DIAGNOSTYKA
Nowoczesna ocena
postępów
Ryc. 1. Zapis czasowej funkcji zmiany kÄ…ta Õ=f(t)
zawartego pomiędzy osią uda i podudzia wyznaczony
usprawniania testem wahadła
Pomiary tensometryczne
chorych po urazach
Do pomiarów tensometrycznych wyko-
rzystuje się fotel do ćwiczeń oporowych
kończyn typu UPR, który składa się z na-
stępujących części:
stawu kolanowego
" fotel tapicerowany,
" urzÄ…dzenie rehabilitacyjno-pomiarowe,
" urzÄ…dzenia rehabilitacyjne,
W pracy przedstawiono nowoczesne i obiektywne metody oceny postępów
" momentomierz elektroniczny,
usprawniania chorych po urazach stawu kolanowego. Opisano konstrukcjÄ™
" program komputerowy.
i zasadę działania urządzenia do pomiarów tensometrycznych oraz goniome-
trycznego testu wahadła.
Dane techniczne urzÄ…dzenia UPR:
Słowa kluczowe: staw kolanowy, pomiar tensometryczny, goniometryczny " wysokość fotela  125 cm,
" długość po rozłożeniu  185 cm,
test wahadła.
" masa  60 kg,
" zakres regulacji przesuwu oparcia
taw kolanowy jest jednym z najwięk- Leczenie powstałych schorzeń stawu  0-15 cm,
Sszych stawów ustroju człowieka, kolanowego może odbywać się na drodze " zakres regulacji podparć bocznych
ale jednocześnie stawem najczęściej operacyjnej lub zachowawczej, jednak  0-15 cm,
narażonym na uszkodzenia urazowe i po- o koÅ„cowym wyniku leczenia decyduje " zakres pochylenia podparcia  0-15°,
datnym na wystąpienie różnego rodzaju właściwie przeprowadzona rehabilitacja " zakres pomiarowy przetwornika mo-
schorzeń. lecznicza. mentu siły (dopuszczalny błąd 2%)
Do często występujących obrażeń stawu Celem rehabilitacji pooperacyjnej jest  0-500 N,
kolanowego można zaliczyć uszkodzenie odzyskanie przez pacjenta prawidłowej ru- " zakres regulacji kąta tarcz podziało-
wiÄ™zadeÅ‚ krzyżowych przednich, które chomoÅ›ci stawu kolanowego, prawidÅ‚owej wych  0-90°,
może być skutkiem urazu lub choroby siÅ‚y mięśniowej i koordynacji ruchowej, " rozdzielczość kÄ…ta  co 15°.
zwyrodnieniowej. a także prawidłowej funkcji kończyny oraz
Urazy stawu kolanowego dotyczą głównie odzyskanie zaufania do jej sprawności. Główną częścią urządzenia rehabilitacyj-
ludzi młodych. Choroba zwyrodnieniowa Powrót chorego po urazie kolana do po- no-pomiarowego UPR jest tensometryczny
u ludzi starszych powoduje bóle, wysięk przedniej aktywności życiowej może być przetwornik momentu siły zabudowany
w jamie stawu i osłabienie siły mięśni możliwy w przypadku uzyskania przez w obudowie stalowej znajdującej się w wał-
uda. W konsekwencji może prowadzić do niego normalnego zakresu ruchomości, ku. Z jednej strony wałka znajduje się tarcza
konieczności wymiany stawu kolana na prawidłowej wydolności mięśniowej oraz z podziałką kątową, a z drugiej gniazdo
staw sztuczny. pełnej wydolności stawu kolanowego. do podłączenia przewodu elektrycznego
Każdy uraz stawu kolanowego i jego Aby ocenić skuteczność rehabilitacji momentomierza. Na końcu wałka na stałe
unieruchomienie może spowodować za- ruchowej chorych po urazie kolana, wy- umocowana jest dz
wignia oporowa służąca
nik masy mięśniowej w obrębie mięśnia korzystuje się szereg porządkowych skal do pomiarów i ćwiczeń wolnych z obciąż-
czworogłowego, osłabienie napięcia subiektywnych (VAS, Lysholm). Dlatego nikami. Momentomierz elektroniczny służy
i zaburzenie korelacji nerwowo-mię- wciąż poszukuje się obiektywnych metod do współpracy z przetwornikiem tensome-
śniowej. Zanik i osłabienie tego mięśnia pomiarowych. trycznym i mierzy maksymalną wartość
oraz wypełnienie się górnego zachyłka Celem niniejszego opracowania jest przy- momentu siły otrzymanego w czasie po-
płynem wysiękowym to najczęstsze bliżenie czytelnikom obiektywnych pomia- miaru. Można go podłączyć do komputera
przyczyny utraty możliwości czynnego rów tensometrycznych stawu kolanowego i dzięki odpowiedniemu oprzyrządowaniu
wyprostu. oraz goniometrycznego testu wahadła. odczytywać wyniki na monitorze w ukła-
dzie współrzędnych prostokątnych.
n this report modern and objective tension measurements and goniometric
Dane techniczne momentomierza:
Imethods of rehabilitation process pendulum test are described.
zakres pomiarowy  0-500 Nm,
evaluation of the patients after knee Key words: knee joint, muscle tension
dokładność pomiaru  5%,
injuries are presented. The construction measurement, goniometric pendulum
czas pojedynczego pomiaru  ok. 10 s,
and principle of operation of the muscle test.
zakres temperatury pracy  10-40°C.
12 REHABILITACJA W PRAKTYCE 1/2006
DIAGNOSTYKA
Nowoczesna ocena
postępów usprawniania chorych
po urazach stawu kolanowego
Staw kolanowy jest jednÄ… z najbardziej ob- Parametry kinetyczne i kinematyczne kolanowego lub poziomu propriocepcji,
ciążonych struktur naszego ciała. Podczas najczęściej są oceniane kompleksowo np. po usunięciu ACL.
różnorodnych dynamicznych czynności za pomocą zestawów do analizy ruchu Analiza sygnału EMG płynącego z mię-
(skoki, bieg, zatrzymanie) obciążenia w 3 płaszczyznach (np. system optoelek- śni stawu kolanowego daje nam obraz
mogą znacznie przewyższać masę ciała. troniczny BTS SMART): w trakcie chodu, odpowiedniej rekrutacji efektorów
Zidentyfikowano wiele czynników predys- biegu i skoków z zsynchronizowaną układu ruchu (mięśni), których zada-
ponujących do urazów zarówno w sporcie, rejestracją parametrów. Pozwala to na niem jest dynamiczna kontrola stawu.
jak i podczas wykonywania czynności dnia obliczanie sił reakcji podłoża, jakie działają W przypadku jej upośledzenia docho-
codziennego. Należą do nich m.in.: poziom na staw, wyznaczenie zakresów ruchu dzi często do nadmiernych przeciążeń
sprawności (kontroli nerwowo-mięśnio- w stawie oraz rejestrację prędkości i przy- struktur biernych (więzadła, torebki).
wej, siły, propriocepcji), stan czynnościo- spieszeń przemieszczania się segmentów W optymalnej ocenie sygnał EMG jest
wy układu ruchu, przebyte urazy, rodzaj ciała (podudzie, udo) względem siebie. synchronizowany z rejestrowanymi
aktywności, zmiany przeciążeniowe czy Wykorzystanie odpowiednich protokołów parametrami kinetycznymi i/lub kine-
uwarunkowania osobnicze (kobiety nara- pomiarowych umożliwia badanie niesta- matycznymi.
żone są na większe ryzyko urazów stawu bilności stawu kolanowego w warunkach Niezbędnym elementem oceny czyn-
kolanowego niż mężczyz
ni). dynamicznych i funkcjonalnych oraz sił ności stawu kolanowego są obszernie
Integralnym elementem profilaktyki ura- działających na staw. opisane w literaturze testy funkcjonal-
zów kolana oraz procesu jego rehabilitacji Ocena siły mięśniowej zależy od stanu ne (tzw.  hoop testy z różnorodnymi
jest kompleksowa, obiektywna ocena pacjenta i celu ewaluacji. Na początku modyfikacjami) oraz gama testów rów-
stawu kolanowego. Ocena ta obejmuje: rehabilitacji jest to najczęściej ocena noważnych z wykorzystaniem platform
zborność stawu, parametry kinetyczne izometryczna, która szybko ustępuje dynamograficznych. Podkreśla się istotę
(siły reakcji podłoża działające na staw), miejsca ocenie w warunkach dynamicz- oceny w warunkach dynamicznych, gdzie
kinematyczne (zakresy ruchu, prędkość nych (ocena izokinetyczna, izotoniczna). aparat torebkowo-więzadłowy i mięśnio-
przemieszczania się segmentów ciała Pozwala to na określenie maksymalnych wy są stymulowane celem utrzymania
względem siebie), siły dynamiczne gene- momentów siły w poszczególnych zakre- równowagi i generowana jest odpowiedz
,
rowane przez grupy mięśniowe (ocena sach ruchu, wielkości mocy i pracy (i ich która może być obiektywnie oceniona.
izometryczna, izokinetyczna i izotonicz- pochodnych), wzajemnych zależności siły W oparciu o sprawność układu ruchu
na), propriocepcję (próg odczuwania agonistów i antagonistów, wskaz
ników (mięśnie, więzadła, torebki) i kontroli ner-
ruchu, ułożenie stawu), sygnał EMG wytrzymałości. Wymienione parametry wowo-mięśniowej na różnych poziomach
płynący z grup mięśniowych w trakcie służą jako ilościowe kryteria kwalifikujące ocenia się aktualny stan stawu kolano-
ruchu (kontrola nerwowo-mięśniowa), do kolejnych etapów usprawniania bądz
wego w całym łańcuchu kinematycznym
kontrolę sensomotoryczną w testach dopuszczające do powrotu do pełnej ak- kończyny dolnej.
funkcjonalnych (testy równowagi) oraz tywności. Ocena taka dokonywana jest za Obiektywna ocena stawu kolanowego jest
ankiety stanu pacjenta. pomocą zestawów do pomiaru i treningu niezbędnym elementem procesu uspraw-
Zborność stawu najczęściej oceniana jest izokinetycznego. niania. Służy aktualnej ocenie stawu oraz
przez zastosowanie tzw. artrometrów Nowoczesne zestawy izokinetyczne (Bio- jest kryterium kwalifikującym na kolej-
(KT1000, KT2000), które pozwalają na dex System 3) oprócz pomiaru siły pozwa- nych etapach rehabilitacji i dopuszczenia
ilościową ocenę ruchu kości piszczelowej lają na badanie propriocepcji w kontekście pacjenta do powrotu do pełnej aktywności
w stosunku do kości udowej w płasz- oceny jej wybranych aspektów, np. progu ruchowej.
czyz
nie strzałkowej. Dostępna literatura odczucia ruchu, odtwarzania ułożenia Zainteresowanych obszernymi materiała-
wskazuje na rzetelność i powtarzalność stawu. Umożliwia to izolowane określenie mi i przedstawioną tematyką zachęcamy
tego pomiaru dla celów klinicznych. zaburzenia uszkodzonych struktur stawu do kontaktu z przedstawicielami firmy.
PHU Technomex Sp. z o.o.
44-100 Gliwice, ul. Knurowska 45 A
tel./fax: [phone]
e-mail: [e-mail]
www.technomex.com.pl
13
REHABILITACJA W PRAKTYCE 1/2006
Artykuł promocyjny
DIAGNOSTYKA
Komputerowa karta pomiarowa APD-UC gólnych mięśni. Wyniki pomiarów są W skład interfejsu wchodzą: układ
10/2 z oprogramowaniem  Moment umoż- monitorowane i zapamiętywane. mikroprocesora, zasilacz, kabel prze-
liwia pełną diagnostykę stawów i mięśni twornika oraz kabel RS 232 interfejsu
kończyn, programowanie oraz kontrolę Goniometryczny test wahadła (do komputera). Układ interfejsu zapew-
cyklu rehabilitacyjnego. Minimalne wy- nia poprawną współpracę przetwornika
magania sprzętowe: procesor Pentium Goniometryczny test wahadła służy do pomiarowego z komputerem typu IBM
100 MHz, RAM 8 MB, HDD 15 MB, karta oceny ruchu wahadłowego mechaniczne- PC, ochronę badanej osoby przez zastoso-
graficzna VGA 640 400, wolny slot ISA na go układu jednoprzegubowego w wybranej wanie bariery galwanicznej oraz zasilanie
płycie głównej, wolny port o adresie 300. płaszczyz
nie. Pozwala na wyznaczenie układów elektronicznych stabilizowanym
Ważnym elementem urzÄ…dzenia jest pro- czasowej funkcji zmiany kÄ…ta Õ zawartego napiÄ™ciem +5 V.
gram komputerowy, który tworzy własną pomiędzy ramionami przegubu oraz obli- Badaną osobę umieszcza się na specjal-
bazę danych, ponadto istnieje możliwość czenie charakterystycznych parametrów nym fotelu pomiarowym. Cyrkiel gonio-
obróbki wyników przy wykorzystaniu ruchu takich jak: liczba wahań, czas wa- metryczny urządzenia peryferyjnego
arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel. hań, okres i współczynnik tłumienia. Test mocuje się do badanej kończyny dolnej
Program przeznaczony jest do współpracy wahadła jest badaniem obiektywnym przy tak, że jedno z jego ramion (wsparte na
z kartą pomiarową i ze względu na rodzaj ocenie wpływu różnego rodzajów napięć statywie lub łusce) jest równoległe do osi
działania można go podzielić na dwie ści- mięśniowych i ich zmian na ruchomość uda, drugie zaś  do podudzia. Przegub
śle ze sobą współpracujące części. Jedna kończyn w niektórych stawach. z przetwornikiem optoelektrycznym
z nich obejmuje swoim zakresem obsługę Zakres i swobodę ruchu kończyn oraz stan umieszcza się na wysokości szpary sta-
bazy danych, druga umożliwia bezpośred- napięć mięśniowych charakteryzuje się za wowej stawu kolanowego. Osobie badanej
nią współpracę z kartą pomiarową. pomocą wskaz
ników dających się obliczyć poleca się rozluz
nić mięśnie tak, jak tylko
UrzÄ…dzenie rehabilitacyjno-pomiaro- dziÄ™ki analizie funkcji Õ=f(t) zmiany kÄ…ta to możliwe, a nastÄ™pnie zgina siÄ™ biernie
we można wykorzystać do diagnostyki w czasie. Ponieważ funkcja ta opisuje badaną kończynę w stawie kolanowym.
stawów obwodowych kończyn i mięśni drganie tłumione, do wspomnianych Kończyna waha się swobodnie wokół
okołostawowych oraz rehabilitacji poura- wskaz
ników należą: logarytmiczny dekre- osi przechodzącej przez staw kolanowy,
zowej stawów i odbudowy siły statycznej ment tłumienia ()  definiowany tu jako a przetwornik pomiarowy odczytuje funk-
i dynamicznej mięśni okoÅ‚ostawowych. Po- logarytm naturalny ze stosunku drugiej cjÄ™ Õ=f(t) zmiany kÄ…ta zawartego miÄ™dzy
siada ono dwa tryby pracy  diagnostyczny i czwartej amplitudy lokalnej, współczyn- osią uda, a podudzia od czasu. Pomiar po-
i rehabilitacyjny. Diagnostyka umożliwia nik tÅ‚umienia (²)  definiowany tu jako wtarza siÄ™ w odstÄ™pach 30-sekundowych,
pomiar momentów siły oraz wyznaczenie stosunek  i T, liczba cykli (n), całkowity pięciokrotnie dla każdej kończyny dolnej.
maksymalnego obciążenia dla poszcze- czas wahań (t) oraz okres wahań (T). Wszystkie dane pomiarowe zostają zapi-
Liczba i czas wahań określają swobodę sane w pamięci komputera z częstością
ruchu, a okres i parametry tłumienia  za- 100 wartości na sekundę.
kres ruchomości. Zastosowanie techniki informatycznej
Goniometryczny test wahadła składa się w procesie pomiaru goniometrycznego,
z urządzenia peryferyjnego współpracu- oceniającego wybrane parametry bio-
jącego z komputerem typu IBM PC oraz mechaniczne układu narządów ruchu,
oprogramowania. W skład urządzenia pozwala na zebranie dużej liczby danych
peryferyjnego wchodzi cyrkiel goniome- pomiarowych w bardzo krótkim czasie,
tryczny i układ interfejsu-przetwornika do zapisanie ich w pamięci operacyjnej oraz
współpracy z komputerem. zewnętrznej trwałej, przetwarzanie da-
Cyrkiel goniometryczny składa się z dwóch nych i wyliczenie szeregu biomechanicz-
cienkich metalowych ramion połączonych nych parametrów ruchu. Równocześnie
ze sobą przegubowo. Jedno z ramion (nieru- następuje takie przetwarzanie danych,
chome) może być zamontowane w specjal- by graficznie przedstawić interesującą
nym gniez
dzie mocującym, umożliwiającym nas funkcję, wyliczyć wartości średnie
zmianę kąta ustawienia i długość ramienia, ważnych parametrów i zapisać niezbęd-
lub też w uchwycie łuski przylegającej do ne wartości otrzymanych parametrów.
uda. Ramię ruchome może być prowadzone Po porównaniu otrzymanych wyników
w tulejce suwliwej mocowanej na podudziu pomiarowych z wprowadzonym uprzed-
Fot. 2. Goniometryczny test wahadła
lub w uchwycie łuski przylegającej do nio do pamięci i wcześniej opracowanym,
podudzia. Ruch cyrkla w przegubie przeno- klinicznym wzorcem charakteryzujÄ…cym
szony jest na miniaturowy optoelektryczny stany patologiczne program pozwala na po-
przetwornik typu C3A 27-4096 GE 01 dzielenie chorych na odpowiednie grupy
firmy TWK, który konstrukcyjnie stanowi rehabilitacyjne, znakomicie wspomagając
z cyrklem jedną całość. Położenie wałka diagnozę i ułatwiając podjęcie decyzji
przetwornika odczytywane jest za pomocÄ… w stosowanym programie usprawniania
układu optycznego i tarczy kodowej, które chorych.
pozwalają (z rozdzielczością 12 bitów na
obrót) na zakodowanie położenia kątowego ANDRZEJ FRANEK, EDWARD BA
ASZCZAK,
wałka w zakresie od 0 do 360 stopni z do- JAKUB TARADAJ.
kładnością do 0,088 stopnia. Sygnał poda- Katedra i Zakład Biofizyki Lekarskiej.
wany jest do interfejsu. Opracowana wersja ÅšlÄ…ska Akademia Medyczna w Katowicach.
programu pozwala na odczytanie 100 poło- Kierownik: prof. dr hab. med. Andrzej Franek.
żeń ruchomego cyrkla goniometrycznego
w ciągu l sekundy i zapisanie tych wartości Piśmiennictwo u autorów i w  RwP+
Fot. 3. Metodyka pomiaru za pomocÄ… goniometrycznego
testu wahadła w odpowiednim miejscu programu. (www.elamed.com.pl/rehabilitacja)
14 REHABILITACJA W PRAKTYCE 1/2006
Piśmiennictwo:
1. BÅ‚aszczak E., Franek A., Klimczak J., Taradaj J.: Wczesne wyniki usprawniania chorych po
rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego metodą artroskopową i otwartą. Pol. Merk.
Lek. 2004, 16, (96): 551 556.
2. BÅ‚aszczak E., Franek A., Klimczak J..: Wczesne wyniki usprawniania chorych po
endoprotezoplastyce stawu kolanowego. Pol. Merk. Lek. 2004 (praca przyjęta do druku)
3. Franek A.: Zastosowanie elektrostymulacji w zwalczaniu tpaitycznoki u chorych po urazie
rdzenia kręgowego. Rozprawa habilitacyjna. Ann Acad.Med.Sil., Katowice 1992.
4. Franek A., BÅ‚aszczak E., Grzesik J., Pietraszek S.: Goniometr Cyfrowy  Spasmometr GC-
2 . Wiadomości lekarskie. 1998, LI, (1-2): 18-25
5. Kilmczak J., Franek A., BÅ‚aszczak E.: Wczesne wyniki usprawniania leczniczego chorych
po rekonstrukcji więzadła krzyżowego przedniego. Pol. Merk. Lek. 2000, 9, (53): 760 763.
6. Roach K.E., Miles T.P.: Normal hip and knee active range of motion: the relationship to age.
Phys.Ther. 1991, 71: 656-665.
7. Stiiiman B., Mc Meeken J.: A video-based version of the pendulum test: technique and
normal response. Arch.Phys.Med.Reh. 1995, 76: 166-176.