Biomechanic Changes in Passive Properties of Hemiplegic Ankles With Spastic Hypertonia

ชื่องานวิจัย/บทความ
Biomechanic Changes in Passive Properties of Hemiplegic Ankles With Spastic Hypertonia

แหล่งที่มา
http://www.ejournal.mahidol.ac.th/
สืบค้นคำว่า Ankle, Contracture, Hemiplegia, Muscle, Spasticity, Rehabilitation

วัตถุประสงค์
ศึกษาหาการเปลี่ยนแปลงทางชีวกลศาสตร์หลังการขยับข้อต่อให้ (passive movement) ทั้งกล้ามเนื้อกระดกข้อเท้าลง (plantarflexor) และกระดกข้อเท้าขึ้น (dorsiflexor) ในผู้ป่วยอัมพาตครึ่งซีก โดยใช้ Well-control device ดูผลแรงเกร็งต้านของข้อเท้าขณะขยับข้อเท้าให้ (passive resistance torque), มุมการเคลื่อนไหวของข้อเท้า (Rance of motion), แรงต้านจากข้อติด (quasistatic stiffness), พลังงานที่สูญเสียไป (dorsiflexion energy loss) รวมถึงความสัมพันธ์ของคุณสมบัติข้างต้นกับการวัดค่าภาวะเกร็งต้านโดยใช้ Modified Ashworth Scale (MAS)

กลุ่มตัวอย่าง
1. ผู้ป่วยอัมพาตครึ่งซีก 24 คน เป็นผู้ชาย 15 คน ผู้หญิง 9 คน มีเงื่อนไขดังนี้
1. เป็นอัมพาตครึ่งซีกที่เกิดจากโรคหลอดเลือดสมองอย่างน้อย 1 ปี
2. มีปัญหาข้อเท้าเกร็ง (spastic hypertonia) วัดค่าภาวะเกร็งต้านโดยใช้ Modified Ashworth Scale (MAS) วัดขณะเข่างอ 60 องศา โดยค่าต้องไม่ต่ำกว่า 3
3. ไม่มีภาวะบาดเจ็บที่ข้อเท้า ไม่เคยผ่าตัด ไม่เคยฉีดยาทำลายประสาท
2. คนสุขภาพแข็งแรง 32 คน เป็นผู้ชาย 17 คน ผู้หญิง 15 คน ไม่มีภาวะบาดเจ็บและไม่เคยผ่าตัดข้อเท้าและเท้า กำหนดให้เป็นกลุ่มควบคุม

ขั้นตอนการวิจัย
1. ติดตั้งอุปกรณ์ custom-designed joint driving device ซึ่งสามารถควบคุมความเร็วได้และจะช้าลงเมื่อมีแรงเกร็งต้านเพิ่มขึ้น ซึ่งข้อต่อและกล้ามเนื้อจะขยับภายใต้การควบคุมแรง ซึ่งมีผลกระตุ้นรีเฟล็กซ์น้อยมาก
2. กลุ่มตัวอย่างนั่งบนเก้าอี้รัดต้นขาและลำตัวติดกับเก้าอี้ ข้อเข่างอ 60 องศา เท้าวางบนแผ่นรองเท้าและรัดไว้ มีตัวเซ็นเซอร์วัดค่า 6 แกน โดยใช้วัดแรงเกร็งต้านที่ข้อเท้า (passive resistance torque), วัดค่า แรงต้านจากข้อติด (quasistatic stiffness) และค่าพลังงานที่สูญสียไป (dorsiflexion energy loss)

3. ติดแผ่นสื่อไฟฟ้า (electrode) ที่กล้ามเนื้อ tibialis anterior,medial และ lateral, gastrocnemius และ soleus เพื่อวัดการทำงานของกล้ามเนื้อโดยใช้ electromyographic ขณะทำการขยับข้อเท้าให้ (passive movement)
4. กำหนดให้ให้ค่ามุมปกติของข้อเท้าเป็น 90 องศา โดยวัดทำมุมกับแกนความยาวของขา วัดแรงเกร็งต้านที่ข้อเท้า (passive resistance torque) ก่อนขยับโดยเครื่อง ขยับข้อเท้าให้ทั้งกระดกข้อเท้าขึ้นลงโดยใช้ custom-designed joint driving device โดยขยับ 90 ครั้งต่อวินาที ซึ่งสามารถควบคุมการจัดท่า ความเร็วและแรงเกร็งต้าน (passive resistance torque) โดยกำหนดให้มีแรงเกร็งต้านเพิ่มขึ้นขณะขยับข้อเท้าได้ที่ 10 Nm
5. วัดมุมข้อเท้า(range of motion) จากการวัดมือ

ผลการวิจัย
1. ผลของการเปรียบเทียบการกระดกข้อเท้าขึ้น (dorsiflexion)ในกลุ่มหลอดเลือดสมองและกลุ่มควบคุม พบว่า มีความแตกต่างกันระหว่างกลุ่มหลอดเลือดสมองและกลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญที่ 0.05 โดยกลุ่มหลอดเลือดสมองมีค่า 3 ค่ามากกว่ากลุ่มควบคุมได้แก่ ค่า passive resistance torque (9.51_4.79Nm vs 6.21_3.64Nm, P_.016) ซึ่งเริ่มพบแรงต้านที่มุมกระดกข้อเท้าขึ้น 10 องศา, ค่า quasistatic stiffness (.54_.19Nm/deg vs .35_.20Nm/deg, P_.001) ที่มุม 10 องศาและค่า dorsiflexion energy loss (.06_.04J/deg vs .04_.02J/deg, P_.037) แต่ค่า range of motion (10.77°_8.69° vs 20.02°_11.67°, P_.014) ซึ่งกลุ่มหลอดเลือดสมองมีค่ามุมน้อยกว่ากลุ่มควบคุม
2. ผลของการเปรียบเทียบการกระดกข้อเท้าลง (plantarflexor)ในกลุ่มหลอดเลือดสมองและกลุ่มควบคุม พบว่า มีความแตกต่างกันระหว่างกลุ่มหลอดเลือดสมองและกลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติที่ 0.05 โดยกลุ่มหลอดเลือดสมองมีค่า 3 ค่ามากกว่ากลุ่มควบคุมได้แก่ ค่า passive resistance torque (_1.90_1.84Nm vs _.58_1.92Nm, P_.038) , ค่า quasistatic stiffness (.20_.14Nm/deg vs .11_.09Nm/deg,P_.001) ที่มุมกระดกข้อเท้าลง 30 องศาและค่า dorsiflexion energy loss (.03_.01J/deg in stroke vs .02_.01J/deg in controls) ซึ่งไม่มีนัยสำคัญทางสถิติ แต่ค่า range of motion (36.23°_7.63° vs_46.01°_9.65°,P_.002) ซึ่งเป็นมุมขณะมีแรงเกร็งต้าน 3 Nm ซึ่งกลุ่มหลอดเลือดสมองมีค่ามุมน้อยกว่ากลุ่มควบคุม
3. ผลเปรียบเทียบแรงเกร็งต้านขณะทำการขยับข้อเท้าให้ทุก ๆ มุม1 องศา ในทั้งสองกลุ่ม ดังนี้ ในกลุ่มหลอดเลือดสมองมีแรงต้านเพิ่มขึ้นมากตั้งแต่ช่วงมุมกระดกข้อเท้าขึ้น 4 องศาและพบมีแรงต้านเพิ่มขึ้นมากตั้งแต่ช่วงมุมกระดกข้อเท้าลง 28 องศา มากกว่ากลุ่มควบคุม อย่างมีนัยสำคัญที่ 0.05 ส่วนค่า ค่า quasistatic stiffness ในกลุ่มหลอดเลือดสมองสูงกว่ากลุ่มควบคุมอย่างมีนัยสำคัญที่ 0.05 ทั้งการกระดกข้อเท้าขึ้นและลง
4. MAS score ของค่าแรงเกร็งต้านกล้ามเนื้อกระดกข้อเท้าลงมีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติหลังขยับข้อเท้าให้ทุกข้อ ยกเว้น พลังงานที่สูญเสียไป เมื่อวัดค่าความสัมพันธ์โดย Kendall T ระหว่าง the MAS and the passive resistance torque ที่ 10° ของมุมกระดกข้อเท้า (T =.255), มุมกระดกข้อเท้าขึ้นที่แรงต้าน 10Nm (T =.323) และ quasistatic stiffness ที่ 10° ของมุมกระดกข้อเท้า (T =.312) มีความสัมพันธ์ต่ำ และใช้ค่า Paerson r ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างคุณสมบัติหลังขยับข้อเท้าให้ในทุก ๆข้อ พบมีความสัมพันธ์ที่แข็งแรง

ประโยชน์ที่ได้รับ
1. ทราบถึงการเปลี่ยนแปลงทางชีวกลศาสตร์หลังการขยับข้อต่อให้ (passive movement) ทั้งกล้ามเนื้อกระดกข้อเท้าลง (plantarflexor) และกระดกข้อเท้าขึ้น (dorsiflexor) ในผู้ป่วยอัมพาตครึ่งซีก
2. ทราบถึงความสัมพันธ์ของคุณสมบัติข้างต้นกับการวัดค่าภาวะเกร็งต้านโดยใช้ Modified Ashworth Scale (MAS)

วิเคราะห์วิจารณ์
เป็นงานวิจัยที่ดีมีการกำหนดคุณสมบัติของกลุ่มตัวอย่างไว้ชัดเจน แต่ระบุแค่ต้องการคนที่มีปัญหาข้อเท้าเกร็ง (spastic hypertonia) วัดค่าภาวะเกร็งต้านโดยใช้ Modified Ashworth Scale (MAS) โดยค่าต้องไม่ต่ำกว่า 3 แต่ไม่ได้กล่าวถึงการระบุปัญหาทางด้าน muscle length ซึ่งน่าจะมีผลต่อการทดลองนี้ เนื่องจากถ้ามีภาวะกล้ามเนื้อหดสั้น (contracture) ก็จะไม่สามารถขยับและทำการวิจัยได้ และในคนที่มี muscle length ต่างกันย่อมให้ผลต่อแรงต้านต่างกัน ควรมีการวิจัยต่อยอดในเรื่องของผลของการขยับข้อต่อให้ในกลุ่มอาการอื่น ๆ หรือตำแหน่งอื่น ๆ