بررسی متغیرهای کینماتیکی اندام تحتانی حین راه رفتن در پرسنل نظامی سالم و دارای رباط صلیبی قدامی بازسازی شده

نوع مقاله : پژوهشی اصیل

نویسندگان

مرکز تحقیقات بیومکانیک بالینی و ارگونومی، دانشگاه علوم پزشکی آجا، تهران، ایران

چکیده

زمینه­ و هدف: با توجه به روند بهبود طولانی مدت آسیب رباط صلیبی قدامی و بروز مشکلات ثانویه بعد از جراحی و همچنین عدم پایبندی افراد به برنامه­‌های توانبخشی بعد از جراحی، ریسک پارگی مجدد این رباط وجود دارد. عدم توجه به پارامترهای کینماتیکی در حین حرکت در افراد رباط صلیبی بازسازی شده می‌­تواند از دلایل اصلی آسیب در این افراد باشد. لذا هدف از این مطالعه بررسی پارامتر و متغیرهای کینماتیکی اندام تحتانی حین راه رفتن در پرسنل نظامی سالم و دارای رباط صلیبی قدامی بازسازی شده بود.
روش‌­ها: در این مطالعه تعداد 34 پرسنل نظامی مرد در دو گروه 17 نفره سالم و دارای سابقه پارگی رباط صلیبی قدامی به صورت داوطلبانه شرکت کردند. ثبت اطلاعات کینماتیکی و کینتیکی حرکت این آزمودنی‌­ها به‌وسیله سیستم آنالیز ویدیویی حرکت وایکان و صفحه نیروی کیستلر به ترتیب با فرکانس نمونه‌­برداری 200 و 1000 هرتز انجام شد. در نهایت با استفاده از نرم افزار نکسوس و ویژوال تری دی، تحلیل و تفسیر داده‌­ها انجام شد. متغیرهای کینماتیکی اندام تحتانی از لحظه تماس اولیه پا تا لحظه جدا شدن پا با صفحه نیرو محاسبه و بین دو گروه مقایسه شد.
یافته‌ها: با توجه به نتایج آزمون تی ­مستقل، میزان دامنه حرکتی فلکشن-اکستنشن مفصل ران و مچ­ پا در فاز استقرار در گروه ACLR، نسبت به گروه سالم، دارای میانگین کمتری بود ولی رابطه معنی‌داری بین دو گروه دیده نشد (P=0/12 ،P=0/62). همچنین، میزان دامنه حرکتی فلکشن-اکستنشن مفصل زانو در فاز استقرار و حداکثر زاویه فلکشن مفصل زانو در لحظه تماس پاشنه پا با زمین در گروه ACLR، نسبت به گروه سالم به‌طور معنی­‌داری کاهش پیدا کرده بود (P=0/03، P=0/005). یافته­‌های حاکی از این مطالعه نشان داد، متغیرهای حداکثر ولگوس مفصل زانو و نسبت چرخش تیبیا به فمور در فاز استقرار در بین دو گروه اختلاف معنی‌­داری نشان داد و با افزایش میانگین در گروه ACLR، همراه بود (P=0/032، P=0/038). همچنین در پارامترهای مدت زمان فاز استقرار، سرعت گام‌­برداری و طول گام­‌برداری ارزیابی شده در حین راه رفتن در بین دو گروه اختلاف معنی‌­داری نشان داد و با کاهش میانگین در گروه ACLR، همراه بود (P=0/02، P=0/03، P=0/01).
نتیجه­‌گیری: با توجه به نتایج این پژوهش پیشنهاد می­‌شود تمرینات بازتوانی با هدف بهبود دامنه حرکتی مفاصل اندام تحتانی و همچنین اصلاح الگوی حرکتی راه رفتن در تمرینات توانبخشی مد نظر قرار گیرد تا ریسک آسیب و پارگی مجدد کاهش یابد.

کلیدواژه‌ها


1. J. L. Whittaker et al., “Predicting sport and occupational lower extremity injury risk through movement quality screening: a systematic review,” Br. J. Sports Med., vol. 51, no. 7, pp. 580–585, 2017. doi.org/10.1136/bjsports-2016-096760 2. Bullock SH, Jones BH, Gilchrist J, Marshall SW. Prevention of physical training–related injuries: recommendations for the military and other active populations based on expedited systematic reviews. American journal of preventive medicine. 2010 Jan 1;38(1):S156-81. doi.org/10.1016/j.amepre.2009.10.023 3. S. Cotofana et al., “Effects of exercise intervention on knee morphology in middle-aged women: A longitudinal analysis using magnetic resonance imaging,” Cells Tissues Organs, vol. 192, no. 1, pp. 64–72, 2010, doi: 10.1159/000289816. 4. M. Zarei and K. Johari, “Predicting Lower Extremity Injury in Iranian Army Rangers using Functional Performance Tests,” vol. 19, no. 6, pp. 607–615, 2018. [In Persian] URL: http://militarymedj.ir/article-1-1508-en.html 5. D. H. Farahani H, Sanei S, Naji M. Sadr S, Khakpoor S, “The Investigation of incidence rate and causes of physical injuries in sport activities and military parade and developing strategies to prevent them,” Phys. Educ. Sport Sci. Q., vol. 2, pp. 21–32, 2009. [In Persian] https://www.sid.ir/fa/journal/ViewPaper.aspx?ID=197884 6. T. D. Lauder, S. P. Baker, G. S. Smith, and A. E. Lincoln, “Sports and physical training injury hospitalizations in the army,” Am. J. Prev. Med., vol. 18, no. 3, pp. 118–128, 2000. doi.org/10.1016/S0749-3797(99)00174-9 7. M. Pallis, S. J. Svoboda, K. L. Cameron, and B. D. Owens, “Survival comparison of allograft and autograft anterior cruciate ligament reconstruction at the United States Military Academy,” Am. J. Sports Med., vol. 40, no. 6, pp. 1242–1246, 2012. doi.org/10.1177/0363546512443945 8. T. E. Hewett, G. D. Myer, and K. R. Ford, “Anterior cruciate ligament injuries in female athletes: Part 1, mechanisms and risk factors,” Am. J. Sports Med., vol. 34, no. 2, pp. 299–311, 2006. doi.org/10.1177/0363546505284183 9. R. Rahardja et al., “Effect of Graft Choice on Revision and Contralateral Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Results From the New Zealand ACL Registry,” Am. J. Sports Med., pp. 1–7, 2019, doi: 10.1177/0363546519885148. 10. E. King, C. Richter, A. Franklyn-Miller, R. Wadey, R. Moran, and S. Strike, “Back to Normal Symmetry? Biomechanical Variables Remain More Asymmetrical Than Normal During Jump and Change-of-Direction Testing 9 Months After Anterior Cruciate Ligament Reconstruction,” Am. J. Sports Med., vol. 47, no. 5, pp. 1175–1185, 2019, doi: 10.1177/0363546519830656. 11. G. Weir, M. Stillman, R. van Emmerik, H. Wyatt, C. Jewell, and J. Hamill, “Differences in Kinetics, Kinematics and Muscle Activation Strategies in Male and Female Team Sport Athletes During Unanticipated Sidestepping,” J. Sci. Sport Exerc., vol. 1, no. 2, pp. 159–167, 2019, doi: 10.1007/s42978-019-0019-2. 12. P. Devita et al., “Gait adaptations before and after anterior cruciate ligament reconstruction surgery.,” Med. Sci. Sports Exerc., vol. 29, no. 7, p. 853, 1997. doi: 10.1097/00005768-199707000-00003 13. A. A. J. Alireza rajabzadeh, “Biomechanical risk factors for non-contact anterior cruciate ligament injuries: A review of the literature,” Res. Rehabil. Sci., vol. (1),11, pp. 70–74, 2015. [In Persian] DOI: 10.22122/jrrs.v11i1.1892 14. K. Davis, J. L. Williams, B. A. Sanford, and A. Zucker-Levin, “Assessing lower extremity coordination and coordination variability in individuals with anterior cruciate ligament reconstruction during walking,” Gait Posture, vol. 67, pp. 154–159, 2019, doi: 10.1016/j.gaitpost.2018.10.010. 15. R. A. Sharifmoradi Keyvan, “The Comparison of Ground Reaction Forces Components during Walking in Patients with ACL Tear, ACL Reconstruction Compared to Normal Subjects,” Iran. J. Res. Bioscinces Phys. Act., vol. 3, 2016. [In Persian] doi: 10.22111/RBPA.2016.4182 16. T. P. Andriacchi, “Dynamics of pathological motion: applied to the anterior cruciate deficient knee,” J. Biomech., vol. 23, pp. 99–105, 1990. doi .org/10.1016/0021-9290(90)90044-4 17. G. Weir, R. van Emmerik, C. Jewell, and J. Hamill, “Coordination and variability during anticipated and unanticipated sidestepping,” Gait Posture, vol. 67, pp. 1–8, 2019. doi: .org/10.1016/j.gaitpost.2018.09.007 18. V. Graci, L. R. Van Dillen, and G. B. Salsich, “Gender differences in trunk, pelvis and lower limb kinematics during a single leg squat,” Gait Posture, vol. 36, no. 3, pp. 461–466, 2012. doi.org/10.1016/j.gaitpost.2012.04.006 19. M. Damavandi, P. C. Dixon, and D. J. Pearsall, “Kinematic adaptations of the hindfoot, forefoot, and hallux during cross-slope walking,” Gait Posture, vol. 32, no. 3, pp. 411–415, 2010. doi.org/10.1016/j.gaitpost.2010.07.004 20. J. Morales and J. Mayo, “Influence of different body pose reconstruction methods in the solution of the inverse dynamic problem during human gait without force plates,” pp. 5–6, 2018. doi.org/10.1016/j.gaitpost.2010.07.0334 21. P. E. Lin and S. M. Sigward, “Influence of hamstrings on knee moments during loading response of gait in individuals following ACL reconstruction,” J. Orthop. Res., vol. 38, no. 2, pp. 378–386, 2020. doi.org/10.1002/jor.24465 22. C. F. Lin, H. Liu, M. T. Gros, P. Weinhold, W. E. Garrett, and B. Yu, “Biomechanical risk factors of non-contact ACL injuries: A stochastic biomechanical modeling study,” J. Sport Heal. Sci., vol. 1, no. 1, pp. 36–42, 2012, doi: 10.1016/j.jshs.2012.01.001. 23. C. N. Armitano‐Lago, S. Morrison, J. M. Hoch, H. J. Bennett, and D. M. Russell, “Anterior cruciate ligament reconstructed individuals demonstrate slower reactions during a dynamic postural task,” Scand. J. Med. Sci. Sports, vol. 30, no. 8, pp. 1518–1528, 2020. doi.org/10.1111/sms.13698 24. P. Agostinone et al., “ACL deficiency influences medio-lateral tibial alignment and knee varus–valgus during in vivo activities,” Knee Surgery, Sport. Traumatol. Arthrosc., vol. 29, no. 2, pp. 389–397, 2021. doi.org/10.1007/s00167-020-05979-6 25. R. K. Lawrence III, T. W. Kernozek, E. J. Miller, M. R. Torry, and P. Reuteman, “Influences of hip external rotation strength on knee mechanics during single-leg drop landings in females,” Clin. Biomech., vol. 23, no. 6, pp. 806–813, 2008. doi.org/10.1016/j.clinbiomech.2008.02.009 26. J. M. Moore et al., “Lower limb biomechanics before and after anterior cruciate ligament reconstruction: A systematic review,” J. Biomech., vol. 106, p. 109828, 2020. doi.org/10.1016/j.jbiomech.2020.109828 27. S. Miura et al., “Stress on the posteromedial region of the proximal tibia increased over time after anterior cruciate ligament injury,” Knee Surgery, Sport. Traumatol. Arthrosc., pp. 1–8, 2021. doi.org/10.1007/s00167-021-06731-4 28. M. E. Hantes et al., “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., vol. 40, no. 9, pp. 2045–2051, 2012. doi.org/10.1177/0363546512454413 29. M. Leppänen et al., “Sagittal plane hip, knee, and ankle biomechanics and the risk of anterior cruciate ligament injury: a prospective study,” Orthop. J. Sport. Med., vol. 5, no. 12, p. 2325967117745487, 2017. doi.org/10.1177/2325967117745487 30. B. Pietrosimone et al., “Gait Biomechanics in Individuals Meeting Sufficient Quadriceps Strength Cutoffs Following Anterior Cruciate Ligament Reconstruction,” J. Athl. Train., 2021. doi.org/10.4085/425-20 31. M. Sahebzamani, M; Sedaghat, “Fatigue effect of dynamic postural control, especially football soccer players with functional ankle instability,” Sport Med. Stud., vol. 12, pp. 97–114, 2011. [In Persian] http://ensani.ir/file/download/article/20130428090054-9760-77.pdf 32. M. E. Ursei et al., “Foot and ankle compensation for anterior cruciate ligament deficiency during gait in children,” Orthop. Traumatol. Surg. Res., vol. 106, no. 1, pp. 179–183, 2020. doi.org/10.1016/j.otsr.2019.07.009 33. J. Holder, U. Trinler, A. Meurer, and F. Stief, “A Systematic Review of the Associations Between Inverse Dynamics and Musculoskeletal Modeling to Investigate Joint Loading in a Clinical Environment,” Front. Bioeng. Biotechnol., vol. 8, p. 1382, 2020. doi.org/10.3389/fbioe.2020.603907 34. Z. Knoll, L. Kocsis, and R. M. Kiss, “Gait patterns before and after anterior cruciate ligament reconstruction,” Knee Surgery, Sport. Traumatol. Arthrosc., vol. 12, no. 1, pp. 7–14, 2004. doi.org/10.1007/s00167-003-0440-1 35. G. Nambi et al., “Effects of Postoperative Rehabilitation on Gait Parameters and Electromyography Variables in Acute and Chronic Anterior Cruciate Ligament Reconstruction Surgery in Football Players,” Evidence-Based Complement. Altern. Med., vol. 2021, 2021. doi.org/10.1155/2021/9912795 36. S. Winiarski and A. Czamara, “Evaluation of gait kinematics and symmetry during the first two stages of physiotherapy after anterior cruciate ligament reconstruction.,” Acta Bioeng. Biomech., vol. 14, no. 2, 2012. doi: 10.5277/abb120212 37. S. Inam, “Analysis of Basic Spatial Gait Parameters in Laboratory,” Sukkur IBA J. Emerg. Technol., vol. 2, no. 2, pp. 7–12, 2020. doi.org/10.30537/sjet.v2i2.436