Multimodal biomekanisk analys av vuxen spinal deformitet med Sagittal Plane Misalignment (ASD)

En god förståelse för balansens principer är avgörande för att uppnå optimala resultat vid behandling av ryggradssjukdomar. En komplex interaktion mellan det neuromotoriska systemet och muskelrekrytering är nödvändig för ergonomisk balans och avsiktlig förskjutning av människokroppen. Spinal anpassning måste tillåta en individ att stå smärtfri med minimal muskelenergiförbrukning. Detta koncept återspeglas i principen "Cone of Economy" av Jean Dubousset. Sagittalplanfel vid ryggradsdeformiteter utmanar balansmekanismer som används för att upprätthålla en upprätt hållning. Den aktuella diagnostiska upparbetningen av ryggradsdeformiteter är huvudsakligen en statisk 2D radiologisk utvärdering i Scoliosis Research Society (SRS) fristående position med analys av spinopelvic parametrar som beskrivits av Duval-Beaupmet och andra.

Fram till nu har sagittal balans bedömts genom att släppa en vertikal lodlinje från C7 kotkroppens centrum och kvantifiera avståndet mellan den sakrala plattan från denna vertikala (Sagittal Vertical Axis eller SVA). Andra mäter T1 spinopelvic lutningsvinkel (T1-SPI). SVA, T1-SPI och bäckenlutning är korrelerade med självrapporterad funktionsnedsättning och hälsorelaterade livskvalitetspoäng (HRQL) jämfört med ålders- och könsrelaterade normala försökspersoner.

Litteratur tyder på en multifaktoriell etiologi av nedsatt balansförmåga med neurologisk eller vestibulär sjukdom, muskelatrofi i mm erector spinae, stigande ålder, ländryggssmärta och historia av ryggradskirurgi. Förekomsten av postoperativa komplikationer efter korrigering av ryggradsdeformitet, såsom underkorrigering av sagittal felställning, postoperativa ömsesidiga förändringar i bröstkyphos, proximal junctional kyphos och fel på instrumenteringen beror möjligen på den nuvarande otillräckliga diagnostiska upparbetningen.

Utredarna förstår inte helt synens roll och den exakta strategin för rekrytering av neuromuskulära enheter (bål, bäcken, nedre extremiteter) hos patienter med felinställning i sagittalplanet under stående och gång. Flera kompensatoriska mekanismer vid sagittala balansrubbningar identifieras i den statiska situationen. Intra-spinalmekanismer som hyperextension av länddiskar, retrolistes av ländkotor, minskning av bröstkyphos och bäckenbacktilt och extraspinalmekanismer som knäflessum och ankelförlängning föreslås fungera som kompenserande mekanismer. I litteraturen ses ett starkt samband mellan förekomsten av knäflessum och avsaknad av lumbal lordos. För att förstå dessa mekanismer behövs en dynamisk utvärdering av individer med ryggradsdeformiteter. För närvarande finns det endast mycket lite forskning utförd inom området kliniska balanstester och instrumenterad rörelseanalys hos patienter med ryggradsdeformitet. När det gäller kliniska balanstester presenteras Fullerton Advanced Balance Scale (FAB-skalan) som ett tillförlitligt verktyg för att förutsäga om högre fungerande äldre vuxna kommer att falla eller inte. FAB-skalan är ett tillförlitligt och giltigt verktyg vid Parkinsons sjukdom med minimal takeffekt och visar lovande resultat för att upptäcka små balansrubbningar. Användningen av dessa balanstester hos patienter som lider av ryggradsdeformitet med sagittal obalans har inte validerats i litteraturen hittills. Sist men inte minst är användningen av instrumenterad rörelseanalys för att undersöka gång hos personer med ryggradsdeformitet okonventionell. Försökspersoner med fast sagittal balans rapporteras ha en signifikant lägre gånghastighet och sämre uthållighetspoäng i förhållande till åldersmatchade kontroller. En otillräcklig användning av bäckenlutning under gång observeras också. Patienter med framåtlutning av bålen uppvisar onormal kinematik och kinetik i de nedre extremiteterna under gång jämfört med ålders- och könsrelaterade normala försökspersoner. När deformitet överstiger de primära kompensationsmekanismerna, används ytterligare mekanismer, såsom hukgång, för att omorientera bålen till ett mer vertikalt läge.

Den för närvarande använda trunkmodellen i rörelseanalys i UZ Leuven har utvecklats av Heyrman et al efter arbetet av Leardini et al. Armand et al ansåg också att bröstkorgen inte var ett styvt segment och presenterade användningen av en optimal markörplacering på bröstkorgen för klinisk gånganalys. Men de inkluderade inte markörer på huvudet. Heyrman et al visade i sin studie med barn med cerebral pares (CP) att ökade förändrade bålrörelser under gång var relaterade till en lägre prestation på Trunk Control Measurement Scale (TCMS) i sittande, vilket indikerar närvaron av ett underliggande bålkontrollunderskott. Dessa författare kunde således visa en korrelation mellan ett kliniskt posturalt test som TCMS och parametrar för bålen och nedre extremiteterna under gång. De kunde dock inte hitta en signifikant korrelation mellan övergripande förändrade bålrörelser och förändrade underbensrörelser under gång i en CP-population och drog slutsatsen att observerade bröstkorgsrörelser under gång, troligen är resultatet av både kompenserande rörelser för underbensbrist och en underliggande trunkkontroll underskott. Det nuvarande tankekonceptet är att i en vuxen ryggradsdeformitetspopulation med felinställning i sagittalplanet är de observerade förändrade rörelserna i de nedre extremiteterna under stående och gång kompenserande för bålens framåtlutning. Utmaningen för framtida studier är att ytterligare reda ut relationen mellan bål- och underbensrörelser, grupperade i funktionella rörelsemönster. Dessutom kommer ytterligare information om bål- och underbenskinetik och muskelaktivitet (med hjälp av dynamisk elektromyografi (EMG)) i hög grad att bidra till förståelsen av detta funktionella förhållande och kommer att ge mer djupgående insikter om kompensatoriska mekanismer hos bålen kontra de nedre extremiteterna och vice versa.