Müncheni Műszaki Egyetem
Müncheni Műszaki Egyetem Ortopédiai és Traumaműtéti Klinika Klinikum rechts der Isar (igazgató: Univ.-Prof. Dr. R. Gradinger) Talpnyomás-eloszlás terhesség alatt és után Anita Klement A Müncheni Műszaki Egyetem Orvostudományi Karának teljes példánya a orvosdoktori doktori disszertáció Elnök: egyetemi-prof. Dr. Neumeier D. 1. vizsgabiztos: Univ.-Prof. Dr. R. H. A. Lampe 2. vizsgabiztos: Priv.-Doz. Dr. R. H. H. Burgkart A disszertációt 2009. november 9-én nyújtották be a Müncheni Műszaki Egyetemre, és az Orvostudományi Kar 2010. március 24-én fogadta el.
Ezt a doktori disszertációt szüleimnek szentelem. 2. oldal
Köszönetnyilvánítás Szívből jövő köszönetem mindenkinek, aki ezt a munkát lehetővé tette és hosszú időn keresztül nagy elkötelezettséggel támogatta: Dr. Renée Lampe a téma kijelöléséért. Jürgen Mitternacht diplomás fizikus, aki mindig mellettem volt és megfelelő lendületet adott, különösen a nehéz szakaszokban, és így kulcsszerepet játszott a disszertáció sikerében. Külön köszönet illeti azokat a számos tesztalanyot, akik gyakran nagy távolságokat tettek meg, és akik gyakran nehéz körülmények között kerültek a szülés utáni mérésekhez. Köszönet családjának és barátainak, akik hosszú ideje velem vannak. 3. oldal
III Rövidítések BKD. Földi érintkezési idő BMI. Testtömeg-index, BMI = (testtömeg kg-ban): (magasság méterben) ² BW. A testtömeg, az erőket gyakran tömegszázalékban fejezik ki. COM. Tömegközéppont, tömegközéppont, a CT szegmens fókusza. Számítógépes tomográfia DSP. Nyomtatási fókusz EMED. A Novel FL nyomásmérő lapjainak védjegye. Lábhossz (méterben), a cipő méretegységeinek átszámítása: lábhossz (cm-ben) = 0,635 * cipőméret (0,635 = ¼ hüvelyk: német rendszer), vagy lábhossz (cm-ben) = 0,667 * cipőméret ( ⅔: párizsi metszet, európai rendszer) g. Gravitációs gyorsulás, g = 9,81 m/s2 kg. Kilogramm, SI tömegegység és méter, SI hosszegység Md. Medián MFB. Metatarsal szélesség a pedogramon (a láb érintkezési területe a talajjal) N.Newton, SI erőegység, 1N az az erő, amely 1 kg tömegű 1 m/s² Nm gyorsulást eredményez. Newton mérő, nyomatékegység Nms. Newton-méter másodperc, nyomaték-sokk egysége Ns. Newton-másodperc, erő-sokk egység OP. Operációs/operatív (orvosi értelemben vett) boka. felső bokaízület (articulatio talocruralis) 6. oldal
Pa.Pascal (SI nyomásegység), 1 Pa = 1 N/m² = 10000 N/cm² (ebben a munkában használt nyomásegység: N/cm²) ROI. Érdekességi régió (a figyelem középpontjában álló részterület) lásd a második, SI időegységet (néha sec-ként vagy sec-ként rövidítve) SL. A lábváz hossza USG. alsó bokaízület (articulatio subtalaris/talocalcaneonavicularis) 7. oldal
10. ábra A részt vevő tesztalanyok áttekintése Az eredmények kiértékelésekor és grafikus megjelenítésekor az N tesztalanyok száma változó, mivel nem minden tesztalany kapott teljes körű információt. Az alanyok többsége először volt terhes. Harmaduk mögött már volt egy vagy több szülés. A német szövetségi statisztikai hivatal szerint az egy nőre jutó átlagos gyermekek száma 2005-ben 1,34 volt. Ebben a vizsgálatban az N = 9 sokszemű nők száma nem elég magas ahhoz, hogy megbízható megállapítást nyújtsanak arról, hogy a járás és a láb szerkezetének változásai erősebbek vagy gyengébbek-e a Primigravida-ban, mint a Multigravida-ban. Megfelelő információkat csak egyedi megfontolásokból lehetett levezetni. 25. oldal
3.5.5 Példa a pedogramra A 16. és 17. ábra egy példát mutat be egy ebből a vizsgálatból származó pedográfiai mérésre, amelyet az EMED SF mérőlap szabványos mérőszoftvere képvisel. A további paraméterek levezetését ebből a mérésből a következő fejezetek írják le. 16. ábra Pedográfia - nyomáseloszlás mérése a talp alatt, a 15. ábra szerint, az EMED-SF mérőkészülék szokásos képernyőképernyője. Megjelennek a nyomásmaximumok a láb gördülése során. A jobb oldali diagramok a maximális nyomásértéket, a teljes felületre történő integráció által meghatározott függőleges erőt és a gördülés során a felület érintkezési területét mutatják. Megkülönböztetik a lábfej területét (zöld görbe részek) és a hátsó lábat (piros görbe részek) is. 17. ábra A mérés lábának teljes gördülési folyamata a 16. ábra alapján, a mérés minden egyes képe látható. A képsebesség 72 mérés másodpercenként. Az utolsó piros színnel jelölt kép a maximális nyomáskép a maximális nyomásértékekkel, amelyek a letekerés során történtek. 32. oldal
Változó nyomásszintű nyomáseloszlás esetén az egész talpra vagy a részterületekre (pl. Hallux/metatarsal I) tartozó függőleges F z erő kiszámítható úgy, hogy integráljuk a nyomáseloszlást a teljes talpra vagy a részterületekre: Fz = pa δ A [N] -ben (9). ) Teljes terület Fz = pa δ A az [N] (10) alterületen A 20b. Ábrán a nyomás integrálását a gördítési folyamat összes nyomáseloszlási képére elvégezzük. Ennek eredményeként a teljes talajerő a talaj érintkezési ideje alatt alakul ki (fekete görbe a 20b. Ábra diagramján). A két nyomáseloszlási diagram a maximális talajerővel szintén látható. Ezenkívül a hallux területet külön jelölik a nyomás maximális képén 20a. Az integrációt a talpnak ezen a részén megismételjük a teljes gördülési folyamat során. A 20b. Ábra diagramján ez a hallux részarányát mutatja a teljes talajerőben, tovább bontva a lábujj részarányára és a nagylábujj gömbének részarányára. 20a ábra A talajerő meghatározása a talpról 20b ábra A talajerő meghatározása a talpi nyomáseloszlásból. Fent: Nyomáseloszlás képei a mar- 36. oldal
Az erőgörbe maximuma nem veszi figyelembe a görbe alakjának további menetét, hanem csak egyetlen mért értéket. A teljes lábközépterhelésre vonatkozó állítások megfogalmazása érdekében a terhelés időtartama beleszámítható (3 lábközépcsont terhelés), amely viszont normalizálható a testtömegre (4 lábközépcsont terhelés). Ebben a két esetben meghatározzák az erőgörbék alatti területet, majd természetesen azokon a görbéken, amelyek az idő során nem szabványosultak. A 23. ábra a metatarsalis terhelés arányát mutatja a teljes padlóerőben a P02 tesztelő példájával a terhesség alatt és után. 22. ábra A metatarsalis terhelés definíciójának sematikus ábrázolása: MFL talajerőgörbe: 1 = AM 1. maximális 2. maximális MFL 2 = A/M MFL 3 = FA erő Newton FM-ben. Közepes minimum MFL 4 = FA/FMM: A testtömeg Newton-ban A: Maximum of MFL FA tx A Metatarsalis terhelés t másodpercben 23. ábra A metatarsalis terhelés aránya a teljes padlóerőben a P02 teszt személy terhesség alatt és után. 3.5.15 A lábközép szélessége a pedogramban Ebben az összefüggésben a lábközép szélessége a lábfej érintkezési területének szélességére vonatkozik, nem pedig maga a láb tényleges szélességére. A lábközép szélességét a pedogram 5 pontján mérjük és átlagoljuk (21a. Ábra). 40. oldal
bizonyos szélsőséges esetekben a gördülési folyamat három nyomáseloszlási képe, a talajerőgörbe és a momentumgörbe az OSG tengelyéhez viszonyítva. A 25. ábra nyomáseloszlási diagramjai a maximális talpi hajlítónyomaték pillanatát, valamint az első és a második legnagyobb talajerő időpontját mutatják (jelölések a talajerő és az ízületi nyomaték diagramjain). 4 4 A dorsiflexiós momentum maximuma általában valamivel későbbi, mint a talajerő második maximuma, mivel az erő ekkor már csökken, de a nyomáseloszlás súlypontja tovább halad előre, és így a kar karja még jobban nő, mint az erő. 42. oldal
25. ábra Az ízület nyomatékának meghatározása a boka tengelyéhez viszonyítva. Három nyomáseloszlás kép a láb gördülő folyamatából mezítláb járáskor, a talajerő görbe és a momentum görbe a boka vetített tengelyéhez képest (piros). Talphajlítási momentum: a görbe része világoskékkel kiemelve, dorsiflexiós momentum: a görbe része sárga színnel kiemelve Pedogram balra és az első jelölés az ábrákon: a maximális talpi hajlítási pillanat pillanata, amikor bekövetkezik. A középső pedogram az első emeleti maximális erő pillanatában, a jobb pedogram a második emeleti erő maximális és maximális dorsiflexiós momentumának pillanatában. Az aktuális nyomáseloszlás (DSP) súlypontját és karjának h távolságát az OSG tengelyig megadják a pedogramokon. 43. oldal
26. ábra A nyomaték meghatározása a láb hossztengelyéhez viszonyítva. Két nyomáseloszlás kép a láb gördülő folyamatából mezítláb járáskor, a talajerő görbe és a momentumgörbe a hossztengelyhez viszonyítva (kék mérési görbe, szaggatott: pillanat az OSG tengelyhez viszonyítva). Különösen nagy everziós nyomatékú vizsgálati személy mérése. Eversion momentum: a pillanat negatív számértékei, inverziós momentum: pozitív értékek. A két pedogram és az ábrákon szereplő jelölések: a maximális kitérési pillanat és a maximális inverziós pillanat mozzanata. Az aktuális nyomáseloszlás (DSP) súlypontját és karjának h távolságát a láb hossztengelyéig (összehasonlításképpen az OSG tengellyel is) megadjuk a pedogramokon. 45. oldal
3.5.18 Belső/külső forgási szög A láb külső forgási szögét a láb hossztengelye és a sagittalis járásirány között határozzuk meg (27. ábra). Ebben a tanulmányban a járáselemző pedogram alapján is meghatározzuk. A láb szögállása nagyon eltérő lehet. Különösen erősen függ a csípőízület szöghelyzetétől. A 3. táblázat a kontrollcsoport átlagos értékeit mutatja. Kezdetben azt feltételezik, hogy a terhesség alatt az alsó végtagok növekvő súlyterhelése a láb megnövekedett külső forgásához vezethet. 27. ábra A láb forgási szögének meghatározása: a láb hossztengelye és a járási irány közötti szöghelyzet. (Példa a jobb oldalon: P13 terhesség után) 3. táblázat: A láb külső elfordulási szöge a kontrollcsoportban a nőknél a bal láb jobb lábát Átlagos átlagérték -6,9 7,7 7,3 Standard eltérés 4,2 3,7 4,0 a férfiaknál a bal láb jobb Lábátlag átlaga -7,6 8,1 7,9 szórás 4,0 3,4 3,7 3,5,19 Sarokterhelés elemzése A sarok terheléseloszlásának laterális-mediális aszimmetriája alapján, amint azt a 28a. És b. Ábra mutatja, konklúziós lábpozíciót lehet megállapítani akarat. Eltérés a 46. oldalon található
Noha nem lehet közvetlenül fokozattá alakítani, a terhesség menetében bekövetkezett változás minőségileg követhető. Az elemzéshez a nyomásgörbét a láb hossztengelyére merőleges keresztmetszeti vonal mentén és a sarok közepén keresztül határozzuk meg, és a teljes gördülési folyamat során ismételten alkalmazzuk nyomtatott képről nyomtatott képre. 28a. Ábra A sarok rendellenes helyzetének elemzéséhez. P06. Tárgy, nincs sarokeltolódás. A nyomásmagasságot a jobb oldali diagramon rögzítik a sarkon átívelő zöld keresztmetszeti vonal mentén, képről képre. Itt a calcaneus túlnyomórészt álló felületének mediális szélén áll, a sarok mediálisan megdől. A jelölések mutatják a talaj sarka érintkezési területének geometriai súlypontját és mozgását a gördülés során. 28b. Ábra: P16 alany, a calcaneus valgus helyzete mediálisan eltolja a fő terhelést. 3.5.20 A pedogramokból származtatott paraméterek átlagolása Alapvetően két lehetőség áll rendelkezésre az egyes mérések méréssorozatainak átlagolására és összegzésére:
29a ábra Pedogramok a terhesség 34. hetében. 29b ábra Pedogramok 7 héttel a születés után jobb alsó rész: OSG pillanat. Kék görbék: a terhesség 34. hetében, piros görbék: 7 héttel a szülés után. Világos színekben látható: minden egyedi mérés, sötét szín: görbék átlagolva mindkét lábon. Valamennyi görbe idővel 100% -ig standardizálódott a földi érintkezés időtartamára. A 29. ábra szerinti páciens terhesség alatti súlygyarapodását a talajerő növekedése mutatja (kék görbe a 29c. Ábra első diagramjában, vagy a megfelelő mérési görbékben a 30. ábrán). A talajerőgörbe alakja megváltoztatja a 49. oldalt
29d. Ábra: Az egymás fölé rajzolt mérések grafikonjai, a vonal eleje a (0,0) pontra tolódott. Kék görbék: terhesség alatti mérések, piros görbék: szülés utáni mérések. A kerek jelölések mindegyike a földi érintkezési idő 0, 10, 20 és 100% -a. Feltűnő az erős felhalmozódás a labda területén és a gyenge felhalmozódás a bokaízület tengelye közelében (magyarázatot lásd: 16. ábra, 32. oldal, 17. ábra, 32. oldal és 19. ábra, 35. oldal) 4. táblázat: Különbözőek a pedogramokból A 29a. És b. Ábra levezetett paraméterei, azok átlagértékei és szórásai a P16 vizsgálati személy számára. A mérések felső csoportját a terhesség vége felé, az alsó csoportot a születés után végeztük. Az utolsó sorban a két méréssor mért értékeit hasonlítjuk össze: Az 1-nél nagyobb összehasonlítási értékek azt jelentik, hogy a második mérési sorozat átlagértéke nagyobb és fordítva. 51. oldal
30. ábra Paraméterdiagramok a vizsgált személytől a 29a-d. Ábrákig, 4 terhesség alatti méréssorozat és egymás fölé rajzolt szülés utáni méréssorozat. Világoskéktől fekete görbékig: méréssorozat a terhesség kezdetén és a terhesség előrehaladtával, piros görbe: szülés utáni méréssorozat. 3.6 Hipotézisek a járásanalízis paramétereinek várható változásairól a terhesség alatt Az ebben a vizsgálatban vizsgált, terhességből fakadó változások a láb szerkezetére és a járási mintára vonatkoznak. A hipotetikusan várható változásokat a pedogram és az abból levezetett paraméterek tipikus változásaként is be kell mutatni: A terhesség alatt megnövekedett súlyterhelés alatt a láb hosszanti íve lapos láb kialakulásával simul el, mint a legnagyobb elképzelhető változat. A pedogramon ez a metatarsus érintkezési területének kiszélesedését és a metatarsusra helyezett teljes terhelés arányának növekedését eredményezné. A talajjal való érintkezés növekedése a zsír- és vízvisszatartás következménye is lehet, amelyet a klinikai vizsgálat nem határozhat meg egyértelműen. 52. oldal
szélsőséges szerkezeti változások a lábfejben. A valószínűbb következmény az, hogy főleg az átlagos nyomás nő. 5 Áttekintést ad a lehetséges összefüggésekről és a gyakran megfigyelt változásokról a 31. ábrán. 31. ábra Gyakran megfigyelt változások a lábban 5 Számítási példa: átlagos lábterület 123 cm² és átlagos kezdeti súly 64 kg, mindegyik cm² súlya 0,52 kg Lábfelület. Átlagosan 12 kg-os, azaz 76 kg-os testsúlynövekedés esetén a talajjal való érintkezési területnek 146 cm2-nek kell lennie, így 0,52 kg tömeg is súlyozódik a láb minden területére. A két terület közötti különbség 23 cm². A lábfej területének 23 cm²-es növekedése azonban nagyon valószínűtlen, hacsak nincs a talpnak olyan területe, amely általában nem érintkezik a talajjal, például a lábközép - ez rendkívül ívelt lábat jelentene. 54. oldal
az átlagos tartományban. Ennek legmegbízhatóbb magyarázata, hogy a bokaízület hajlékonyabbá válik a terhesség alatt. 41a. Ábra: Metatarsalis szélesség a szülés előtti és a szülés utáni [cm] elülső posztpartum során A különbség átlaga 2,22 2,16-0,05 STD 1,27 1,22 medián 2,36 2,27-0,10 Wilcoxon párosított párok aláírva -Rang-teszt: N = 24, p