Sklon pánve a tvarová modulace cerviko-thorakálního přechodu páteře provokovaná zevní rotací paže

The Inclination and Shape Modulation of Cervicothoracic Connection of Spine Provoked by External Rotation of the Arm

It is generally accepted that the forward head posture is not caused only by the imbalances in the muscles of the upper body. The upright posture of the cervical-thoracic spine was provoked by an external humeral rotation and adduction of the shoulder that results in an increased activation of the external humeral rotators and the latissimus dorsi muscle. Twenty subjects (4 men: 24.5 ± 4.3 years; 16 females: 24 ± 2.5 years without pathology or injury of the pelvis, shoulder girdle and spine were recruited. The kinematics of the cervical-thoracic spine and the inclination of the pelvis were measured in the sagittal plane with a motion analysis system. The Z axis intersected TH1-TH12-SIPS in the case of the upright posture. The correlation (Pearson r = - 0.96; p < 0.01) was achieved between the inclination of the pelvis and the upright posture.

Keywords:
upright posture, cervicothoracic connection of spine, pelvis ant-version, upper cross syndrome, forward posture, open scissors syndrome

Autori: I. Jelínková; M. Šorfová
Pôsobisko autorov: Katedra fyzioterapie FTVS UK, Praha vedoucí katedry doc. PaedDr. D. Pavlů, CSc. ; Katedra anatomie a biomechaniky, FTVS UK, Praha vedoucí katedry doc. PaedDr. K. Jelen, CSc.
Vyšlo v časopise: Rehabil. fyz. Lék., 20, 2013, No. 4, pp. 211-214.
Kategória: Původní práce

Súhrn

Předsunuté držení hlavy a horní části trupu je dané svalovými dysbalancemi nejen v horní polovině těla. Napřímení cerviko-thorakálního (CTH) úseku páteře je dosaženo zevní rotací a addukcí paže, což aktivuje nejen zevní rotátory paže, ale i m. latissimus dorzi. Studie se zúčastnilo 20 jedinců (4 muži: 24,5 ± 4,3 let; 16 žen: 24 ± 2,5 let) bez strukturální patologie či zranění pánve, ramenního pletence a páteře. Kinematickou analýzou byl hodnocen sklon pánve a držení CTH úseku páteře v sagitální rovině. Osa Z procházela TH1-TH12-SIPS v případě napřímení CTH přechodu páteře. Byla zjištěna vysoká závislost (Pearson r = - 0,96; p <0,01) mezi sklonem pánve a napřímením CTH přechodu páteře.

Klíčová slova:
vzpřímené držení těla, cerviko-thorakální přechod páteře, anteverze pánve, horní zkřížený syndrom, předsunuté držení těla, syndrom otevřených nůžek

Úvod

V dnešní době je poukazováno na nárůst vadného držení těla, především v oblasti cerviko-thorakálního (CTH) přechodu páteře a ramenního pletence. Předsunuté držení hlavy, ramen a protrakce lopatek vedou ke zvýšení hrudní kyfózy (7, 10). Páteř je hlavní osou muskulo-skeletálního systému, kolem níž se orientují všechny ostatní orgánové systémy (1). Zvýšená hrudní kyfóza je zdrojem i zdravotních potíží, posturální změny vedou k fyzické deformitě, dýchacím obtížím a poškození funkce vnitřních orgánů (17), proto je schopnost napřímení osového orgánu tak významná. Předsunuté držení hlavy, zvýšená krční lordóza a hrudní kyfóza se označují jako horní zkřížený syndrom (14). Oslabení m.latissimus dorzi, dolních a středních vláken m.trapezius a hlubokých flexorů krku působí zkrácení horních vláken m. trapezius, levator scapulae a prsních svalů (14). Hypotézou této studie je, že zevní rotace a addukce paže vede k napřímení CTH přechodu páteře.

Ideální tvar páteře byl popsán Harrisonem (9), který pro krční, hrudní a bederní páteř udal Delmas index 0,95 a potvrdil, že osa těla prochází C1-T1-T12-S1. Stejnými segmenty prochází i olovnice používaná v klinické praxi. V této studii bylo napřímení páteře hodnoceno osou Z, která procházela SIPS-TH12-TH1. Cílem studie bylo popsat změnu tvaru CTH přechodu páteře ve vztahu k poloze pánve.

METODOLOGIE

Studie se účastnilo 20 jedinců (4 muži: 24,5 ± 4,3 let; 16 žen: 24 ± 2,5 let). Skupina byla považována za homogenní: výška (172,2 ± 8,1 cm), váha (63,5 ± 11,7 kg) a BMI (21,3 ± 2,9 kg/m²). Všichni probandi podepsali informovaný souhlas. Vstupním kritériem bylo předsunuté držení hlavy a žádné strukturální změny páteře, pánve a ramen. K měření byl využit optoelektrický systém Qualisys (6 kamer Oqus, frekvence 200 Hz). Umístění markrů bylo na těchto anatomických strukturách: C2, C4, C6, C7, TH1-12, L1, L3, L5, SIPS, SIAS (obr. 1A). Osa Z směřovala vzhůru, osa X vpřed ve směru předloktí a osa Y přes střed těla. Na zemi byl nalepen kříž pro definování sagitální roviny a postavení probandů. Počátkem souřadnicového systému byla SIPS a sagitální rovina byla daná osou Z, X. Nejprve jedinci zaujali relaxovaný stoj (obr. 1A), poté provedli zev-ní rotaci a addukci paže (obr. 1B) s následujícími instrukcemi: vydechni, ohni lokty a drž je stále u těla, veď paže zevně a v krajní poloze vydrž 3 s. Nikdo neměl s daným pohybem předchozí zkušenost, pohyb nebyl nikým učen a nikdo nevěděl účel prováděného pohybu.

**Obr. 1. A) Uložení markrů, relaxovaný stoj. B) Konečná poloha, zevní rotace a addukce paže.**

Hodnocení napřímení páteře bylo definováno osou Z, ta začínala v SIPS a procházela TH12-TH1 v případě napřímení CTH přechodu páteře. Jestliže osa Z neprocházela danými segmenty, nebyla páteř považována za napřímenou. Změna tvaru CTH je změna mezi polohou C4-TH7. Vzhledem k individualitě každého probanda byla změna tvaru CTH uvedena procentuálně. Posun obratlů je určen rozdílem poloh jednotlivých obratlů v počáteční a konečné poloze. Nulový kinematický segment je segment, který po odečtení počáteční a konečné polohy ukázal nulový posun obratlů. Sklon pánve je rozdíl polohy SIPS a SIAS a při pohledu z boku je daný rovnicí: tg α = (y2 – y1) / (x2 – x1). Statisticky významné změny byly určeny T-testem a korelace s využitím výpočtu Pearsonova korelačního koeficientu.

VÝSLEDKY

Napřímení CTH přechodu páteře bylo zjištěno u 10 jedinců. Pro tuto skupinu byl nulový kinematický segment TH5 (obr. 2). Osa Z procházela TH1-TH12-SIPS. Byla zjištěna vysoká korelace mezi osou Z (napřímením páteře) a nulovým kinematickým segmentem (Pearson r = - 0,96). Změna tvaru CTH přechodu byla 11,7 ± 5,1 mm; 20 ± 6,4 %. Změna tvaru CTH v počáteční a konečné poloze byla statisticky signifikantní (T test = 4,8.10-5; p = 0,01). Sklon pánve v počáteční poloze byl 6,3° ± 1,4 ° a v poloze konečné 6,1° ± 2,8°. Byla zjištěna vysoká závislost mezi osou Z (napřímením páteře) a konečnou polohou pánve (Pearson r = - 0,87).

**Obr. 2. Napřímení CTH přechodu páteře, osa Z prochází SIPS-TH12-TH1, počáteční poloha (initial posture), konečná poloha (final posture), osa X (X axis), osa Z (Z axis).**

Druhá skupina 10 jedinců nedosáhla optimálního napřímení páteře. Nulový kinematický segment byl TH8 (obr. 3) a osa Z neprocházela danými segmenty TH1-TH12-SIPS. Změna tvaru CTH přechodu byla 9,6 ± 5,4 mm; 19,4 ± 11,7 %. Sklon pánve v počáteční poloze byl 13° ± 2,3 ° a v poloze konečné 13,8° ± 2,3°.

**Obr. 3. Syndrom otevřených nůžek, osa Z neprochází SIPS-TH12-TH1, počáteční poloha (initial posture), konečná poloha (final posture), osa X (X axis), osa Z (Z axis).**

DISKUSE

Když stojíme, je naše tělo předkláněno gravitací. Tělo se s tímto vyrovnává prostřednictvím pasivních mechanismů, jež jsou pro tělo méně ekonomicky náročné (18). Těmito mechanismy jsou vazy a fasciální řetězce táhnoucí se od hlavy až k sakru (5, 17). Gravitací jsou stlačována přední těla obratlů, proto zde působí meziobratlové ploténky. Aby nebyly poškozeny, aktivují se extenzoři páteře, kteří vyrovnávají flekční momenty gravitace (5). Stejné popisuje Smíšek (18), že při relaxovaném stoji tělo využívá pasivní stabilizace páteře, břišní svaly jsou uvolněny, zatímco extenzoři páteře se aktivují.

Posturální změny se mohou zdát malé, stejně tak i změny kloubní, ale výrazné budou změny aktivity svalů (11). Smíšek hodnotí svalovou aktivitu trupu při zevní rotaci a addukci paže, dochází k navození svalové rovnováhy a reciproční inhibici (18). Zvýší se aktivita celého svalového řetězce m. latissimus dorsi, m. obliquus externus et internus abdominis a m. gluteus maximus. Horní vlákna m. trapezius se uvolní a hluboké flexory se aktivují, to vede k napřímení CTH přechodu páteře (8). Hlava je držena optimální koaktivací mezi extenzory a hlubokými flexory krku. Při předsunu hlavy stoupá aktivita extenzorů krční páteře (6), zatímco při napřímení osového orgánu jejich aktivita klesá a roste aktivita extenzorů v hrudním úseku (4) - výsledkem je relaxace m. multifidi (16). Z uvedeného vyplývá, že svalová síla není rozhodující, ale významné je celkové zapojení svalů do funkce. Proto studie některých autorů nedosahují očekávaných výsledků. DiVeta (7) chtěl potvrdit vztah mezi polohou lopatky a svalovou silou produkovanou m. trapezius a pectoralis minor, ale bez úspěchu.

Změna tvaru CTH se může zdát malá, ale testovaní jedinci byli zdraví, bez bolesti krční páteře. Změna tvaru CTH odpovídá výsledkům i jiných studií: Harisson udal anteriorní translační posun hlavy 15 mm ± 10 mm u zdravých jedinců (9). Posteriorní pohyb hlavy (vztažen k C7) z relaxovaného sedu nebo stoje byl zaznamenán 10 mm do vzpřímeného sedu a 28 mm do vzpřímeného stoje (4). Předsun hlavy souvisí i s potížemi krční páteře. McAvieney uvedl, že vzdálenost (C2 od osy těla) 21,3 mm byla měřena u jedinců s i bez potíží s krční páteří, zatímco vzdálenost 40 mm byla popsána jen u jedinců s bolestmi krční páteře (13). Vzpřímené držení hlavy vede k nižší zátěži páteře (3) a snížení bolesti krční páteře (2). Včasné zahájení léčby a tréninku napřímení páteře zmírní dlouhodobě zakřivenou hrudní kyfózu o 10 % (5), i zde je vidět shoda s výsledky této studie. Změna tvaru CTH přechodu byla při testovaném cviku 20 %.

Změna tvaru CTH přechodu končila ve vrcholu hrudní kyfózy. V případě napřímení CTH přechodu páteře byl nulový kinematický segment TH5. Tento segment je významný z pohledu mechaniky i morfologie. Souvisí s distribucí tuhosti axiálního systému (15). Úpon m. latissimus dorzi je popisován v úrovni TH6-8 (11). Na úrovni TH5 je počátek břišních svalů tvořících tah směrem dolů a úpon prsních svalů s tahem vzhůru (15). Harrison ukázal změnu držení těla v sagitální rovině pomocí radiografie, při napřímení páteře nedošlo ke změnám polohy obratle TH5 (9). Dle Brüggera je v klinické praxi používán test TH5 pružení k ozřejmění vzpřímeného držení těla, optimální thoracolumbární lordóza sahá od sacra po TH5 (19). Janda popsal dysfunkci TH4/5 a TH5/6 u horního zkříženého syndromu (14).

Nižší kinematický segment ukazuje na nekvalitní provedení napřímení páteře. Segment TH8 byl popsán u druhé skupiny probandů, jež byla charakteristická i zvýšeným sklonem pánve. Postura s hyperextenzí bederní páteře, anteverzí pánve, oslabením břišních svalů a s kompenzačním mechanismem hypertonu paravertebrálních svalů je označována syndromem otevřených nůžek (12). Předpokladem je nedostatečná koaktivace svalů trupu, proto takoví jedinci by měli při nácviku napřímení páteře spolupracovat s fyzioterapeutem. Nulový kinematický segment je vhodným indikátorem držení těla, jež lze použít v dalších studiích nebo v klinické praxi. Stejně tak v dalších studiích měření EMG svalů trupu u vadného držení těla může přinést nové poznatky o stabilizaci trupu a napřímení páteře.

Vzhledem k popsanému vztahu napřímení CTH přechodu a počáteční či konečné poloze pánve je právě poloha pánve významná pro změnu držení těla. Poloha pánve je daná rovnováhou mezi paravertebrálními a břišními svaly, svaly pánevního dna, bránicí, flexory kyčelního kloubu a ischiokrurálními svaly. Neutrální poloha pánve v sagitální rovině je popsána dle Jandy rozdílem polohy SIPS a SIAS - 2,5 cm, přepočteno na stupně průměrně vysoké osoby 10° (14). Větší sklon pánve vede ke zvýšené bederní lordóze, oslabení břišních svalů, dolních vláken m. trapezius a m. latissimus dorzi, což vede k hornímu zkříženému syndromu a předsunutému držení hlavy. U jedinců s anteverzí pánve nedošlo k optimálnímu napřímení CTH páteře. Vzpřímené držení těla není jen otázkou páteře, ale vliv mají í další části těla jako hlava, horní a dolní končetiny (14). Jestliže se změní poloha jednoho segmentu, pro zachování rovnováhy dojde ke změně celé postury. Carlson toto potvrzuje svou studií, jež popsal významnou závislost krční, hrudní, bederní páteře a pánve (5). Biomechanické modely také pracují se všemi částmi trupu, jež se mohou navzájem ovlivňovat (20).

ZÁVĚR

Zevní rotace a addukce paže vede k napřímení a změně tvaru CTH přechodu páteře, je-li pánev v neutrální poloze. Změna tvaru CTH přechodu páteře končí v úrovni TH5 v případě optimálního napřímení páteře. Významem této studie je, že výsledky mohou přispět k zlepšení léčby pacientů s bolestí krční páteře. Terapie krční páteře by měla zahrnovat komplexní pohled na pacienta, tedy i oblast pánve. Další studie by měly přinést objektivnější hodnocení osy trupu s využitím matematických funkcí, jež nebyly použity v této studii. Dále by měly propojit kinematická data testovaného pohybu s hodnotami aktivit svalů, neboť testovaný pohyb se ukazuje být vhodným testem posturálních reakcí.

Tato studie byla podpořena SVV 2013-267603.

Adresa pro korespondenci:

Mgr. Ivana Jelínková

Katedra anatomie a biomechaniky FTVS UK

J. Martího 31

162 52 Praha 6

e-mail: jelinkova.iva@centrum.cz

Zdroje

1. AWAD, M., ALLAH, A.: Relationship between thoracic kyphosis and trunk length in adolescence females. Am. J. Sci., 2012, 8, s. 580-583.

2. BERGLUD, K. M., PERRSON, B. H., DENISON, E.: Prevalence of pain and dysfunction in the cervical and thoracic spine. Manual Ther., 2008, 13, s. 295-299.

3. BONNEY, R. A., CORLETT, N.: Head posture and loading of the cervical spine. Appl. Ergon., 2002, 33, s. 415-417.

4. CANEIRO, J. P. et al.: The influnce of different sitting postures on head/neck posture and muscle activity. Manual Ther., 2010, 15, s. 54-60.

5. CARLSON, J. M.: Clinical biomechanics of orthotic treatment of thoracic hyperkyphosis. J. Prosthet. Orthot., 2003, 15, s. 31-35.

6. CORREA, E., BERZIN, F.: Efficacy of physical therapy on cervical muscle activity and on body posture in school-age mouth breathing children. Int. J. Pediatr. Otorhi., 2007, 7, s. 1527-1535.

7. DIVETA, J., WALKER, M. L., SKIBINSKI, B.: Relationship between performance of selected scapularmuslces and scapular abduction in standing subjects. Phys. Ther., 1990, 8, s. 470-476.

8. FALLA, D. et al.: Recruitment of the deep cervical ﬂexor muscles during a postural-correction exercise performed in sitting. Manual Ther., 2007, 12, s. 139-143.

9. HARRISON, D. E. et al.: Concurent validity of flexicurve instrument. Measurements: Sagittal skin contour of the cervical spine compared with lateral cervical radiographic mesurements. J. Manipulative Physiol. Ther., 2005, 8, s. 597-603.

10. CHESHOMI, S., RAJABI, R., ALIYADEH, M. H.: The relationship between thoracic kyphosis curvature, scapular position and posterior shoulder girdle muscles endurance. J. Appl. Sci., 2011, 14, s. 1072-1076.

11. KENDALL, F. P.: Muscles: testing and fuction with posture and pain. Philadelphia, Williams and Wilkins, 2010, s. 482.

12. KOLÁŘ, P., LEWIT, K.: Význam hlubokého stabilizačního systému v rámci vertebrogenních obtíží. Neurol. Prax., 2005, č. 5, s. 258-262.

13. MCAVINEY, J. et al.: Determination the relationship between cervical lodosis and neck complaints. J. Manip. Physiol. Ther., 3, 2005, 28, s. 187-193.

14. MORRIS, C. E. et al.: Vladimir Janda, MD, DrSc; tribute to a master of rehabilitation. Spine, 2006, 31, s. 1060-1064.

15. OTÁHAL, S., TICHÝ, J.: Zřetězení svalových spazmů - aspekt neurologický a biomechanický. Rehabil. fyz. Lék., 1996, č. 4, s. 174-178.

16. O'SULLIVAN, P. et al.: The effect of different standing and sitting postures on trunk muscle activity in a pain-free population. Spine, 2002, 11, s. 1238-1244.

17. RICHTER, P., HEBGEN, E.: Trigger points and muscle chains in osteopathy. New York, Thieme, 2009, s. 7.

18. SMÍŠEK, R., SMÍŠKOVÁ, K., SMÍŠKOVÁ, Z.: Spirální stabilizace: léčba a prevence bolestí zad. Praha, Smíšek R., 2011, s. 149.

19. VALIHRACH, J.: Bolesti při funkčních onemocněních pohybového aparátu dle konceptu Dr. Bruggera. Neurol. Prax., 2003, č. 4, s. 197-199.

20. VETTE, A. H. et al.: A comprehensive three-dimensional dynamic model of the human head and trunk for estimating lumbar and cervical joint torques and forces from upper body kinematics. Med. Eng. Phys., 34, 2012, s. 640-649.