How do knee joint and its alignment contribute to the postural control of quiet stance?

Main Article Content

Pawan Chaiparinya
Chitanongk Gaogasigam

บทคัดย่อ

การศึกษาที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมการทรงท่าขณะยืนนิ่งได้รับความสนใจมาเป็นเวลานานนักวิจัยได้ทําการศึกษาทั้งด้านชีวกลศาสตร์และระบบประสาทที่ทําหน้าที่ควบคุมการเคลื่อนไหวเพื่อหาคําตอบว่า
มนุษย์ควบคุมการทรงท่านี้ได้อย่างไร นักวิจัยในช่วงเริ่มต้นทําการศึกษามีความเห็นตรงกันว่าการทรงท่าของมนุษย์ขณะยืนนิ่งมีลักษณะคล้ายทรงกรวยควํ่า(inverted pendulum) อย่างไรก็ตาม งานวิจัยใน
ปัจจุบันแสดงให้เห็นว่าร่างกายมีการทํางานประสานสัมพันธ์ระหว่างข้อต่อต่างๆทั่วร่างกายเพื่อให้ร่างกายอยู่ในสมดุลการทรงท่าที่ดี ซึ่งแนวคิดนี้เป็นที่ยอมรับเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆและยังแสดงให้เห็นถึงความสําคัญของข้อต่ออื่นๆรวมถึงข้อเข่าว่ามีผลต่อการทรงท่าขณะยืนนิ่งด้วย งานวิจัยในระยะต่อมาพบว่าข้อเข่ามีส่วนช่วยในการทรงท่าแต่ยังไม่มีการรายงานบทบาทที่ชัดเจนทําให้ยังคงต้องทําการศึกษาบทบาทของข้อเข่าต่อ ความสามารถในการควบคุมการทรงท่า ข้อเข่าเป็นข้อต่อที่เชื่อมต่อทั้งข้อเท้าและข้อสะโพกการเปลี่ยนแปลงใดๆที่ข้อเข่าจึงอาจส่งผลต่อข้อต่อทั้งสองและอาจส่งผลต่อการตอบสนองของ postural strategyการจัดเรียงตัวของกระดูก (alignment) เป็นปัจจัยหนึ่งซึ่งมีผลต่อการทรงท่านักวิจัยพบว่ากลุ่มตัวอย่างอาสาสมัครที่มีข้อเข่า แอ่นมีความสามารถในการทรงท่าขณะยืนนิ่งน้อยกว่ากลุ่มอาสาสมัครที่มีข้อเข่าปกติ แต่ความสามารถในการปรับตัวต่อการรบกวนการทรงท่าได้ไม่แตกต่างกัน จึงยังไม่ชัดเจนว่าลักษณะการควบคุมการเคลื่อนไหวของประชากรทั้งสองกลุ่มจะเหมือนหรือแตกต่างกันนักวิจัย บางกลุ่มได้ตั้งข้อสังเกตว่าประชากรที่มีช่วงการเคลื่อนไหวของข้อเข่ามากกว่าปกติอาจมีความสามารถในการรับรู้ ตําแหน่งและการเคลื่อนไหว(proprioception) ของข้อเข่าผิดปกติไป ซึ่งเมื่อไม่ สามารถรับรู้ตําแหน่งหรือการเคลื่อนไหวของข้อต่อได้อย่างถูกต้องจึงอาจส่งผลให้มีความสามารถในการทรงท่าลดลงเนื่องจากความสามารถในการรับรู้ตําแหน่งของข้อต่อนี้มีความสําคัญต่อการวางแผนการเคลื่อนไหว และปรับท่าทางของร่างกาย แม้ว่าประชากรที่มีข้อเข่าแอ่นสามารถปรับการทรงท่าได้ไม่แตกต่างจากประชากรที่มีข้อเข่าปกติ แต่ยังไม่มีงานวิจัยใดสามารถอธิบายความแตกต่างในด้านการควบคุมจากระบบประสาทระหว่างอาสาสมัครทั้งสองกลุ่ม

Article Details

บท
บทความวิชาการ

References

1. Shumway-Cook A, Woollacott M. Postural control. In: Motor control: translating research into clinical practice. 4th ed. Philadelphia: Lippincott William & Willkins; 2012.

2. Winter DA. Human balance and posture control during standing and walking. Gait Posture. 1995;3:193-214.

3. Gage WH, Winter DA, Frank JS, Adkin AL. Kinematic and kinetic validity of the inverted pendulum model in quiet standing. Gait Posture. 2004;19:124-32.

4. Hsu WL, Scholz JP, Schoner G, Jeka JJ, Kiemel T. Control and estimation of posture during quiet stance depends on multijoint coordination. J Neurophysiol. 2007; 97:3024-35.

5. Loudon JK, Goist HL, Loudon KL. Genu recurvatum syndrome. J Orthop Sports Phys Ther. 1998; 27: 361-7.

6. Solomonow M. Sensory-Motor control of ligaments and associated neuromuscular disorders. J Electromyogr Kines. 2006;16: 549-67.

7. Siqueira CM, Moya GBL, Caffaro RR, et al. Misalignment of the knees: does it affect human stance stability. J Bodywork Mov Ther. 2011;15: 235-41.

8. Raymakers JA, Samson MM, Verhaar HJJ. The assessment of body sway and choice of the stability parameter(s). Gait Posture. 2005; 21:48-58.

9. De Freitas PB, Freitas SMSF, Duarte M, Latash ML, Zatsiorsky VM. Effects of joint immobilization on standing balance. Hum Movement Sci. 2009; 28:515-28.

10. Creath R, Kiemel T, Horak F, Peterka R, Jeka J. A unified view of quiet stance and perturbed stance: simultaneous co-existing excitable modes. Neurosci Lett. 2005; 377:75-80.

11. Gunther M, Grimmer S, Siebert T, and Blickhan R. All leg joints contribute to quiet stance: A mechanical analysis. J Biomech. 2009; 42:2739-46.

12. Di Giulio I, Baltzopoulos V, Maganaris CN, Loram ID. Human standing: does the control strategy pre-program a rigid knee? J Appl Physiol. 2013; 114:1717-29.

13. Fish DJ, Costa CS. Genu recurvatum: identification of three distinct mechanical profiles. J Prosthet Orthot. 1998; 10:26-33.

14. Pereira HM, de Campos TF, Santos MB, Cardoso JR, de Camargo Garcia M, Cohen M. Influence of knee position on the postural stability index registered by the Biodex Stability System. Gait Posture. 2008; 28:668-72.

15. Horak FB, Nashner LM, Diener HC. Postural strategies associated with somatosensory and vestibular loss. Exp Brain Res. 1990; 82:167-77.

16. Stillman BC. Making sense of proprioception: the meaning of proprioception, kinaesthesia and related term. Physiotherapy. 2002; 88:667-76.

17. Goble DJ. Proprioceptive acuity assessment via joint position sense matching: from basic science to general practice. Phys Ther. 2010; 90:1176-84.

18. Proske U, Gandevia SC. The kinaesthetic senses. J Physio. 2009; 587:4139-46.

19. Gillman S. Joint position sense and vibration sense: anatomical organization and assessment. J Neurol Neurosurg Psychiatry. 2002; 73:473-7.

20. Naito E, Roland PE, Henrik Ehrsson H. I feel my hand moving: a new role of the primary motor cortex in somatic perception of limb movement. Neuron. 2002; 36:979-88.

21. Rieman BL, Lephart SM. The sensorimotor system. Part II: the role of proprioception in motor control and functional joint stability. J Athletic Training. 2002; 1:80-4.

22. Naito E, Roland PE, Grefkes C, et al. Dominance of the right hemisphere and role of area 2 in human kinesthesia. J Neurophysiol. 2005; 93:1020-34.

23. Tanamas S, Hanna FS, Cicuttini FM, Wluka AE, Berry P, Urquhart DM. Does knee misalignment increase the risk of development and progression of knee osteoarthritis? A systematic review. Arthritis Rheum. 2009; 61:459-67.

24. Stillman BC, Tully EA, McMeeken JM. Knee joint mobility and position sense in healthy young adults. Physiotherapy. 2002; 88:553-60.

25. Shultz JS, Nguyen AD, Levine BJ. The relationship between lower extremity alignment characteristics and anterior knee joint laxity. Sports Health. 2009;1:54-60.

26. Dejour D, Bonin N, Locatelli E. Tibial antirecurvatum osteotomies. Oper Techn Sport Med. 2000; 8:67-70.

27. Fornalski S, McGarry MH, Csintalan RP, Fithian DC, Lee TQ. Biomechanical and anatomical assessment after knee hyperextension injury. Am J Sports Med. 2007; 36:80-4.

28. Di Fabio RP, Graf B, Badke MB, Breunig A, Jensen K. Effect of knee joint laxity on longloop postural reflex: evidence for human capsular-hamstring reflex. Exp Brain Res 1992; 90:189-200.