بررسي تغييرات پارامترهاي سينماتيكي زانو در افراد با ناكارآمدي ليگامان صليبي قدامي در حين بالارفتن از پله با ارتفاع هاي متفاوت

Kinematic Differences in Participants with ACL-deficient Knees during Stair Ascending with Different Height

افراد با ناكارآمدي ليگامان صليبي قدامي زانو براي حفظ پايداري خود در غياب ليگامان از يك سري مكانيزم هاي جبراني حركتي در حين انجام فعاليت هاي مختلف بهره مي گيرند. هدف از انجام اين مطالعه، بررسي تفاوت هاي درون گروهي سينماتيكي و نقاط اوج نيروي عكس العمل زمين هنگام بالارفتن از پله در اين گروه افراد مي باشد. در اين مطالعه، 8 فرد با آسيب يك طرفه ي ليگامان صليبي قدامي شركت كردند. پاي سالم افراد آسيب ديده به عنوان گروه كنترل در نظر گرفته شد و تمامي مقايسه ها بين پاي سالم و پاي آسيب ديده انجام گرفت. سيستم آناليز حركت VICON به همراه دو صفحه ي نيرو براي ثبت فعاليت حركتي افراد هنگام بالارفتن از پله با دو ارتفاع متفاوت به كار گرفته شد. محاسبات سينماتيكي تيبيافمورال با تكنيك جديد OSSCA انجام شد كه تركيبي از رويكرد SARA براي تعيين محور فانكشنال زانو، SCoRE براي تعيين مركز مفصل ران و OCST براي كاهش آرتيفكت هاي حركتي ماركرها مي باشد. براساس نتايج اين مطالعه، افراد با آسيب ليگامان صليبي براي دو ارتفاع 17 و 20 سانتي متري پله مكانيزم هاي انطباقي سينماتيكي و نقطه ي اوج نيرويي متفاوتي داشتند. در ارتفاع 17 سانتي متري و در ابتداي فاز يا مرحله ي گردشي پاي آسيب ديده زاويه ي واروس كمتر، چرخش محوري خارجي بيشتر و نقطه ي اوج ضربه ي كمتري (p < 0.05) را نسبت به پاي سالم تجربه كرد. در ارتفاع 20 سانتي متري پاي آسيب ديده زاويه ي اكستنشن بيشتر، والگوس بيشتر و چرخش محوري خارجي بيشتري (p < 0.05) را در فاز اكستنشن نهايي ايستايش نسبت به پاي سالم داشت. در هر دو ارتفاع پله، تقدم رسيدن به نقطه ي اوج اكستنشن در پاي آسيب ديده نسبت به پاي سالم مشاهده شد. نتايج اين مطالعه تاييد مي كند كه افراد با آسيب ليگامان قدامي، درجات آزادي چرخشي تيبيافمورال و نيروي عكس العمل متفاوتي نسبت به پاي سالم خود دارند. اين مكانيزم هاي جبراني در نهايت به تغيير بارگذاري زانو، فرسايش غضروف و ابتلا به آرتروز زودرس اين افراد منجر مي شود.

Patients with ACL deficiency (ACLD) have to use different compensatory mechanisms to maintain their stability during daily activities. The aim of this study is to determine the differences in 3D kinematics and peak ground reaction forces (GRF) between ACL deficient legs and healthy contralateral legs during stair ascent. Eight subjects with unilateral ACL deficiency participated in this study. Healthy contralateral legs were considered as control group for further comparisons to ACL deficient legs. A six camera VICON motion analysis system and 2 portable force plates were used to record the locomotion while walking up custom-made stairs with two different step heights. Advanced OSSCA technique was used to assess tibiofemoral knee kinematics, a combination of symmetrical axis of rotation (SARA), symmetrical center of rotation estimation (SCoRE) and optimal common shape technique (OCST). The results of this study show that participants with ACLD experienced different kinematics and peak GRFs in different step heights (p < 0.05). During ascending stairs with 17cm height, legs with ACLD exhibited less varus, more external rotation and less impact peak in pre-swing stance and early swing phase compared to contralateral healthy leg (p < 0.05). The other stair height, 20 cm, resulted in more extension, more valgus and more external tibia rotation in injured leg compared to contralateral leg during terminal extension of stance phase (p < 0.05). In both step heights, injured leg reached it maximum extension peak at an earlier time. The results of this study imply that participants with ACLD make use of different 3D rotational tiobiofemoral kinematics and different GRF compared to healthy contralateral leg. These compensatory mechanisms would finally bring about different knee joint loading, which provides the potential of cartilage degeneration and early osteoarthritis.