质心补偿在人工髋关节置换术患者步态:比较大直径全髋关节置换术的头和髋关节表面置换

文摘

客观的。比较质心(COM)补偿额和矢状面在患者步态大直径全髋关节置换术的头(LDH-THA)和髋关节表面置换(人力资源)。设计。观察性研究。设置。门诊生物力学实验室。参与者。两组患者12 LDH-THA和人力资源招募了从一个更大的随机研究和11健康对照组。干预措施。不适用。主要结果测量。联合中心比较髋关节假体之间的距离(HPJC)和COM。(比)和可变性(组间比较。髋部屈肌、外展、内收肌肌肉力量也是相关团体之间在射线照相测量结果与措施。结果。额平面,人力资源变化显示低于健康对照组在推出和脚趾头与肌肉力量的比率()跟联系,最大重量验收、中期的立场。在矢状面,LDH-THA更高在推出比健康对照组,显著相关。结论。一年手术后,两组患者,LDH-THA和人力资源,展示小补偿在步态周期的一些特定的瞬间,在额叶和矢状平面。然而,他们的运动模式类似于健康对照组。

1。介绍

人工髋关节置换术已经成为一个标准的程序(1- - - - - -3)提高生活质量4),恢复体能,缓解患者疼痛(5,6),并提供更好的髋关节功能(5,7)和稳定性(8]。因为现在年轻患者更频繁地受到骨关节炎(OA) [9人工髋关节置换术后),预期的结果已经改变了。事实上,患者不仅要回到日常生活活动也希望回到高水平的身体活动(10),尽快。

可用来治疗年轻患者的技术先进的办公自动化,包括全髋关节置换术,(那)和髋关节表面置换(人力资源)。在那过程中,在股管杆插入股骨头颈切除时,取而代之的是28毫米直径,股骨头髋臼杯插入的空腔(图1(一))。多年来,那证明了其价值,现在被认为是一个有效的、可再生的和常用的治疗选择11- - - - - -13]。至于人力资源技术,股骨头和髋臼的形状和植入物覆盖,使用大直径股骨头尺寸。这种技术保存更多的骨头,成为有利的(13)(图1 (b))。最近,那一直使用的一种变体大直径股骨头(LDH-THA)离开股干细胞的存在唯一的解剖差异两种类型的假体(图1 (c))。两种类型的植入物,LDH-THA和人力资源,是觉得提供更好的临床功能比那14,15因为解剖的股骨头提供更好的髋关节的活动范围和关节稳定性(16]。然而,全髋关节置换术中,那LDH-THA,股骨的骨切除和插入阀杆的重建髋关节生物力学参数很难实现(17]。保护骨骼在人力资源会导致更好的髋关节生物力学守恒因此臀部时刻和肌肉力量18,19]。这个专业LDH-THA与人力资源之间的差异可能会导致损伤由于假体植入的类型。

那之后,通常是缓解疼痛和运动的范围有所改善,但正常活动仍可能被泄露在一些病人5]。不对称的运动学和动力学在人工髋关节置换术患者的步态是可以预料到的8]。先前的研究已经报道,髋部外展肌的病人接受那产生的力量相比健康受试者的6,20.- - - - - -24),可以解释小后髋关节外展的时刻那(14)或跛行步态(5]。此外,减少髋关节外展机械功率(8)也可能负责树干补偿(22)和异常步态模式(14在那后的正面图。在矢状面,减少在臀部扩展振幅在立场后期阶段25,26),减少髋部屈肌和伸肌的时刻26)和减少工作期间开发的臀部推出(8)可以导致步态障碍。此外,臀部伸肌肌无力期间可能导致残疾的活动,如爬楼梯或从椅子上5]。力矩的产生取决于肌肉力量和力臂杠杆。人工髋关节置换术患者接受这些因素都影响力矩的大小。修改他们的肌肉力量的术前情况和术后康复,而他们的力臂杆也修改的手术可能导致改变步态模式在额叶和矢状平面。

即使病人恢复主要是三到六个月后那(4),完全恢复是可能永远不会实现22)和病人有困难手术后恢复正常的行走模式多年(6,22,24]。然而,这种髋关节假体可提高步态模式的新设计。因此,本研究的目的是比较COM位置,HJC,患者在额叶和矢状平面步态LDH-THA和人力资源在手术后12个月。

2。材料和方法

2.1。病人

晚期髋关节变性患者筛选Maisonneuve-Rosemont医院的骨科诊所,他们的候选人LDH-THA或人力资源。在志愿者招募从一个更大的随机研究27),单侧髋关节OA患者和没有其他下肢做作和神经肌肉疾病,可能会干涉他们的步态模式,被选作研究。总共35个人,分成三个小组(12 LDH-THA, 12小时,和健康对照组11日)参加了这项研究。病人和外部评价者盲,关于类型的关节成形术,直到手术后一年。健康对照组是从社区招募通过我们机构。这个项目是通过机构科研伦理和科学委员会。所有参与者被告知研究,给他们的书面同意。

髋关节置换手术都是由三个相同的医院的外科医生,和后部的方法(28)是用于所有干预措施。在人力资源管理过程,Durom髋关节表面置换系统有一个很大的股骨头(美国齐默)使用。LDH-THA集团CLS Sportono(美国Zimmer)钛未胶结的大型插入股骨头假体。重建的生物力学影响髋关节进行基于术前模板使用另一侧作为参考和使用术中骨性标志。

2.2。影像学分析

标准化的术后射线照片。前后的射线照片的骨盆和腿被定位在15°内部旋转。射线照片被拒绝如果尾骨并不集中在耻骨联合和位于向近端2到4厘米,以确保适当的定位骨盆的额和矢状平面。美国片进行扫描(维大VXR-12)和分析使用Imagika软件(临床测量公司,美国)。水平(H_天哪)和纵向(V_天哪髋关节假体的旋转中心,股抵消(F_抵消),腿的长度(LL)测量不平等取代和侧髋关节(图2)[29日]。H_天哪V之间的距离吗_天哪线和影像学的泪珠。V_天哪被定义为垂直距离的中心旋转臀部的国米泪珠。F_抵消一条线连接的长度是髋关节中心和垂直于股骨的延伸线。最后,我是一条线垂直的长度和连接到interteardrops线和interlesser转子线。所有距离都以毫米。

2.3。任务

受试者被要求以正常的速度走10米人行道上有两个嵌入式力平台(美国先进的机械技术有限公司)记录在120赫兹。收集三个步态周期为每个主题,术后12个月。试验包括当双脚充分接触的两个力的平台。足够的休息时间之间被试验,避免疲劳。测试受试者赤脚、穿短裤和t恤。29 14毫米直径反光标记定位在骨性标志定义身体部分利用Vicon塞——步态模型(30.]。时空,动力学和运动学记录60 Hz,由一个8相机Vicon系统(英国牛津指标有限)。

COM从标记位置和位置计算人体表(31日]虽然HPJC之间的距离(毫米)和COM在矢状面和额计算。距离归一化的interanterior优越棘(网络)距离测量与Vicon工作站软件从标记的位置。对每个人来说,比()确定HPJC-COM / inter-ASIS距离(图之间的距离3额叶和矢状面)。变异系数()之间的距离HPJC和COM也计算(32]。用于计算的方法是 在哪里σ标准差和吗μ的均值HPJC-COM距离。数据计算在步态周期的五个特定的瞬间,从垂直地面反作用力:(1)鞋跟接触,(2)最大重量验收,(3)姿势,(4)推出,(5)脚趾头(图4)。

髋关节外展、内收肌和屈肌肌肉力量的双方进行了测试。髋部屈肌,病人坐在(33)而对于髋关节外展、内收肌病人躺在一个检查表(34]。一分钱,贾尔斯手持测功器(便士和吉尔斯,英国)使用。每一块肌肉的测试是重复两次休息一分钟。平均峰值力产生牛顿表示为%的峰值力产生声音的肢体健康对照组,左侧肢体表达相对正确的肢体(FR_ABD、法文_添加、法文_FLEX)。

2.4。统计分析

所有使用SPSS 17.0统计分析(SPSS Inc .)、美国)。社会人口(年龄、体重、身高、BMI)和时空数据分析使用单向方差分析(方差分析)。卡方检验是用于性别。的和使用一个单向方差分析进行了分析。结果进一步分析如果必要,与图基事后测试。为non-normality分布式数据,根据需要,克鲁斯卡尔-沃利斯检验结果进行了分析。额平面,皮尔逊相关性计算之间的参数评估和简历_HPJC-COM和F_抵消H_天哪、法文_ABD、法文_添加,在矢状面之间的相关性和和V_天哪、我和FR_FLEX。相关性包括两组,LDH-THA和人力资源。是重要的区别。

3所示。结果

没有观察到不同社会人口的三组数据之间(表1)。

时空数据的统计差异被发现(表2)。健康对照组显示出明显慢节奏而LDH-THA ()和人力资源()组。健康对照组相比也会减少的步行速度LDH-THA ()组。

3.1。额平面分析

无统计差异被发现的三组之间(图5)。

统计的差异被发现的人力资源在推出患者与健康对照组(和脚趾头)。病人接受人力资源倾向于显示变化低于健康对照组(图6)。

3.2。矢状面

统计的差异被发现的为在推出LDH-THA患者与健康对照组()。LDH-THA患者似乎会增加HPJC-COM时刻杠杆臂通过弯曲躯干向前(图7)。

三组之间无统计学差异被发现的(图8)。

3.3。相关性

额平面,之间不存在相关性和放射测量(F_抵消H_天哪)。另一方面,之间的相关性被发现和法文_ABD在跟联系(),最大重量验收()和中期的立场()。没有发现相关的(表3)。在矢状面,没有发现相关的和放射测量(V_天哪会)和力比(FR_FLEX)。然而,相关性被发现的和法文_FLEXMWA ()(表4)。

4所示。讨论

拉维妮et al。27),使用不同的措施,如问卷调查结果(WOMAC SF-36,山鸟那时,和加州大学洛杉矶分校),姿势平衡测试(压力中心的总路径长度),时空分析(速度、节奏和步长),和功能测试(功能范围,时间和髋部屈肌和绑架者力量,一步,和跳测试)无法证明临床LDH-THA人力资源的好处。

使用选定的子组的患者从这项研究中,本研究的目的是确定是否存在股干结合骨损失LDH-THA影响COM的位置,对HJC,在步态在手术后12个月相比,人力资源。数据从LDH-THA和人力资源患者与健康对照组集团。

统计分析显示没有区别在社会人口数据统计的差异被发现在一些时空参数。特别是LDH-THA和HR患者的研究显示健康对照组相比更高的节奏而LDH-THA患者行走速度与健康对照组相比更大。在以前的研究中,病人接受那走低于健康对照组(8,14,22,35]。其他研究,那和人力资源相比,表明那走慢而人力资源(14,36]。在目前的研究中,更多的解剖头用于LDH-THA病人可能改进的生物力学的重建提供更好的稳定性和髋关节的活动范围和解释了行走速度越快找到这组(27]。行走任务的迹象是相同的所有科目。试验是在完成自我选择的速度。LDH-THA和人力资源后,病人可能需要执行在步态实验证明他们已经完全从他们的外科手术中恢复过来。

4.1。和在正面图

为了保持骨盆平衡,受体激动剂和拮抗剂的肌肉必须生成一个等于净力矩(37]。弥补弱肌肉力量的一种方法可能是身体COM转向髋关节假体关节中心。这个策略意味着减少力臂杠杆,因此导致减少在臀部肌肉力量的大小(23需要确保骨盆稳定。相反,增加肌肉力量是需要保持平衡的盆腔时创建一个力臂长杆。这肌肉需求上升导致肌肉疲劳可能损害步态模式与健康对照组相比。

在行走过程中,适当的臀部肌肉的功能是强制维持稳定的head-arm-trunk(帽子)。正面图,这个角色是通过外展肌(31日]。虽然人工髋关节置换术已经成为最成功的骨科手术(38- - - - - -40),缺陷如外展肌无力(22,23,41那后)可能会持续。在步态障碍可能影响,导致树干补偿(22,24,42在正面图(14,22]。在目前的研究中,无统计差异被发现之间的组织额平面。然而,人力资源病人保持较小比LDH-THA和健康控制几乎所有的步态周期。这表明LDH-THA和HR病人执行以及健康对照组,但使用不同的策略。事实上,患者接受LDH-THA没有减少HPJC-COM力臂长度通过转移向受影响的肢体,以减少体重限制髋关节假体,减少髋部外展肌的努力(43]。病人接受人力资源降低髋部的肌肉紧张绑架者通过定位COM创建一个机械优势。这些结果符合文献。在他们的研究中,比较传统的人力资源,Nantel et al。15THA)发现,患者接受显示较低的外展能源立场的最后阶段与健康对照组相比。这种差异被解释为髋关节外展的弱点运营方面比侧腿在术后6到8个月内。此外,根据Nantel et al。15)患者髋部人力资源的力量,正面图,低于LDH-THA和健康对照组在步态周期的全部。没有LDH-THA与人力资源之间的差异可以解释的使用大直径在那头。根据拉维妮et al。27]LDH-THA促进比那更好的生物力学的重建,可能挑战人力资源的高级临床结果(44- - - - - -46]。此外,在我们的研究中,步态分析术后一年,留下更多的时间让病人从手术中恢复过来。Asayama et al。23]表明,强度比(肢体操作/ nonoperated肢体)近88%的门槛是外展肌的功能表现疲软开始出现补偿时步态,例如,一瘸一拐或延迟仰卧测试中,可能会出现当强度比率约为72%。换句话说,人工髋关节置换术病人可能没有恢复他们的全髋部外展肌力量但补偿不能看到,除非力比小于72%。一年人工髋关节置换术术后病人,在这项研究中,能够控制自己的COM作为健康对照组集团地位但LDH-THA和人力资源使用不同的策略。

已经建立了相同的运动模式无法生成的连续尝试(47]。换句话说,可变性的角色在感觉运动系统的协调和控制是研究运动控制的核心问题(48]。没有最小稳定的运动模式,人类不能掌握调节(49),可能适应他们的步态模式来克服这个障碍。

在我们的研究中,统计差异被发现的人力资源和健康对照组之间的最后立场阶段(推出和脚趾头),但人力资源和LDH-THA变量低于健康对照组的步态周期。这些结果可以解释为外科干预。通常,髋关节稳定部分提供的强大的韧带和强大的肌肉(50)围绕臀部关节。后的手术方法,一些肌肉,肌腱,韧带手术技术的影响和可能会影响髋关节的稳定。病人手术后,LDH-THA和人力资源的研究显示减少变异性的COM位置相对于HPJC和统计学意义的人力资源在立场的最后阶段与健康对照组相比。患者LDH-THA和人力资源可能适应他们的步态模式为了增加髋关节稳定性补偿髋关节周围的弱结构。人工髋关节置换术手术后,病人可能不自信的恢复从一个大偏移的COM额平面,而健康对照组有能力从这些情况中恢复过来。人力资源患者位置COM在同一个地方,为了提高更好的推进和促进一个安全的摇摆的阶段。两者之间存在的相同的模式类型的假体,LDH-THA和人力资源,表明步态模式的适应可能出现的外科手术。

4.2。和在矢状面

在矢状面,手术的效果也可能影响病人的步态策略主要的控制下的帽子部分臀部屈肌和伸肌的肌肉(51]。在目前的研究中,统计差异被发现的在推出LDH-THA和健康对照组之间。具体来说,LDH-THA患者表现出增加距离,增加杠杆臂在PO。这可以通过弯曲的躯干向前创建一个机械利益,改善臀部伸肌力矩。先前的研究[22,41THA)表明,患者接受传统必须限制他们的臀部扩展游览结束时立场阶段为了弥补臀部屈肌挛缩病人相比,人力资源。在最近的一项研究中,拉维妮et al。27]认为LDH-THA人力资源相比有更好的髋关节的活动范围和那。股干细胞结合大型股骨头尺寸LDH-THA提供更好的髋关节的活动范围;不过,他们没有达到正常髋关节运动。步态模式的修改手术后可能是一种补偿减少的活动范围OA患者由于疼痛而适应时间均可以是由于害怕痛苦(52]。在目前的研究中,LDH-THA病人可能更前和术后的影响。

4.3。相关性

在步态,髋部外展肌的肌肉更重要的贡献从脚跟接触到中期的立场,因为他们帮助支持体重。减少对臀部肌肉肌肉需求病人必须把COM接近HJC。在目前的研究中,负温和(53)之间的相关性被发现和法文_ABD从脚跟接触到中期的立场。这些结果表明,强,接受髋关节置换术的患者可以更容易地位置COM接近他们HJC虽然较弱的病人不能减少杠杆臂。

在矢状面,肌肉的参与也很重要为了保持骨盆稳定。结果显示一个温和派之间的正相关关系和法文_FLEX在最大重量验收。这些结果提出,当接受髋关节置换术的患者更强,他们能够更多的变量,因为他们将能够管理他们的游览COM更容易在那一瞬间。

4.4。限制

在目前的研究中,预测方法(54)是用来计算髋关节中心(HJC)。这种方法计算三维坐标HJC的线性回归和不同的身体部分的大小。例如,一些模型使用宽度、长度和深度确定HJC的骨盆。这种方法并不是个体之间的差异。最近,一种新的方法被称为功能的方法是(55]。这种方法使用的几何髋关节运动的三个自由度(弯曲伸缩、abduction-adduction和旋转)55]更精确地确定HJC的侵位。后一种方法可能是更有效的在这项研究中,因为它会考虑病人髋关节手术的个人特征,它可能对结果产生重大影响。此外,手术后一年所做的分析是当经济复苏主要发生在第一次手术后3到6个月(4]。

5。结论

一年手术后,患者接受LDH-THA或人力资源还有步态障碍,在某个瞬间在步态周期中,相关的定位和变化他们的COM对髋关节中心额和矢状平面与健康对照组相比。使用大直径在那头似乎减少了解剖与人力资源的差异和没有重大差异被发现在运动这两个类型的假体和他们走像健康对照组。然而,步行是一个简单的任务相比,运动等体育活动。的集成需要一个具体的康复计划,促进他们参与体育和他们准备更高要求的活动。

确认

作者要感谢CIHR-MENTOR培训项目和FRSQ资金和奖学金支持。本文由齐默资助(给予),华沙,美国。

引用

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