Oppervlakte-elektromyografie en bewegingsanalyse

VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Auteur(s): C. Riezebos
Titel: Oppervlakte-elektromyografie en bewegingsanalyse (3)
Jaargang: 26
Jaartal: 2008
Nummer: 5
Oorspronkelijke paginanummers: 200 - 229
Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor
(para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet-commercieel
gebruik.
Zonder kosten te downloaden van: www.versus.nl
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Oppervlakte-elektromyografie en bewegingsanalyse (III)
Praktische toepassingen
C. Riezebos
Chris Riezebos, Fysiotherapeut, Vakgroep Beweging & Analyse,
Opleiding Bewegingstechnologie, Haagse Hogeschool.
Inleiding
I
n deze derde en laatste aflevering van een serie artikelen over elektromyografie, bespreken we een
aantal toepassingen. Een mogelijke indeling van de toepassingen van elektromyografie vinden we
in tabel 1.
Toepassingen EMG
Diagnostiek:
Klinische diagnostiek (spierziekten, neurologische
doeningen etc.). Functiediagnostiek (Fysiotherapie)
aan-
Bewegingswetenschappelijk
onderzoek:
Biomechanica, Kinesiologie, Functionele morfologie t.b.v.
Sport, Ergonomie en Fysiotherapie
Myofeedback:
Perifere zenuwlaesies, Peestransposities, Myo-elektrische
prothesen (Targetted muscle reinnervation: TMR).
Tabel 1.
Wij bespreken in dit artikel de volgende voorbeelden van toepassingen van elektromyografie:
1. Epicondylitis lateralis
(Functiediagnostiek).
2. Flexie-relaxatie
(Functiediagnostiek).
3. Buikspieren en houding
(Functieonderzoek / Bewegingswetenschappelijk onderzoek.
4. Gewrichtsmoment en spier-actie (Bewegingswetenschappelijk onderzoek).
1. Epicondylitis lateralis
Epicondylitis lateralis (de “tenniselleboog”), ook wel “epicondyalgie” genoemd, is een aandoening
waarbij de patiënt pijn ervaart over de laterale zijde van de elleboog bij bijvoorbeeld knijpen, wringen
en de backhandslag tijdens tennis.
Pathologisch anatomisch is er sprake van ontstekingsverschijnselen en met name van een
angiofibroblastische hyperplasie in het origogebied van de m. extensor carpi radialis brevis op de
(4, 16, 36,56)
epicondylus lateralis van de humerus
.
Let wel: het gaat dus om de m.extensor carpi radialis brevis en niet om de m. extensor carpi radialis
longus (figuur 1).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 1.
Dorsolaterale zijde van de onderarm. Het gaat bij de tenniselleboog om een aandoening van de m.extensor carpi
radialis brevis.
Klassiek wordt deze aandoening geacht veroorzaakt te worden door “overbelasting”: te veel knijpen,
wringen of - vandaar de naam - teveel tennis spelen.
Merkwaardig is dat de "tennis-elleboog ook voorkomt bij mensen die in hun werksituatie niet zwaarder
tillen dan een potlood c.q. niet meer kracht leveren dan enkele grammen, nodig om de toetsen van
een computer-keyboard in te drukken.
Om het leven van de (para-) medicus te veraangenamen wordt momenteel de epicondylitis lateralis tezamen met vele
andere, totaal verschillende, ziektebeelden (carpaal tunnelsyndroom, PHS (periarthritis humero scapularis), tunnel van
Guyon-syndroom, M. Quervain, etc.) op één hoop gegooid en betiteld als RSI (repetitive strain injuries) of, tegenwoordig, als KANS (klachten van arm, nek en schouder).
(Heb je 4 tot 5 jaar gestudeerd om arts of fysiotherapeut te worden, komt er een patiënt bij je die zegt: “Ik heb klachten
in mijn arm, nek en schouder; weet u wat dat is?” en dan zeg je: “ik zie het al, u heeft een typisch geval van KANS”).
(54)
In 1953 schrijven Tournay en Paillard
een studie over de elektromyografische activiteiteit van de
m. extensor carpi radialis longus en brevis tijdens knijpen en het strekken van de pols en de vingers.
(58)
(5)
In twee zeer bekende leerboeken, Gray's Anatomy
en Muscles Alive , wordt naar dit onderzoek
verwezen met de volgende teksten:
".....the extensor carpi radialis longus which is much less active than the brevis in pure wrist extension, (Tournay, Paillard)
even when this is rapid. In contrast the longus is synergically much more active than the brevis in grasping or
clenching". (Citaat uit Gray's Anatomy).
“The two radial extensors of the wrist were the early special subject of electromyographic examination by Tournay
and Paillard (1953). They showed that during pure extension of the wrist the extensor carpi radialis brevis is much
more active than the longus, whether the movement is slow or fast. Actually, except with fast extension, the longus
was essentially inactive. However, the roles of the two muscles are completely reversed during prehension or fistmaking; now the longus is very active as a synergist”. (Citaat uit Muscles Alive).
De m. extensor carpi radialis longus zou dus actief zijn bij knijpen c.q. een vuist maken en de brevis
bij het strekken van de pols en vingers.
Dat is een uiterst merkwaardige verwijzing naar de literatuur, want nergens in de tekst van het het
originele artikel wordt deze conclusie getrokken. Ook de door Tournay en Paillard gepresenteerde
myogrammen laten bovenstaande conclusie niet toe. Deze myogrammen laten helemaal niet zien dat
er een “omkering” is van de activiteit van de longus en de brevis bij knijpen en strekken (figuur 2).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 2.
Originele EMG-afleidingen uit het werk
van Tournay en Paillard (1953) (54).
Extension = strekken van de pols. Préhension = grijpen (knijpen). In het oorspronkelijke artikel wordt tussen beide
hier getoonde afleidingen ook nog die
van de radiaalabductie van de hand getoond. We laten deze hier weg voor de
duidelijkheid. Er zijn vier situaties waarvan 1 t/m 3 uitvoeringen zijn met steeds
meer kracht en 4 een uitvoering waarin
een korte bruuske beweging wordt gemaakt. De bovenste afleiding is steeds
de m. extensor carpi radialis longus en
de onderste de m. extensor carpi radialis brevis. Van een “omkering” van de
functies van de longus en de brevis bij
de “extension” c.q. de “préhension” is
evident geen sprake.
Nog merkwaardiger is het dat de
opmerkingen in genoemde leerboeken toch juist lijken te zijn. Inderdaad is de longus veel meer actief bij knijpen en de brevis veel
meer bij strekken van pols en vingers, zoals blijkt uit het door ons vervaardigde myogram in figuur 3.
Figuur 3.
Door ons vervaardigde myogrammen van de
m. extensor carpi
radialis
longus
(ECRL) en brevis
(ECRB). Bij knijpen is de ECRL
het meest actief
en bij strekken
van pols en vingers de ECRB.
Zeker bij krachtig knijpen waarbij de pols in de close-packed position wordt gebracht (radiaal
abductie) is de activiteit van de longus hoger dan die van de brevis. (Het moment naar radiaal
abductie is voor de longus door zijn ligging en aanhechting op het os metacarpale II veel groter dan
dat voor de brevis welke aanhecht op het os metacarpale IIII en dus de as voor radio-ulnaire abductie
(44)
van de pols vrijwel snijdt). Dit wordt ondersteund door elektromyografisch onderzoek van Riek
,
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
bijna 50 jaar na Tournay en Paillard, die eveneens vindt dat de brevis actiever is dan de longus bij
strekken van de pols terwijl de longus veel actiever is bij radiaal abductie dan de brevis.
Merkwaardigerwijs is er bij de tenniselleboog, die verondersteld wordt veroorzaakt te worden door
excessief knijpen, wringen etc., sprake van een aandoening van een spier (de brevis) die normaal
gesproken veel minder actief is bij deze activiteit dan de longus. Het lijkt wel alsof de "verkeerde" spier
wordt "overbelast".
(45)
In 1988 schreven wij in dit tijdschrift een artikel over dit probleem, getiteld "De tennispols" . Daarin
werd de volgende hypothese geformuleerd over de oorzaak van de epicondylitis lateralis. De brevis
loopt over de derde straal en de longus over de tweede. Aanspanning van de brevis veroorzaakt
primair een kanteling naar dorsaal van het os lunatum terwijl aanspannen van de longus een kanteling
naar dorsaal van het os scaphoideum tot gevolg heeft. Als de beweging tussen lunatum en
scaphoideum "op is", wordt het aanliggende bot in de kanteling mee achterover getrokken. Als de
longus dus wordt aangespannen, kantelt in eerste instantie het os scaphoideum (heel even)
achterover ten opzichte van het os lunatum. Als de bewegingsmogelijkheid tussen beide polsbotten
opgebruikt is, trekt het scaphoideum via de gewrichtsligamenten het os lunatum mee in dorsaalflexie.
Bij aanspannen van de brevis gebeurt precies het omgekeerde: in dat geval trekt het lunatum, nadat
diens dorsaalflexiemogelijkheid ten opzichte van het scaphoideum is opgebruikt, dit laatste bot mee in
de achteroverkanteling. (De kinematica van het polsgewricht werd eerder in dit tijdschrift beschreven (25, 46)).
De gedachte was (en is) dat bij een functiestoring (gedefinieerd als een verplaatsing van de momentane rotatieassen van het gewricht, met als gevolg een vergrootte rolcomponent waardoor het gewricht in een beperkte eindstand dreigt te
subluxeren) van de dorsaalflexie- mogelijkheid van het scaphoideum ten opzichte van het lunatum, het
zenuwstelsel deze voor het gewricht schadelijke invloed zou inhibiëren, door in plaats van de longus
de brevis aan te sturen. Deze spier zou hiervoor niet aangepast zijn en met name de brede platte
pees op de epicondylus lateralis zou moeten worden "verbouwd", hetgeen kennelijk ook gebeurt,
gezien de pathologisch anatomische kenmerken van dit verbouwingsproces: ontsteking en
angiofibroblastische hyperplasie.
Waarom is de extensor carpi radialis brevis minder geschikt voor activatie tijdens knijpen met
gelijktijdige bewegingen in de elleboog (tennisen, wringen, etc.) dan de longus? Een mogelijke
verklaring hiervoor luidt als volgt. De origo van de brevis ligt in het gebied waar de flexie-extensie(32)
assen van de elleboog lopen
(figuur 4).
Figuur 4.
(34)
a. Lateraal aanzicht van de distale humerus (overgenomen uit McMinn
. Or is het origogebied van de
m.extensor carpi radialis brevis.
(32)
b. De rotatie-assen van de elleboog voor flexie-extensie (overgenomen uit London .
c. De figuren a en b over elkaar gelegd. De rotatie-assen van de elleboog blijken preccies in het origogebied
(31)
van de m.extensor carpi radialis brevis te liggen (zie ook: Lieber .
(34)
d. Preparaat van de elleboog (overgenomen uit McMinn
met daarin aangegeven de origo van (o.a.) de m.
extensor carpi radialis brevis (gemeenschappelijke pees voor tevens de m.extensor digitorum en de extensor
carpi ulnaris).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Bij flexie en extensie van de elleboog heeft dit tot gevolg dat spiervezels voorbij de gewrichtsas
kunnen draaien. Een verkorting moet dan plotseling overgaan in een verlenging of omgekeerd. We
proberen dit te verduidelijken met een eenvoudig model, vervaardigd in Interactive Physics (figuur 5).
De m. extensor carpi radialis longus hecht hoger op de humerus aan dan de brevis en heeft in iedere
positie een flecterend moment op de elleboog. Interne spanningsverschillen in de pees zoals bij de
brevis treden bij de longus dan ook niet op bij knijpen met gelijktijdige elleboogbewegingen.
Figuur 5.
a. Schematische weergave van
ventraal (V) en dorsaal (D) van
de rotatie-as (R) gelegen vezels
van de m.extensor carpi radialis
brevis.
b. Interactive physics model
van figuur a in de uitgangspositie. De ventrale en dorsale
vezels (V en D) zijn voorgesteld
als veren aan beide zijden van
de rotatie-as (R).
c t/m f. Opvolgende buigposities
van de onderarm. In figuur d
draaien beide veren (vezels)
door de rotatie-as heen.
g. Grafiek van de lengte van de
ventrale veer (vezel). Deze
wordt eerst korter en vanaf
positie d weer langer.
h.Grafiek van de lengte van de
dorsale veer (vezel). Deze
wordt eerst langer en vanaf
positie d weer korter.
(31)
Het mechanisme zoals voorgesteld in figuur 5 is door Lieber
in werkelijkheid vrijwel precies zo
gevonden. Metingen in vivo van de lengteveranderingen van de m.extensor carpi radialis brevis lieten
zien dat inderdaad sommige vezels eerst langer werden en dan korter en andere eerst korter en dan
langer.
(Overigens vindt Lieber een dubbelfasisch verlengings /verkortingsgedrag: langer - korter en weer langer, c.q. korter langer en weer korter in het traject van 0 tot 90 flexie. De verklaring hiervoor moet gezocht worden in meebewegingen
in de pols, waardoor de lengte van de brevis eveneens verandert).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Met name de plotselinge omslag van verkorten naar verlengen gaat volgens Lieber gepaard met zeer
grote krachten omdat de spier nu plotseling geforceerd excentrisch moet contraheren.
Zowiezo moge duidelijk zijn dat er grote verschillen in interne spanningen tussen de voorste en
achterste vezels van de peesplaat van de brevis bestaan. De ontsteking en de angiofibroblastische
hyperplasie kunnen naar ons idee goed begrepen worden als een ombouwproces, gericht op het
nivelleren van deze spanningsverschillen. Dit wordt ondersteund door het feit dat er vaak sprake is
van een zelf limiterende aandoening die ca. 2 jaar duurt. Gezien de halfwaardetijd van collageen (ca.
(1, 2)
300 dagen)
is deze periode ruim voldoende om een ombouw te bewerkstelligen.
Niet zeker is in hoeverre bovenstaande theorie met betrekking tot een functiestoring in het
polsgewricht enig waarheidsgehalte bevat. Een vergelijkende studie naar de EMG-activiteit bij
gezonde personen en mensen met een tenniselleboog bij knijpen en strekken van de pols en vingers,
zou meer duidelijkheid kunnen geven. De groep met een tenniselleboog zou bij het knijpen een
hogere activiteit van de m. extensor carpi radialis brevis moeten vertonen vergeleken met de gezonde
controle-groep.
Corroborerend met de gedachte dat een functiestoring van het polsgewricht ten grondslag ligt aan de
tenniselleboog is het in 2002 (dus 14 jaar na de publicatie van het artikel "De tennispols") verschenen
(51)
proefschrift van P. Struijs over de behandeling van de tennis elleboog .
Van een groep van 28 patiënten met een tenniselleboog verbeterde 62% na manipulatie van het os
scaphoideum (naar ventraal schuifdruk uitoefenen tijdens dorsaalflexie van de pols, overeenkomstig de technieken
zoals gedoceerd in de DAM-cursus) tegen slechts 22% na behandeling met een van de volgende
methoden: ultrageluid, dwarse fricties of spierrekken.
Alhoewel dit een ondersteuning is van de "tennispols" gedachte moet toch de volgende kanttekening
worden gemaakt. Naar ons idee is het succes van een therapie nooit een bewijs dat de gedachte
achter deze therapie, de theoretische basis, juist of onjuist is (de theorie kan bijvoorbeeld juist zijn,
doch de uitvoering van de behandeling fout en vice versa, er kunnen dubbelfouten in de theorie zitten
die elkaar opheffen, enz.). Het verifiëren c.q. falsificeren van de gedachte dat patiënten met een
tenniselleboog bij het knijpen veel hogere EMG-activiteit vertonen dan gezonden, zou een veel
directer bewijs vormen voor de theorie dat een functiestoring van het polsgewricht een epicondylitis
lateralis veroorzaakt. Een nog directer bewijs zou uiteraard het aantonen van deze functiestoring zelf
zijn. Dat is technisch echter nog niet zo eenvoudig te realiseren, alhoewel de prachtige
(in 46)
beeldvormende technieken van tegenwoordig
dit in de nabije toekomst wellicht mogelijk zullen
maken.
2. Flexie-relaxatie
Vooroverbuigen van de romp vanuit stand vindt plaats door zowel flexie in de lumbale wervelkolom
als in de heup. De verhouding waarin wervelkolom en heup flecteren tijdens vooroverbuigen van de
romp wordt hier verder aangeduid als het "pelvi-lumbale ritme". (In de literatuur spreekt men van het
(39, 49)
"lumbar pelvic rhythm"
).
De maximale bewegingsuitslagen tijdens vooroverbuigen van de romp bedragen 60 (lumbale
(15,
wervelkolom ) en 58 (heup) (door ons gemiddelde en afgeronde waarden van literatuurgegevens
21, 59)
. De spreiding van deze waarden is groot en varieert van 24 van de lumbale wervelkolom en 26
(15)
(21)
(59)
van de heup
tot 70 van de lumbale wervelkolom
en 72 van de heup .
Sterk geïdealiseerd, vereenvoudigd, en gebruikmakend van gemiddelde en afgeronde waarden is het
(15, 33, 39, 53)
pelvi-lumbale ritme als volgt te omschrijven
.
In het eerste deel van het vooroverbuigen van de romp is het aandeel van de lumbale wervelkom ca.
(15, 39)
twee keer groter dan het aandeel van de heup
. In het laatste deel van de beweging is het
(15, 39)
aandeel van de heup juist ca. twee keer groter dan dat van de lwk
. In het middelste traject van
het vooroverbuigen zijn de flexiebewegingen in de lumbale wervelkolom en heup ongeveer even groot
(15, 39)
. De weg terug, dus vanuit een voorovergebogen positie naar rechtopstaande stand, verloopt
(53)
vrijwel spiegelbeeldig
. In het eerste deel van het rechtopkomen vindt in de heup ongeveer twee
keer zoveel extensie plaats als in de lumbale wervelkolom terwijl tijdens het laatste deel van het
rechtopkomen juist in de lumbale wervelkolom de extensie ongeveer twee keer zo groot is als in de
(33)
heup
. In het middelste deel van het oprichttraject zijn de extensie bewegingen in lumbale
(33)
wervelkolom en heup ongeveer even groot .
In tabel 2 wordt een voorbeeld gegeven van het pelvi-lumbale ritme bij iemand met een maximale
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
heupflexiemogelijkheid vanuit de rechtopstaande stand wordt uiteraard gelimiteerd door de
verlengingsmogelijkheden van de hamstrings. De maximale heupflexie met een gebogen knie
Rompflexie
( )
LWK-Heup
ratio
Flexie LWK ( ) (max. =
50 )
Flexie Heup ( )
(max. = 49 )
0 - 33
2
22
11
33 - 66
1
16.5
16.5
66 - 99
0.5
11
22
Tabel 2.
LWK = lumbale wervelkolom. max. = maximaal mogelijke bewegingsuitslag naar flexie .
Grafisch stellen we het pelvi-lumbale ritme (als in tabel 2) voor in figuur 6.
Figuur 6.
Grafische weergave van het vooroverbuigen met een pelvi-lumbaal ritme als in tabel 2. Met het blote oog valt dit
niet of nauwelijks waar te nemen. Bijvoorbeeld video-registratie of versnellingsopnemers kunnen hier dienstig
zijn.
Tijdens het vooroverbuigen vanuit stand contraheren de rugspieren (excentrisch) om de flexie van de
wervelkolom te begeleiden. Merkwaardigerwijze stopt de activiteit van de m. erector spinae echter op
een bepaald moment; de elektromyografische activiteit valt (vrijwel) geheel weg c.q. neemt sterk af
(figuur 7).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 7.
Principe van de flexie-relaxatie. Tijdens het vooroverbuigen valt ergens tussen positie b en c de activiteit van de
rugspieren (links en rechts) geheel weg. Bij het weer opstrekken gaan de rugspieren ergens tussen positie c en d
weer aan. De activiteit tijdens het vooroverbuigen is lager dan die tijdens het weer opstrekken.
(55).
De EMG-activiteit van de rugspieren in het onderste deel van de figuur is overgenomen van Triano
(18)
Het hierboven getoonde fenomeen werd in 1955 door Floyd en Silver
voor het eerst benoemd als
het "Flexion Relaxation Phenomenon" (FRP). Het verschijnsel zelf werd overigens al eerder
(3)
beschreven door C. Allen in 1948 .
Wij zullen in dit artikel steeds de naam "flexie-relaxatie" gebruiken.
Het oorspronkelijke werk van Floyd en Silver wordt getoond in figuur 8.
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 8.
Het oorspronkelijke werk van Floyd en Silver
(18)
uit 1955. De flexie-relaxatie treedt op in de
posities c en d.
Sindsdien werd en wordt er een grote hoeveelheid onderzoek verricht naar dit fenomeen. In figuur 9
wordt de flexie-relaxatie weergegeven zoals gemeten door verschillende onderzoekers.
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 9.
Flexie-relaxatie zoals gevonden door verschillende onderzoekers.
(29)
(50)
(49)
(28)
(22)
(41)
a. Kuriyama . b. Solomonov . c. Sihvonen . d. Kippers . e. Hashemirad . f. Olson . g. Descarreaux
(11)
(13)
. h. Dickey .
Te zien is dat de EMG activiteit van de rugspieren tijdens het vooroverbuigen lager is dan tijdens het
weer omhoogkomen vanuit de maximaal gebogen stand. Dit wordt veroorzaakt door de intrinsieke
eigenschap van spieren dat bij excentrische contracties ca. 30% meer kracht geleverd kan worden
(28)
dan bij concentrische contracties .
In de literatuur wordt over het algemeen aangegeven dat flexie-relaxatie bij alle gezonde proefperso(18, 21, 23, 29, 37, 48)
nen optreedt
.
Soms wordt vermeld dat er in een groep gezonde proefpersonen toch een aantal zijn waarbij geen
(10, 13, 49)
volledige relaxatie optreedt, doch wel een hoge mate van vermindering van het EMG-signaal
.
Er bestaat ten aanzien van de flexie-relaxatie een duidelijk verschil tussen gezonde proefpersonen en
patiënten met chronische lage rugklachten (in de literatuur aageduid als CLBP = chronic low back
pain). Over het algemeen treedt bij deze patiënten de flexie-relaxatie niet op. In sommige
(10, 29, 48)
onderzoeken treedt zelfs bij geen der deelnemende patiënten flexie-relaxatie op
.
In andere onderzoeken is echter in wisselende mate sprake van al of geen aanwezigheid van flexorrelaxatie (zie tabel 3).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Auteur
Aantal
patiënten
% wel
FR
% geen
FR
105
68
32
11
45
55
Neblett R. et al. (37)
54
30
70
(43)
10
40
60
87
59
41
Floyd W. et al. (18)
Heinonen P. et al.
Paquet N. et al.
Sihvonen T. et al.
(23)
(49)
Tabel 3.
FR = flexie-relaxatie
Behalve bij vooroverbuigen vanuit stand, treedt flexie-relaxatie ook op bij het aannemen van een in
(9, 18
elkaar gezakte zithouding
). In zit treedt de flexie-relaxatie echter op in het thoracale deel van de
(9)
m. erector spinae en veel minder in het lumbale gedeelte, zoals in stand het geval is.
Het flexie-relaxatie fenomeen wordt geacht een gevoelige, betrouwbare en valide parameter te zijn
(19)
om patiënten met lage rugklachten te onderscheiden van gezonde personen .
Meestal wordt het optreden van de flexie-relaxatie "verklaard" doordat aan het eind van de
flexiebeweging van de lumbale wervelkolom passieve structuren (ligamenten, fasciebladen alsmede
(11, 13, 18, 22, 29, 50, 52)
de ontspannen (uitgerekte) rugspieren zelf) op spanning komen
.
(22)
Sommige studies ondersteunen, volgens de auteurs, deze gedachte. Hashemirad et al.
vinden dat
bij lenige personen de flexie-relaxatie in meer gebogen posities optreedt dan bij minder lenige. Dit
ondersteunt volgens hen de gedachte dat de ligamenten in de uiterste standen de krachten opnemen.
(50)
Solomonow et al.
vinden dat na een flexiepositie van 10 minuten de flexie-relaxatie pas later
optreedt. Dit zou te begrijpen zijn uit het "kruipgedrag" van collageen bindweefsel. (Kruip (Eng. "creep") is
het verschijnsel dat een structuur langer wordt terwijl de belasting gelijk blijft). Omdat de passieve
bindweefselstructuren "opgerekt" zouden zijn, kunnen zij minder spanning op nemen en moeten de
spieren dus langer aanblijven, c.q. bij het weer oprichten vanuit de voorovergebogen positie eerder
aangaan. De hele flexie-relaxatie periode verkort hier dus door. Dit ondersteunt volgens de
onderzoekers de gedachte dat passieve structuren de krachten opnemen tijdens de flexie-relaxatie.
Andere onderzoeken werpen echter vraagtekens op bij deze theorie van de ligamentaire
krachtopname tijdens de flexie-relaxatie.
(13)
Dickey et al.
vinden dat na honderd maal vooroverbuigen zonder en met een uitwendig
toegevoegde belasting (5 - 10 kg) de flexie-relaxatie weliswaar later optrad, doch dat gebeurde veel
duidelijker in de onbelaste dan in de belaste situatie. Dat past helemaal niet bij "creep" theorie van
(50)
Solomonow . Dickey et al. schrijven dan ook: "It appears that the flexion–relaxation phenomenon is
not solely a function of passive tissue loading" (13).
Wat met name pleit tegen de gedachte dat ligamenten en soortgelijke bindweefselstructuren de
krachten opnemen is het feit dat een ligament c.q. collageen bindweefsel helemaal niet geleidelijk aan
op spanning komt aan het einde van de bewegingsuitslag. De knie "valt"" in de slotextensie: het
extenderen kost niet steeds meer kracht naarmate de knie verder gestrekt staat. Hetzelfde valt gemakkelijk te demonstreren aan bijvoorbeeld de elleboog en de pols. Ook een goed uitgevoerd passief
onderzoek van bijvoorbeeld het glenohumerale gewricht laat zien dat er sprake is van een stotende
eindstand en niet van een langzaam toenemende verende slotweerstand.
De gedachte dat ligamenten en dergelijke structuren elastische, langzaamaan op spanning komende
structuren zijn, is een misvatting. Collagene bindweefselstructuren gedragen zich niet als elastiek
maar als touw. Touw komt op een zeer bepaald moment op spanning. Enkele graden voor de
eindstand doet het niets en een klein stukje verder is de spanning "ineens" maximaal. (Toussaint et al.
wijzen hier ook op in verband met het gegeven dat de maximale flexiepositie in vivo enkele graden
minder is dan in vitro: " ...the resistance provided by the ligaments will dramatically decrease when reducing
(52)
the flexion with a few degrees"
.
Dat de ligamenten van de wervelkolom naarmate de flexie vordert niet geleidelijk aan steeds meer op
spanning komen kunt u overigens ook heel goed bij u zelf waarnemen. Ga rechtop zitten en laat u
plotseling geheel passief “in elkaar zakken“ (figuur 10).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 10.
Vanuit de rechtopzittende houding kunt u in de
maximale stand "ploffen". Er is geen sprake van
een geleidelijke afremming van de beweging door
het op spanning komen van "elastische ligamenten".
U merkt dat u met een klap in de eindstand belandt en niet langzaamaan wordt afgeremd.
We proberen het voorgaande te verduidelijken met
een model in Interactive Physics (figuur 11).
Figuur 11.
Model van twee wervels met ligamenten van touw (linker
kolom) en elastiek (rechter kolom). Tijdens de flexie doet het
touw niets (a t/m c) totdat het net gestrekt staat (c). Daarna
loopt de spanning zeer snel (vrijwel momentaan) op en
bereikt vrijwel direct een stabiele eindspanning (c naar d).
Het elastiek daarentegen laat een geleidelijk toenemde
weerstand zien (van a naar d).
Ligamenten gedragen zich veel meer als touw dan als
elastiek.
Van belang hierbij is het onderzoek van Descarreaux
(11)
et al
. Hierbij werd gekeken naar het effect van
vermoeidheid, opgewekt door langdurige statische
contracties in buiklig met het bovenlichaam horizontaal en los van de onderlaag, op de flexierelaxatie.
De merkwaardige vondst was dat de flexie-relaxatie
bij vermoeidheid 5 - 8 eerder optrad (dus al in een
minder ver voorovergebogen positie). Bij het weer
rechtop komen vanuit de maximaal voorover gebogen
positie bleek dat de spieren pas later (ca. 7 - 8 )
weer aangingen, dus in een meer opgerichte positie
dan normaal. De flexie-relaxatie begon dus eerder en
hield pas later op dan zonder vermoeidheid. Dit is
uiteraard niet te begrijpen uit het op spanning komen
van passieve elastische structuren. Deze zouden nu
immers eerder dan normaal en dus verder vóór de
eindstand naar flexie, op spanning moeten komen en
dat is niet voorstelbaar.
Precies hetzelfde wordt gevonden door Olson et al.
(41)
bij vermoeidheid van de lage rugspieren door 9
minuten lang continu herhaald vooroverbuigen en
weer oprichten van de romp. Ook hierbij gaan de
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
rugspieren eerder uit bij het vooroverbuigen en pas later weer aan bij het weer oprichten. Dit
onderzoek is nog opvallender dan dat van Descarreaux omdat bij Olson vermoeidheid werd verkregen
door herhaaldelijk maximaal buigen en weer oprichten van de romp. Hierdoor zou te verwachten zijn
dat door het optreden van het kruip-verschijnsel de flexie-relaxatie juist later zou optreden in plaats
van eerder. De auteurs stellen dan ook: "Overall, the results of this study as well as from others (....)
challenge the load sharing mechanism as the only component in the explanation of the FRP" (flexion
relaxation phenomenon) (41).
Flexie-relaxatie treedt overigens ook onder normale omstandigheden, dus zonder voorafgaande
cyclische bewegingen c.q. vermoeidheid, al op voordat de maximale flexiestand in de lumbale
wervelkolom wordt bereikt.
De mate van rompflexie waarbij de flexie-relaxatie optreedt, ligt bij ongeveer 84% van de maximale
(10, 21)
(27)
flexie van de lumbale wervelkolom
. Kippers et al. vinden dat de flexie-relaxatie optreedt bij 2/3
van de maximale rompflexie, waarbij de flexie van de lumbale wervelkolom 89% bedraagt van de
maximaal mogelijke uitslag.
Zelfs bij het uitoefenen van krachten (via een katrolsysteem optillen van gewichten) treedt de flexierelaxatie al op bij 90 rompflexie en het is niet aannemelijk dat de lumbale wervelkolom op dat mo(24)
ment al in volledige flexie staat
(figuur 12).
Figuur 12
(24)
Overgenomen uit Holleran
. De getoonde rompflexiestanden bestaan uit heupflexie plus flexie van de lumbale
wervelkolom. In de rechtopstaande stand en bij een rompflexie van 45 trekt de proefpersoon steeds harder
tegen een weerstand in (flexiemoment), de rugspieren vertonen hierbij steeds hogere activiteit. Al vanaf 90
rompflexie valt de activiteit van de m.erector spinae vrijwel geheel weg, ook bij relatief grote flexiemomenten. Het
is niet erg waarschijnlijk dat de lumbale wervelkolom hierbij al in de volledige flexiestand staat.
(42)
Uit de data van een recentelijk onderzoek van Olson en Solomonow
blijkt duidelijk dat de flexierelaxatie al optreedt voordat de lumbale wervelkolom zijn maximale flexiestand heeft bereikt (figuur
13).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 13.
(42)
Overgenomen uit Olson en Solomonow
. De maximale flexie van de lumbale wervelkolom wordt pas ruim na
het optreden van de flexie-relaxatie (FR) bereikt. De maximale flexie van de romp (bestaande uit flexie van de
heup plus flexie van de wervelkolom) wordt bereikt op het moment dat ook de lumbale wervelkolom zijn
maximale flexie bereikt.
Een alternatieve verklaring van het optreden van het flexie-relaxatie fenomeen is eerder in dit tijd(30)
schrift gepresenteerd door Lagerberg . Door deze auteur wordt gewezen op het feit dat de lumbale
wervels een zeer geringe axiale rotatie-mogelijkheid bezitten. In de literatuur worden waarden gevon(6, 7, 40, 47)
den tussen 0.6 en 3 per wervel naar één zijde
.
In figuur 14 geven we de
resultaten van een literatuurreview naar de rotatiemogelijkheden (naar één zijde) van
de lumbale wervelkolom in
vitro en in vivo uit het werk
(47)
van SariAli .
Het kinematische "nut" van
deze geringe rotatiemogelijkheden voor de alledaagse
bewegingen van de wervelkolom is niet erg duidelijk.
Dat de natuur heel wel in
staat is om grote rotatie-uitslagen in de wervelkolom te
bewerkstelligen blijkt wel uit
de rotatie-mogelijkheden van
de cervicale wervelkolom.
Figuur 14.
(47)
Overgenomen uit SariAli
.
Maximale rotaties naar één zijde
van de lumbale wervels in vitro
(max. = 2.5 ) en in vivo (max. =
1.5 ). Gedetailleerde literatuur
(47)
verwijzingen in SariAli
.
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Wellicht dat de geringe rotatiemogelijkheden van de lumbale wervelkolom beter kunnen worden be(30)
grepen in een andere functie en wel het vergrendelen van de wervelkolom .
Door de lumbale wervels te roteren zou vormsluiting op kunnen treden die de wervelkolom vergrendelt
naar flexie. In feite staan de wervels daarbij in een close-packed position. (Zie voor een gedetailleerde
(30)
beschrijving van dit mechanisme het werk van Lagerberg ). Wij hebben nergens in de literatuur een
dergelijke verklaring gevonden. Wel is er enig indirect bewijs dat deze originele hypothese ondersteunt.
(14)
Zo vinden Drake et al.
dat juist in flexie het de minste moeite kost om de lumbale wervelkolom te
roteren: de passieve stijfheid naar axiale rotatie is in die positie het laagst. Tegelijkertijd is de te
bereiken hoekstand het grootst. Ook hiervan is het “nut” voor het alledaags bewegen niet erg duidelijk.
Een meer directe aanwijzing van het rotatie-vergrendelingsmechanisme is te vinden in het werk van
(26)
Kingma et al.
. Deze bewegingswetenschappers vinden dat bij asymmetrisch tillen het geleverde
rotatie-moment toeneemt naarmate de last asymmetrischer is verdeeld over beide armen, terwijl het
totale moment gelijk blijft. Dit komt doordat het flexie-moment navenant vermindert naarmate het
rotatie-moment toeneemt. Dit is precies wat het rotatie-vergrendelingsmechanisme volgens Lagerberg
inhoudt.
In de toekomst zullen door ons studies worden verricht naar de EMG-activiteit van de m. erector
spinae tijdens rotaties van de lumbale wervelkolom in verschillende geflecteerde posities. Tevens
verdient het aanbeveling onderzoek te doen naar de activiteit van de rugspieren in verschillende
zithoudingen. Wellicht dat hierdoor meer inzicht kan worden verkregen in het fenomeen van de flexierelaxatie.
De klinische betekenis is in ieder geval dat al sinds 1955 bekend is dat de grote groep patiënten met
zogenaamd "aspecifieke lage rugklachten" tenminste uit twee subgroepen blijkt te bestaan: een groep
met en een groep zonder flexie- relaxatie. Het lijkt ondenkbaar dat beide groepen bij een zelfde
behandeling gebaat zouden zijn. Voor de hand ligt natuurlijk, in het licht van voorgaande beschouwing, het nader onderzoeken van de rotatiemogelijkheden van de lumbale wervelkolom in relatie tot
het al of niet aanwezig zijn van het flexie-relaxatie fenomeen. Het scheppen van duidelijkheid in deze
lijkt een mooie taak voor de richtlijnen-commissies.
3. Buikspieren en houding
Zouden de personen in figuur 15 zwakke kniestrekkers (a) c.q. zwakke rugspieren (b) hebben?
Figuur 15.
a. Zwakke kniestrekkers?
b. Zwakke rugstrekkers?
Nee, natuurlijk niet! Om zo te staan als in de
afbeeldingen zijn juist hele sterke kniestrekkers en
rugspieren nodig, omdat de momentsarmen van de
zwaartekracht groter zijn dan in de rechtopstaande
stand. Iemand met uitval van de m. quadriceps femoris
staat dan ook met zoveel mogelijk passief overstrekte
knieën en iemand met een parese van de rugspieren
staat met een achteroverhangende romp en absoluut
zeker nooit als weergegeven in figuur 15.
Dit principe geldt eveneens bij beschouwingen over de
rol welke de buikspieren bij de houding zouden spelen.
Een veel gehoorde gedachte is dat zwakke buikspieren
(mede) ten grondslag kunnen liggen aan een "slechte",
"verkeerde", "slappe" houding (figuur 16).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 16.
Enkele van het internet gehaalde afbeeldingen waarin de gedachte wordt weergegeven dat zwakke buikspieren
oorzaak zijn van een "slechte" houding.
Dit "houdingsverval" kan zelfs rugklachten tot gevolg hebben. De therapie is dan duidelijk: versterk de
buikspieren, de houding verbetert daardoor en de klachten verminderen of verdwijnen.
“De goede houding”, al of niet gekoppeld aan goed ontwikkelde buikspieren, heeft van oudsher in de
wereld van de gymnastiek c.q. de fysiotherapie in de belangstelling gestaan. Vanaf de Filantropijnen
(Gutsmuths, Pestalozzi), via TurnVater Jahn, Herbart, Per Henrik Ling (Zweedse School) , Appleton,
Staffel, het trio Reys, Dekkers en Penders (Haagse School), Gaulhofer (Oostenrijkse School), tot de
tegenwoordige naamlozen op het Internet (zie figuur 16). En steeds weer wordt de absolute misvatting
verkondigd dat de buikspieren een rol spelen bij deze “goede houding”.
(38)
Een voorbeeld uit de moderne tijd is het volgende citaat :
“Anterior tilting (van het bekken) will increase the lumbar lordosis and commonly is a result of
weakness in the abdominal muscles and tightness in the iliopsoas”.
De positie van het bekken speelt in de beschouwingen over de houding een centrale rol. In het
algemeen komt het er op neer dat een “voorover” gekanteld bekken geacht wordt samen te hangen
met een “foute” houding en een “achterover” gekanteld bekken met een “goede” houding. Het
probleem hierbij is dat zelden of nooit wordt aangegeven ten opzichte waarvan deze kanteling wordt
bedoeld. Immers, het bekken kan achteroverkantelen ten opzichte van de benen (in het heupgewricht)
of ten opzichte van de wervelkolom (sacrum ten opzichte van L5). In de rechtopstaande stand wordt
als “slappe” , “verkeerde” c.q. “foute houding de situatie bedoeld waarin het bekken zowel ten opzichte
van de benen als ten opzichte van de wervelkolom voorover is gekanteld. In de “goede” houding staat
het bekken dan ten opzichte van beiden acherovergekanteld (ook wel “turnhouding” genoemd).
(35)
Een aardige illustratie van deze twee uitersten wordt gevonden in het werk van Bess Mensendieck
(1867- 1957) in het boek “Anmut der Bewegung im täglichen Leben” (1923) (figuur 17). (Anmut
betekent zoiets als “bevalligheid” of “bekoorlijkheid”).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 17.
(35)
"Goede" en "slechte" houding volgens Bess Mensendieck .
Intermezzo
Zelfs de psychische gesteldheid wordt geacht samen te hangen met de houding zoals blijkt uit het onderschrift bij de
“slappe” houding: “Welche Art von Psyche mag diese Fleisch beseelen?”.
Het toekennen van psychologische kenmerken aan een bepaald lichaamstype was in de dagen van Mensendieck
overigens bon ton. Bekende auteurs zijn Ernst Kretschmer (1888 - 1964) met het boek “Körperbau und Character”
(1921) waarin een indeling wordt gemaakt in asthenische (leptosome), atletische en picnische lichaamstypen met
bijpassende karakters: de introverte, zwaarmoedige asthenicus en de extraverte, vrolijke picnicus. Een gelijksoortige
indeling is die van William Sheldon (1898 - 1977) die de mensheid indeelde in ectomorphe, mesomorphe en endomorphe lichaamstypen met gelijksoortige psychologische kenmerken als bij Kretschmer.
Het is uiteraard niet mogelijk in de rechtopstaande stand met de buikspieren het bekken achterover te
kantelen ten opzichte van de benen. Deze spieren lopen immers niet over het heupgewricht en
kunnen dus geen momenten hierover leveren. Om precies dezelfde redenen is het niet mogelijk om
bijvoorbeeld met de m. quadriceps in rechtopstaande stand de voeten te dorsaalflecteren.
Het bekken achteroverkantelen ten opzichte van de benen in de rechtopstaande stand moet gebeuren
door de extensoren van de heup. Deze observatie werd al in 1950 geciteerd in het werk van Burt et al.
(8)
, die overigens heilig geloven in de schadelijke effecten van de “faulty posture”:
“Moreover, as Wiles has pointed out, contraction of the abdominal muscles unaccompanied by contraction of the glutei has no effect in tilting the pelvis, and therefore no effect in correcting lordosis ” (8).
In stand is er weliswaar een zekere elektromyografische tonische activiteit van de buikspieren - met
name van de m. obliqui abdominis internus en externus - maar deze activiteit is gerelateerd aan resp.
(17)
(12, 20)
het beschermen van de canalis inguinalis
en de ademhaling
.
Met de “normale” of “goede” houding hebben de buikspieren echter niets van doen. Er bestaat geen
enkele significante correlatie tussen buikspierkracht en bekkenkanteling (correlatiecoëfficiënt 0.18),
noch tussen buikspierkracht en lumbale lordose (correlatiecoëfficiënt 0.06) en zelfs niet tussen
(57)
lumbale lordose en bekkenkanteling (correlatiecoëfficiënt 0.32) .
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
“This study demonstrates the need for a reexamination of clinical practices based on assumed relationships of abdominal muscle performance, pelvic tilt, and lordosis” (57).
In een gelijksoortige studie werd evenmin een verband aangetroffen tussen bekkenkanteling en de
(60)
diepte van de lordose . Deze onderzoekers merken op:
“The use of abdominal muscle strengthening exercises or stretching exercises of the back and onejoint hip flexor muscles to correct faulty standing posture should be questioned” (60).
Of de buikspieren c.q. de rugspieren moeten aanspannen voor het handhaven van de positie van de
romp ten opzichte van het bekken in de rechtopstaande stand, hangt af van de houding die iemand inneemt. Floyd en Silver (de “ontdekkers” van de flexie relaxatie, zoals hiervoor beschreven) verrichtten
(17)
al in 1950 elektromyografisch onderzoek naar de activiteit van de buikspieren in stand . Zij vonden
dat in stand met een naar voren geneigd bovenlichaam de buikspieren elektromyografisch stil zijn, terwijl in achterover geneigde positie van de romp de buikspieren juist activiteit vertonen. De m. erector
spinae vertoont precies het omgekeerde gedrag (figuur18).
Figuur 18.
In stand met achterover
geneigde romp zijn de
buikspieren actief en de
rugspieren stil. Bij voorover
geneigde romp zijn de
buikspieren
stil
en
de
rugspieren actief.
De electromyogrammen zijn
overgenomen van Floyd en
Silver. De mensfiguren zijn
door ons toegevoegd ter
verduidelijking.
Wij hebben dit experiment herhaald met gezonde jonge proefpersonen
Bewegingsechnologie) en vinden (uiteraard) precies hetzelfde (figuur 19).
(studenten
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 19.
a. Activiteit van de buikspieren bij een maximaal willekeurige contractie van ca. 10 seconden in de aangegeven
houding (twee maal gemeten).
b. In de "turnhouding"zijn de buikspieren stil en in de "slappe" houding is de activiteit ca. 20-25% van de activiteit
als gemeten bij de maximaal willekeurige contractie.
De afgebeelde persoon is niet een student van de opleiding Bewegingstechnologie, maar is overgenomen uit
(35)
Mensendieck
Mensendieck ter verduidelijking)
De conclusie is duidelijk: om in de “slappe” houding te kunnen staan, heb je sterke buikspieren nodig.
Waarom dat zo is, wordt verduidelijkt met een model (vervaardigd in Interactive Physics) (figuur 20).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 20.
Model van de "goede" en "slechte"
(35)
houding volgens Mensendieck
in Interactive Physics. L =
draaipunt wervelkolom (L5-S1). H
= draaipunt van het heupgewricht.
E = extensoren van de heup. Z =
deelzwaartepunt
van
hoofdarmen-thorax. R = rugspieren (m.
erector spinae). B = buikspieren
(m. rectus abdominis). Verdere
verklaring in de tekst.
In figuur 20 (a en b) wordt nogmaals de "goede"en "slechte"
houding volgens Mensendieck
getoond. Figuur c en d zijn Interactive Physics modellen van
a en b. In de "goede" houding
(c) projecteert het deelzwaartepunt (Z) van hoofd-armenromp (HAR) ventraal van het
draaipunt L5-S1 (L) en ventraal
van het heupgewricht (H). In
de "slechte" houding (d) projecteert het deelzwaartepunt
(Z) juist dorsaal van L en
(evenals in c) ventraal van het
heupgewricht (H).
In beide gevallen moeten dus
heupextensoren (E) actief zijn
om voorover vallen te voorkomen.
Omdat in c en d nog geen
rompspieren aan de modellen
zijn toegevoegd, blijven ze zo
niet staan, doch vallen respectievelijk voorover (e) en
achterover (f).
In g en h zijn resp.rugspieren
(R)
en
buikspieren
(B)
toegevoegd en blijven de
modellen in resp. de "goede"
en "slechte" houding staan.
4. Gewrichtsmoment en spier-actie
In figuur 21 wordt iemand getoond die een halter op twee subtiel verschillende wijzen vasthoudt.
De vraag is: heeft dit gevolgen voor de spieractiviteit nodig om de arm in de getoonde posite te
houden en zo ja, waarom is dat zo? We zullen ons hierbij uitsluitend richten op de m. biceps brachii
(caput longum) en de m. pronator teres.
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 21.
In a en b wordt de halter op
iets andere wijze vastgehouden. De vraag is òf - en
zo ja wèlke - invloed dit
heeft op de elektromyografische activiteit van de
m. biceps brachii en de m.
pronator teres.
Wellicht is het aardig om op
dit moment zelf een voorspelling te doen over het al of niet
verschillen van de activiteit
van beide spieren in de twee
getoonde posities en tevens
de achterliggende verklaring
te bedenken, alvorens verder
te lezen.
Het verschil in vasthouden wordt toegelicht in figuur 22.
Figuur 22.
In a wordt de halter aan de ulnaire kant en in b aan de radiale kant vastgehouden. (Zie ook figuur 21 a en b).
In figuur 23 geven we de gelijkgerichte, afgevlakte EMG signalen bij het afwisselend vasthouden van
de halter p beide manieren.
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Figuur 23.
Gelijkgerichte,
afgevlakte
elektromyogrammen van de
m. bicceps brachii en de m.
pronator teres bij afwisselend vasthouden van de
halter aan de ulnaire c.q. de
radiale zijde.
Verdere verklaring in de
tekst.
We zien een precies tegengestelde activatie van beide spieren bij de twee verschillende manieren
van vasthouden: als de activiteit van de pronator teres hoog is, is die van de biceps laag en omgekeerd. De vraag is: waarom is dat zo? (figuur 24).
Figuur 24.
FE-as = Flexie-Extensie-as van de elleboog. PS-as = pro-supinatie-as van de elleboog. FM = benodigde
flecterend moment door de elleboogbuigers. PMs = benodigd pronerend moment door de pronatoren van de
elleboog (a). SMs = benodigd supinerend moment door de supinatoren van de elleboog (b). Hr = gewicht van de
radiale helft van de halter. Hu = gewicht van de ulnaire helft van de halter (Hr = Hu). r = momentsarm van Hr tot
de hand. u = momentsarm van Hu tot de hand. In a is r goter dan u, in b is u groter dan r. Smg (in a) = supinerend
moment op de elleboog door de naar radiaal uitstekende halter (r ×Hr > u × Hu). PMg (in b) = pronerend moment
op de elleboog door de naar ulnair uitstekende halter (u × Hu > r × Hr).
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
Zowel de m. biceps brachii als de m.pronator teres zijn flexoren van de elleboog. Echter, de twee
spieren bezitten tegengestelde functies over de pro-supinatie-as. De m. pronator teres proneert (wie
had dat verwacht) en de m. biceps brachii supineert.
Voor de te leveren flexiekracht maken beide vasthoud-posities geen verschil: het moment over de
elleboog is in beide gevallen even groot, n.l. (Hr + Hu) maal de afstand tot de elleboog-as (niet
weergegeven in de figuur). Daar kan het hem dus niet in zitten.
In figuur 24a steekt het gewicht verder naar radiaal uit dan naar ulnair. Alhoewel de krachten
(gewichten) Hr en Hu even groot zijn (beide bolletjes van de halter zijn even zwaar), is door het naar
radiaal uitsteken van de halter de momentsarm van Hr (r) tot de pro-supinatie-as (PS-as) groter dan
de momentsarm van Hu (u) tot de pro-supinatie-as. Er is daardoor een netto resulterend moment van
het gewicht naar supinatie (SMg). Om dit supinerende moment in evenwicht te houden is er een door
de spieren te leveren pronerend moment (PMs) nodig. Er is over de elleboog dus gelijktijdig een
flecterend plus een pronerend moment nodig. Het zenuwstelsel "weet" dat de pronator dit allebei kan
leveren en kiest dan ook voor deze spier.
In figuur b steekt de halter verder naar ulnair uit en is de verklaring precies tegengesteld aan die
hierboven. Er is nu juist een pronerend moment van de halter (PMg) en daarom is een spier nodig die
een supinerend moment (SMs) levert en gelijktijdig een flecterend moment geeft. De m. biceps brachii
geeft beide componenten en het zenuwstelsel kiest dan ook voor deze spier.
De betekenis van het voorgaande is dat het zenuwstelsel op basis van de gevraagde
momentenverdeling kiest voor de ene of andere spier. Het voorbeeld maakt hopelijk duidelijk hoe
subtiel de handeling kan verschillen met toch grote activatieverschillen van spieren. In het dagelijks
leven speelt dit een rol bij het gebruik van bedieningshendels, stuurwielen, gereedschappen etc.
Met name in de ergonomie kan EMG dan ook met voordeel worden toegepast om na te gaan of de
mens-machine interactie verbeterd kan worden.
Literatuur
1. Akeson W. The connective tissue response to immobility: a study of the chondroitin-4 and 6-sulfate and
dermatan sulfate changes in periarticular connective tissue of control and immobilized knees of dogs. Clinical
orthopaedics and related research (1967) 51, pp.183-197.
2.
Akeson W., Woo S., Amiel D., Coutts R., Daniel D. The connective tissue response to immobility:
biochemical changes in periarticular connective tissue of the immobilized rabbit knee. Clinical orthopaedics
and related research (1973) 93, pp.356-362.
3.
Allen, C. Muscle action potentials used in the study of dynamic anatomy. Brit.J. phys. Med. (1948) 11, pp. 6673.
4.
Aoki M., Wada T., Isogai S., KanayaK., Aiki H., Yamashita T. Magnetic resonance imaging findings of
refractory tennis elbows and their relationship to surgical treatment. J Shoulder Elbow Surg (2005) vol. 14,
no. 2, pp.172-177.
5.
Basmajian J., De Luca C. Muscles Alive. Williams & Wilkins (1985).
6.
Blankenbaker D., Haughton V., Rogers B., Meyerand M., Fine J. Axial rotation of the lumbar spina motion
segments correlated with concordant pain on discography: a preliminary study. AJR (2005) 186, pp. 795-799.
7. Bogduk N., Twomey L. Clinical anatomy of the lumbar spine. Churchill Livingstone (1991).
8.
9.
Burt H., Chir M. Effects of faulty postures. Proceedings of the royal society of medicine (1950) 43 (3), pp
187-194.
Callaghan J., Dunk N. Examination of the flexion relaxation phenomenon in erector spinae muscles during
short duration slumped sitting. Clinical biomechanics (2002) 17, pp. 353-360.
10. Colloca C., Hinrichs R. The biomechanical and clinical significance of the lumbar erector spinae flexionrelaxation phenomenon: a review of literature. Journal of manipulative and physiological therapeutics (2005)
vol. 28, no. 8
.
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
11. Descarreaux M., Lafond D., Jeffrey-Gathier R., Centormo H., Cantin V. Changes in the flexion relaxation
response induced by lumbar muscle fatigue. BMC musculoskeletal disorders (2008) 9:10.
http://www.biomedcentral.com/1471_2474/9/10
12. De Troyer A. Mechanical role of the abdominal muscles in relation to posture. Respiration Physiology (1983)
vol. 53, no. 3, pp. 341-353.
13. Dickey J., McNorton S., Potvin J. Repeated spinal flexion modulates the flexion-relaxation phenomenon.
Clinical biomechanics (2003) 18, 783-789.
14. Drake J., Callaghan J. Do flexion/extension postures affect the in vivo passive lumbar spine response tot
applied axial twist moments? Clinical biomechanics (2008) 23, pp.510-519.
15. Esola M., McClure P., Fitzgerald G., Siegler S. Analysis of lumbar spine and hip motion during forward
bending in subjects with and without a history of low back pain. Spine (1996) 21 (1), pp. 71-78.
16. Fedorczyk J. Tennis elbow: blending basic science with clinical practice. J Hand Ther (2006) 19, pp.146-153.
17. Floyd W., Silver S. Electromyographic study of patterns of activity of the anterior abdominal wall muscles in
man. Journal of Anatomy (1950) vol. 84, part 2, pp. 132-145.
18. Floyd W., Silver S. The function of the erectores spinae muscles in certain movements and postures in man.
J. physiol. (1955) 129, pp. 184-203.
19. Geisser M., Ranavaya M., Haig A., Roth R., Zucker R., Ambroz C., Caruso M. A meta-analytic review of
surface electromyography among persons with low back pain and normal, healthy controls. The journal of
pain (2005) vol. 6, no. 11, pp. 711-726.
20. Goldman J., Lehr R., Silver J. An electromyographic study of the abdominal muscles during postural and
respiratory manoeuvres. Journal of neurology, neurosurgery and psychiatry (1987) 50, pp. 866-869.
21. Gupta A. Analyses of myo-electrical silence of erectors spinae. Journal of biomechanics (2000) 34, pp. 491496.
22. Hashemirad F., Talebian Hatef B., Kahlaee A. The relationship between flexibility and EMG activity pattern of
the erector spinae muscles during trunk flexion-extension. Journal of elektromyography and kinesiology
(2008) (In press: via ScienceDirect.com).
23. Heinonen P., Kautiainen H., Mikkelsson M. Erector spinae SEMG activity during forward flexion and reextension in ankylosing spondylitis patients. Pathophysiology (2005) 12, pp. 289-293.
24. Holleran K., Pope M., Haugh L., Absher R. The response of the flexion-relaxation phenomenon in the low
back to loading. Iowa Orthop. J. (1995) 15, pp. 24-28.
25. Holstein H. van. Mobilisatie van de pols. Versus, Tijdschrift voor fysiotherapie (2007) 25e jrg., nr. 4, pp. 179197.
26. Kingma I., Dieën J. van, Looze M. de, Toussaint H., Dolan P., Baten C. ten. Asymmetric low back loading in
asymmetric lifting movements is not prevented by pelvic twist. Journal of biomechanics (1998) 31, pp.527534.
27. Kippers V., Parker A. Posture related to myoelectric silence of erectores spinae during trunk flexion. Spine
(1984) 9 (7), pp. 740-745.
28. Kippers V., Parker A. Electromyographic studies of erectores spinae: symmetrical postures and sagittal trunk
motion. The australian journal of physiotherapy (1985) vol. 31, no. 3.
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
29. Kuriyama N., Ito H. Electromyographic functional analysis of the lumbar spinal muscles with low back pain. J.
Nippon Med Sch (2005) 72 (3), pp. 165-173.
30. Lagerberg A. Rotatie en Flexie-relaxatie. Versus, Tijdschrift voor Fysiotherapie (2001) 19e jrg., no. 5, pp.
230-255.
31. Lieber R., Ljung B., Fridén J. Sarcomere length in wrist extensor muscles. Changes may provide insights into
the etiology of chronic lateral epicondylitis. Acta Orthop Scand (1997) 68 (3), pp. 249-254.
32. London J. Kinematics of the elbow. The journal of bone and joint surgery (1981) vol. 63-A, no. 4, pp. 529535.
33. McClure P., Esola M., Schreier R., Siegler S. Kinematic analysis of lumbar and hip motion while rising from a
forward flexed position in patients with and without a history of low back pain. Spine (1997) 22 (5), pp. 552558.
34. McMinn R., Hutchings R. A colour atlas of human anatomy. Wolfe Medical Publications (1977)
35. Mensendieck B. Anmut der Bewegung im täglichen Leben. F. Bruckmann AG (1929).
36. Murphy K., Giuliani J., Freedman B. Management of lateral epicondylitis in the athlete. Oper Tech Sports
Med (2006) 14, pp. 67-74.
37. Neblett R., Mayer T., Gatchel R., Keeley J., Proctor T., Anagnostis C. Quantifying the lumbar flexionrelaxation phenomenon: theory, normative data, and clinical applications. Spine (2003) 28 (13), pp. 14351446.
38. Norris C. Abdominal muscle training in sport. Br J Sp Med (1993) 27 (1), pp. 20-27.
39. Norris C., Mattthews M. Correlation between hamstring muscle length and pelvic tilt range during forward
bending in healthy individuals: an initial evaluation. Journal of bodywork and movement therapies (2006) 10,
pp. 122-126.
40. Ochia R., Nozomu I., Renner S., Lorenz E., Lim T., Andersson G., An H. Three dimensional in vivo
measurement of lumbar spine segmental motion. Spine (2006) 31 (18), pp. 2073-2078
41. Olson M., Li L., Solomonow M. Flexion-relaxation response to cyclic lumbar flexion. Clinical biomechanics
(2004) 19, pp.769-776.
42. Olson M., Solomonow M., Li L. Flexion-relaxation response to gravity. Journal of biomechanics (2006) Vol.
39, nr. 14, pp. 2545-2554.
43. Paquet N., Malouin F., Richards C. Hip-spine movement interaction and muscle activation patterns during
sagittal trunk movements in low back pain patients.
Spine (1994) nr. 19, pp.596-603.
44. Riek S., Carson R., Wright A. A new technique for the selective recording of extensor carpi radialis longus
and brevis muscle. Journal of electromyography and kinesiology (2000) 10, pp. 249-253.
45. Riezebos C., Lagerberg A., Halsema O. De tennispols. Versus, Tijdschrift voor fysiotherapie (1988) 6e jrg.,
nr. 5, pp. 228-243.
46. Riezebos C. Beweging in de pols. Versus, Tijdschrift voor fysiotherapie (2007) 25e jrg., nr. 3, pp.123-153.
VERSUS, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 26e jaargang 2008, no.5 (pp.200 - 229).
47. SariAli E., Lemair J., Pascal-Mousselard H., Carrier H., Skalli W. In vivo study of the kinematics in axial
rotation of the lumbar spine after total intervertebral disc replacement: long term results: a 10-14 years follow
up evaluation. Eur Spine J (2006) 15, pp. 1501-1510.
48. Shiradu O., Ito T., Kaneda K., Strax T. Flexion relaxation phenomenon in the back muscles: a comparative
study between healthy subjects and patients with chronic low back pain. American Journal of Physical
Medicine & rehabilitation (1995) 74 (2), pp. 139-144.
49. Sihvonen T., Partanen J., Hanninen O., Soimakkalio S. Electric behavior of low back muscles during lumbar
pelvic rhythm in low back pain patients and healthy controls. Arch Phys Med Rehabil (1991) vol. 72, pp.10801087.
50. Solomonow M., Baratta R., Banks A., Freudenberger C., Zhou B. Flexion-relaxationresponse to static lumbar
flexion in males and females. Clinical biomechanics (2003) 18, pp. 273-279.
51. Struijs P. On the treatment of tennis elbow: effectiveness and prognostics of braces and physical therapy.
diss. (2002) Universiteit van Amsterdam. ISBN 90-9015964-9.
52. Toussaint H., Winter A. de, Haas Y. de, Looze M. de, Dieën J. van, Kingma I. Flexion relaxation during lifting:
implications for torque production by muscle activity and tissue strain at the lumbo-sacral joint. J.
Biomechanics (1995) vol.28, no. 2, pp.199-210.
53. Thomas J., Gibson G. Coordination and timing of spine and hip joints during full body reaching tasks. Hum
Mov Sci. (2007) 26 (1), pp.124-140.
54. Tournay A., Paillard J. Electromyographie des muscles radiaux à l’état normal.
Rev Neurol (1953) 89, pp. 277-279.
55. Triano J., Schultz A. Correlation of objective measure of trunk motion and muscle function with low-back
disability ratings. Spine (1987) vol.12, no. 6, pp. 561––565.
56. Verhaar J. Tennis elbow. Rijks Universiteit Limburg (diss.) (1992).
57. Walker M., Rothstein J., Finucane S., Lamb R. Relationship between lumbar lordosis, pelvic tilt and
abdominal muscle performance. Physical Therapy (1987) vol. 67, no. 4, pp. 512-516.
58. Warwick R., Williams P. Gray’s anatomy. Longman (1973).
59. Wong T., Lee R. Effects of low back pain on the relationship between the movements of the lumbar spine
and hip. Human movement science (2004) 23, pp. 21-34.
60. Youdas J., Garret T., Harmsen S., Suman V., Carey J. Lumbar lordosis and pelvic inclination of
asymptomatic adults. Physical therapy (1996) vol. 76, no. 10, pp. 1066-1081.

Download Report