικτά ενώ βρήκαν χειρότερη ισορροπία με κλειστά μάτια σε σχέση με τα μάτια ανοικτά και για τα δύο γκρουπ. Οι Moussa et al., (2009) (Ben Moussa, Zouita, Dziri, & Ben Salah, 2009) μέτρησαν 26 υγιή άτομα και 26 άτομα τα οποία είχαν υποβληθεί 24 μήνες πριν σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ στην μονοποδική στήριξη με μάτια ανοικτά και βρήκαν μειωμένη ικανότητα ισορροπίας στα άτομα με συνδεσμοπλαστική του ΠΧ σε σχέση με τους υγιείς. Σε άλλη έρευνα (Denti et al., 2000) βρέθηκε πως άτομα 78 μήνες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ παρουσιάζουν χειρότερη ισορροπία σε σχέση με τους υγιείς όταν αυτή μετρήθηκε κατά την μονοποδική και την διποδική στήριξη διάρκεια 10 s. Οι Vathrakokilis et al., (Vathrakokilis, Malliou, Gioftsidou, Beneka, & Godolias, 2008) μέτρησαν 24 άτομα 8-30 μήνες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ και βρήκαν καλύτερη ιδιοδεκτική ικανότητα και κατ επέκταση καλύτερη ισορροπία στο υγιές πόδι σε σχέση με το 68

88 εγχειρισμένο κατά την μονοποδική στήριξη (3σετ x 20 s). Σε έρευνα (Alonso, Greve, & Camanho, 2009) που σύγκρινε τα δύο πόδια σε υγιείς και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ (36-46 μήνες) κατά την μονοποδική στήριξη διάρκειας 20 s με μάτια ανοικτά βρέθηκε πως το χειρουργημένο πόδι είχε χειρότερη ισορροπία σε σχέση με το υγιές και τα άτομα με συνδεσμοπλαστική είχαν χειρότερη ισορροπία σε σχέση με τους υγιείς. Από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας φαίνεται πως η ισορροπία επηρεάζεται άμεσα από τη συνδεσμοπλαστική ΠΧ, και συγκεκριμένα μειώνεται στατιστικά σημαντικά σε σχέση με τους υγιείς κατά την διποδική ισορροπία (Denti et al., 2000), κατά την μονοποδική ισορροπία και ενώ συγκρίνεται μεταξύ των δύο ποδιών του ίδιου ατόμου (Alonso et al., 2009; Vathrakokilis et al., 2008) η όταν συγκρίνεται μεταξύ των αντίστοιχων ποδιών σε υγιείς και τραυματισμένους (Ben Moussa et al., 2009; Clark et al., 2014; Mohammadi et al., 2012; Negahban et al., 2013). Επίσης η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας έδειξε πως κάποιες εργασίες δεν βρίσκουν διαφορές μεταξύ υγιών και ατόμων που έχουν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧ κατά την διποδική (Henriksson et al., 2001b) και την μονοποδική στήριξη (Goetz, 2011; Harrison et al., 1994; Henriksson et al., 2001b; Hoffman et al., 1999b). Σχετικά με τις συνθήκες όρασης έχει φανεί πως η όραση επηρεάζει την ισορροπία αφού οι Harrison et al., (1994) μελέτησαν την ισορροπία υπό διαφορετικές συνθήκες όρασης και βρήκαν πως με κλειστά τα μάτια η ισορροπία ήταν χειρότερη και για τους υγιείς και για τους χειρουργημένους. Από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας φαίνεται πως η συνδεσμοπλαστική του ΠΧ επηρεάζει την ισορροπία από 6 (Clark et al., 2014)-78 (Denti et al., 2000) μήνες μετά την εγχείρηση. 69

89 Ο ΠΧΣ είναι βασικός σταθεροποιητής της άρθρωση του γονάτου. Κατά την ρήξη του ΠΧΣ και μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ μειώνεται η ιδιοδεκτική ικανότητα της άρθρωσης και έτσι μεταβάλλεται η ισορροπία του σώματος. Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας έδειξε πως δεν υπάρχουν εργασίες οι οποίες μελέτησαν την ισορροπία σε υγιείς και σε άτομα τουλάχιστον 2 χρόνια μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ με μάτια ανοικτά και μάτια κλειστά κατά την διποδική και κατά την μονοποδική στήριξη. 70

90 ΕΡΕΥΝΑ ΣΥΜΜΕΤΕΧΟΝΤΕΣ ΠΡΩΤΟΚΟΛΛΟ ΟΠΤΙΚΗ ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ/ ΠΛΕΥΡΙΚΟΤΗΤΑ/ ΦΥΛΟ Hoffman et al., ACLs χειρουργημένοι 20 Υγιείς Μονοποδική στήριξη (4setx20s) ΧΡΟΝΟΣ ΤΡΑΥΜΑΤΙΣΜΟΥ- ΕΓΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΡΙΝ ΤΗΝ ΜΕΤΡΗΣΗ ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 30μήνες Kistler Force Platform ΠΛΑΤΦΟΡΜΑ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑΣ Lysholm et al.,1998 O Connell et al., ACLs τραυματισμένοι 20 Υγιείς 15 ACLs τραυματισμένοι 15 Υγιείς Διποδική στήριξη Μονοποδική στήριξη (20s) Διποδική στήριξη Μονοποδική στήριξη (3x30s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ Ageberg et al., ACLs τραυματισμένοι Μονοποδική στήριξη (3x25s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 18 ΑΝΔΡΕΣ 18 ΓΥΝΑΙΚΕΣ Hadian et al., ACLs τραυματισμένοι Διποδική στήριξη (30s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ Μονοποδική στήριξη (20s) ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ 3-7 χρόνια μετά τον τραυματισμό Διπλή πλατφόρμα δύναμης (Equi Test, Neurocom) 25 ±17 μήνες Postural sway meter, (patent application) designed by University College London Physiology Department 3.8χρόνια Strain gauge force plate 2.5χρόνια Strain gauge force plate Bertec Bonfim et al., ACLs τραυματισμένοι Μονοποδική στήριξη (30s) ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ 2-36 μήνες Force platform (AMTI-OR ) Negahban et al., 25 ACLs χειρουργημένοι Μονοποδική στήριξη (30s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 1 χρόνος wobbleboard(iwb) Υγιείς Colby et al., ACLs χειρουργημένοι 13 ACLs τραυματισμένοι 25 Υγιείς Κατέβασμα με 1 πόδι και ανέβασμα με 1 πόδι σε πλατφόρμα Δεν αναφέρεται Bertec force plate Okuda et al.,2005 Dauty et al., 2010 Alonso et al., ACLs τραυματισμένοι 57 Υγιείς 35 ACLs τραυματισμένοι 35 Υγιείς 44 ACLs χειρουργημένοι 20 Υγιείς Διποδική στήριξη (30s) Μονοποδική στήριξη (10s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ 6 μήνες Gravicorder GS-11; Anima, Tokyo, Japan 15 ημέρες stabilometric platform QFP Διποδική στήριξη (51s) Μονοποδική στήριξη (13s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ Μονοποδική στήριξη (20s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ μήνες Biodex Balance System 71

91 Chmielewski, 2002 Vathrakokilis et al., 2008 Gauffin et al., 1990 Hryssomalis et al 2008 Harrison et al., 1994 Henriksson et al., 2001 Moussa et al.,2009 Tookuni et al., 2005 Mohammadi et al.,2012 Shiraishi et al., 1996 Denti et al., υγιείς 10 ACL τραυματισμένοι 10 ACL χειρουργημένοι Μονοποδική στήριξη (10s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 1 εβδομάδα μετά το χειρουργείο 12 εβδομάδες μετά το χειρουργείο 6 εβδομάδες μετά το χειρουργείο Balance master 24 ACL χειρουργημένοι Μονοποδική στήριξη (3x20s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 8-30 μήνες Δεν αναφέρεται 15 ACL τραυματισμένοι Μονοποδική στήριξη ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 7-37 μήνες Kistler 16 Υγιείς 28 Υγιείς Μονοποδική στήριξη (20s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ Δεν αναφέρεται Airex 27 Υγιείς 17 ACLs χειρουργημένοι 20 Υγιείς 25 ACLs χειρουργημένοι 26 Υγιείς 26 ACLs χειρουργημένοι 19 ACLs τραυματισμένοι 19 Υγιείς 30 Υγιείς 30 ACLs χειρουργημένοι 53 ACL χειρουργημένοι 30 Υγιείς 30 ACL τραυματισμένοι 50 ACL χειρουργημένοι 50 Υγιείς Μονοποδική στήριξη (10s) Διποδική στήριξη (20s) Μονοποδική στήριξη (20s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ μήνες Balance SystemT 36 μήνες EquiTest, NeuroCom Int., Inc., Clackamas, Oregon Μονοποδική στήριξη ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 24 μήνες Balance master system Διποδική στήριξη (10s) Μονοποδική στήριξη (10s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ Δεν αναφέρεται Tekscan Boston Μονοποδική στήριξη (30s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 6-10 μήνες Kistler Instrument Company, Amherst, NY Μονοποδική στήριξη (20s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 24 μήνες GS 10 GRAVICORDER Διποδική στήριξη (10s) Μονοποδική στήριξη (10s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 78 μήνες Δεν αναφέρεται Goetz et al., 2011 Friden et al., ACL χειρουργημένοι 18 Υγιείς 19 ACL τραυματισμένοι 55 Υγιείς Μονοποδική στήριξη 3Χ30s ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ Δεν αναφέρεται Biodex Balance System Μονοποδική στήριξη ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 6 μήνες strain-gauge force plate 72

92 Negahban et al., 2010 Negahban Et al., 2009 Mattacola et al., 2002 Ahmed et al., 2011 Ageberg et al., 2001 Zatterstrom et al., 1994 Mizuta et al., 1992 Clark et al., ACL τραυματισμένοι 27 Υγιείς Διποδική στήριξη (30s) Μονοποδική στήριξη (20s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ Δεν αναφέρεται Bertec force platform 27 ACL τραυματισμένοι Διποδική στήριξη (30s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ Δεν αναφέρεται Bertec Υγιείς Μονοποδική στήριξη (20s) ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ force platform 30 ACL χειρουργημένοι Διποδική στήριξη (30s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 18 μήνες Biodex Stability System 30 Υγιείς Μονοποδική στήριξη (20s) 30 ACL τραυματισμένοι Μονοποδική στήριξη (10s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 2-11 μήνες SMART Balance Master 25 Υγιείς Διποδική στήριξη (10s) ΜΑΤΙΑ ΚΛΕΙΣΤΑ 60 Υγιείς Μονοποδική στήριξη (20s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 3.8χρόνια strain gauge force plate 63 ACLs τραυματισμένοι 26 ACLs τραυματισμένοι Μονοποδική στήριξη (25) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 22μήνες strain gauge force plate Διποδική στήριξη 12 Υγιείς Μονοποδική στήριξη (20s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ Δεν αναφέρεται Gs 100 graviocorder 15 ACLs τραυματισμένοι 45 Υγιείς Μονοποδική στήριξη (30s) ΜΑΤΙΑ ΑΝΟΙΚΤΑ 6-18 μήνες Wii Balance Board 45 ACLs τραυματισμένοι (WBB) Πίνακας 3: Έρευνες οι οποίες μελέτησαν την ισορροπία σε υγιείς και σε άτομα μετά από τραυματισμό και συνδεσμοπλαστική ΠΧ. 73

93 2.6 Βιβλιογραφία Ageberg, E., Zatterstrom, R., Moritz, U., & Friden, T. (2001). Influence of supervised and nonsupervised training on postural control after an acute anterior cruciate ligament rupture: a three-year longitudinal prospective study. J Orthop Sports Phys Ther, 31(11), Alonso, A. C., Greve, J. M., & Camanho, G. L. (2009). Evaluating the center of gravity of dislocations in soccer players with and without reconstruction of the anterior cruciate ligament using a balance platform. Clinics (Sao Paulo), 64(3), Angoules, A. G., Mavrogenis, A. F., Dimitriou, R., Karzis, K., Drakoulakis, E., Michos, J., & Papagelopoulos, P. J. (2011). Knee proprioception following ACL reconstruction; a prospective trial comparing hamstrings with bonepatellar tendon-bone autograft. Knee, 18(2), doi: /j.knee Balasubramaniam, R., & Wing, A. M. (2002). The dynamics of standing balance. Trends Cogn Sci, 6(12), Baratto, L., Morasso, P. G., Re, C., & Spada, G. (2002). A new look at posturographic analysis in the clinical context: sway-density versus other parameterization techniques. Motor Control, 6(3), Barrack, R L, Skinner, H B, & Buckley, S L. (1989). Proprioception in the anterior cruciate deficient knee. American Journal of Sports Medicine, 17(1), 2-6. Barrett, DS. (1991). Proprioception and function after anterior cruciate reconstruction. Journal of Bone and Joint Surgery, 73-B, Ben Moussa, A. Zouita, Zouita, S., Dziri, C., & Ben Salah, F. Z. (2009). Single-leg assessment of postural stability and knee functional outcome two years after anterior cruciate ligament reconstruction. Ann Phys Rehabil Med, 52(6), doi: /j.rehab Beynnon, B. D., Ryder, S. H., Konradsen, L., Johnson, R. J., Johnson, K., & Renstrom, P. A. (1999). The effect of anterior cruciate ligament trauma and bracing on knee proprioception. Am J Sports Med, 27(2), Clark, R. A., Howells, B., Pua, Y. H., Feller, J., Whitehead, T., & Webster, K. E. (2014). Assessment of standing balance deficits in people who have undergone 74

94 anterior cruciate ligament reconstruction using traditional and modern analysis methods. J Biomech, 47(5), doi: /j.jbiomech Denti, M., Randelli, P., Lo Vetere, D., Moioli, M., Bagnoli, I., & Cawley, P. W. (2000). Motor control performance in the lower extremity: normals vs. anterior cruciate ligament reconstructed knees 5-8 years from the index surgery. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 8(5), Fischer-Rasmussen, T., & Jensen, P. E. (2000). Proprioceptive sensitivity and performance in anterior cruciate ligament-deficient knee joints. Scand J Med Sci Sports, 10(2), Friden, T., Roberts, D., Zatterstrom, R., Lindstrand, A., & Moritz, U. (1996). Proprioception in the nearly extended knee. Measurements of position and movement in healthy individuals and in symptomatic anterior cruciate ligament injured patients. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 4(4), Gard, S. A., Miff, S. C., & Kuo, A. D. (2004). Comparison of kinematic and kinetic methods for computing the vertical motion of the body center of mass during walking. Hum Mov Sci, 22(6), doi: /j.humov Gatev, P., Thomas, S., Kepple, T., & Hallett, M. (1999). Feedforward ankle strategy of balance during quiet stance in adults. J Physiol, 514 ( Pt 3), Gauffin, H., Pettersson, G., Tegner, Y., & Tropp, H. (1990). Function testing in patients with old rupture of the anterior cruciate ligament. Int J Sports Med, 11(1), Goetz, J.S. Dullien, P. Lenz, J. Grifka, H. Eichhorn, K. Fehske. (2011). Evaluation of postural stability after reconstruction of anterior cruciate ligament (ACL) in juveniles using Biodex Balance System. Gait & Posture, 36, S89. Harrison, E. L., Duenkel, N., Dunlop, R., & Russell, G. (1994). Evaluation of singleleg standing following anterior cruciate ligament surgery and rehabilitation. Physical Therapy, 74(3), Henriksson, M., Ledin, T., & Good, L. (2001a). Postural control after anterior cruciate ligament reconstruction and functional rehabilitation. Am J Sports Med, 29(3),

95 Henriksson, M., Ledin, T., & Good, L. (2001b). Postural control after anterior cruciate ligament reconstruction and functional rehabilitation. American Journal of Sports Medicine, 29(3), Hoffman, M., Schrader, J., & Koceja, D. (1999a). An Investigation of Postural Control in Postoperative Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Patients. J Athl Train, 34(2), Hoffman, M., Schrader, J., & Koceja, D. (1999b). An Investigation of postural control in postoperative anterior cruciate ligament reconstruction patients. Journal of Athletic Training, 34(2), Lafond, D., Corriveau, H., Hebert, R., & Prince, F. (2004). Intrasession reliability of center of pressure measures of postural steadiness in healthy elderly people. Arch Phys Med Rehabil, 85(6), Lee, H. M., Cheng, C. K., & Liau, J. J. (2009). Correlation between proprioception, muscle strength, knee laxity, and dynamic standing balance in patients with chronic anterior cruciate ligament deficiency. Knee, 16(5), doi: /j.knee Lysholm M, Ledin T, Ödkvist LM, Good L. (1998). Postural control: a comparison between patients with chronic anterior cruciate ligament insufficiency and healthy individuals Scand J Med Sci Sports, 8, Mattacola, C. G., Perrin, D. H., Gansneder, B. M., Gieck, J. H., Saliba, E. N., & McCue, F. C., 3rd. (2002). Strength, Functional Outcome, and Postural Stability After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. J Athl Train, 37(3), Mohammadi, F., Salavati, M., Akhbari, B., Mazaheri, M., Khorrami, M., & Negahban, H. (2012). Static and dynamic postural control in competitive athletes after anterior cruciate ligament reconstruction and controls. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 20(8), doi: /s Negahban, H., Ahmadi, P., Salehi, R., Mehravar, M., & Goharpey, S. (2013). Attentional demands of postural control during single leg stance in patients with anterior cruciate ligament reconstruction. Neurosci Lett, 556, doi: /j.neulet

96 Pap, G, Machner, A, Nebelung, W, & Awiszus, F. (1999). Detailed analysis of proprioception in normal and ACL deficient knees. Journal of Bone and Joint Surgery, 81-B, Relph, N., Herrington, L., & Tyson, S. (2014). The effects of ACL injury on knee proprioception: a meta-analysis. Physiotherapy, 100(3), doi: /j.physio Ruhe, A., Fejer, R., & Walker, B. (2010). The test-retest reliability of centre of pressure measures in bipedal static task conditions--a systematic review of the literature. Gait Posture, 32(4), doi: /j.gaitpost Shiraishi, M., Mizuta, H., Kubota, K., Otsuka, Y., Nagamoto, N., & Takagi, K. (1996). Stabilometric assessment in the anterior cruciate ligamentreconstructed knee. Clin J Sport Med, 6(1), Vathrakokilis, K., Malliou, P., Gioftsidou, A., Beneka, A., & Godolias, G. (2008). Effects of a balance training protocol on knee joint proprioception after anterior cruciate ligament reconstruction. Journal of Back and Musculoskeletal Rehabilitation, 21(4), Winter, D. A. (1995). Human balance and posture control during standing and walking. Gait & Posture, 3(4), doi: Zatterstrom, R., Friden, T., Lindstrand, A., & Moritz, U. (1994). The effect of physiotherapy on standing balance in chronic anterior cruciate ligament insufficiency. Am J Sports Med, 22(4),

97 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο Πειραματική Εργασία 1 78

98 3. Ισοκινητική Αξιολόγηση Μυϊκών Ανισορροπιών του Γονάτου σε Υγιείς και σε Άτομα Μετά από Συνδεσμοπλαστική Πρόσθιου Χιαστού 3.1 Περίληψη Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να μελετηθούν διάφοροι τρόποι υπολογισμού των αναλογιών ροπής των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου σε άτομα υγιή και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Δώδεκα υγιείς (ηλικία ± 3.23 έτη) και 10 άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ (ηλικία ± 1.85 έτη) εκτέλεσαν μέγιστες σύγκεντρες (con) και έκκεντρες (ecc) προσπάθειες των εκτεινόντων (Q) και καμπτήρων (H) του γονάτου σε τρεις διαφορετικές γωνίες και γωνιακές ταχύτητες (60, 120 και 180 /s). Για την έκταση, ανάλυση διακύμανσης έδειξε ότι η αναλογία Ηecc:Qcon δεν διέφερε στατιστικά σημαντικά μεταξύ των υγιών και των εγχειρισμένων σε καμία γωνιακή θέση. Για την κάμψη, η ανάλυση διακύμανσης έδειξε ότι η αναλογία Qecc:Hcon ήταν χαμηλότερη στους εγχειρισμένους σε σχέση με τους υγιείς μόνο όταν χρησιμοποιήθηκαν οι τιμές της ροπής στις 30 και όχι στις άλλες γωνιακές θέσεις. Η γωνιακή ταχύτητα δεν επηρέασε τις δύο πειραματικές ομάδες αλλά είχε επίδραση στις αναλογίες. Σε αντίθεση με τους υγιείς, η ομάδα των εγχειρισμένων είχε διαφορετικές αναλογίες ανάμεσα στα 2 πόδια για την αναλογία Qecc:Hcon για τις μέγιστες τιμές για το σύνολο των γωνιακών ταχυτήτων. Επίσης για την αναλογία Hecc:Qecc ενώ οι υγιείς δεν εμφάνισαν διαφορές στην αναλογία μεταξύ των δύο ποδιών, οι εγχειρισμένοι στον ΠΧ εμφάνισαν μεγαλύτερη αναλογία δύναμης στο αριστερό πόδι (εγχειρισμένο) σε σχέση με το δεξί τους πόδι. Από τα παραπάνω συμπεραίνεται πως η αξιολόγηση των μυϊκών ανισορροπιών μετά από συνδεσμοπλαστική του ΠΧ χρησιμοποιώντας τιμές από τη γωνία κάμψης των 30 ίσως είναι πιο σημαντική από τους υπόλοιπους τρόπους υπολογισμού των αναλογιών. 79

99 3.2 Εισαγωγή Η εκτίμηση της δύναμης και της ισορροπίας της δύναμης στην άρθρωση του γονάτου είναι ένα σημαντικό θέμα στην προπόνηση αλλά και στην αποκατάσταση. Παρόλα αυτά λίγα είναι γνωστά σχετικά με την ιδανική αναλογία δύναμης των μυών ειδικά μετά από έναν τραυματισμό ή μια εγχείρηση. Η μέτρηση της δύναμης περιλαμβάνει την ικανότητα μιας μυϊκής ομάδας να παράγει ροπή και εξαρτάται από την νευρική ενεργοποίηση του μυός, από τις εγγενείς ιδιότητες των ίδιων των μυών και από τα μυοσκελετικά χαρακτηριστικά του μυός (Enoka 1994). Η τυπική αναλογία H:Q έχει χρησιμοποιηθεί για κλινικούς λόγους αλλά και ερευνητικά σαν δείκτης ισορροπίας των μυών που περιβάλλουν το γόνατο (Aagaard, Simonsen, Trolle, & Bangsbo, 1995; Coombs & Garbutt, 2002; Kellis & Baltzopoulos, 1995; Seto, Orofino, Morrissey, Medeiros, & Mason, 1988; St Clair Gibson, Lambert, Durandt, Scales, & Noakes, 2000). Η αναλογία καμπτήρων : εκτεινόντων (H:Q) είναι η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη ισοκινητική μεταβλητή η οποία χρησιμοποιείται για να υπολογίσει την μυϊκή ισορροπία (Coombs & Garbutt, 2002; Dvir, Eger, Halperin, & Shklar, 1989; Kellis & Katis, 2007a) αφού εκφράζει την λειτουργία των αγωνιστών και των ανταγωνιστών μυών παρέχοντας μια ολοκληρωμένη περιγραφή της αμοιβαίας λειτουργίας τους (Coombs & Garbutt, 2002). Οι ερευνητές σχετικά πρόσφατα χρησιμοποίησαν μια νέα αναλογία, την λειτουργική αναλογία η οποία υπολογίζει την έκκεντρη λειτουργία των καμπτήρων μυών διαιρώντας την με την σύγκεντρη λειτουργία των εκτεινόντων μυών (Hecc:Qcon), αναλογία η οποία περιγράφει την έκταση του γονάτου και επίσης χρησιμοποίησαν την σύγκεντρη λειτουργία των καμπτήρων διαιρώντας την με την έκκεντρη λειτουργία των εκτεινόντων (Hcon:Qecc), αναλογία η οποία περιγράφει την κάμψη του γονάτου (Coombs & Garbutt, 2002). Η αναλογία H:Q κυμαίνεται από και αυξάνεται όσο αυξάνεται η έκταση του γονάτου και πλησιάζει το 1.0 (Aagaard, Simonsen, Magnusson, Larsson, & Dyhre-Poulsen, 80

100 1998; Aagaard et al., 1995; Hiemstra, Webber, MacDonald, & Kriellaars, 2004) γεγονός το οποίο αποδίδεται στους καμπτήρες οι οποίοι ενεργοποιούνται κοντά σε πλήρη έκταση ως σταθεροποιητές της άρθρωσης του γονάτου, όπου ο ΠΧΣ βρίσκεται στην μεγαλύτερη τάση του (Beynnon et al., 1995). Η μεταβολή της φυσιολογικής αναλογίας δύναμης στην άρθρωση του γονάτου λόγω τραυματισμού ή της χειρουργικής παρέμβασης είναι πιθανό να επηρεάσει την ικανότητα του ασθενή ώστε να μην είναι σε θέση να προστατευθεί ενάντια σε έναν περαιτέρω τραυματισμό. Αρκετοί ερευνητές έχουν μελετήσει την τυπική αναλογία (Bowerman, Smith, Carlson, & King, 2006; Daneshjoo, Rahnama, Mokhtar, & Yusof, 2013; Hewett, Myer, & Zazulak, 2008; Kong & Burns, 2010; Newton et al., 2006; Orchard, Marsden, Lord, & Garlick, 1997; Read & Bellamy, 1990)και την λειτουργική αναλογία (Aagaard et al., 1998; Aagaard et al., 1995; Costa et al., 2013; Gur, Akova, & Kucukoglu, 1999; Kellis & Katis, 2007b) σε υγιείς (Read & Bellamy, 1990; Rosene, Fogarty, & Mahaffey, 2001) και σε άτομα με τραυματισμό ΠΧΣ (Benjuya, Plotqin, & Melzer, 2000; Hole et al., 2000; Kannus, 1988; Li, Maffuli, Hsu, & Chan, 1996; Myer et al., 2009; Portes, Portes, Botelho, & Souza Pinto, 2007; St Clair Gibson et al., 2000) αλλά και μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ (Hiemstra et al., 2004; Khosravi, Ghasemi, & Zolaktaf, 2010; Yip et al., 2013), συγκρίνοντας άνδρες και γυναίκες (Calmels, Nellen, Van De Borne, Jourdin, & Minaire, 1997; Hewett et al., 2008; Kong & Burns, 2010; Lyons, 2006; Rosene et al., 2001) αλλά και εξετάζοντας κατά πόσο επηρεάζονται από την πλευρικότητα στα πόδια (Cheung, Smith, & Wong del, 2012; Daneshjoo et al., 2013; Kong & Burns, 2010; Lanshammar & Ribom, 2011; Read & Bellamy, 1990; Rosene et al., 2001). Έτσι το θέμα της αποκατάστασης της μυϊκής δύναμης και της ισορροπίας της δύναμης των μυών που περιβάλλουν την άρθρωση του γονάτου, είναι πολύ σημαντικό ειδικά μετά από εγχείρηση συνδεσμοπλαστικής ΠΧ και συγκεκριμένα για την αποκατάσταση που θα ακολουθήσει. Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας δεν έχει δείξει να έχει μελετηθεί η ισοκινητική αξιολόγηση της μυϊκής 81

101 ισορροπίας στην άρθρωση του γονάτου σε υγιή άτομα και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να μελετηθούν οι λειτουργικές και οι τυπικές αναλογίες των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου σε άτομα υγιή και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Συγκεκριμένα, στην παρούσα έρευνα εξετάστηκαν τα ακόλουθα ερωτήματα: 1. Πως επηρεάζει η γωνία καταγραφής της ροπής τις διαφορές στην αναλογία ροπής ανταγωνιστών/αγωνιστών ανάμεσα σε τραυματισμένους και μη τραυματισμένους αθλητές και αθλήτριες; 2. Πως επηρεάζει η γωνιακή ταχύτητα τις διαφορές στην αναλογία ροπής ανταγωνιστών/αγωνιστών ανάμεσα σε τραυματισμένους και μη τραυματισμένους αθλητές και αθλήτριες; 3. Οι τραυματισμένοι αθλητές-τριες εμφανίζουν διαφορές ως προς την αναλογία ροπής ανταγωνιστών/αγωνιστών ανάμεσα στα δυο πόδια το ίδιο όπως και οι μη τραυματισμένοι; 3.3 Μεθοδολογία Δείγμα Στην έρευνα συμμετείχαν εθελοντικά 22 ενήλικες, 12 υγιείς (ηλικία ± 3.23 έτη, ύψος ± 9.32 εκατοστά, βάρος ±12.49 κιλά) και 10 άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ με εγχειρισμένο πόδι στον ΠΧΣ (Αριστερό, ηλικία ± 1.85 έτη, ύψος ± εκατοστά, βάρος 66.5 ± κιλά) (Πίνακας 4). Όλοι οι συμμετέχοντες έδωσαν γραπτή συγκατάθεση για την συμμετοχή τους στην έρευνα (Βλ. Παράρτημα). 82

102 Ν Ηλικία (έτη) Ύψος (εκ) Μάζα (κλ) Υγιείς ± ± ±12.49 Εγχειρισμένοι ± ± ±11.69 Πίνακας 4: Ανθρωπομετρικά Χαρακτηριστικά Όργανα Μέτρησης Με ζυγό ακριβείας αναστημόμετρο τύπου Seca 206, μετρήθηκε το βάρος και το ύψος των συμμετεχόντων. Η μέτρηση της ισοκινητικής και της ισομετρικής ροπής των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου πραγματοποιήθηκε με το ισοκινητικό δυναμόμετρο τύπου Cybex Norm (CYBEX Division of Lumex Ronkonkoma, New York) (Εικόνα 1). Το ισοκινητικό δυναμόμετρο κατέγραψε τη γωνιακή θέση, τη γωνιακή ταχύτητα και τη ροπή του βραχίονα, οποίος ευθυγραμμίστηκε με την άρθρωση του γονάτου. Το αναλογικό σήμα από το δυναμόμετρο (γωνιακή ταχύτητα, ροπή, γωνιακή θέση) ενισχύθηκε χρησιμοποιώντας ενισχυτή DA100 B (Biopac MP100 Data Acquisition System Win- MP100 WSW, Systems Inc., Goleta, CA, USA) ενώ το όριο καταγραφής συχνοτήτων ορίστηκε μεταξύ Hz. Το δυναμόμετρο ρυθμίστηκε στην απαιτούμενη θέση (όπως αυτή ορίζεται από τον κατασκευαστή) τουλάχιστον μια ώρα πριν την εκτέλεση των δοκιμασιών. Η ψηφιοποίηση του σήματος πραγματοποιήθηκε με την χρήση της κάρτας A/D και η ανάλυσή του έγινε μέσω του λογισμικού προγράμματος AcqKnowledge με συχνότητα δειγματοληψίας 1000Hz. 83

103 Εικόνα 1: Ισοκινητικό δυναμόμετρο Cybex Norm (CYBEX Division of Lumex Ronkonkoma, New York) Διαδικασία Μέτρησης Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο Προπονητικής της Αθλητικής Απόδοσης του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Όλοι οι εξεταζόμενοι μόλις προσήλθαν στο εργαστήριο υπέγραψαν την εθελοντική συμμετοχής τους στην έρευνα. Στη συνέχεια καταγράφηκαν τα ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά (ύψος, μάζα) καθώς και το ερωτηματολόγιο υποκειμενικής αξιολόγησης της άρθρωσης του γονάτου Ισοκινητική Αξιολόγηση Όλες οι δοκιμασίες εκτελέστηκαν από την ίδια θέση στο ισοκινητικό μηχάνημα. Οι συμμετέχοντες τοποθετήθηκαν στο κάθισμα του ισοκινητικού δυναμόμετρου και 84

104 σταθεροποιήθηκαν με ιμάντες, αφού ρυθμίστηκε ο βραχίονας (ευθυγράμμιση με το κέντρο της άρθρωσης του γονάτου) και η πλάτη (110 γωνία ισχίου) έτσι ώστε να εκτελεστεί άνετα η κάθε δοκιμασία. Το εύρος κίνησης ορίστηκε από τις 0 στην πλήρη έκταση έως τις 90 στην πλήρη κάμψη. Πριν την έναρξη της διαδικασίας εκτελέστηκαν δοκιμαστικές προσπάθειες με σκοπό την προθέρμανση και την εξοικείωση του εξεταζόμενου με το ισοκινητικό μηχάνημα καθώς και με το είδος των ασκήσεων. Από την θέση αυτή εκτελέστηκαν και καταγράφηκαν τρεις μέγιστες ισομετρικές προσπάθειες για τους εκτείνοντες και τρεις για τους καμπτήρες του γονάτου στις 0,45 και 90. Στην συνέχεια εκτελέστηκαν πέντε μέγιστες σύγκεντρες και πέντε έκκεντρες σε τρεις διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες (60 /s,120 /s και 180 /s). Η σειρά εκτέλεσης ήταν από την πιο αργή προς την πιο γρήγορη γωνιακή ταχύτητα Συλλογή και Επεξεργασία των Δεδομένων Η καταγραφή της ροπής έγινε με συχνότητα δειγματοληψίας 1000 Hz. Για την επεξεργασία των δεδομένων καταγράφηκαν οι παρακάτω τιμές σε κάθε πόδι και για κάθε μυϊκή ομάδα. 1. Μέγιστη ισομετρική ροπή σε κάθε γωνία (0,45,90 ) 2. Μέγιστη ισοκινητική ροπή για κάθε γωνιακή ταχύτητα (60 /s,120 /s και 180 /s) 3. Ισοκινητική ροπή στις 30 και 45 για κάθε γωνιακή ταχύτητα (60 /s,120 /s και 180 /s). Με βάση τα παραπάνω χρησιμοποιήθηκαν οι παρακάτω μεταβλητές για περαιτέρω ανάλυση. 85

105 Τυπικές Αναλογίες Σύγκεντρη Λειτουργία Οπίσθιων μηριαίων (Hcon) / Σύγκεντρη Λειτουργία Τετρακεφάλου (Qcon) Έκκεντρη Λειτουργία Οπίσθιων μηριαίων (Hecc) / Έκκεντρη Λειτουργία Τετρακεφάλου (Qecc) Λειτουργικές Αναλογίες Έκκεντρη Λειτουργία Τετρακεφάλου (Qecc) / Σύγκεντρη Λειτουργία Οπίσθιων Μηριαίων (Ηcon) Έκκεντρη Λειτουργία Οπίσθιων Μηριαίων (Hecc) / Σύγκεντρη Λειτουργία Τετρακεφάλου (Qcon) Ισομετρική αναλογία Μέγιστη Ισομετρική Λειτουργία των Καμπτήρων (Ηisom)/ Μέγιστη Ισομετρική Λειτουργία των Εκτεινόντων (Qisom) 3.4 Στατιστική Ανάλυση Χρησιμοποιήθηκε ανάλυση διακύμανσης με τέσσερις παράγοντες ώστε να εξεταστούν οι διαφορές ισομετρικής δύναμης ανάμεσα στις τρείς γωνίες, τα δύο πόδια (δεξί/αριστερό ή υγιές/τραυματισμένο), τις δυο μυϊκές ομάδες και τον παράγοντα «κατάσταση» (υγιείςτραυματισμένους) στην μέγιστη ισομετρική δύναμη. Παρόμοια, χρησιμοποιήθηκε ανάλυση διακύμανσης με τέσσερις παράγοντες ώστε να εξεταστούν οι διαφορές της ισοκινητικής ροπής ανάμεσα σε τρείς γωνιακές ταχύτητες 86

106 (60 /s,120 /s και 180 /s), τα δύο πόδια (δεξί/αριστερό ή υγιές/τραυματισμένο), τις δυο μυϊκές ομάδες και τις ομάδες με διαφορετική κατάσταση (υγιείς-τραυματισμένους) στην μέγιστη ισομετρική δύναμη. Όσον αφορά τις αναλογίες, εφαρμόστηκαν μοντέλα ανάλυσης διακύμανσης με τρείς παράγοντες (Κατάσταση x Γωνιακή ταχύτητα x Πόδι) στις ισοκινητικές αναλογίες ανά γωνιακή θέση. Το επίπεδο σημαντικότητας ορίστηκε στο p < Αποτελέσματα Αναλογίες ροπής των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου κατά την ισοκίνηση σε υγιείς και σε ΑμΠΧΣ. Στον Πίνακα 5&6 παρουσιάζονται όλα τα αποτελέσματα σχετικά με τις αναλογίες της ροπής, σε υγιείς και σε ΑμΠΧΣ αντίστοιχα. Πίνακας 5: Αναλογίες ροπής στις 30 και 45 του γονάτου και η μέγιστη τιμή των αναλογιών γωνιακές ταχύτητες σε υγιή άτομα. στις 3 διαφορετικές 87

107 Πίνακας 6: Αναλογίες ροπής στις 30 και 45 του γονάτου και η μέγιστη τιμή των αναλογιών στις 3 διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Στον Πίνακα 7 φαίνονται το στατιστικό F, οι βαθμοί ελευθερίας (df) και η σημαντικότητα sig. 88

108 Πίνακας 7: Το στατιστικό F, οι βαθμοί ελευθερίας (df) και η σημαντικότητα (sig), όπως προκύπτουν από την στατιστική ανάλυση των παραγόντων γωνιακή ταχύτητα (60,120,180 /s), ομάδα (Υγιείς- ΑμΠΧΣ) και πόδι (Δεξί - Αριστερό) Για την τυπική αναλογία Hcon:Qcon η ανάλυση των αποτελεσμάτων δεν έδειξε στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση του παράγοντα «γωνιακή ταχύτητα» (60 /s,120 /s,180 /s) με τον παράγοντα «πόδι» (δεξί- αριστερό πόδι), και τον παράγοντα 89

109 «ομάδα» (υγιείς-αμπχσ). Επίσης δεν βρέθηκε να διαφέρει η αναλογία Hcon:Qcon μεταξύ των δύο ομάδων για τις διαφορετικές γωνίες (0,45,max), μεταξύ των δύο ομάδων για τις διαφορετικές γωνιακές ταχυτήτες (60,120,180 /s) και μεταξύ των δύο ομάδων για κάθε πόδι (δεξί αριστερό). Για την τυπική αναλογία Hecc:Qecc η ανάλυση των αποτελεσμάτων δεν έδειξε στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση του παράγοντα «γωνιακή ταχύτητα» (60 /s,120 /s,180 /s) με τον παράγοντα «πόδι (δεξί- αριστερό πόδι), και τον παράγοντα «ομάδα» (υγιείς-αμπχσ). Επίσης δεν βρέθηκε να διαφέρει η αναλογία Hecc:Qecc μεταξύ των δύο ομάδων για τις διαφορετικές γωνίες (0,45,max), μεταξύ των δύο ομάδων για τις διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες (60,120,180 /s). Η αναλογία Hecc:Qecc για τις μέγιστες τιμές της ροπής (max) ήταν στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη για το αριστερό πόδι των χειρουργημένων σε σχέση με το άλλο τους πόδι και σε σχέση με το αριστερό πόδι των υγιών (F (1.20) =11,68, p< 0.05), (Γράφημα1). Γράφημα 1: Η αναλογία Hecc:Qecc για τις μέγιστες τιμές της ροπής (max) μεταξύ των δύο ποδιών (δεξίαριστερό) σε υγιείς και σε χειρουργημένους. 90

110 Για την λειτουργική αναλογία Hecc:Qcon η ανάλυση των αποτελεσμάτων δεν έδειξε στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση του παράγοντα «γωνιακή ταχύτητα» (60 /s,120 /s,180 /s) με τον παράγοντα «πόδι» (δεξί- αριστερό πόδι), και τον παράγοντα «ομάδα» (υγιείς-αμπχσ). Επίσης δεν βρέθηκε να διαφέρει η αναλογία Hecc:Qcon μεταξύ των δύο ομάδων για τις διαφορετικές γωνίες (0,45,max), μεταξύ των δύο ομάδων για τις διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες (60,120,180 /s) και μεταξύ των δύο ομάδων για κάθε πόδι (δεξί αριστερό). Για την λειτουργική αναλογία Qecc:Hcon η ανάλυση των αποτελεσμάτων δεν έδειξε στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση του παράγοντα «γωνιακή ταχύτητα» (60 /s,120 /s,180 /s) με τον παράγοντα «πόδι» (δεξί- αριστερό πόδι), και τον παράγοντα «ομάδα» (υγιείς-αμπχσ). Η ανάλυση διακύμανσης για την γωνία των 30 έδειξε στατιστικά σημαντικές διαφορές για το σύνολο των δοκιμασιών μεταξύ υγιών και χειρουργημένων (F (1.20) =6.14, p< 0.05), (Γράφημα 2). Γράφημα 2: Qecc:Hcon στις 30 σε υγιείς και σε ΑμΠΧΣ για τα δύο πόδια, για το σύνολο των δοκιμασιών, ανεξαρτήτως γωνιακής ταχύτητας. 91

111 Η αναλογία Qecc:Hcon, δεν βρέθηκε να διαφέρει μεταξύ των δύο ομάδων (Υγιών- Χειρουργημένων) για τις διαφορετικές γωνιακές ταχύτητες (60,120,180 /s). Για τις μέγιστες τιμές της ροπής (max) η αναλογία Qecc:Hcon ήταν στατιστικά σημαντικά μικρότερη για το αριστερό πόδι των χειρουργημένων σε σχέση με το άλλο τους πόδι και σε σχέση με το αριστερό πόδι των υγιών (F (1.20) =6.14, p< 0.05), (Γράφημα 3). Γράφημα 3: Η αναλογία Qecc:Hcon για τις μέγιστες τιμές της ροπής (max) μεταξύ των δύο ποδιών (δεξί- αριστερό) σε υγιείς και σε χειρουργημένους Αναλογία ροπής των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου κατά την ισομετρία σε υγιείς και σε ΑμΠΧΣ. Για την αναλογία Η:Q κατά τη μέγιστη ισομετρική προσπάθεια δε βρέθηκε αλληλεπίδραση του παράγοντα γωνία (0,45,max) με τον παράγοντα πόδι (δεξί- αριστερό 92

112 πόδι), και τον παράγοντα ομάδα (υγιείς-αμπχσ). Επίσης δεν βρέθηκε να διαφέρει η αναλογία μεταξύ των δύο ομάδων (υγιών- χειρουργημένων) για το σύνολο των αποτελεσμάτων και μεταξύ των δύο ομάδων για κάθε πόδι (δεξί αριστερό). Στον Πίνακα 8 φαίνεται η αναλογία Η:Q στις 3 γωνίες (0,45,90 ) σε υγιείς και στα άτομα που είχαν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Πίνακας 8: Η αναλογία Η:Q κατά τη μέγιστη ισομετρική προσπάθεια στις 3 γωνίες (0,45,90 ) σε υγιείς και στα άτομα που είχαν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ. 3.6 Συζήτηση Τα αποτελέσματα έδειξαν πως: 1. Για την λειτουργική αναλογία Qecc:Hcon στις 30 οι υγιείς είχαν μεγαλύτερη αναλογία από τους εγχειρισμένους, 2. Το αριστερό πόδι στους εγχειρισμένους είχε μικρότερη αναλογία Qecc:Hcon από το δεξί πόδι των εγχειρισμένων και από το αριστερό πόδι των υγειών για τις μέγιστες τιμές (max) κατά την ισοκίνηση, 3. Το αριστερό πόδι στους εγχειρισμένους είχε μεγαλύτερη αναλογία Hecc:Qecc από το δεξί πόδι των εγχειρισμένων και από το αριστερό πόδι των υγειών για τις μέγιστες τιμές (max) κατά την ισοκίνηση. Από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας έχει βρεθεί πως σε υγιή άτομα η λειτουργική αναλογία Η:Q στις 30 είναι ίση με την μονάδα και αυτό σημαίνει πως η έκκεντρη δύναμη των οπίσθιων μηριαίων είναι σε θέση να ελέγξει πλήρως την έκταση του γονάτου λόγω της σύγκεντρης ενεργοποίησης του τετρακεφάλου μηριαίου όπως επίσης έχει βρεθεί πως όσο 93

113 αυξάνεται η έκταση του γονάτου τόσο αυξάνεται και η τιμή της αναλογίας (Aagaard et al., 1998; Aagaard et al., 1995; Coombs & Garbutt, 2002). Πιο συγκεκριμένα κατά την έκταση του γονάτου και ειδικά τις τελευταίες 30 πριν την πλήρη έκταση φαίνεται πως οι οπίσθιοι μηριαίοι δεν είναι σε θέση να ελέγξουν την ισορροπία της δύναμης του γονάτου μέσω της έκκεντρης ενεργοποίησής του, αφού αυτή μειώνεται. Από τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας φαίνεται πως η αναλογία Hecc:Qcon στις 30 κυμαίνεται για το τραυματισμένο πόδι από , αναλογίες οι οποίες συμφωνούν με την βιβλιογραφία (Hiemstra et al., 2004) ενώ για το υγιές πόδι από για τις τρεις διαφορετικές ταχύτητες ( /s) τιμές οι οποίες επίσης συμφωνούν με αυτές που αναφέρονται στην βιβλιογραφία (Aagaard et al., 1995; Ghena, Kurth, Thomas, & Mayhew, 1991; Hiemstra et al., 2004; Orchard et al., 1997). Στο τραυματισμένο πόδι από την λειτουργική αναλογία η οποία πλησιάζει στην μονάδα φαίνεται πως οι οπίσθιοι μηριαίοι είναι σε θέση να προστατέψουν το γόνατο από την ολίσθηση της κνήμης στον μηρό, και να δώσουν στον γόνατο την ισορροπία δύναμης που χρειάζεται ώστε να αποφευχθεί ένας πιθανός επανα-τραυματισμός. Η αναλογία για το υγιές πόδι είναι μικρότερη, αφού κατά την σύγκεντρη μέγιστη έκταση οι οπίσθιοι μηριαίοι συνενεργοποιούνται και μεταβάλουν την προκύπτουσα ροπή των εκτεινόντων (Kellis & Baltzopoulos, 1997). Παρά το γεγονός πως η λειτουργική αναλογία H:Q δεν έδειξε αλληλεπίδραση του παράγοντα «γωνιακή ταχύτητα» (60 /s,120 /s,180 /s) με τον παράγοντα «πόδι» (δεξίαριστερό πόδι), και τον παράγοντα «ομάδα» (υγιείς-αμπχσ), στην αναλογία Qecc:Hcon στις 30 του γονάτου βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των υγιών και των ατόμων που έχουν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Πιο συγκεκριμένα οι υγιείς εμφάνισαν στατιστικά σημαντικά μεγαλύτερη αναλογία Qecc:Hcon στις 30 σε σχέση με τους συμμετέχοντες οι οποίοι είχαν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Αυτό πιθανά να 94

114 οφείλεται στην μικρότερη έκκεντρη δύναμη των εκτεινόντων μυών του γονάτου για τους εγχειρισμένους κατά την κάμψη του γονάτου στις 30 σε σχέση με τα άτομα με συνδεσμοπλαστική στον ΠΧΣ. Μέχρι τώρα η γωνία αυτή των 30 κάμψης έχει φανεί να είναι κρίσιμη μόνο για την αναλογία H:Q η οποία περιγράφει την έκταση του γονάτου (Aagaard et al., 1998; Hiemstra et al., 2004). Στην παρούσα εργασία βρέθηκε πως οι 30 είναι μια κρίσιμη γωνία κάμψης του γονάτου όταν οι οπίσθιοι μηριαίοι λειτουργούν σαν αγωνιστές μυς. Ένα άλλο εύρημα της παρούσας εργασίας ήταν πως η αξιολόγηση με μέγιστες τιμές έδειξε διαφορές ανάμεσα στα πόδια των δύο ομάδων τόσο στις τυπικές όσο και στις λειτουργικές αναλογίες. Συγκεκριμένα για την μέγιστη τιμή της ροπής η αναλογία Qecc:Hcon είχε αλληλεπίδραση της γωνιακής ταχύτητας με το πόδι (Αριστερό- Δεξί) και την κατάσταση (ΠΧΣ- Υγιείς) και συγκεκριμένα η αναλογία ήταν μικρότερη για το αριστερό πόδι των χειρουργημένων σε σχέση με το άλλο τους πόδι και σε σχέση με το αριστερό πόδι των υγιών. Για την αναλογία Hecc:Qecc βρέθηκε πως ήταν μικρότερη για το αριστερό πόδι των χειρουργημένων σε σχέση με το άλλο τους πόδι και σε σχέση με το αριστερό πόδι των υγιών. Από τα αποτελέσματα αυτά φαίνεται πως για τα άτομα τα οποία είχαν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧ η έκκεντρη λειτουργία του τετρακεφάλου κατά την κάμψη ήταν χειρότερη για το χειρουργημένο πόδι σε σχέση με το υγιές και σε σχέση με το αντίστοιχο πόδι στους υγιείς. Αντίθετα φαίνεται να λειτουργεί ικανοποιητικά κατά την κάμψη η μυϊκή ομάδα των καμπτήρων. Από την ανασκόπηση της βιβλιογραφίας έχει φανεί πως η ιδανικήεπιθυμητή αναλογία H:Q στην αποκατάσταση είναι 60% και πλέον, (Ghena et al., 1991; Orchard et al., 1997) όμως η μεγάλη μεταβλητότητα της αναλογίας H:Q μεταξύ των ατόμων δεν καθιστά απολύτως σωστή την μέθοδο του να τεθεί σαν στόχος επιτυχούς αποκατάστασης μια ποσοτικά συγκεκριμένη αναλογία (Kannus, 1988). Ένας εναλλακτικός στόχος επιτυχούς αποκατάστασης είναι η αναλογία του υγιούς ποδιού(calmels et al., 1997; Kannus, 1988; 95

115 Rosene et al., 2001). Αυτό βέβαια είναι αμφιλεγόμενο αφού τα δύο πόδια είναι πιθανό να διαφέρουν σε μυική δύναμη ακόμη και πριν την χειρουργική επέμβαση. Στην παρούσα εργασία βρέθηκε πως το χειρουργημένο πόδι των συμμετεχόντων διέφερε σε σχέση με το υγιές πόδι κατά την μελέτης των μέγιστων τιμών των αναλογιών Hecc:Qecc και Qecc:Hcon ενώ στον υγιή πληθυσμό δεν βρέθηκε καμία διαφορά σε καμιά από τις αναλογίες. Σε προηγούμενες έρευνες έχει βρεθεί επίσης πως σε υγιή πληθυσμό δεν υπήρχαν διαφορές της αναλογίας H:Q ανάμεσα στα δύο πόδια (Calmels et al., 1997; Yoon, Park, Kang, Chun, & Shin, 1991). Οι παραπάνω έρευνες βέβαια δεν είχαν λάβει υπόψη τους την πλευρικότητα των κάτω άκρων και δεν υπήρχε το ίδιο προπονητικό επίπεδο μεταξύ των συμμετεχόντων. Στην παρούσα έρευνα τα άτομα τα οποία συμμετείχαν είχαν σαν κυρίαρχο πόδι το δεξί στους υγιείς και στους εγχειρισμένους, ενώ στην ομάδα των εγχειρισμένων, το εγχειρισμένο πόδι το αριστερό. Σε περίπτωση όπου το κυρίαρχο πόδι είναι το εγχειρισμένο τότε δεν μπορεί να αποτελέσει σαν στόχος αποκατάστασης η αναλογία του υγιούς ποδιού (Kong & Burns, 2010) και θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί σαν στόχο αποκατάστασης η ιδανική αναλογία H:Q η οποία θεωρείται το 60%. 3.7 Συμπεράσματα Από τα παραπάνω συμπεραίνεται πως στην γωνία των 30 η αξιολόγηση των μυϊκών ανισορροπιών είναι πολύ σημαντική σε σχέση με τις υπόλοιπες γωνίες όχι μόνο επειδή στην γωνία αυτή και καθώς το γόνατο εκτείνεται πλήρως οι οπίσθιοι μηριαίοι αδυνατούν να ελέγξουν την δύναμη της σύγκεντρης ενεργοποίησης των εκτεινόντων μέσω της έκκεντρης ενεργοποίησης τους αφού αυτή μειώνεται κατά την έκταση του γονάτου αλλά και επειδή κατά την κάμψη του γονάτου φαίνεται πως τα άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ εμφανίζουν 96

116 μειωμένη ικανότητα έκκεντρης ενεργοποίησης του τετρακεφάλου μηριαίου. Η γωνιακή ταχύτητα δεν επηρέασε την σύγκριση ανάμεσα στις δύο πειραματικές ομάδες αλλά είχε επίδραση στις αναλογίες. Η αναλογία ανάμεσα στα δύο πόδια φάνηκε να διαφέρει μόνο για τις μέγιστες τιμές των αναλογιών των ατόμων με συνδεσμοπλαστική ΠΧ και όχι μεταξύ των υγιών. 3.8 Πιθανές Εφαρμογές στην αποκατάσταση Σημαντική είναι η δημιουργία προγραμμάτων μυϊκής ενδυνάμωσης τα οποία θα συμπεριλαμβάνουν σύγκεντρη αλλά και έκκεντρη ενδυνάμωση των μυών του μηρού στις τελευταίες μοίρες πριν την πλήρη έκταση, έτσι ώστε να καταστήσει δυνατή την μυϊκή ισορροπία των δυνάμεων που αναπτύσσονται γύρω από το γόνατο με σκοπό την καλή κατάσταση της άρθρωσης. Η προπόνηση των αθλητών επίσης πρέπει να περιλαμβάνει τόσο ασκήσεις μέγιστης δύναμης όσο και στοχευμένης ενδυνάμωσης κοντά στην έκταση. Στόχος της επιτυχημένης αποκατάστασης μετά από χειρουργείο ΠΧΣ ή μετά από τραυματισμό μπορεί να αποτελέσει η αναλογία του υγιούς ποδιού ή ιδανική αναλογία του 60% ανάλογα με το αν το τραυματισμένο πόδι είναι το Κυρίαρχο ή όχι και ανάλογα με το προπονητικό επίπεδο του κάθε ατόμου. 97

117 3.9 Βιβλιογραφία Aagaard, P, Simonsen, EB, Magnusson, P, Larsson, B, & Dyhre-Poulsen, P. (1998). A new concept for isokinetic hamstring : quadriceps muscle strength ratio. American Journal of Sports Medicine, 26, Aagaard, P, Simonsen, EB, Trolle, M, & Bangsbo, J. (1995). Isokinetic hamstring/quadriceps strength ratio: influence from joint angular velocity, gravity correction and contraction mode. Acta Physiologica Scandinavica, 154, Benjuya, N., Plotqin, D., & Melzer, I. (2000). Isokinetic profile of patient with anterior cruciate ligament tear. Isokinetics and Exercise Science, 8(4), Beynnon, B D, Fleming, B C, Johnson, R J, Nichols, C E, Renstrom, P A, & Pope, M H. (1995). Anterior cruciate ligament strain behaviour during rehabilitation exercises in vivo. American Journal of Sports Medicine, 23, Bowerman, S J, Smith, D R, Carlson, M, & King, G A. (2006). A comparison of factors influencing ACL injury in male and female athletes and non-athletes. Physical Therapy in Sport, 7, Calmels, P, Nellen, M, Van De Borne, I, Jourdin, P, & Minaire, P. (1997). Concentric and eccentric isokinetic assessment of flexor-extensor ratios at the hip, knee and ankle in a sample population of healthy subjects. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 78, Cheung, R. T., Smith, A. W., & Wong del, P. (2012). H:q ratios and bilateral leg strength in college field and court sports players. J Hum Kinet, 33, doi: /v Coombs, R., & Garbutt, G. (2002). Developments in the Use of the Hamstring/Quadriceps Ratio for the Assessment of Muscle Balance. J Sports Sci Med, 1(3), Costa, P. B., Ryan, E. D., Herda, T. J., Walter, A. A., Defreitas, J. M., Stout, J. R., & Cramer, J. T. (2013). Acute effects of static stretching on peak torque and the hamstrings-toquadriceps conventional and functional ratios. Scand J Med Sci Sports, 23(1), doi: /j x Daneshjoo, A., Rahnama, N., Mokhtar, A. H., & Yusof, A. (2013). Bilateral and unilateral asymmetries of isokinetic strength and flexibility in male young professional soccer players. J Hum Kinet, 36, doi: /hukin Dvir, Z, Eger, G, Halperin, N, & Shklar, A. (1989). Thigh muscle activity and anterior cruciate ligament insufficiency. Clinical Biomechanics, 4,

118 Enoka, R.M. (1994). Neuromuscular basis of kinesiology: Human Kinetics. Ghena, D R, Kurth, A L, Thomas, M, & Mayhew, J. (1991). Torque characteristics of the quadriceps and hamstring muscles during concentric and eccentric loading. Journal of Orthopaedics and Sports Physical Therapy, 14(4), Gur, H, Akova, B, & Kucukoglu, S. (1999). Continuous versus separate isokinetic test protocol: the effect of estradiol on the reproducibility of concentric and eccentric isokinetic measurements in knee muscles. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 80, Hewett, T. E., Myer, G. D., & Zazulak, B. T. (2008). Hamstrings to quadriceps peak torque ratios diverge between sexes with increasing isokinetic angular velocity. J Sci Med Sport, 11(5), doi: /j.jsams Hiemstra, L. A., Webber, S., MacDonald, P. B., & Kriellaars, D. J. (2004). Hamstring and quadriceps strength balance in normal and hamstring anterior cruciate ligamentreconstructed subjects. Clin J Sport Med, 14(5), Hole, C. D., Smit, G. H., Hammond, J., Kumar, A., Saxton, J., & Cochrane, T. (2000). Dynamic control and conventional strength ratios of the quadriceps and hamstrings in subjects with anterior cruciate ligament deficiency. Ergonomics, 43(10), doi: / Kannus, P. (1988). Ratio of hamstring to quadriceps femoris muscles' strength in the anterior cruciate ligament insufficient knee. Relationship to long-term recovery. Phys Ther, 68(6), Kellis, E, & Baltzopoulos, V. (1995). Isokinetic eccentric exercise. Sports Medicine, 19, Kellis, E, & Baltzopoulos, V. (1997). The effect of antagonist moment on the resultant joint moment during concentric and eccentric isokinetic efforts of the knee extensors. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 76, Kellis, E., & Katis, A. (2007a). Quantification of functional knee flexor to extensor moment ratio using isokinetics and electromyography. Journal of Athletic Training, 42(4), Kellis, E., & Katis, A. (2007b). The relationship between isokinetic knee extension and flexion strength with soccer kick kinematics: an electromyographic evaluation. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 47(4), Khosravi, Ebrahim, Ghasemi, Gholamali, & Zolaktaf, Vahid. (2010). Comparison of isokinetic strength and H:Q ratio between ACL reconstructed athletes and non-injured athletes. British Journal of Sports Medicine, 44(Suppl 1), i12. doi: /bjsm

119 Kong, P. W., & Burns, S. F. (2010). Bilateral difference in hamstrings to quadriceps ratio in healthy males and females. Phys Ther Sport, 11(1), doi: /j.ptsp Lanshammar, K., & Ribom, E. L. (2011). Differences in muscle strength in dominant and non-dominant leg in females aged years--a population-based study. Phys Ther Sport, 12(2), doi: /j.ptsp Li, RCT, Maffuli, N, Hsu, YC, & Chan, KM. (1996). Isokinetic strength of the quadriceps and hamstrings and functional ability of anterior cruciate deficient knees in recreational athletes. British Journal of Sports Medicine, 30, Lyons, Meghan Eileen. (2006). Isokinetic Hamstring: Quadriceps Strength Ratio in Males and Females: Implications for ACL Injury. All Volumes ( ). Paper 64. Myer, G. D., Ford, K. R., Barber Foss, K. D., Liu, C., Nick, T. G., & Hewett, T. E. (2009). The relationship of hamstrings and quadriceps strength to anterior cruciate ligament injury in female athletes. Clin J Sport Med, 19(1), 3-8. doi: /JSM.0b013e318190bddb Newton, R. U., Gerber, A., Nimphius, S., Shim, J. K., Doan, B. K., Robertson, M.,... Kraemer, W. J. (2006). Determination of functional strength imbalance of the lower extremities. J Strength Cond Res, 20(4), doi: /R x.1 Orchard, J., Marsden, J., Lord, S., & Garlick, D. (1997). Preseason hamstring muscle weakness associated with hamstring muscle injury in Australian footballers. Am J Sports Med, 25(1), Portes, E. M., Portes, L. A., Botelho, V. G., & Souza Pinto, Sd. (2007). Isokinetic torque peak and hamstrings/quadriceps ratios in endurance athletes with anterior cruciate ligament laxity. Clinics (Sao Paulo), 62(2), Read, M. T., & Bellamy, M. J. (1990). Comparison of hamstring/quadriceps isokinetic strength ratios and power in tennis, squash and track athletes. Br J Sports Med, 24(3), Rosene, J. M., Fogarty, T. D., & Mahaffey, B. L. (2001). Isokinetic Hamstrings:Quadriceps Ratios in Intercollegiate Athletes. J Athl Train, 36(4), Seto, J.L., Orofino, A.S., Morrissey, M.C., Medeiros, J.M., & Mason, N.W. (1988). Assessment of quadriceps / hamstrings strength ratios, knee ligament stability, functional and sport activity levels five years after anterior ligament reconstruction. American Journal of Sports Medicine, 16, St Clair Gibson, A., Lambert, M. I., Durandt, J. J., Scales, N., & Noakes, T. D. (2000). Quadriceps and hamstrings peak torque ratio changes in persons with chronic anterior 100

120 cruciate ligament deficiency. J Orthop Sports Phys Ther, 30(7), doi: /jospt Yip, Ka-Yan Emily, Chan, Wai-Lam, Lie, Wai-Hung Chester, Wong, Kwun-Hung Kevin, Woo, Siu-Bon, & Wong, Wing-Cheung. (2013). Isokinetic Quadriceps and Hamstring Muscle Strength After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction: Comparison Between Single-bundle and Double-bundle Reconstruction. Journal of Orthopaedics, Trauma and Rehabilitation, 17(2), doi: Yoon, T. S., Park, D. S., Kang, S. W., Chun, S. I., & Shin, J. S. (1991). Isometric and isokinetic torque curves at the knee joint. Yonsei Med J, 32(1),

121 Κεφάλαιο 4 ο Πειραματική Εργασία 2 102

122 4. Μυϊκή δύναμη και δραστηριότητα σε συνθήκες κόπωσης μετά από συνδεσμοπλαστική πρόσθιου χιαστού 4.1 Περίληψη Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η ισοκινητική αξιολόγηση και η μελέτη των ηλεκτρομυογραφικών χαρακτηριστικών των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών του γονάτου σε συνθήκες κόπωσης σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική πρόσθιου χιαστού. Δεκατρείς υγιείς (ηλικία ± 1.72 έτη) και 13 άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ στο αριστερό πόδι (ηλικία ± 1.21 έτη) εκτέλεσαν δυο πρωτόκολλα συνεχόμενων ισοκινητικών προσπαθειών των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου μέχρι το 50% της μέγιστης ροπής. Καταγράφηκε το ηλεκτρομυογράφημα (ΗΜΓ) από τον έσω και έξω πλατύ, τον ημιτενοντώδη και τη μακρά κεφαλή του δικεφάλου μυός. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως οι υγιείς χρειάστηκαν περισσότερες επαναλήψεις για να μειωθεί στο 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής σε σχέση με τα άτομα που είχαν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Η ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα της μακράς κεφαλή του δικεφάλου μυός μειώθηκε με την κόπωση των εκτεινόντων μυών του γονάτου, ενώ δεν διέφερε για κανένα μυ μεταξύ των δύο ομάδων. Η χρήση προγραμμάτων άσκησης τα οποία θα βελτιώνουν την ικανότητα παραγωγής δύναμης κατά την διάρκεια παρατεταμένων κινήσεων στο γόνατο κρίνεται απαραίτητη με σκοπό την αποφυγή επανατραυματισμού. 4.2 Εισαγωγή Τα προγράμματα αποκατάστασης μετά από συνδεσμοπλαστική του πρόσθιου χιαστού συνδέσμου (ΠΧΣ) συνήθως έχουν ως στόχο την αποκατάσταση της μυϊκής δύναμης, του εύρους κίνησης και της λειτουργικότητας. Για τον λόγο αυτό, η αξιολόγηση της δύναμης συνήθως περιλαμβάνει πρωτόκολλα καταγραφής της μέγιστης δύναμης. Όμως, ο ΠΧΣ δεν 103

123 λειτουργεί μόνο σε συνθήκες μέγιστης δύναμης αλλά και σε συνθήκες στις οποίες ο οργανισμός έχει ήδη καταβάλει ένα σημαντικό έργο και επομένως ο αθλητής/τρια καλείται να παράγει το μέγιστο δυνατό έργο σε συνθήκες κόπωσης. Η κόπωση όμως μπορεί να επηρεάσει την σταθερότητα του γονάτου με διάφορους τρόπους. Όπως έχει ήδη αναφερθεί στην ανασκόπηση της βιβλιογραφίας, οι μυϊκές ίνες φαίνεται να έχουν μειωμένη ικανότητα παραγωγής δύναμης όταν λειτουργούν υπό συνθήκες κόπωσης (Lepers, Hausswirth et al. 2000). Επιπλέον, η κόπωση επηρεάζει αρνητικά την ιδιοδεκτικότητα της άρθρωσης και τις νευρομυϊκές απαντήσεις μέσω των κεντρομόλων και των φυγόκεντρων οδών (Wojtys, Wylie et al. 1996, Hiemstra, Lo et al. 2001). Οι περιφερικοί μυϊκοί μηχανοϋποδοχείς και η κεντρική επεξεργασία των ιδιοδεκτικών σημάτων αποδυναμώνονται με αποτέλεσμα την μειωμένη αίσθηση της θέσης της άρθρωσης (Skinner, Wyatt et al. 1986). Έτσι δεν είναι τυχαίο ότι η κόπωση μπορεί να αυξήσει την πρόσθια ολίσθηση της κνήμης ως προς το μηριαίο οστό κατά 35,5%, καθώς και την αξονική στροφή της κνήμης κατά τη διάρκεια των αλλαγών κατεύθυνσης (Wojtys, Wylie et al. 1996, Nyland, Shapiro et al. 1997) όπως και κινήσεων ελιγμών από όρθια θέση (Hantes, Zachos et al. 2007). Σε θεωρητικό επίπεδο, τα παραπάνω σημαίνουν, ότι η κόπωση μπορεί να είναι ένας παράγοντας τραυματισμού του ΠΧΣ, τουλάχιστον σε ένα ποσοστό τραυματισμένων αθλητών. Η επίδραση της κόπωσης στην ροπή, την αγωνιστική αλλά και την ανταγωνιστική ηλεκτρομυογραφική (ΗΜΓ) δραστηριότητα των μυών του γονάτου κατά την εκτέλεση πρωτοκόλλων ισοκινητικής κόπωσης σε υγιείς έχει μελετηθεί ευρέως (Tesch, Dudley et al. 1990, Wojtys, Wylie et al. 1996, Wretling, Henriksson-Larsen et al. 1997, Weir, Keefe et al. 1998, Kellis 1999, Aagaard, Simonsen et al. 2000, Kay, St. Clair Gibson et al. 2000, Kellis and Kellis 2001, Kellis 2003, Hassani, Patikas et al. 2006). Έτσι σήμερα είναι γνωστό ότι κατά την διάρκεια συνεχόμενων σύγκεντρων ισοκινητικών προσπαθειών η ροπή μειώνεται σημαντικά (Barnes 1981, Tesch, Dudley et al. 1990) ενώ η ΗΜΓ δραστηριότητα των 104

124 αγωνιστών μυών αυξάνεται (Nilsson, Tesch et al. 1977, Tesch, Dudley et al. 1990, Lindstrom and Gerdle 1994, Kellis 2001, Pincivero, Gandhi et al. 2006). Όσον αφορά την ανταγωνιστική δραστηριότητα, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι αυτή αυξάνεται κατά την διάρκεια της κόπωσης, αλλά η αύξηση αυτή είναι ανάλογη της μεταβολής της ροπής και της ΗΜΓ δραστηριότητας των αγωνιστών μυών (Kellis 1999; Draganich, Jaeger et al. 1989, Hagood, Solomonow et al. 1990, Osternig, Caster et al. 1995, Kellis and Baltzopoulos 1996, Kellis and Baltzopoulos 1996, Kellis 1998). Η ανταγωνιστική αυτή δραστηριότητα κατά την διάρκεια των εκτάσεων του γονάτου αποδίδεται στον σταθεροποιητικό ρόλο των οπίσθιων μηριαίων με σκοπό την αποφυγή τραυματισμού (Psek and Cafarelli 1993, Kellis and Baltzopoulos 1998, Kellis 1999, Bryant, Creaby et al. 2010) Λιγότερες εργασίες ασχολήθηκαν με την επίδραση της κόπωσης στα νευρομυϊκά χαρακτηριστικά ατόμων που υπεβλήθησαν σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ (McHugh, Tyler et al. 2001, Hantes, Tsarouhas et al. 2012) ή τραυματισμό στον ΠΧΣ (Verdonck, Frobose et al. 1994). Συγκεκριμένα, Verdonck et al., (1994) (Verdonck, Frobose et al. 1994) χρησιμοποίησαν ένα πρωτόκολλο κόπωσης το οποίο συμπεριελάμβανε εκτάσεις και κάμψεις σε ισοκινητικό δυναμόμετρο για 30 s σε κάθε ταχύτητα σύγκεντρα στις 150 /s, 240 /s, 300 /s, 400 /s και έκκεντρα στις 150 /s, 240 /s και βρήκαν πως η κόπωση επηρέασε την μέγιστη ροπή μειώνοντάς την σε όλες τις ταχύτητες. Επιπλέον, όσο η ταχύτητα αυξανόταν τόσο η επίδραση της κόπωσης μειωνόταν. Η ΗΜΓ δραστηριότητα του τετρακεφάλου μηριαίου μυός αυξήθηκε κατά τη διάρκεια του πρωτοκόλλου. Συνεπώς, τα αποτελέσματα της εργασίας αυτής δεν έδειξαν να διαφέρουν από αυτά που αναφέρονται για τον υγιή πληθυσμό (ως προς την επίδραση της κόπωσης). Οι McHugh et al., 2001 (McHugh, Tyler et al. 2001) μελέτησαν την επίδραση της κόπωσης στην ροπή και στα ΗΜΓ χαρακτηριστικά του τετρακεφάλου μηριαίου, σε άτομα πριν την συνδεσμοπλαστική ΠΧ και 5 εβδομάδες μετά την εγχείρηση. Το πρωτόκολλο κόπωσης περιελάμβανε 30s μέγιστη ισομετρική προσπάθεια 105

125 έκτασης στις 30 κάμψης της άρθρωσης και στα δύο πόδια. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως προεγχειρητικά η ροπή μειώθηκε κατά την διάρκεια του πρωτοκόλλου και στα δύο πόδια. Αντίθετα, κατά την μετεγχειρητική περίοδο, όμως η ροπή αυξήθηκε στο εγχειρισμένο πόδι και μειώθηκε στο υγιές πόδι κατά την διάρκεια του πρωτοκόλλου. Αυτό οφείλεται στην γωνιακή θέση της άρθρωσης (30 ) κατά την ισομετρία η οποία επιλέχτηκε με σκοπό την προστασία της άρθρωσης και στην οποία δεν φάνηκε να παράγεται η μέγιστη δύναμη επομένως δεν επήλθε και η κόπωση όπως ήταν επιθυμητό. Αντίθετα, η ΗΜΓ δραστηριότητα αυξήθηκε κατά την κόπωση και στα δύο πόδια πριν και μετά την εγχείριση. Οι Snyder-Mackler et al., (1993), (Snyder-Mackler, Binder-Macleod et al. 1993) μελέτησαν την δύναμη και την ικανότητα του μυός να αντισταθεί στην κόπωση (αντοχή) σε 18 άτομα 4 εβδομάδες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Εφαρμόστηκε ένα πρωτόκολλο κόπωσης με διέγερση των μυών έτσι ώστε να παράγεται το 20% της μέγιστης ισομετρικής σύσπασης του υγιούς ποδιού. Φάνηκε πως στον υγιή τετρακέφαλο εμφανίστηκε μεγαλύτερος ρυθμός μείωσης της δύναμης στο πρώτο λεπτό σε σχέση με τον τραυματισμένο μυ και κατά την διάρκεια του τελευταίου λεπτού παρατηρήθηκε μικρότερη δύναμη για τον υγιές πόδι σε σχέση με το εγχειρισμένο. Οι ερευνητές το αποδίδουν στο γεγονός πως ο τετρακέφαλος στο τραυματισμένο πόδι εμφανίζει μεγαλύτερη αντοχή στην κόπωση αφού παρουσιάζει μεγαλύτερη στρατολόγηση των μυϊκών ινών τύπου Ι με την ηλεκτρική διέγερση ή να οφείλεται στην επιλεκτική μόνο ατροφία των μυϊκών ινών τύπου ΙΙ στον τετρακέφαλο μυ του τραυματισμένου ποδιού. Οι Patras et al., (2011) (Patras, Ziogas et al. 2011) μελέτησαν την σχέση μεταξύ των δεικτών αντοχής και της ΗΜΓ ανταπόκρισης κατά την εκτέλεση υψηλής έντασης άσκησης κάνοντας χρήση του GXT test (grated exercise test) και στην συνέχεια τρέξιμο για 10 λεπτά με υψηλή ένταση. Στη συγκεκριμένη εργασία βρέθηκε πως υπάρχει υψηλή συσχέτιση των νευρομυϊκών απαντήσεων του υγιούς ποδιού με τους δείκτες αντοχής που είναι ενδεικτικές 106

126 της τοπικής μυϊκής προσαρμογής στην άσκηση αντοχής. Στο εγχειρισμένο πόδι βρέθηκε αποτυχία να παρουσιάσει παρόμοιες ανταποκρίσεις και αυτό ίσως δείχνει πως χρόνιες διαταραχές ίσως βλάπτουν αυτές τις ανταποκρίσεις. Οι Ristanis et al., (2011) (Ristanis, Tsepis et al. 2011) μέτρησαν 12 άτομα τα οποία είχαν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ δύο χρόνια πριν από την μέτρηση τα οποία εκτέλεσαν 25 συνεχόμενες ισομετρικές συσπάσεις διάρκειας 8 δευτερολέπτων με 2 δευτερόλεπτα διάλειμμα στα ενδιάμεσα. Παράλληλα με την ροπή Μετρήθηκε η ΗΜΓ δραστηριότητα του δικεφάλου μηριαίου και του ημιτενοντώδη μυός. Τα αποτελέσματα έδειξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στα πρότυπα ενεργοποίησης των υπό μελέτη μυών στο υγιές και στο τραυματισμένο πόδι κάνοντας εμφανή την επίδραση της κόπωσης και η οποία ήταν συμμετρική αφού δεν βρέθηκε διαφορά στον συγχρονισμό των έσω και έξω μυών της οπίσθιας επιφάνειας του μηρού. Οι Hantes et al., (2012) (Hantes, Tsarouhas et al. 2012), εξέτασαν την αλλαγή κατεύθυνσης πριν και μετά από ένα πρωτόκολλο κόπωσης σε υγιή άτομα και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ με δύο διαφορετικές τεχνικές συνδεσμοπλαστικής. Το πρωτόκολλο κόπωσης περιελάμβανε μέγιστες ισοκινητικές εκτάσεις και κάμψης μέχρι το 50% της μέγιστης ροπής. Οι συγγραφείς βρήκαν πως η τεχνική της διπλής δεσμίδας είναι πιο κατάλληλη για τον έλεγχο της κίνησης της κνήμης η οποία προκαλείται από την κόπωση αφού τα κινηματικά χαρακτηριστικά έδειξαν πως στην μονή τεχνική αυξήθηκε η ολίσθηση της κνήμης με την κόπωση σε αντίθεση με την δεύτερη τεχνική που έμεινε αμετάβλητη πριν και μετά την κόπωση. Συμπερασματικά, ενώ το έλλειμμα μέγιστης δύναμης μπορεί να συνεχιστεί έως και 2 χρόνια μετά από συνδεσμοπλαστική εγχειρητική παρέμβαση, δεν είναι γνωστό εάν η ίδια εγχείρηση επηρεάζει και τον δείκτη κόπωσης. Ορισμένες μελέτες έδειξαν ότι η ΗΜΓ δραστηριότητα των εκτεινόντων μυών του γονάτου ίσως να επηρεάζεται από την εγχειρητική 107

127 διαδικασία, αλλά αυτές οι εργασίες δεν είναι επαρκής για ασφαλή συμπεράσματα. Τέλος, ο ρόλος των ανταγωνιστών κατά την διάρκεια της κόπωσης μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ δεν έχει εξεταστεί. Έτσι λοιπόν σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η σύγκριση της ροπής και της ηλεκτρομυογραφικής δραστηριότητας των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών του γονάτου σε συνθήκες ισοκινητικής κόπωσης σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ και σε υγιείς. 4.3 Μεθοδολογία Δείγμα Στην έρευνα συμμετείχαν εθελοντικά 26 ενήλικες, 13 υγιείς (ηλικία ± 1.72 έτη, ύψος ± εκατοστά, βάρος ±8.42 κιλά) και 13 άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ 24 μήνες μετά το χειρουργείο τουλάχιστον (Αριστερό πόδι, ηλικία ± 1.21 έτη, ύψος ± εκατοστά, βάρος 6.15 ± κιλά) (Πίνακας 9). Όλοι οι συμμετέχοντες έδωσαν γραπτή συγκατάθεση για την συμμετοχή τους στην έρευνα. Ν Ηλικία (έτη) Ύψος (εκ) Μάζα (κλ) Υγιείς ± ± ±8.42 Εγχειρισμένοι ± ± ± Πίνακας 9: Ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά συμμετεχόντων στην έρευνα 108

128 4.3.2 Όργανα Μέτρησης Με ζυγό ακριβείας αναστημόμετρο τύπου Seco 206 μετρήθηκε το βάρος και το ύψος των συμμετεχόντων. Η μέτρηση της ισοκινητικής και της ισομετρικής ροπής των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου πραγματοποιήθηκε με το ισοκινητικό δυναμόμετρο τύπου Cybex Norm (CYBEX Division of Lumex Ronkonkoma, New York). Το ισοκινητικό δυναμόμετρο κατέγραψε την γωνιακή θέση, την γωνιακή ταχύτητα και την ροπή του βραχίονα, o οποίος ευθυγραμμίστηκε με την άρθρωση του γονάτου. Το δυναμόμετρο ρυθμίστηκε στην απαιτούμενη θέση (όπως αυτή ορίζεται από τον κατασκευαστή) τουλάχιστον μια ώρα πριν την εκτέλεση των δοκιμασιών. Η καταγραφή του ΗΜΓ έγινε με την συσκευή Biopac MP100 Data Acquisition Unit (Biopac Systems Inc., Goleta, CA, USA) η οποία ήταν συνδεμένη με μια τηλεμετρική μονάδα καταγραφής ηλεκτροδίων TELE 100 (Biopac Inc., Goleta, CA, USA) με συχνότητα δειγματοληψίας 1000 Hz. Συγκεκριμένα το ΗΜΓ σήμα ενισχύθηκε 1000 φορές για τις συχνότητες 20Hz έως 3kHz (αντίσταση εισόδου 10 Ωμ, CMRR 130 db) με ένα εύρος αποδεκτών συχνοτήτων 15 έως 450 Hz. Κοινή μονάδα καταγραφής δεδομένων ήταν το Biopac MP100 Acquisition Unit (Biopac Systems Inc, USA), για την ταυτόχρονη καταγραφή του ΗΜΓ σήματος και του σήματος ροπής από το ισοκινητικό μηχάνημα. Τέλος, για την καταγραφή και επεξεργασία των σημάτων χρησιμοποιήθηκε το ειδικό λογισμικό AcqKnowledge (Version , Biopac Systems Inc., USA) Διαδικασία Μέτρησης Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στο εργαστήριο Προπονητικής της Αθλητικής Απόδοσης του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Όλοι οι εξεταζόμενοι μόλις 109

129 προσήλθαν στο εργαστήριο υπέγραψαν την εθελοντική συμμετοχή τους στην έρευνα. Στη συνέχεια καταγράφηκαν τα ανθρωπομετρικά χαρακτηριστικά (ύψος, μάζα) καθώς και το ερωτηματολόγιο υποκειμενικής αξιολόγησης της άρθρωσης του γονάτου Τοποθέτηση Ηλεκτροδίων Χρησιμοποιήθηκαν διπολικά κυκλικά ηλεκτρόδια διαμέτρου 4 εκατοστών (cm). Η απόσταση μεταξύ των κέντρων των ηλεκτροδίων ήταν 2 cm. Στις περιοχές όπου τοποθετήθηκαν τα ηλεκτρόδια το δέρμα τρίφτηκε με ειδικό γυαλόχαρτο, καθαρίστηκε και απολυμάνθηκε με οινόπνευμα και όπου χρειάστηκε ξυρίστηκε έτσι ώστε να μειωθεί όσο το δυνατόν περισσότερο η αντίσταση στο δέρμα. Τα ηλεκτρόδια τοποθετήθηκαν σύμφωνα με τις οδηγίες τοποθέτησης του SENIAM (Surface Electromyography for the non-invasive assessment of muscles). Έξω Πλατύς Τα ηλεκτρόδια τοποθετήθηκαν στο μέσο της απόστασης μεταξύ του μείζονα τροχαντήρα και του έξω μηριαίου κονδύλου. Το ηλεκτρόδιο της γείωσης τοποθετήθηκε στον έσω μηριαίο κόνδυλο (Εικόνα 2). Εικόνα 2: Τοποθέτηση Ηλεκτροδίων στον Έξω Πλατύ μυ. 110

130 Έσω Πλατύς Τα ηλεκτρόδια τοποθετήθηκαν 10 cm μακριά και ενδιάμεσα από το ανώτερο τμήμα της επιγονατίδας. Το ηλεκτρόδιο της γείωσης τοποθετήθηκε στον έξω μηριαίο κόνδυλο (Εικόνα 3). Εικόνα 3: Τοποθέτηση Ηλεκτροδίων στην μακρά κεφαλή του δικεφάλου μυός Εικόνα 4: Τοποθέτηση Ηλεκτροδίων Μακρά Κεφαλή του Δικεφάλου Μυός. 111

131 Ημιτενοντώδης Τα ηλεκτρόδια τοποθετήθηκαν στην μέση απόσταση μεταξύ του ισχιακού κυρτώματος και του έσω κνημιαίου κονδύλου. Το ηλεκτρόδιο της γείωσης τοποθετήθηκε στο έσω σφυρό (Εικόνα 5) Εικόνα 5: Τοποθέτηση Ηλεκτροδίων στον Ημιτενοντώδη. Εικόνα 6: Τοποθέτηση των ηλεκτροδίων πριν το άτομο σταθεροποιηθεί στο δυναμόμετρο. 112

132 4.3.5 Ισοκινητική Αξιολόγηση Όλες οι δοκιμασίες εκτελέστηκαν από την ίδια θέση στο ισοκινητικό δυναμόμετρο. Οι συμμετέχοντες τοποθετήθηκαν στο κάθισμα του ισοκινητικού δυναμόμετρου και σταθεροποιήθηκαν με ιμάντες, αφού ρυθμίστηκε ο βραχίονας (ευθυγράμμιση με το κέντρο της άρθρωσης του γονάτου) και η πλάτη (110 γωνία ισχίου) έτσι ώστε να εκτελεστεί άνετα η κάθε δοκιμασία. Το εύρος κίνησης ορίστηκε από τις 0 στην πλήρη έκταση έως τις 90 στην πλήρη κάμψη. Πριν την έναρξη της διαδικασία εκτελέστηκαν δοκιμαστικές προσπάθειες με σκοπό την προθέρμανση και την εξοικείωση του εξεταζόμενου με το ισοκινητικό μηχάνημα καθώς και με το είδος των ασκήσεων. Από την θέση αυτή εκτελέστηκαν 3 μέγιστες προσπάθειες για τους εκτείνοντες και τρεις για τους καμπτήρες μύες του γονάτου στις 65 και στις 30 αντίστοιχα. Στην συνέχεια εκτελέσθηκαν μέγιστες εκτάσεις στις 120 /s έως ότου η ροπή να ελαττωθεί στο 50% σύμφωνα με το τεστ της μέγιστης ροπής το οποίο είχει προηγηθεί. Το εύρος κίνησης ήταν από 0 (πλήρης έκταση) έως 90 (πλήρης κάμψη). Μια άλλη μέρα οι συμμετέχοντες προσήλθαν στο εργαστήριο για την εκτέλεση του πρωτοκόλλου κόπωσης για τους καμπτήρες ακολουθώντας την ίδια ακριβώς πειραματική διαδικασία εκτελώντας μέγιστες κάμψεις στις 120 /s έως ότου η ροπή να ελαττωθεί στο 50% σύμφωνα με το τεστ της μέγιστης ροπής. 113

133 4.4 Ανάλυση Δεδομένων Για την ανάλυση των δεδομένων της ροπής, αρχικά υπολογίστηκε ο αριθμός των ισοκινητικών προσπαθειών που χρειάστηκε για κάθε πρωτόκολλο κόπωσης (εκτεινόντων καμπτήρων) ώστε να μειωθεί η ροπή στο 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής σε υγιείς και στα άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Για την ανάλυση της μυϊκής δραστηριότητας, επιλέχθηκαν οι 3 πρώτες προσπάθειες και οι τρεις τελευταίες κάθε πρωτοκόλλου κόπωσης (εκτεινόντων και καμπτήρων). Κατά την διάρκεια των προσπαθειών αυτών υπολογίσθηκε η ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα των έσω, έξω πλατύ μυός και του ημιτενοντώδους μυός καθώς και της μακράς κεφαλής του δικεφάλου μυός. Στη συνέχεια υπολογίστηκε το μέσο ηλεκτρομυογράφημα (averaged EMG) κατά την διάρκεια της προσπάθειας. Επίσης υπολογίστηκε ο δείκτης κόπωσης για την ΗΜΓ δραστηριότητα ως εξής: ΔΚ= [(Μέσος όρος 3 πρώτων προσπαθειών- μέσο όρο των 3 τελευταίων προσπαθειών) / Μέσος όρος 3 πρώτων προσπαθειών] x Στατιστική Ανάλυση Χρησιμοποιήθηκε μοντέλο ανάλυσης διακύμανσης με ένα παράγοντα (one way anova) για να εξεταστεί αν υπήρξαν διαφορές στις επαναλήψεις που χρειάστηκαν να εκτελεστούν μέχρι να φτάσει η κόπωση στο 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής για υγιείς και για άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ για το πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων και των καμπτήρων ξεχωριστά. Επίσης εφαρμόστηκε ανάλυση διακύμανσης με ένα παράγοντα (one way anova), με σκοπό την σύγκριση των δεικτών κόπωσης ανάμεσα στις δύο ομάδες. 114

134 Για τις ροπές και το μέσο ηλεκτρομυογράφημα, χρησιμοποιήθηκε ανάλυση διακύμανσης με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις για να εξεταστεί η επίδραση της κόπωσης στην ροπή και στα ηλεκτρομυογραφικά χαρακτηριστικά των υπό μελέτη μυών στην ομάδα των εξεταζόμενων (υγιείς, τραυματισμένους) κατά την εκτέλεση του πρωτοκόλλου κόπωσης των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών του γονάτου ξεχωριστά. Επίπεδο σημαντικότητας ορίστηκε το p<0.05. Ανεξάρτητες Μεταβλητές Εξαρτημένες Μεταβλητές Χρόνος Ομάδα Μεταβλητές Πριν την Κόπωση Μετά την Κόπωση Υγιείς ΑμΠΧΣ Ροπή ΗΜΓ Έξω Πλατύ ΗΜΓ Έσω Πλατύ ΗΜΓ Μακράς Κεφαλής του Δικεφάλου Μυός ΗΜΓ Ημιτενοντώδους Πίνακας 10: Εξαρτημένες και ανεξάρτητες μεταβλητές της έρευνας 4.6 Αποτελέσματα Αριθμός επαναλήψεων μέχρι το 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής Η στατιστική ανάλυση έδειξε πως οι υγιείς χρειάστηκε να εκτελέσουν περισσότερες επαναλήψεις (Πίνακας ) ώστε να «πέσουν» στο 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής τους σε σχέση με τα άτομα που είχαν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧ, τόσο για το πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων όσο και για το πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων μυών του γονάτου (F 1.24 =8.64, p<0.05) και (F 1.24 =6.95, p<0.05) αντίστοιχα. 115

135 Αριθμός Επαναλήψεων Πρωτόκολλο Υγιείς ΑμΠΧΣ Κόπωσης Καμπτήρων 79.69± ±17.80 Εκτεινόντων 59.92± ±12.11 Πίνακας 11: Αριθμός επαναλήψεων έως ότου να μην είναι δυνατή η παραγωγή ροπής πάνω από το 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής κατά την εκτέλεση των πρωτοκόλλων έκτασης και κάμψης σε υγιείς και σε άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ Δείκτης Κόπωσης Από την στατιστική ανάλυση φάνηκε πως δεν υπήρξαν διαφορές μεταξύ των δύο ομάδων σχετικά με τον δείκτη κόπωσης κάθε μυός. Τα αποτελέσματα σχετικά με τον δείκτη κόπωσης (Πίνακας 12) έδειξαν πως κατά το πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων μυών του γονάτου, το ηλεκτρομυογράφημα του έξω πλατύ αυξήθηκε κατά 3.7 %, του έσω πλατύ αυξήθηκε κατά 4.85 % ενώ του δικεφάλου μηριαίου μειώθηκε κατά % και του ημιτενοντώδη αυξήθηκε κατά 42.29%. Μέσος Όρος % Δείκτης Κόπωσης Έκταση Κάμψη Έξω Πλατύς Έσω Πλατύς Δικέφαλος Μηριαίος Ημιτενοντώδης Πίνακας 12: Δείκτης κόπωσης των μυών του γονάτου κατά τα δύο πρωτόκολλα κόπωσης (έκτασηκάμψη) 116

136 ΔΕΙΚΤΗΣ ΚΟΠΩΣΗΣ (%) ΕΚΤΑΣΗ ΚΑΜΨΗ Υγιείς ΠΧΣ Υγιείς ΠΧΣ Έσω Πλατύς 12.74± ± ± ±34.18 Έξω Πλατύς 7.53± ± ± ±29.60 Μακρά Κεφαλή του Δικεφάλου 40.94± ± ± ±43.55 Ημιτενοντώδης 1.94± ± ± ±35.87 Πίνακας 13. Δείκτης κόπωσης των μυών του γονάτου κατά τα δύο πρωτόκολλα κόπωσης (έκτασηκάμψη) σε υγιείς και σε άτομα με ΠΧΣ Κατά το πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων μυών του γονάτου το ηλεκτρομυογράφημα του έξω πλατύ μειώθηκε κατά 7.80%, του έσω πλατύ μειώθηκε 3.28%, του δικεφάλου μηριαίου αυξήθηκε 0.61% και του ημιτενοντώδη μειώθηκε 17.85% Πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων μυών του γονάτου. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων έδειξε πως η ροπή κατά την αρχή και το τέλος του πρωτοκόλλου κόπωσης διέφερε στατιστικά σημαντικά (F 1.26 =113.12, p<0.05). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) (F 1.23 =0.68, p>0.05) (Γράφημα 4). 117

137 Γράφημα 4: Η ροπή των καμπτήρων μυών του γονάτου πριν και μετά την κόπωση για το σύνολο των συμμετεχόντων. Για την ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα της μακράς κεφαλής του δικεφάλου μυός η ανάλυση διακύμανσης έδειξε στατιστικά σημαντική διαφορά στον χρόνο (δηλαδή στην αρχή και στο τέλος του πρωτοκόλλου) (F 1.24 =8.803, p<0.05). Δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) (F 1,24 =0.73, p>0.05) (Γράφημα 5). Γράφημα 5: Ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα της μακράς κεφαλής του δικεφάλου μυός πριν και μετά την κόπωση. 118

138 Για την ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα του ημιτενοντώδους μυός η ανάλυση διακύμανσης δεν έδειξε αλληλεπίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) και του χρόνου (δηλαδή στην αρχή και στο τέλος του πρωτοκόλλου) (F 1,24 =1.78, p>0.05). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) (F 1,24 =0.78, p>0.05). Για την ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα του έξω πλατύ μυός η ανάλυση διακύμανσης δεν έδειξε αλληλεπίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) και του χρόνου (δηλαδή στην αρχή και στο τέλος του πρωτοκόλλου) (F 1,24 =0.13, p>0.05). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) (F 1,24 =1.07, p>0.05). Η ανάλυση διακύμανσης για την ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα του έσω πλατύ μυός διακύμανσης δεν έδειξε αλληλεπίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) και του χρόνου (δηλαδή στην αρχή και στο τέλος του πρωτοκόλλου) (F 1,24 =0.62, p>0.05). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) (F 1.24 =1.77, p>0.05) Πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων μυών του γονάτου. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων για την ροπή έδειξε επίδραση της κατάστασης του γονάτου (υγιείς-χιαστοί) (F 1.23 =8.48, p<0.05) (Γράφημα 6). Επίσης έδειξε στατιστικά σημαντική επίδραση του χρόνου (δηλαδή στην αρχή και στο τέλος του πρωτοκόλλου) (F 1.23 =123.30, p<0.05) (Γράφημα 7). 119

139 Για την ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα της μακράς κεφαλής του δικεφάλου μυός, του ημιτενοντώδους μυός και του έξω και του έσω πλατύ μυός η ανάλυση διακύμανσης δεν έδειξε αλληλεπίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) και του χρόνου (δηλαδή στην αρχή και στο τέλος του πρωτοκόλλου) (F 1,21 =1.36, p>0.05), (F 1,23 =0.99, p>0.05), (F 1,21 =3.05, p>0.05), (F 1,23 =3.65, p>0.05), αντίστοιχα. Επίσης η ανάλυση διακύμανσης για την ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα της μακράς κεφαλής του δικεφάλου μυός, του ημιτενοντώδους μυός και του έξω και του έσω πλατύ μυός έδειξε πως δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της κατάστασης (υγιείς- χιαστοί) (F 1.21 =0.13, p>0.05), (F 1.23 =0.63, p>0.05), (F 1.23 =0.69, p>0.05), (F 1.23 =2.33, p>0.05), αντίστοιχα. Γράφημα 6: Η ροπή των καμπτήρων μυών του γονάτου για τους υγιείς και για τα άτομα τα οποία έχουν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ (ACLs) 120

140 Γράφημα 7: Η ροπή κάμψης και έκτασης πριν και μετά το αντίστοιχο πρωτόκολλο κόπωσης 4.7 Συζήτηση Τα αποτελέσματα της έρευνας έδειξαν συνοπτικά πως 1. Οι υγιείς χρειάστηκαν να εκτελέσουν περισσότερες επαναλήψεις ώστε να «πέσουν» στο 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής τους σε σχέση με τα άτομα που είχαν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧ, τόσο για το πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων όσο και για το πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων μυών του γονάτου, 2. Ο δείκτης κόπωσης για την ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα των μυϊκών ομάδων του γονάτου μεταβάλλεται με την κόπωση και δεν διέφερε ανάμεσα στις δύο ομάδες, 3. Για το πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων μυών του γονάτου, η ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα της μακράς κεφαλής του δικεφάλου μυός μειώθηκε στατιστικά σημαντικά στο τέλος του πρωτοκόλλου κόπωσης των εκτεινόντων μυών του γονάτου, και κανένας από τους δείκτες κόπωσης των μυών δεν διέφερε μεταξύ των δύο ομάδων. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας σχετικά με την επίδραση της κόπωσης στην ροπή συμφωνούν με αυτά της βιβλιογραφίας τόσο σε υγιείς (Tesch, Dudley et al. 1990, Weir, 121

141 Keefe et al. 1998, Kellis 1999, Kay, St. Clair Gibson et al. 2000, Kellis and Kellis 2001, Kellis 2003) όσο και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Η πτώση της ισοκινητικής ροπής έχει συζητηθεί εκτενώς στο παρελθόν (Komi and Viitasalo 1977, Emery, Sitler et al. 1994, Kellis and Baltzopoulos 1995) και έχει αποδοθεί στην χαμηλή συγκέντρωση τριφοσφωρικής αδενοσύνης (ATP) στον μυ ο οποίος συσπάται (Komi and Viitasalo 1977), στις ταυτόχρονες μεταβολές της φωσφορικής κρεατίνης, του ασβεστίου και στη συσσώρευση γαλακτικού οξέος (Emery, Sitler et al. 1994, Kellis and Baltzopoulos 1995) καθώς και της μείωσης της ταχύτητας αγωγιμότητας του αγωνιστή μυός (Tesch, Dudley et al. 1990). Επίσης οι υγιείς χρειάστηκε να εκτελέσουν περισσότερες επαναλήψεις ώστε να «πέσουν» στο 50% της μέγιστης ισομετρικής ροπής τους σε σχέση με τα άτομα που είχαν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧ, τόσο για το πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων όσο και για το πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων μυών του γονάτου. Αυτό δείχνει πως οι υγιείς εμφάνισαν μεγαλύτερη αντοχή στην κόπωση τόσο για το πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων όσο και για το πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων μυών του γονάτου. Στην παρούσα εργασία μετρήθηκε η ανταγωνιστική ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα του δικεφάλου μηριαίου κατά την εκτέλεση ενός ισοκινητικού πρωτοκόλλου κόπωσης των εκτεινόντων μυών του γονάτου και βρέθηκε μείωσή της. Η ανασκόπηση της βιβλιογραφίας έδειξε πως δεν έχει μελετηθεί στο παρελθόν η ανταγωνιστική ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα σε υγιείς και σε άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Σε έρευνες οι οποίες έγιναν σε υγιή άτομα έχει φανεί πως η ανταγωνιστική ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα των οπίσθιων μηριαίων δεν επηρεάζεται από την κόπωση (Draganich, Jaeger et al. 1989, Hagood, Solomonow et al. 1990, Kellis 1999), με αποτέλεσμα να επηρεάζει την μέγιστη δύναμη των εκτεινόντων μυών του γονάτου και να βοηθάει στην ισορροπία της άρθρωσης (Kellis 1999). Σε αντίθεση οι Psek and Cafarelli (1993) βρήκαν αύξηση 60% της 122

142 ανταγωνιστικής ηλεκτρομυογραφικής δραστηριότητας του δικεφάλου μηριαίου κατά την εκτέλεση μέγιστων ισομετρικών προσπαθειών. Η διαφορά στα παραπάνω αποτελέσματα οφειλόταν στο διαφορετικό πρωτόκολλο κόπωσης αλλά και στο διαφορετικό τύπο ενεργοποίησης (ισοκινητικά και ισομετρικά). Στην παρούσα εργασία στην οποία συμμετείχαν υγιείς αλλά και άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ, σε ισοκινητικές συνθήκες κόπωσης, βρέθηκε μείωση της ανταγωνιστικής ηλεκτρομυογραφικής δραστηριότητας. Η μοναδική εργασία κατά την οποία βρέθηκε πως μειώνεται η ανταγωνιστική δραστηριότητα των οπίσθιων μηριαίων είναι αυτή των Hassani, Patikas et al. (2006) κατά την οποία εκτελέστηκε υπομέγιστο πρωτόκολλο κόπωσης από υγιή άτομα και βρέθηκε πως η ανταγωνιστική ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα μειώθηκε μετά από τις 40 ισοκινητικές εκτάσεις στο 60% της μέγιστης ισομετρικής και σε ταχύτητα των 60 /s. Τέλος βρέθηκε πως ο δείκτης κόπωσης για την ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα των μυϊκών ομάδων του γονάτου μεταβάλλεται με την κόπωση. Συγκεκριμένα κατά το πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων μυών του γονάτου βρέθηκε αύξηση του δείκτη κόπωσης για όλες τις μυϊκές ομάδες πλην του δικεφάλου μηριαίου που μειώθηκε, ενώ για το πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων μυών του γονάτου μειώθηκε για όλες τις μυϊκές ομάδες πλην του δικεφάλου μηριαίου που αυξήθηκε. Αυτό σημαίνει πως κατά το πρωτόκολλο κόπωσης των εκτεινόντων μυών του γονάτου η ΗΜΓ δραστηριότητα ήταν μεγαλύτερη όταν επήλθε η κόπωση για όλες τις μυϊκές ομάδες πλην του δικεφάλου μηριαίου που μειώθηκε, ενώ κατά το πρωτόκολλο κόπωσης των καμπτήρων μυών του γονάτου η ΗΜΓ δραστηριότητα για όλες τις μυϊκές ομάδες η ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα ήταν μικρότερη όταν επήλθε η κόπωση πλην του δικεφάλου μηριαίου που ήταν μεγαλύτερη. Επίσης δε βρέθηκε να διαφέρει ο δείκτης κόπωσης κάθε μυός μεταξύ υγιών και ατόμων μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. 123

143 Γενικότερα από τα αποτελέσματα φάνηκε πως οι δύο ομάδες δε διέφεραν μεταξύ τους τόσο στην ηλεκτρομυογραφική δραστηριότητα όσο και στους δείκτες κόπωσης κάθε μυός. Η μόνη διαφορά η οποία εντοπίστηκε μεταξύ των δύο ομάδων ήταν στον αριθμό των επαναλήψεων που χρειάστηκε για να μειωθεί η ροπή στο 50% της μέγιστης ισομετρική ροπής. Αυτό σημαίνει πως τα άτομα με ΠΧΣ εκτέλεσαν λιγότερες επαναλήψεις αλλά με την ίδια μυϊκή ενεργοποίηση στην οποία δεν είχε καμία επίδραση η κόπωση. Συμπεραίνεται πως τα άτομα τα οποία έχουν υποστεί συνδεσμοπλαστική ΠΧ διατηρούν χαμηλή αντοχή στην κόπωση και μάλιστα μικρότερη σε σχέση με τους υγιείς, ακόμη και δύο χρόνια μετά την εγχείρηση και αυτό συμβαίνει τόσο κατά την εκτέλεση παρατεταμένων εκτάσεων όσο και κάμψεων. Οι συμμετέχοντες στην έρευνα ήταν ενεργοί αθλητές οι οποίοι είχαν ακολουθήσει παρόμοιο πρόγραμμα αποκατάστασης το οποίο τελικά δεν φάνηκε να βελτιώνει την ικανότητα παραγωγής δύναμης κατά την διάρκεια παρατεταμένων εκτάσεων και κάμψεων γεγονός το οποίο θα μπορούσε να οδηγήσει εκ νέου σε τραυματισμό. Με δεδομένο πως η μυϊκή δραστηριότητα δεν διέφερε μεταξύ των δύο ομάδων και πως μόνο η ροπή επηρεάστηκε από την κόπωση, συμπεραίνεται πως οι μηχανισμοί ενεργοποίησης των μυών κατά την εκτέλεση επαναλαμβανόμενων προσπαθειών δεν επηρεάστηκαν από την συνδεσμοπλαστική του ΠΧ και επομένως η μειωμένη ικανότητά τους να παράγουν ροπή, εξαρτάται από άλλους παράγοντες και όχι από αυτούς που αφορούν την νευρομυϊκή ενεργοποίηση. 4.8 Συμπέρασμα Η μειωμένη ικανότητα παραγωγή ροπής οφείλεται σε άλλους παράγοντες και όχι σε παράγοντες της νευρομυϊκής ενεργοποίησης. Μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ κρίνεται απαραίτητη η συμμετοχή σε πρόγραμμα αποκατάστασης το οποίο συν τοις άλλοις θα 124

144 βελτιώνει την ικανότητα παραγωγής δύναμης κατά την εκτέλεση παρατεταμένων κινήσεων του γονάτου με σκοπό την αποφυγή νέου τραυματισμού. 125

145 4.9 Βιβλιογραφία Aagaard, P., E. Simonsen, J. Andersen, S. Magnusson, F. Bojsen-Moller and P. Dyhre- Poulsen (2000). "Antagonist muscle coactivation during isokinetic knee extension." Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 10: Barnes, W. (1981). "Isokinetic fatigue curves at different contractile velocities." Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 62: Bryant, A. L., M. W. Creaby, R. U. Newton and J. R. Steele (2010). "Hamstring antagonist torque generated in vivo following ACL rupture and ACL reconstruction." Knee 17(4): Draganich, L. F., R. J. Jaeger and A. R. Kralj (1989). "Coactivation of the hamstring and quadriceps during extension of the knee." Journal of Bone and Joint Surgery 71-A: Emery, L., M. Sitler and J. Ryan (1994). "Mode of action and angular velocity fatigue response of the hamstrings and quadriceps." Isokinetics and Exercise Science 4: Hagood, S., W. Solomonow, R. Baratta, B. H. Zhou and R. D'Ambrosia (1990). "The effect of joint velocity on the contribution of the antagonist musculature to knee stiffness and laxity." American Journal of Sports Medicine 18(2): Hantes, M. E., A. Tsarouhas, G. Giakas, G. Spiropoulos, V. Sideris, P. Christel and K. N. Malizos (2012). "Effect of fatigue on tibial rotation after single- and double-bundle anterior cruciate ligament reconstruction: a 3-dimensional kinematic and kinetic matched-group analysis." Am J Sports Med 40(9): Hantes, M. E., V. C. Zachos, K. A. Bargiotas, G. K. Basdekis, A. H. Karantanas and K. N. Malizos (2007). "Patellar tendon length after anterior cruciate ligament reconstruction: a comparative magnetic resonance imaging study between patellar and hamstring tendon autografts." Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 15(6): Hassani, A., D. Patikas, E. Bassa, K. Hatzikotoulas, E. Kellis and C. Kotzamanidis (2006). "Agonist and antagonist muscle activation during maximal and submaximal isokinetic fatigue tests of the knee extensors." Journal of Electromyography and Kinesiology 16(6): Hiemstra, L. A., I. K. Lo and P. J. Fowler (2001). "Effect of fatigue on knee proprioception: implications for dynamic stabilization." J Orthop Sports Phys Ther 31(10):

146 Kay, D., A. St. Clair Gibson, M. Mitchell, M. Lambert and T. Noakes (2000). "Different neuromuscular patterns during eccentric, concentric and concentric contractions." Journal of Electromyography and Kinesiology 10: Kellis, E. (1998). "Quantification of quadriceps and hamstring antagonist activity." Sports Medicine 26: Kellis, E. (1999). "The effects of fatigue on the resultant joint moment, agonist and antagonist electromyographic activity at different angles during dynamic knee extension efforts." Journal of Electromyography and Kinesiology 9: Kellis, E. (2001). "Tibiofemoral joint forces during maximal isokinetic eccentric and concentric efforts of the knee flexors." Clinical Biomechanics 16(3): Kellis, E. (2003). "Αntagonist moment of force during maximal knee extension in pubertal boys: effects of quadriceps fatigue." European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 81: Kellis, E. and V. Baltzopoulos (1995). "Isokinetic eccentric exercise." Sports Medicine 19: Kellis, E. and V. Baltzopoulos (1996). "Agonist and antagonist EMG-angle relationship during isokinetic eccentric and concentric exercise." Isokinetics and Exercise Science 6: Kellis, E. and V. Baltzopoulos (1996). "The effects of normalization method on antagonistic activity during concentric and eccentric isokinetic knee extension and flexion." Journal of Electromyography and Kinesiology 6: Kellis, E. and V. Baltzopoulos (1998). "Muscle activation differences between concentric and eccentric isokinetic exercise." Medicine and Science in Sports and Exercise 30: Kellis, E. and S. Kellis (2001). "Effects of agonist and antagonist fatigue on muscle coactivation around the knee in pubertal boys." Journal of Electromyography and Kinesiology 11: Komi, P. V. and J. T. Viitasalo (1977). "Changes in motor unit activity and metabolism in human skeletal muscle during and after repeated eccentric and concentric contractions." Acta Orthopaedica Scandinavica 100: Lepers, R., C. Hausswirth, N. Maffiuletti, J. Brisswalter and J. van Hoecke (2000). "Evidence of neuromuscular fatigue after prolonged cycling exercise." Med Sci Sports Exerc 32(11):

147 Lindstrom, B. and B. Gerdle (1994). "The interrelationships between EMG, peak torque and percieved fatigue during repeated maximum isokinetic knee flexion with and without active knee extension." Physiotherapy Theory and Practice 10: McHugh, M. P., T. F. Tyler, S. J. Nicholas, M. G. Browne and G. W. Gleim (2001). "Electromyographic analysis of quadriceps fatigue after anterior cruciate ligament reconstruction." J Orthop Sports Phys Ther 31(1): Nilsson, J., P. Tesch and A. Thorstensson (1977). "Fatigue and EMG of repeated fast voluntary contractions in man." Acta Physiologica Scandinavica 101: Nyland, J., R. Shapiro, D. Caborn, A. Nitz and T. Malone (1997). "The effect of quadriceps, hamstring, and placebo eccentric fatigue on knee and ankle dynamics during crossover cutting." Journal of Orthopaedics and Sports Physical Therapy 25: Osternig, L., B. Caster and C. James (1995). "Contralateral hamstring (biceps femoris) coactivation patterns and anterior cruciate ligament dysfunction." Medicine and Science in Sports and Exercise 27: Patras, K., G. Ziogas, S. Ristanis, E. Tsepis, V. Tsiaras, N. Stergiou and A. D. Georgoulis (2011). "Endurance markers are related with local neuromuscular response for the intact but not for the ACL reconstructed leg during high intensity running." J Sports Med Phys Fitness 51(4): Pincivero, D. M., V. Gandhi, M. K. Timmons and A. J. Coelho (2006). "Quadriceps femoris electromyogram during concentric, isometric and eccentric phases of fatiguing dynamic knee extensions." J Biomech 39(2): Psek, J. A. and E. Cafarelli (1993). "Behavior of coactive muscles during fatigue." Journal of Applied Physiology 74(1): Ristanis, S., E. Tsepis, D. Giotis, F. Zampeli, N. Stergiou and A. D. Georgoulis (2011). "Knee flexor muscle responses under fatigue after harvesting the hamstrings for anterior cruciate ligament reconstruction. [corrected]." Clin J Sport Med 21(4): Skinner, H. B., M. P. Wyatt, J. A. Hodgdon, D. W. Conard and R. L. Barrack (1986). "Effect of fatigue on joint position sense of the knee." J Orthop Res 4(1): Snyder-Mackler, L., S. Binder-Macleod and P. Williams (1993). "Fatigability of human quadriceps femoris muscle following anterior cruciate ligament reconstruction." Medicine and Science in Sports and Exercise 25:

148 Tesch, P. A., G. A. Dudley, M. R. Duvoisin, B. M. Hather and R. T. Harris (1990). "Force and EMG signal patterns during repeated bouts of concentric or eccentric actions." Acta Physiologica Scandinavica 138: Verdonck, A., I. Frobose, U. Hardelauf and C. Guttge (1994). "Contraction patterns during isokinetic eccentric and concentric contractions after anterior cruciate ligament injury." International Journal of Sports Medicine 15: S Weir, J., D. Keefe, J. Eaton, R. Augustine and D. Tobin (1998). "The effects of fatigue on hamstring coactivation during isokinetic knee extensions." European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology 78: Wojtys, E. M., B. B. Wylie and L. J. Huston (1996). "The effects of muscle fatigue on neuromuscular function and anterior tibial translation in healthy knees." Am J Sports Med 24(5): Wretling, M. L., K. Henriksson-Larsen and B. Gerdle (1997). "Inter-relationship between muscle morphology, mechanical output and electromyographic activity during fatiguing dynamic knee-extensions in untrained females." Eur J Appl Physiol Occup Physiol 76(6):

149 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ο Πειραματική Εργασία 3 130

150 5. Πελματικές πιέσεις κατά την ισορροπία σε υγιή άτομα και σε άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ. 5.1 Περίληψη Η προπόνηση και η αξιολόγηση της ισορροπίας είναι δύο πολύ σημαντικά στοιχεία της αποκατάστασης, η οποία ακολουθεί μετά από εγχείριση Πρόσθιου Χιαστού Συνδέσμου (ΠΧΣ). Η αξιολόγηση της ισορροπίας στην όρθια στάση και στο ένα πόδι, περιλαμβάνει την καταγραφή της κίνησης του κέντρου πίεσης (COP), η οποία γίνεται με την χρήση δυναμοδάπεδου και πελματογράφου. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν η μελέτη της ισορροπίας στη διποδική και τη μονοποδική στάση σε άτομα υγιή και άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Στην εργασία συμμετείχαν 20 υγιή άτομα και 14 άτομα τα οποία είχαν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ 24 μήνες πριν την μέτρηση. Όλοι οι συμμετέχοντες εκτέλεσαν δοκιμασίες διατήρησης ισορροπίας στο ένα και στα δύο πόδια με μάτια ανοικτά και κλειστά. Ανάλυση διακύμανσης με 2 παράγοντες έδειξε ότι δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση του παράγοντα όραση και του παράγοντα ομάδα κατά την διποδική και την μονοποδική στήριξη (p >0.05). Στην μονοποδική στήριξη παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική επίδραση του παράγοντα όραση τόσο στο δεξί όσο και στο αριστερό πόδι σε όλες τις μεταβλητές τις ισορροπίας (p >0.05). Μετά από ένα σωστό πρόγραμμα αποκατάστασης η απώλεια των παραγόντων οι οποίοι επηρεάζουν την ισορροπία επανέρχονται σε τέτοιο επίπεδό δεν επηρεάζεται η ισορροπία στα δύο και στο ένα πόδι. Οι συνθήκες όρασης όταν μεταβάλλονται επηρεάζουν την ισορροπία αφού η ιδιοδεκτική ικανότητα του ενός ποδιού δεν είναι σε θέση να αντισταθμίσει την απώλεια της όρασης. 131

151 5.2 Εισαγωγή Πολλές έρευνες έχουν ασχοληθεί με την μείωση της ικανότητας της ισορροπίας στο ένα πόδι μετά από ολική (Ageberg, Zatterstrom, Moritz, & Friden, 2001), χρόνια (Gauffin, Pettersson, Tegner, & Tropp, 1990; Lysholm M, 1998; Zatterstrom, Friden, Lindstrand, & Moritz, 1994) ρήξη ΠΧΣ αλλά και μετά από εγχείρηση ΠΧΣ (Denti et al., 2000), (Henriksson, Ledin, & Good, 2001a; Hoffman, Schrader, & Koceja, 1999a; Shiraishi et al., 1996b). Επίσης από τη ανασκόπηση της βιβλιογραφίας φαίνεται να έχει μελετηθεί η μειωμένη ικανότητα διατήρησης του σωστού ελέγχου της όρθιας στάσης σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ και σε υγιή άτομα κατά την διποδική στήριξη (Dauty, Collon, & Dubois, 2010; Vathrakokilis, Malliou, Gioftsidou, Beneka, & Godolias, 2008) αλλά κατά την μονοποδική στήριξη (Alonso, Greve, & Camanho, 2009; Ben Moussa, Zouita, Dziri, & Ben Salah, 2009; Dauty et al., 2010; Harrison, Duenkel, Dunlop, & Russell, 1994; M. Hoffman, Schrader, & Koceja, 1999b; Hrysomallis, 2008; Negahban, Ahmadi, Salehi, Mehravar, & Goharpey, 2013; Okuda et al., 2005). Ωστόσο, τα αποτελέσματα των ερευνών οι οποίες συγκρίνουν την διποδική και την μονοποδική στάση μεταξύ υγιών και ατόμων μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ είναι αντικρουόμενα. Κάποιες μελέτες έχουν βρει διαφορές στον έλεγχο της όρθιας στάσης (Dauty et al., 2010; Denti et al., 2000; Mohammadi et al., 2012; Zouita Ben Moussa, Zouita, Dziri, & Ben Salah, 2009) (Kellis, Amiridis, & Kofotolis, 2011; Negahban et al., 2013; Shiraishi et al., 1996a) ενώ άλλες όχι (Alonso et al., 2009; Goetz, 2011; Harrison et al., 1994; Henriksson, Ledin, & Good, 2001b; J. R. Hoffman, EPSTEIN, Yarom, L.Zigel, & Eibinder, 1999; Mattacola, Jacobs, Rund, & Johnson, 2004; Okuda et al., 2005). Συγκεκριμένα οι Shiraishi, Mizuta et al, (1996), βρήκαν πως η ισορροπία στο ένα πόδι για τους υγιείς ήταν καλύτερη από αυτή των ατόμων μετά από εγχείρηση ΠΧΣ, ενώ οι Mattacola et al., (2002a) βρήκαν τα αντίθετα αποτελέσματα. Οι Lysholm et al., (1998), 132

152 μέτρησαν ασθενείς με χρόνια ρήξη ΠΧΣ και υγιείς και δεν βρήκαν διαφορές στην ισορροπία στα δύο πόδια, ενώ οι Mattacola, et al., (2002) δεν βρήκαν διαφορές στην μονοποδική στήριξη με ανοικτά μάτια μεταξύ υγειών και εγχειρισμένων ατόμων στον ΠΧΣ 18 μήνες μετά από την εγχείρηση (Mattacola, 2002). Οι έρευνες οι οποίες έχουν ασχοληθεί με την μελέτη της ισορροπίας στην διποδική και την μονοποδική στάση σε άτομα υγιή και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ με και χωρίς οπτική ανατροφοδότηση είναι λίγες (Dauty et al., 2010; Henriksson et al., 2001b). Συγκεκριμένα οι Henriksson et al., (2001), μελέτησαν την ταλάντωση του σώματος (body sway) στο οβελιαίο επίπεδο κατά την διποδική και την μονοποδική στήριξη με και χωρίς οπτική ανατροφοδότηση σε άτομα 36 μήνες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ. Στην συγκεκριμένη εργασία δεν βρέθηκαν διαφορές στην ταλάντωση του σώματος μεταξύ των υγιών και των ατόμων μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ αλλά ούτε μεταξύ των δύο ποδιών των ατόμων με συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ σε καμία από τις συνθήκες οπτικής ανατροφοδότησης. Οι Dauty et al., (2010) σύγκριναν την στατική ισορροπία σε άτομα 15 ημέρες μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ, άτομα με τραυματισμό στον ΠΧΣ και σε υγιή άτομα με μάτια ανοικτά και κλειστά. Κατά την διποδική στάση η συνολική απόσταση η οποία καλύφθηκε κατά την μετατόπιση του κέντρου πίεσης (COP) αλλά και η περιοχή μέσα στην οποία κινήθηκε το κέντρο πίεσης (COP Area) ήταν εμφανώς αυξημένο σε σχέση με τις ίδιες μεταβλητές που μετρήθηκαν στους υγιείς. Κατά την ισορροπία στο ένα πόδι, στο εγχειρισμένο και στο τραυματισμένο πόδι με ανοικτά τα μάτια οι υπό μελέτη μεταβλητές αυξήθηκαν σε σχέση με το υγιές πόδι. Γενικότερα είναι δύσκολο να γίνουν συγκρίσεις μεταξύ των ερευνών οι οποίες μελετούν την ισορροπία και αυτό γιατί υπάρχουν διαφορές μεταξύ των πρωτοκόλλων μέτρησης, των οδηγιών οι οποίες δίνονται κατά την μέτρηση, του χρόνου μέτρησης μετά την 133

153 συνδεσμοπλαστική του ΠΧΣ, της διάρκειας της κάθε δοκιμασίας, των διαφορετικών μεταβλητών οι οποίες μελετούνται αλλά και των διαφορετικών οργάνων μέτρησης τα οποία χρησιμοποιούνται. Αυτές οι διαφορές είναι πολύ πιθανό να επηρεάζουν τα αποτελέσματα των μετρήσεων. Σκοπός λοιπόν της παρούσας εργασίας είναι να εξεταστεί η στατική ισορροπία κατά την διποδική και μονοποδική στάση σε άτομα τα οποία έχουν υποβήθεί πριν από δύο χρόνια σε συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ και σε υγιή άτομα με μάτια ανοικτά και κλειστά. 5.3 Μεθοδολογία Δείγμα Ασθενείς Δεκαπέντε ασθενείς (ηλικία ± 3.50 έτη; μάζα ± kg; ύψος 176±10.03 cm; Νούμερο παπουτσιού ± 1.64 eu) οι οποίοι είχαν υποβληθεί συνδεσμοπλαστική ΠΧΣ με μόσχευμα από τον υμιτενοντώδη μυ συμμετείχαν στην παρούσα έρευνα. Όλοι είχαν ακολουθήσει παρόμοιο πρόγραμμα αποκατάστασης και το ελάχιστο χρονικό διάστημα το οποίο είχε παρέλθει από την συνδεσμοπλαστική του ΠΧΣ ήταν δύο χρόνια. Κανένας συμμετέχων από την ομάδα αυτλη δεν είχε νευρολογικό ή άλλο ορθοπεδικό πρόβλημα, αλλά ούτε πρόβλημα όρασης. Ομάδα ελέγχου Στην ομάδα ελέγχου συμμετείχαν εθελοντικά 20 υγιή άτομα (ηλικία ± 2.37 έτη; μάζα ± 4.85 κλ; ύψος 172 ± 9.02 εκ; Νούμερο παπουτσιού ± 2.34 eur). Όλοι οι συμμετέχοντες ήταν φοιτητές του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης και υπέγραψαν γραπτή συγκατάθεση για την συμμετοχή του στην έρευνα. 134

154 Κανένας συμμετέχων από την ομάδα ελέγχου δεν είχε νευρολογικό ή άλλο ορθοπεδικό πρόβλημα, αλλά ούτε πρόβλημα όρασης Όργανο Μέτρησης Όλες οι δοκιμασίες εκτελέσθηκαν σε έναν πελματογράφο τύπου Comex, (Footchecker, Loran Engineering S.r.I., Bologna Italy). Η συγκεκριμένη πλατφόρμα πίεσης χρησιμοποιεί 2304 αισθητήρες σε μία ενεργή περιοχή διαστάσεων 50x70 cm όπου καταγράφονται οι πελματικές πιέσεις στα 25 Hz Διαδικασία Μέτρησης Όλοι οι συμμετέχοντες εκτέλεσαν δοκιμασίες διατήρησης της ισορροπίας στο ένα (Εικόνα 7Α) και στα δύο πόδια (Εικόνα 7Β). Η πειραματική διαδικασία περιελάμβανε τρεις διαφορετικές δοκιμασίες για τους συμμετέχοντες με εγχείριση του ΠΧΣ και τρείς δοκιμασίες για τους υγιείς. Μεταξύ κάθε δοκιμασίας υπήρχε διάλειμμα 5 λεπτών. Όλες οι δοκιμασίες εκτελέστηκαν υπό την επίβλεψη της ίδιας ερευνήτριας. Εικόνα 7: Διποδική (Α) και μονοποδική (Β) στάση στήριξης. 135

155 Δοκιμασία διατήρησης ισορροπίας στα δύο πόδια Κατά την διάρκεια της δοκιμασίας αυτής όλοι οι συμμετέχοντες στάθηκαν με γυμνά πέλματα ακίνητοι, όρθιοι, σε άνετη φυσιολογική στάση με ανοιχτά τα μάτια και κοιτώντας ευθεία απέναντι σε ένα σημείο το οποίο ήταν τοποθετημένο στην προέκταση των ματιών, σε απόσταση 5 μέτρων από την πλατφόρμα ισορροπίας. Οι συμμετέχοντες τοποθέτησαν τα πόδια του ανοιχτά επάνω στην πλατφόρμα, στο άνοιγμα των ώμων, με τα χέρια τους χαλαρά, αριστερά και δεξιά από τον κορμό τους. Ο κάθε συμμετέχοντας προσπάθησε να κρατήσει την θέση αυτή για 30 δευτερόλεπτα. Εκτελέστηκαν 3 μετρήσεις με 5 λεπτά διάλειμμα μεταξύ των μετρήσεων και αναλύθηκε η πιο πετυχημένη μέτρηση. Δοκιμασία διατήρησης ισορροπίας στο ένα πόδι Κατά την δοκιμασία αυτή οι συμμετέχοντες στάθηκαν στο ένα πόδι, το οποίο ήταν τοποθετημένο ακριβώς στο μέσο της πλατφόρμας και το άλλο πόδι ήταν λυγισμένο στις 90 στις αρθρώσεις του γονάτου και του ισχίου. Τα χέρια βρίσκονταν σε χαλαρή θέση αριστερά και δεξιά από τον κορμό. Ζητήθηκε από τους συμμετέχοντες να μετακινούνται όσο το δυνατόν λιγότερο και να έχουν ανοιχτά τα μάτια κοιτώντας ευθεία απέναντι σε ένα σημείο το οποίο ήταν τοποθετημένο στην προέκταση των ματιών, σε απόσταση 5 μέτρων από την πλατφόρμα ισορροπίας. Η σειρά δοκιμασίας του κάθε ποδιού ήταν τυχαία και αν δεν ήταν δυνατή η διατήρηση της ισορροπίας για 30 δευτερόλεπτα τότε η προσπάθεια δεν καταγραφόταν και επαναλαμβανόταν η μέτρηση. Οι δοκιμασίες εκτελέσθηκαν με μάτια ανοικτά και με μάτια κλειστά. 136

156 5.4 Ανάλυση Δεδομένων Για τον υπολογισμό των μεταβλητών, οι οποίες εξετάστηκαν, χρησιμοποιήθηκε λογισμικό Η/Υ τύπου Footchecker 3.2, (Engineering S.r.I., Bologna- Italy), με σκοπό να αναλυθούν οι παρακάτω μεταβλητές. 1. Total Cop Path (mm) : η μέση απόσταση του κέντρου πίεσης από τις γραμμές αναφοράς (Frykberg, Lindmark, Lanshammar, & Borg,1987). 2. COPvel (mm/s): Το εύρος και η συχνότητα του κέντρου πίεσης και υπολογίζεται σαν το συνολικό μήκος της απόσταση που κάλυψε το κέντρο πίεσης διαιρεμένο με τον χρόνο που διήρκεσε η προσπάθεια. 3. Sway Area (mm 2 ): Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο που κατασκευάζει μια ομαλή κλειστή καμπύλη (ακανόνιστο σχήμα) που περικλείει όλα τα σημεία του κέντρου πίεσης που καταγράφονται, η επιφάνεια των οποίων υπολογίζεται. 4. Sway Εllipse (cm 2 ): Συχνά καλείται και sway index και είναι η μετατόπιση του ΚΠ εκφρασμένο σε μαθηματική έλλειψη. Συνήθως αποτελεί δείκτη σχετικά με το πόσο καλά ισορροπεί κάποιος στην όρθια θέση (Tropp, Ekstrand, & Gillquist, 1984). 137

157 5.5 Στατιστική Ανάλυση Χρησιμοποιήθηκε παραγοντικός σχεδιασμός 2x2 και ανάλυση διακύμανσης με επαναλαμβανόμενες μετρήσεις για να εξεταστεί η επίδραση της όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και της ομάδας (υγιείς- χιαστοί) στις μεταβλητές της ισορροπίας. Επίπεδο σημαντικότητας ορίστηκε το p< Ανεξάρτητες Μεταβλητές Εξαρτημένες Μεταβλητές Ομάδα Υγιείς ΑμΠΧΣ Total Cop Path (mm) COPvel (mm/s) Όραση Sway Area (mm 2 ) Μάτια ανοικτά Sway Εllipse (cm 2 ) Μάτια κλειστά Πίνακας 13: Εξαρτημένες και ανεξάρτητες μεταβλητές της έρευνας 5.6 Αποτελέσματα Ισορροπία στα δύο πόδια (Διποδική στήριξη) Τα αποτελέσματα του Cop Vel κατά την εκτέλεση της διποδικής στήριξης παρουσιάζονται στον Πίνακα 14. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =1.906, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =0.066, p>0.05) και της όρασης (F 1,32 =0.384, p>0.05). 138

158 Τα αποτελέσματα του Sway Εllipse κατά την εκτέλεση της διποδικής στήριξης παρουσιάζονται στον Πίνακα 14. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =0.469, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =2.709, p>0.05) και της όρασης (F 1,32 =1.214, p>0.05). Τα αποτελέσματα του Sway Area κατά την εκτέλεση της διποδικής στήριξης παρουσιάζονται στον Πίνακα 14. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,29 =4.05, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,29 =1.44, p>0.05) και της όρασης (F 1,29 =4.12, p>0.05). Τα αποτελέσματα του Total Cop Path κατά την εκτέλεση της διποδικής στήριξης παρουσιάζονται στον Πίνακα 14. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =1.345, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =0.786, p>0.05) και της όρασης (F 1,32 =1.04, p>0.05). Ισορροπία στo Αριστερό Πόδι (Μονοποδική στήριξη) Τα αποτελέσματα του Cop Vel κατά την εκτέλεση της μονοποδικής στήριξης (αριστερό πόδι) παρουσιάζονται στον Πίνακα 15. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =0.417, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =1.317, p>0.05) ενώ υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της όρασης (F 1,32 =42.89, p<0.05). 139

159 Τα αποτελέσματα του Sway Εllipse κατά την εκτέλεση της μονοποδικής στήριξης (αριστερό πόδι) παρουσιάζονται στον Πίνακα 15. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =0.892, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =2,807, p>0.05) ενώ υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της όρασης (F 1,32 =65.12, p<0.05). Τα αποτελέσματα του Sway Area κατά την εκτέλεση της μονοποδικής στήριξης (αριστερό πόδι) παρουσιάζονται στον Πίνακα 15. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =1.75, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =0.29, p>0.05) ενώ υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της όρασης (F 1,32 =65.12, p<0.05). Τα αποτελέσματα του Total Cop Path κατά την εκτέλεση της μονοποδικής στήριξης (αριστερό πόδι) παρουσιάζονται στον Πίνακα 15. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =0.44, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =1.96, p>0.05) ενώ υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της όρασης (F 1,32 =70.46, p<0.05). Ισορροπία στo Δεξί Πόδι (Μονοποδική στήριξη) Τα αποτελέσματα του Cop Vel κατά την εκτέλεση της μονοποδικής στήριξης (αριστερό πόδι) παρουσιάζονται στον Πίνακα 16. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =0.44, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης 140

160 (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =0.36, p>0.05) ενώ υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της όρασης (F 1,32 =56.30, p<0.05). Τα αποτελέσματα του Sway Εllipse κατά την εκτέλεση της μονοποδικής στήριξης (αριστερό πόδι) παρουσιάζονται στον Πίνακα 16. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =0.007, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =2.16, p>0.05) ενώ υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της όρασης (F 1,32 =78.10, p<0.05). Τα αποτελέσματα του Sway Area κατά την εκτέλεση της μονοποδικής στήριξης (αριστερό πόδι) παρουσιάζονται στον Πίνακα 16. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =0.442, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =0.22, p>0.05) ενώ υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της όρασης (F 1,32 =44.24, p<0.05). Τα αποτελέσματα του Total Cop Path κατά την εκτέλεση της μονοποδικής στήριξης (αριστερό πόδι) παρουσιάζονται στον Πίνακα 16. Η ανάλυση διακύμανσης έδειξε μη στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση (F 1,32 =0.01, p>0.05) ανάμεσα στις συνθήκες όρασης (ανοικτά- κλειστά μάτια) και στην ομάδα (υγιείς- χιαστοί). Επίσης δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της ομάδας (F 1,32 =1.059, p>0.05) ενώ υπήρξε στατιστικά σημαντική επίδραση της όρασης (F 1,32 =51.34, p<0.05). 141

161 Πίνακας 14. Οι μεταβλητές της ισορροπίας κατά την διποδική στήριξη σε υγιείς και ACLs με μάτια ανοικτά και μάτια κλειστά. Πίνακας 15: Οι μεταβλητές της ισορροπίας κατά την μονοποδική στήριξη (αριστερό πόδι) σε υγιείς και ACLs με μάτια ανοικτά και μάτια κλειστά. 142

162 Πίνακας 16: Οι μεταβλητές της ισορροπίας κατά την μονοποδική στήριξη (δεξί πόδι) σε υγιείς και ACLs με μάτια ανοικτά και μάτια κλειστά. 5.7 Συζήτηση Ο έλεγχος και η διατήρηση της στατικής και της δυναμικής ισορροπίας οφείλεται στις αισθητηριακές πληροφορίες που προέρχονται από το αιθουσαίο και από την ιδιοδεκτικότητα των κάτω άκρων η οποία δίνει πληροφορίες σχετικά με την κίνηση και την θέση των αρθρώσεων και του σώματος, καθώς και το οπτικό σύστημα (H. M. Lee, Cheng, & Liau, 2009). Οι παραπάνω πληροφορίες εξαρτώνται από την ακεραιότητα της κατάστασης των αρθρώσεων και επομένως από τους υποδοχείς στο μυοτενόντιο σύστημα. Έτσι στην παρούσα εργασία μετρήθηκε η ισορροπία σε μια ομάδα ατόμων 24 μήνες μετά απο συνδεσμοπλαστική ΠΧ και συγκρίναμε το εγχειρισμένο με το υγιές πόδι και με τα αντίστοιχα αποτελέσματα των ποδιών μιας ομάδας υγιών ατόμων. Οι δυο ομάδες δεν διέφεραν σε ηλικία και στο επίπεδο της φυσικής τους δραστηριότητας. Όλοι οι ασθενείς είχαν ακολουθήσει παρόμοιο πρόγραμμα αποκατάστασης. Αντίθετα με την αρχική μας υπόθεση, τα αποτελέσματα 143

163 της παρούσας εργασίας δεν έδειξαν σημαντικές διαφορές στην ισορροπία μεταξύ των εγχειρισμένων στον ΠΧΣ και στους υγιείς. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας συμφωνούν με αυτά των εργασιών που έχουν βρει πως οι μεταβλητές της ταλάντωσης κατά την ισορροπία δεν διαφέρει μεταξύ του εγχειρισμένου ποδιού και του υγιούς με τα μάτια ανοικτά αλλά και κατά την εκτέλεση της ισορροπίας υπό διαφορετικές συνθήκες όρασης (Henriksson et al., 2001b; Mattacola et al., 2002b). Παρόλα αυτά άλλες εργασίες έχουν δείξει πως οι υγιείς έχουν καλύτερη ισορροπία στα δύο πόδια σε σχέση με τα άτομα που έχουν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ (Dauty et al., 2010; Denti et al., 2000). Οι Dauty et al., (2010) (Dauty et al., 2010) μελέτησαν την διποδική και την μονοποδική ισορροπία και βρήκε διαφορές μεταξύ υγιών και ατόμων που έχουν υποβληθεί σε συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Πρέπει να σημειωθεί πως οι Dauty et al., (2010) μέτρησαν άτομα μόλις 15 ημέρες μετά το χειρουργείο. Το γεγονός πως δεν υπάρχουν στατιστικά σημαντικές διαφορές κατά την διποδική στήριξη μεταξύ υγιών και ατόμων με συνδεσμοπλαστική ΠΧ, αλλά και μεταξύ του εγχειρισμένου ποδιού και του υγιούς, σημαίνει πως μετά από ένα πρόγραμμα αποκατάστασης κάθε απώλεια της ικανότητας να διατηρηθεί η στατική ισορροπία επανέρχεται στα φυσιολογικά επίπεδα. Αυτό ίσως είναι το αποτέλεσμα του συνδυασμού της ανάκτησης της ισορροπίας της άρθρωσης μέσω της συνδεσμοπλαστικής και της ανάκτησης του νευρομυϊκού ελέγχου μέσω του προγράμματος αποκατάστασης (Mattacola et al., 2002b). Ως εκ τούτου, αν η συνδεσμοπλαστική του ΠΧ μπορεί να οδηγήσει σε πρόωρη ανεπάρκεια της ιδιοδεκτικής ικανότητας (Lephart et al., 1992), ο χρόνος που μεσολάβησε μεταξύ της επέμβασης και ο χρόνος για τον εκ νέου έλεγχο (σχεδόν 2 χρόνια) ήταν μάλλον 144

164 επαρκής ώστε να αποκατασταθεί η απόδοση κατά τη διάρκεια συγκεκριμένων δοκιμασιών ισορροπίας (Lephart SM, 1992). Στην παρούσα εργασία βρήκαμε πως δεν υπήρξαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στην ισορροπία κατά την μονοποδική στήριξη μεταξύ των δύο ομάδων με τα μάτια ανοικτά. Η μελέτη της βιβλιογραφίας κατά την μονοποδική στήριξη έχει δείξει πως οι υγιείς έχουν καλύτερη ισορροπία σε σχέση με τα άτομα με συνδεσμοπλαστική στον ΠΧ (Alonso et al., 2009; Chmielewski, Rudolph, & Snyder- Mackler, 2002; Mohammadi et al., 2012; Negahban et al., 2013; Zouita Ben Moussa et al., 2009) ενώ άλλες έρευνες έχουν δείξει παρόμοια επίπεδα ισορροπίας ανάμεσα στις δύο ομάδες (Goetz, 2011; Harrison et al., 1994; Shiraishi et al., 1996a). Αυτές οι διαφορές στα αποτελέσματα οφείλονται στα διαφορετικά πρωτόκολλα τα οποία έχουν χρησιμοποιηθεί στην κάθε έρευνα και στον χρόνο που μεσολαβεί από την εγχείρηση έως την μέτρηση της έρευνας. Οι Zouita Ben Moussa et al., (2009) (Ben Moussa et al., 2009) μέτρησαν την ισορροπία χρησιμοποιώντας ένα πρωτόκολλο διάρκειας 10 δευτερολέπτων για κάθε δοκιμασία ενώ άλλοι ερευνητές (Negahban et al., 2013) χρησιμοποίησαν πρωτόκολλο διάρκειας 30 δευτερολέπτων. Το γεγονός πως οι μελέτες δεν βρήκαν διαφορές (Dauty et al., 2010; Harrison et al., 1994; Henriksson et al., 2001b) είναι πιθανό να οφείλεται σε διάφορους λόγους. Για παράδειγμα οι Harrisson et al., (1994) (Harrison et al., 1994) μελέτησαν τα άτομα με χιαστό μήνες μετά το χειρουργείο και μόλις το 62% των συμμετεχόντων κατάφερε να ολοκληρώσει την δοκιμασία, ενώ οι Dauty et al., (2010) (Dauty et al., 2010) μέτρησαν άτομα 15 ημέρες μετά την εγχείρηση και οι Henriksson et al., (2001) (Henriksson et al., 2001b) μέτρησαν χρησιμοποιώντας την μέθοδο της δυναμικής ισορροπίας (EquiTest, NeuroCom Int., Inc., Clackamas, Oregon). Στην παρούσα εργασία μετρήσαμε άτομα τα οποία είχαν υποβληθεί τουλάχιστον 2 χρόνια 145

165 πριν τις συγκεκριμένες δοκιμασίες μέτρησης και η διάρκεια της κάθε δοκιμασίας διήρκησε 20 δευτερόλεπτα (Ageberg, Flenhagen, & Ljung, 2007). Περιορισμό της έρευνας αποτελεί το γεγονός πως κάθε απώλεια της ικανότητας να διατηρηθεί η στατική ισορροπία μετά από το χειρουργείο, επανέρχεται στα φυσιολογικά επίπεδα 2 χρόνια μετά το χειρουργείο. Τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας έδειξαν πως δεν υπήρξαν στατιστικά σημαντική επίδραση της όρασης στην ισορροπία κατά την διποδική στήριξη ενώ υπήρξε επίδραση της όρασης κατά την μονοποδική στήριξη. Η έλλειψη της όρασης έχει σαν αποτέλεσμα να μειώνεται η ικανότητα της ισορροπίας ειδικά κατά την μονοποδική στήριξη (Henriksson et al., 2001b) (D. Lee & Aronson, 1974; Raper & Soames, 1991). Αυτό συμφωνεί με προηγούμενες μελέτες οι οποίες μέτρησαν άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ και δεν βρήκαν επίδραση της όρασης στην διποδική στήριξη (Dauty et al., 2010; Harrison et al., 1994; Henriksson et al., 2001b). Το γεγονός πως δεν παρατηρείται επίδραση της όρασης στην διποδική στήριξη οφείλεται στο ό,τι πως η ιδιοδεκτική ικανότητα στα δύο πόδια είναι ικανή να αντισταθμίσει την απώλεια της όρασης αφού δίνει αρκετές πληροφορίες ώστε να διατηρηθεί η ισορροπία στα δύο πόδια. Παρόλα αυτά κατά την μονοποδική στήριξη η ταλάντωση αυξάνεται στο τραυματισμένο αλλά και στο υγιές πόδι (O'Connell, George, & Stock, 1998). Αυτό συμφωνεί με προηγούμενες έρευνες (D. Lee & Aronson, 1974) οι οποίες έδειξαν πως η ιδιοδεκτική ικανότητα στο ένα πόδι δεν δίνει αρκετές πληροφορίες ώστε να αντισταθμιστεί η απώλεια της όρασης και να διατηρηθεί η μονοποδική ισορροπία. Συμπερασματικά η παρούσα έρευνα φαίνεται πως δεν υπήρξε αλληλεπίδραση της όρασης (μάτια ανοικτά-κλειστά) και της ομάδας (ΠΧΣ- υγιείς) κατά την 146

166 μονοποδική και τη διποδική στήριξη. Φαίνεται πως οποιοιδήποτε παράγοντες επηρεάζουν την ισορροπία μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ επανέρχονται σταδιακά σε τέτοιο επίπεδο που να μην επηρεάζεται η ισορροπία. 147

167 5.8 Βιβλιογραφία Ageberg, E., Flenhagen, J., & Ljung, J. (2007). Test-retest reliability of knee kinesthesia in healthy adults. BMC Musculoskelet Disord, 8, 57. Ageberg, E., Zatterstrom, R., Moritz, U., & Friden, T. (2001). Influence of supervised and nonsupervised training on postural control after an acute anterior cruciate ligament rupture: a three-year longitudinal prospective study. J Orthop Sports Phys Ther, 31(11), Alonso, A. C., Greve, J. M., & Camanho, G. L. (2009). Evaluating the center of gravity of dislocations in soccer players with and without reconstruction of the anterior cruciate ligament using a balance platform. Clinics (Sao Paulo), 64(3), Ben Moussa, A. Zouita, Zouita, S., Dziri, C., & Ben Salah, F. Z. (2009). Single-leg assessment of postural stability and knee functional outcome two years after anterior cruciate ligament reconstruction. Ann Phys Rehabil Med, 52(6), doi: /j.rehab Chmielewski, T. L., Rudolph, K. S., & Snyder-Mackler, L. (2002). Development of dynamic knee stability after acute ACL injury. J Electromyogr Kinesiol, 12(4), Dauty, Marc, Collon, Sylvie, & Dubois, Charles. (2010). Change in posture control after recent knee anterior cruciate ligament reconstruction? Clinical Physiology and Functional Imaging, 30(3), doi: /j X x Denti, M., Randelli, P., Lo Vetere, D., Moioli, M., Bagnoli, I., & Cawley, P. W. (2000). Motor control performance in the lower extremity: normals vs. anterior cruciate ligament reconstructed knees 5-8 years from the index surgery. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 8(5), Frykberg, G. E., Lindmark, B., Lanshammar, H., & Borg, J. (2007). Correlation between clinical assessment and force plate measurement of postural control after stroke. J Rehabil Med, 39(6),

168 Gauffin, H., Pettersson, G., Tegner, Y., & Tropp, H. (1990). Function testing in patients with old rupture of the anterior cruciate ligament. Int J Sports Med, 11(1), Goetz, J.S. Dullien, P. Lenz, J. Grifka, H. Eichhorn, K. Fehske. (2011). Evaluation of postural stability after reconstruction of anterior cruciate ligament (ACL) in juveniles using Biodex Balance System. Gait & Posture, 36, S89. Harrison, E. L., Duenkel, N., Dunlop, R., & Russell, G. (1994). Evaluation of singleleg standing following anterior cruciate ligament surgery and rehabilitation. Physical Therapy, 74(3), Henriksson, M., Ledin, T., & Good, L. (2001a). Postural control after anterior cruciate ligament reconstruction and functional rehabilitation. Am J Sports Med, 29(3), Henriksson, M., Ledin, T., & Good, L. (2001b). Postural control after anterior cruciate ligament reconstruction and functional rehabilitation. American Journal of Sports Medicine, 29(3), Hoffman, J.R, EPSTEIN, S., Yarom, Y., L.Zigel, & Eibinder, M. (1999). Hormonal and biochemical changes in elite basketball players during a 4-week training camp. Journal of Strength and Conditioning Research, 13(3), Hoffman, M., Schrader, J., & Koceja, D. (1999a). An Investigation of Postural Control in Postoperative Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Patients. J Athl Train, 34(2), Hoffman, M., Schrader, J., & Koceja, D. (1999b). An Investigation of postural control in postoperative anterior cruciate ligament reconstruction patients. Journal of Athletic Training, 34(2), Hrysomallis, C. (2008). Preseason and midseason balance ability of professional Australian footballers. J Strength Cond Res, 22(1), doi: /JSC.0b013e31815f5d02 Kellis, E., Amiridis, I. G., & Kofotolis, N. (2011). On the Evaluation of Postural Stability after ACL Recostruction. J Sports Sci Med, 10(2), Lee, DavidN, & Aronson, Eric. (1974). Visual proprioceptive control of standing in human infants. Perception & Psychophysics, 15(3), doi: /BF

169 Lee, H. M., Cheng, C. K., & Liau, J. J. (2009). Correlation between proprioception, muscle strength, knee laxity, and dynamic standing balance in patients with chronic anterior cruciate ligament deficiency. Knee, 16(5), doi: /j.knee Lephart SM, Kocher MS, Fu FH, Bursa PA, Harner C. (1992). Proprioception following anterior cruciate ligament reconstruction. J Sports Rehab, 1, Lysholm M, Ledin T, Ödkvist LM, Good L. (1998). Postural control: a comparison between patients with chronic anterior cruciate ligament insufficiency and healthy individuals Scand J Med Sci Sports, 8, Mattacola, C. G., Jacobs, C. A., Rund, M. A., & Johnson, D. L. (2004). Functional assessment using the step-up-and-over test and forward lunge following ACL reconstruction. Orthopedics, 27(6), Mattacola, C. G., Perrin, D. H., Gansneder, B. M., Gieck, J. H., Saliba, E. N., & McCue, F. C., 3rd. (2002a). Strength, Functional Outcome, and Postural Stability After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. J Athl Train, 37(3), Mattacola, C. G., Perrin, D. H., Gansneder, B. M., Gieck, J. H., Saliba, E. N., & McCue, F. C., 3rd. (2002b). Strength, Functional Outcome, and Postural Stability After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction. Journal of Athletic Training, 37(3), Mohammadi, F., Salavati, M., Akhbari, B., Mazaheri, M., Khorrami, M., & Negahban, H. (2012). Static and dynamic postural control in competitive athletes after anterior cruciate ligament reconstruction and controls. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 20(8), doi: /s Negahban, H., Ahmadi, P., Salehi, R., Mehravar, M., & Goharpey, S. (2013). Attentional demands of postural control during single leg stance in patients with anterior cruciate ligament reconstruction. Neurosci Lett, 556, doi: /j.neulet

170 O'Connell, M., George, K., & Stock, D. (1998). Postural sway and balance testing: a comparison of normal and anterior cruciate ligament deficient knees. Gait Posture, 8(2), Okuda, K., Abe, N., Katayama, Y., Senda, M., Kuroda, T., & Inoue, H. (2005). Effect of vision on postural sway in anterior cruciate ligament injured knees. J Orthop Sci, 10(3), doi: /s Raper, S. A., & Soames, R. W. (1991). The influence of stationary auditory fields on postural sway behaviour in man. Eur J Appl Physiol Occup Physiol, 63(5), Shiraishi, M., Mizuta, H., Kubota, K., Otsuka, Y., Nagamoto, N., & Takagi, K. (1996a). Stabilometric assessment in the anterior cruciate ligamentreconstructed knee. Clinical Journal of Sports Medicine, 6(1), Shiraishi, M., Mizuta, H., Kubota, K., Otsuka, Y., Nagamoto, N., & Takagi, K. (1996b). Stabilometric assessment in the anterior cruciate ligamentreconstructed knee. Clin J Sport Med, 6(1), Tropp, H., Ekstrand, J., & Gillquist, J. (1984). Stabilometry in functional instability of the ankle and its value in predicting injury. Med Sci Sports Exerc, 16(1), Vathrakokilis, K., Malliou, P., Gioftsidou, A., Beneka, A., & Godolias, G. (2008). Effects of a balance training protocol on knee joint proprioception after anterior cruciate ligament reconstruction. Journal of Back and Musculoskeletal Rehabilitation, 21(4), Zatterstrom, R., Friden, T., Lindstrand, A., & Moritz, U. (1994). The effect of physiotherapy on standing balance in chronic anterior cruciate ligament insufficiency. Am J Sports Med, 22(4), Zouita Ben Moussa, A., Zouita, S., Dziri, C., & Ben Salah, F. Z. (2009). Single-leg assessment of postural stability and knee functional outcome two years after anterior cruciate ligament reconstruction. Ann Phys Rehabil Med, 52(6), doi: /j.rehab

171 6. Γενικά Συμπεράσματα Η παρούσα διδακτορική διατριβή εξέτασε τους διάφορους τρόπους υπολογισμού των αναλογιών ροπής των καμπτήρων και των εκτεινόντων μυών του γονάτου, την ισοκινητική αξιολόγηση. Μελέτησε τα ηλεκτρομυογραφικά χαρακτηριστικά των εκτεινόντων και των καμπτήρων μυών του γονάτου σε συνθήκες κόπωσης και την ισορροπία στην διποδική και την μονοποδική στάση με διαφορετικές συνθήκες όρασης σε άτομα υγιή και σε άτομα μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ. Από την 1 η πειραματική διαδικασία συμπεραίνεται πως στην γωνία των 30, η αξιολόγηση των μυϊκών ανισορροπιών είναι πολύ σημαντική σε σχέση με τις υπόλοιπες γωνίες. Αυτό συμβαίνει όχι μόνο επειδή στην γωνία αυτή (καθώς το γόνατο εκτείνεται πλήρως) οι οπίσθιοι μηριαίοι αδυνατούν να ελέγξουν την δύναμη της σύγκεντρης ενεργοποίησης των εκτεινόντων μέσω της έκκεντρης ενεργοποίησης τους, αλλά και επειδή κατά την κάμψη του γονάτου φαίνεται πως τα άτομα με συνδεσμοπλαστική ΠΧ εμφανίζουν μειωμένη ικανότητα έκκεντρης ενεργοποίησης του τετρακεφάλου μηριαίου. Από την 2 η πειραματική διαδικασία με δεδομένο πως η μυϊκή δραστηριότητα δεν διέφερε μεταξύ των δύο ομάδων και πως μόνο η ροπή επηρεάστηκε από την κόπωση, συμπεραίνεται πως οι μηχανισμοί ενεργοποίησης των μυών κατά την εκτέλεση επαναλαμβανόμενων προσπαθειών δεν επηρεάστηκαν από την συνδεσμοπλαστική του ΠΧ. Επομένως η μειωμένη ικανότητά τους να παράγουν 152

172 ροπή, εξαρτάται από άλλους παράγοντες και όχι από αυτούς που αφορούν την νευρομυϊκή ενεργοποίηση. Από την 3 η πειραματική διαδικασία συμπεραίνεται πως δεν υπάρχει αλληλεπίδραση της όρασης (μάτια ανοικτά-κλειστά) και της ομάδας (ΠΧΣ- υγιείς) κατά την μονοποδική και την διποδική στήριξη. Φαίνεται πως οποιοιδήποτε παράγοντες επηρεάζουν την ισορροπία μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ επανέρχονται σταδιακά σε τέτοιο επίπεδο που να μην επηρεάζει την ισορροπία. Σημαντική κρίνεται η δημιουργία προγραμμάτων μυϊκής ενδυνάμωσης τα οποία να συμπεριλαμβάνουν σύγκεντρη αλλά και έκκεντρη ενδυνάμωση των μυών του μηρού στις τελευταίες μοίρες πριν την πλήρη έκταση, έτσι ώστε να καταστήσει δυνατή την μυϊκή ισορροπία των δυνάμεων που αναπτύσσονται γύρω από το γόνατο με σκοπό την καλή κατάσταση της άρθρωσης. Η προπόνηση των αθλητών πρέπει να περιλαμβάνει τόσο ασκήσεις μέγιστης δύναμης όσο και στοχευμένης ενδυνάμωσης κοντά στην έκταση. Στόχος της επιτυχημένης αποκατάστασης μετά από χειρουργείο ΠΧΣ ή μετά από τραυματισμό μπορεί να αποτελέσει η αναλογία του υγιούς ποδιού ή ιδανική αναλογία του 60% ανάλογα με το αν το τραυματισμένο πόδι είναι το κυρίαρχο ή όχι και ανάλογα με το προπονητικό επίπεδο του κάθε ατόμου. Μετά από συνδεσμοπλαστική ΠΧ κρίνεται απαραίτητη η συμμετοχή σε πρόγραμμα αποκατάστασης το οποίο συν τοις άλλοις θα βελτιώνει την ικανότητα παραγωγής δύναμης κατά την εκτέλεση παρατεταμένων κινήσεων του γονάτου με σκοπό την αποφυγή νέου τραυματισμού. Τέλος σημαντική κρίνεται η συμμετοχή σε προπονητικά προγράμματα, καθώς και προγράμματα αποκατάστασης τα οποία αφορούν την ισορροπία στα δύο και στο ένα πόδι με διαφορετικές συνθήκες όρασης. 153

173 7. Παράρτημα Παράρτημα 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 ερευνητικές μετρήσεις. Στόχος της εργασίας είναι η μελέτη των νευρομυϊκών χαρακτηριστικών κατά την ισοκίνηση και την ισορροπία σε υγιή άτομα και σε άτομα μετά από εγχείρηση πρόσθιου χιαστού συνδέσμου. Η ερευνητική διαδικασία θα περιλαμβάνει ανθρωπομετρικές μετρήσεις, (ύψος, βάρος), συμπλήρωση ερωτηματολογίου σχετικά με την υποκειμενική αξιολόγηση του γονάτου, μέτρηση της ισορροπίας, των αρχιτεκτονικών και ηλεκτρομυογραφικών χαρακτηριστικών κατά την ισοκίνηση. Όλες οι μετρήσεις θα πραγματοποιηθούν στο χώρο του εργαστηρίου και θα είναι ακίνδυνες για την σωματική ακεραιότητα των συμμετεχόντων. Για την πραγματοποίηση των παραπάνω μετρήσεων επιθυμούμε την 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 154