      |
|
Biomekanisk gånganalys - en introduktion
Forskningsmetod som
blivit klinisk vardag
Gånganalys har länge använts främst i rent forskningssyfte. Med bättre och framförallt användarvänligare system har man nu möjlighet att relativt enkelt och standardiserat utföra gånganalys på ett mycket mer effektivt sätt.
etoden har därför börjat användas alltmer kliniskt, t ex. i preoperativ planering och klassificering av funktionsnedsättningar samt för postoperativ utvärdering eller efter medicinsk behandling. På Astrid Lindgrens barnsjukhus genomför vi cirka 160 kliniska gånganalyser samt ca 70 forskningspatienter per år.
Gånganalys är ett sätt att objektivt i biomekaniska termer beskriva hur en person går. En gångcykel brukar räknas från det att den ena hälen sätts i golvet till dess att samma häl sätts i igen. Den delen av gåncykeln då foten har golvkontakt kallas stödfas och den period när foten är i luften för svängfas. Dubbla stödfasen kallas den del ungefär mitt i gångcykeln då båda benen för en kort stund är i golvet samtidigt
För att göra en gånganalys behövs ett system som registrerar personens rörelser (kinematik) och ett system som registrerar kraft (kinetik). Rörelseanalysen genomförs med hjälp av reflekterande markörer som anbringas på bestämda anatomiska landmärken på kroppen. Man kan säga att dessa landmärken har tagits ut för att vara lätta att palpera. Tre par motsvarar i princip den bilaterala rörelseaxeln i höft, knä och fot. Sex kameror sitter utplacerade i rummet och sänder ut infrarött ljus som sedan reflekteras av markörerna och åter registreras av kamerorna. Detta gör att man får en tredimensionell registrering av rörelsen över respektive led. I den vanligaste modellen inkluderas bäcken och de nedre extremiteterna som sju segment (ett bäcken, två lår, två underben och två fötter). Modeller finns också för att registrera bålens rörelser. Kraften mellan foten och underlaget (golvreaktionskraften) registreras av en kraftplatta som mäter kraftens storlek och även dess riktning (Fig 2)
De flesta system för gånganalys presenterar resultaten i form av kurvor där rörelse, vridmoment och effektutveckling över lederna för en gångcykel presenteras. Till detta skall också läggas mätning av den självvalda gånghastigheten som ofta kan vara intressant att utvärdera efter både kirurgi och medicinsk behandling och som ofta korrelerar bra till den självskattade förbättringen.
Rörelse
Bäckenets tippning och ledvinklarna över höft, knä och fotled registreras i frontal-, sagital- och transversalplanet och åskådliggörs direkt i kurvor. Den aktuella patientens rörelse kurva redovisas normalt i relation till ett normalmaterial av helt friska individer och denna standardkurva ligger med som en bakgrund i figuren (Fig 3)
Vridmoment
Vridmomentet över respektive led beräknas av systemet både i frontal-, sagittal- och transversalplanet. Den enklaste beräkningen av vridmoment är den där det vinkelräta avståndet från en påverkande kraft (momentarmen) multipliceras med kraftens storlek. Detta är i princip vad systemet gör men det tar också hänsyn till de krafter som tyngden av varje kroppssegment (lår, underben, fot) ger upphov till samt hur accelerationen påverkar krafterna från dessa segment. Det beräknade vridmomentet över en led utgör ett indirekt mått på belastningen över leden och är också en indikator på hur väl fungerande samverkan mellan kraft och rörelse är under patientens gång. Om vridmomentet är kraftigt reducerat för en patient kan detta betyda att hon inte har möjlighet att generera det ”framåtdrivande” moment som är önskvärt.
Effekt
Genom att multiplicera vridmomentet med vinkelhastigheten över leden får man fram den effekt som genereras av de olika muskelgrupperna runt respektive led under rörelsen. Ju större vridmomentet är och desto snabbare rörelsen går desto större effekt genereras av den muskelgrupp som driver rörelsen. Som ett exempel kan vi ta vad som händer runt knät precis efter hälisättningen. Knät är då lätt flekterat och reaktionskraften ligger anteriort om knäts bilaterala rörelseaxel. Vridmomentet som orsakas av den yttre reaktionskraften är således extenderande. Detta extenderande moment motverkas (absorberas) av knäflexorerna genom ett excentriskt arbete (förlängning under kontraktion). Man kan se detta i effektkurvan uttryckt med ett negativt tecken eftersom det rör sig om en effektutveckling i muskeln som är till för absorption av energi.
Toe off
Ett annat exempel är just då foten lämnar golvet (toe off). Då rör sig höften framåt i en flekterande rörelse. Vridmomentet som orsakas av den yttre reaktionskraften är flekterande. Höftböjarna jobbar då koncentriskt för att åstadkomma en flekterande rörelse och motverka det yttre vridmomentet som vill vrida åt andra hållet. Vi får en positiv effektutveckling i höftflexorerna som syns i effektkurvan (Figur 4).
Presentationen av en modern klinisk gånganalys är således i form av ett standiserat antal kurvor som beskriver gången i termer av ledvinklar, vridmoment och rörelse över tid. Normalt har man också för den omedelbara visuella analysen en normalkurva i bakgrunden för direkt jämförelse. För den vetenskapliga statistiska bearbetningen görs normalt analys av hur max- och minimivärdena för patienterna avviker från de normala.
Patientexempel
Vi genomför ca 100 gånganalyser per år på barn med cerebral pares, några av typ spastisk diplegi. Progress av tågång, översträckning i knän och flexionsställning i höfter bilat. Barnet har utvecklat fixerade kontrakturer i gastrocnemius, soleus och tibialis posterior samt har en dynamisk spastisk kontraktur i psoas. Utreds med gånganalys före operation som komplement till statisk undersökning på brits för att avgöra balans av kirurgiska åtgärder. Opereras med hälseneförlängning, förlängning av tibialis posterior samt botulinum toxin injektion intramuskulärt i psoas peroperativt. Postoperativt subjektivt och objektivt förbättrat gångmönster (figur 5-7).
Referenser
1. Perry J. Gait analysis: technology and the clinician. J.Rehabil.Res.Dev 1994;31(1):vii.
2. Perry J. Gait analysis - normal and pathological function. 1992ed. Slack: Thorafare; 2002.
3. Kadaba MP, Ramakrishnan HK, Wootten ME. Measurement of lower extremity kinematics during level walking.J.Orthop.Res. 1990;8(3):383-92.
4. Brostrom,E.; Haglund-Akerlind,Y.; Hagelberg,S.; Cresswell,A.G. Gait in children with juvenile chronic arthritis. Timing and force parameters. Scand.J.Rheumatol. 2002;31:317-23.
5. O'Connell PG, Lohmann SK, Kepple TM, Stanhope SJ, Gerber LH. Forefoot deformity, pain, and mobility in rheumatoid and nonarthritic subjects. J Rheumatol 1998;25(9):1681-6.
6. McGibbon CA, Krebs DE, Scarborough DM. Rehabilitation effects on compensatory gait mechanics in people with arthritis and strength impairment. Arthritis Rheum. 2003;49(2):248-54.
7. Broström E, Hagelberg S, Haglund-Åkerlind Y. The effect of joint injections in children with juvenile idiopathic arthritis - Evaluation by 3D-gait analysis. Acta Pediatr, 2004;93:906-10.
|
Författaren: Eva Broström är leg sjukgymnast och med dr, Astrid Lindgrens Barnsjukhus, Karolinska, Solna, Yvonne Haglund-Åkerlind är övereläkare, Astrid Lindgrens Barnsjukhus, Karolinska, Solna
och Per Wretenberg docent vid Ortopediska kliniken, Karolinska, Solna
|
© Copyright Ortopediskt Magasin.
|