Multimodal biomekanisk analyse av voksen spinal deformitet med Sagittal Plane Misalignment (ASD)

En god forståelse av prinsippene for balanse er avgjørende for å oppnå optimale resultater ved behandling av ryggradslidelser. En kompleks interaksjon av det nevromotoriske systemet og muskelrekruttering er nødvendig for ergonomisk balanse og bevisst forskyvning av menneskekroppen. Spinal justering må tillate en person å stå smertefri med minimalt muskulært energiforbruk. Dette konseptet gjenspeiles i "Cone of Economy"-prinsippet av Jean Dubousset. Sagittal plan feiljustering i spinal deformiteter utfordrer balansemekanismer som brukes for å opprettholde en oppreist holdning. Den nåværende toppmoderne diagnostiske opparbeidingen av spinaldeformiteter er hovedsakelig en statisk 2D radiologisk evaluering i Scoliosis Research Society (SRS) frittstående stilling med analyse av spinopelvic-parametrene som beskrevet av Duval-Beaupmet og andre.

Til nå har sagittal balanse blitt vurdert ved å slippe en vertikal lodd fra C7 vertebral kroppssenter og kvantifisere avstanden til sakralplaten fra denne vertikalen (Sagittal Vertical Axis eller SVA). Andre måler T1 spinopelvic helningsvinkel (T1-SPI). SVA, T1-SPI og bekkentilt er korrelert med selvrapportert funksjonshemming og helserelatert livskvalitetsscore (HRQL) sammenlignet med alders- og kjønnsrelaterte normale individer.

Litteratur antyder en multifaktoriell etiologi av nedsatt balansekapasitet med nevrologisk eller vestibulær sykdom, muskelatrofi i mm erector spinae, økende alder, korsryggsmerter og historie med spinalkirurgi. Forekomsten av postoperative komplikasjoner etter korrigering av spinal deformitet som underkorreksjon av sagittal feilstilling, postoperative gjensidige endringer i thoraxkyphose, proksimal junctional kyphose og svikt i instrumentering skyldes muligens den nåværende, moderne, utilstrekkelige diagnostiske opparbeidingen.

Etterforskerne forstår ikke fullt ut synsrullen og den eksakte strategien for rekruttering av nevromuskulære enheter (stamme, bekken, underekstremiteter) hos pasienter med feilstilling i sagittalplanet under stående og gåing. Flere kompenserende mekanismer ved sagittale balanseforstyrrelser er identifisert i den statiske situasjonen. Intra-spinalmekanismer som hyperekstensjon av lumbale skiver, retrolistese av lumbale vertebrae, reduksjon av thorax kyfose og bekkentilt og ekstra-spinalmekanismer som kneflessum og ankelforlengelse foreslås å fungere som kompenserende mekanismer. I litteraturen ser man en sterk sammenheng mellom forekomst av kneflessum og mangel på lumbal lordose. For å forstå disse mekanismene er det nødvendig med en dynamisk evaluering av individer med spinal deformiteter. Foreløpig er det bare svært lite forskning utført innen kliniske balansetester og instrumentert bevegelsesanalyse hos pasienter med spinal deformitet. Når det gjelder kliniske balansetester, presenteres Fullerton Advanced Balance Scale (FAB-skalaen) som et pålitelig verktøy for å forutsi om høyere fungerende eldre voksne vil falle eller ikke. FAB-skalaen er et pålitelig og gyldig verktøy ved Parkinsons sykdom med minimal takeffekt og viser lovende resultater for å oppdage små balanseforstyrrelser. Bruken av disse balansetestene hos pasienter som lider av spinal deformitet med sagittal ubalanse har ikke blitt validert i litteraturen til nå. Sist, men ikke minst, er bruken av instrumentert bevegelsesanalyse for å undersøke gangart hos personer med spinal deformitet ukonvensjonell. Personer med fast sagittal balanse er rapportert å ha en betydelig lavere ganghastighet og dårligere utholdenhetsscore i forhold til alderstilpassede kontroller. En utilstrekkelig bruk av bekkenvipping under gange er også observert. Personer med foroverhelling av stammen har unormal kinematikk og kinetikk i underekstremitetene under gange sammenlignet med alders- og kjønnsrelaterte normale forsøkspersoner. Når deformitet overstiger de primære kompensasjonsmekanismene, brukes tilleggsmekanismer, som krøkegang, for å omorientere stammen til en mer vertikal posisjon.

Den for tiden brukte trunkmodellen i bevegelsesanalyse i UZ Leuven er utviklet av Heyrman et al etter arbeidet til Leardini et al. Armand et al betraktet også thorax ikke som ett stivt segment og presenterte bruken av et optimalt markørplasseringssett på thorax for klinisk ganganalyse. Imidlertid inkluderte de ikke markører på hodet. Heyrman et al viste i sin studie med cerebral parese barn (CP) at økte endrede trunkbevegelser under gang var relatert til en lavere ytelse på Trunk Control Measurement Scale (TCMS) i sittende, noe som indikerer tilstedeværelsen av et underliggende trunkkontrollunderskudd. Disse forfatterne var dermed i stand til å vise en korrelasjon mellom en klinisk postural test som TCMS og trunk- og underekstremitetsparametere under gang. Imidlertid kunne de ikke finne en signifikant korrelasjon mellom generelle endrede kroppsbevegelser og endrede underekstremitetsbevegelser under gang i en CP-populasjon og konkluderte med at observerte thoraxbevegelser under gang, mest sannsynlig er resultatet av både kompenserende bevegelser for underekstremitetsmangel og en underliggende underskudd på bagasjerommet. Det nåværende tankekonseptet er at i en voksen ryggradsdeformitetspopulasjon med feiljustering av sagittalplanet, er de observerte endrede bevegelsene i underekstremitetene under stående og gang kompenserende for skråningen av stammen fremover. Utfordringen for fremtidige studier er å avdekke forholdet mellom trunk- og underekstremitetsbevegelser, gruppert i funksjonelle bevegelsesmønstre. Ytterligere informasjon om trunk- og underekstremitets kinetikk og muskelaktivitet (ved bruk av dynamisk elektromyografi (EMG)) vil i høy grad bidra til forståelsen av dette funksjonelle forholdet, og vil gi mer dyptgående innsikt i kompenserende mekanismer til stammen versus underekstremitetene. og vice versa.