Reliability and Validity of Lumbopelvic Kinematics Related to Nonspecific Low Back Pain
Bauer, Christoph (2018)
Bauer, Christoph
Tampere University Press
2018
Fysiatria/kokeellinen fysiatria - Physiatry/Experimental Physiatry
Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta - Faculty of Medicine and Life Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Väitöspäivä
2018-06-08
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-0746-2
https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-0746-2
Tiivistelmä
Alaselkäkivun elinikäinen ilmaantuvuus on 80-85 %, joka luo merkittävän haasteen terveydenhuollolle ja yhteiskunnalle. Arvioiden mukaan 80-90 % selkäoireisista on epäspesifistä alaselkäkivusta johtuvaa, jossa nykytiedon mukaan katsotaan löytyvän useita alaryhmiä. Eri hoitomuotojen valinnoissa epäspesifin alaselkäkivun alaryhmien tunnistaminen on oleellisen tärkeää ja tähän soveltuvat uudet validit ja objektiiviset arviointimenetelmät mahdollistaisivat kohdennetumman ja tuloksiltaan paremman hoidon. Kliinisessä selkäpotilaan tutkimisessa lannerangan kinematiikan silmämääräiset arviot luovat perustan epäspesifin alaselkäkivun alaryhmien tunnistamiseen, johon kaivataan kipeästi objektiivisia valideja menetelmiä. Tässä väitöstyössä tutkittiin uuden langattoman inertiaalisen mittausmenetelmän (Inertial Measument Unit, IMU) ja siihen liittyvien lineaaristen ja epälineaaristen analyysimenetelmien validiteettia epäspesifin alaselkäkivun liikekontrollihäiriön tunnistamisessa ja kuntoutuksen edistymisen seurannassa.
Tämän väitöstutkimuksen tarkoituksena oli selvittää inertiaalisella mittausmenetelmällä arvioidun lannerangan kinematiikan (lineaariset ja epälineaariset parametrit) samanaikaisvaliditeettia (Tutkimus I), reliabiliteettia (Tutkimus II), yhteyttä alaselkäkivun intensiteettiin (Tutkimus III), yhteyttä lannerangan lihasten väsymiseen alaselkäkipuisilla ja terveillä (Tutkimus IV), ja validiteettia arvioimaan aktiivisen liikunnallisen kuntoutuksen aikaansaamia lannerangan kinematiikan muutoksia alaselkäkipupotilailla (Tutkimus V).
Tutkimukset I-IV toteutettiin laboratorio olosuhteissa. Terveet ja alaselkäkipuiset koehenkilöt suorittivat selän liikekontrollihäiriöiden tunnistamiseen käytettyjä liikesarjoja. Inertiaalisella mittauslaitteella lineaarisia ja epälineaarisia parametrejä käyttäen arvioitiin objektiivisesti lannerangan kinematiikkaa. Samanaikaisvaliditeetti määritettiin vertaamalla inertiaalisen ja optoelektrisen mittausmenetelmien tuloksia keskenään. Inertiaalisen mittausmenetelmän toistettavuus määritettiin vertaamalla perättäisinä päivinä saatuja tuloksia keskenään. Kivun intensiteetin ja lannerangan kinematiikan assosiaatio määritettiin alaselkäkipuisilla koehenkilöillä. Selkälihasten väsyvyyden vaikutus lannerangan kinematiikkaan määritettiin alaselkäkipuisilla koehenkilöillä vertaamalla mittaustuloksia ennen ja jälkeen maksimaalista vakioitua selän lihasväsytystestiä. Aktiivisen liikunnallisen kuntoutuksen vaikutuksia uudella inertiaalisella mittausmenetelmällä arvioituun lannerangan kinematiikkaan tutkittiin satunnaistetussa kontrolloidussa tutkimuksessa. Alaselkäkipupotilaiden satunnaistamisen jälkeen aktiivinen liikunnallinen kuntoutusryhmä harjoitteli kahdesti viikossa puolen vuoden ajan ja kontrolliryhmä osallistui ainoastaan mittauksiin. Lannerangan kinematiikan mittaukset suoritettiin kuntoutusjaksoa edeltävästi ja jakson jälkeen, sekä vuoden seurannassa.
Tulosten perusteella inertiaalinen mittausmenetelmä todettiin validiksi menetelmäksi mittaamaan lannerangan kinematiikkaa primaarissa liikesuunnassa, mutta heikommaksi muissa liikesuunnissa. Inertiaalisella mittausmenetelmällä määritetty rangan liikelaajuus, liikkeen monimuotoisuus ja liikkeen kompleksisuus ovat toistettavampia kuin silmämääräisesti arvioidut liikekontrollihäiriön toteamiseen käytetyt menetelmät. Alaselkäkivun intensiteetin lisääntyminen todettiin johtavan monimuotoisempaan ja vähemmän ennustettavaan lannerangan liikemalliin. Alaselän lihasten väsyminen johtaa erilaiseen liikemalliin terveillä verrokeilla kuin alaselkäkipuisilla. Terveillä verrokeilla lihasten väsyminen johtaa kompleksisempaan ja vähemmän ennustettavaan lannerangan liikemalliin, joka on rangan rakenteiden kuormitusta vähentävä ja suojaava liikestrategia. Inertiaalista mittausmenetelmää käyttäen ja liikkeen monimuotoisuutta arvioiden, kuuden kuukauden aktiivinen liikunnallinen kuntoutus vähentää lumbopelvistä liikekontrollihäiriötä. Samaa ilmiötä ei havaittu passiivisessa kontrolliryhmässä.
Johtopäätöksenä uusi inertiaalinen mittausmenetelmä todettiin validiksi ja toistettavaksi mittausmenetelmäksi arvioimaan lannerangan kinematiikkaa epäspesifistä alaselkäkivusta kärsivillä koehenkilöillä. Selän kivun intensiteetin, selän lihasväsymisen ja liikunnallisen kuntoutuksen aikaansaamien muutosten yhteys lannerangan kinematiikkaan näyttäisi olevan kaksisuuntainen. Kivuttomilla koehenkilöillä rangan liikkeet ovat monotonisempia, mutta muuttuvat lihasväsymisen seurauksena kompleksisemmiksi kuin alaselkäkipusilla. Alaselkäkipuisten kuuden viikon liikunnallinen kuntoutus johtaa monimuotoisemman, kompleksisemman ja rangan rakenteita vähemmän kuormittavan liikestrategian lisääntymiseen. Näin ollen lannerangan liikkeen vaihtelevuus ja kompleksisuus assosioituu epälineaarisesti tai U-käyrän muotoisesti selän terveyteen.
Jatkotutkimuksissa tulisi keskittyä inertiaalisen liikemittausmenetelmän validiteetin parantamiseen. Tavoitteellista olisi tunnistaa ja löytää optimaalinen rangan liikemalli, joka olisi prediktiivinen selän terveyteen liittyen niin preventiossa kuin kuntoutuksen seurannassa.
Tämän väitöstutkimuksen tarkoituksena oli selvittää inertiaalisella mittausmenetelmällä arvioidun lannerangan kinematiikan (lineaariset ja epälineaariset parametrit) samanaikaisvaliditeettia (Tutkimus I), reliabiliteettia (Tutkimus II), yhteyttä alaselkäkivun intensiteettiin (Tutkimus III), yhteyttä lannerangan lihasten väsymiseen alaselkäkipuisilla ja terveillä (Tutkimus IV), ja validiteettia arvioimaan aktiivisen liikunnallisen kuntoutuksen aikaansaamia lannerangan kinematiikan muutoksia alaselkäkipupotilailla (Tutkimus V).
Tutkimukset I-IV toteutettiin laboratorio olosuhteissa. Terveet ja alaselkäkipuiset koehenkilöt suorittivat selän liikekontrollihäiriöiden tunnistamiseen käytettyjä liikesarjoja. Inertiaalisella mittauslaitteella lineaarisia ja epälineaarisia parametrejä käyttäen arvioitiin objektiivisesti lannerangan kinematiikkaa. Samanaikaisvaliditeetti määritettiin vertaamalla inertiaalisen ja optoelektrisen mittausmenetelmien tuloksia keskenään. Inertiaalisen mittausmenetelmän toistettavuus määritettiin vertaamalla perättäisinä päivinä saatuja tuloksia keskenään. Kivun intensiteetin ja lannerangan kinematiikan assosiaatio määritettiin alaselkäkipuisilla koehenkilöillä. Selkälihasten väsyvyyden vaikutus lannerangan kinematiikkaan määritettiin alaselkäkipuisilla koehenkilöillä vertaamalla mittaustuloksia ennen ja jälkeen maksimaalista vakioitua selän lihasväsytystestiä. Aktiivisen liikunnallisen kuntoutuksen vaikutuksia uudella inertiaalisella mittausmenetelmällä arvioituun lannerangan kinematiikkaan tutkittiin satunnaistetussa kontrolloidussa tutkimuksessa. Alaselkäkipupotilaiden satunnaistamisen jälkeen aktiivinen liikunnallinen kuntoutusryhmä harjoitteli kahdesti viikossa puolen vuoden ajan ja kontrolliryhmä osallistui ainoastaan mittauksiin. Lannerangan kinematiikan mittaukset suoritettiin kuntoutusjaksoa edeltävästi ja jakson jälkeen, sekä vuoden seurannassa.
Tulosten perusteella inertiaalinen mittausmenetelmä todettiin validiksi menetelmäksi mittaamaan lannerangan kinematiikkaa primaarissa liikesuunnassa, mutta heikommaksi muissa liikesuunnissa. Inertiaalisella mittausmenetelmällä määritetty rangan liikelaajuus, liikkeen monimuotoisuus ja liikkeen kompleksisuus ovat toistettavampia kuin silmämääräisesti arvioidut liikekontrollihäiriön toteamiseen käytetyt menetelmät. Alaselkäkivun intensiteetin lisääntyminen todettiin johtavan monimuotoisempaan ja vähemmän ennustettavaan lannerangan liikemalliin. Alaselän lihasten väsyminen johtaa erilaiseen liikemalliin terveillä verrokeilla kuin alaselkäkipuisilla. Terveillä verrokeilla lihasten väsyminen johtaa kompleksisempaan ja vähemmän ennustettavaan lannerangan liikemalliin, joka on rangan rakenteiden kuormitusta vähentävä ja suojaava liikestrategia. Inertiaalista mittausmenetelmää käyttäen ja liikkeen monimuotoisuutta arvioiden, kuuden kuukauden aktiivinen liikunnallinen kuntoutus vähentää lumbopelvistä liikekontrollihäiriötä. Samaa ilmiötä ei havaittu passiivisessa kontrolliryhmässä.
Johtopäätöksenä uusi inertiaalinen mittausmenetelmä todettiin validiksi ja toistettavaksi mittausmenetelmäksi arvioimaan lannerangan kinematiikkaa epäspesifistä alaselkäkivusta kärsivillä koehenkilöillä. Selän kivun intensiteetin, selän lihasväsymisen ja liikunnallisen kuntoutuksen aikaansaamien muutosten yhteys lannerangan kinematiikkaan näyttäisi olevan kaksisuuntainen. Kivuttomilla koehenkilöillä rangan liikkeet ovat monotonisempia, mutta muuttuvat lihasväsymisen seurauksena kompleksisemmiksi kuin alaselkäkipusilla. Alaselkäkipuisten kuuden viikon liikunnallinen kuntoutus johtaa monimuotoisemman, kompleksisemman ja rangan rakenteita vähemmän kuormittavan liikestrategian lisääntymiseen. Näin ollen lannerangan liikkeen vaihtelevuus ja kompleksisuus assosioituu epälineaarisesti tai U-käyrän muotoisesti selän terveyteen.
Jatkotutkimuksissa tulisi keskittyä inertiaalisen liikemittausmenetelmän validiteetin parantamiseen. Tavoitteellista olisi tunnistaa ja löytää optimaalinen rangan liikemalli, joka olisi prediktiivinen selän terveyteen liittyen niin preventiossa kuin kuntoutuksen seurannassa.
Kokoelmat
- Väitöskirjat [4673]