Auteur(s): Ruys, C.C., Sombekke, C.A.M Titel: Roteert de clavicula? Jaargang: 13 Jaartal: 1995 Nummer: 1 Oorspronkelijke paginanummers: 4-21

Transcriptie

1 Auteur(s): Ruys, C.C., Sombekke, C.A.M Titel: Roteert de clavicula? Jaargang: 13 Jaartal: 1995 Nummer: 1 Oorspronkelijke paginanummers: 4-21 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:

2 ROTEERT DE CLAVICULA? C.C. Ruys, Opleiding Bewegingstechnologie C.A.M. Sombekke, Opleiding Bewegingstechnologie Haagse Hogeschool Charlotte C. Ruys Carola A.M. Sombekke Inleiding ls afstudeeropdracht voor de studie Bewegingstechnologie is een tastbaar, ruimtelijk model ge- om de bewegingsmogelijkheden van de schoudergordel - bestaande uit de keten gevormd Amaakt door scapula, clavicula en thorax - inzichtelijk te maken (figuur 1). Het maken van een model is een zeer doeltreffende methode om achter een mogelijke oorzaak te komen van een verschijnsel. Op deze wijze is dan ook een opmerkelijke verklaring gevonden voor de zichtbare rotatie van de clavicula tijdens elevatie van de humerus. Figuur 1. Een ventrolateraal aanzicht van het model. Voorgesteld wordt de rechter helft van de thorax met het sternum, de clavicula en het scapula. De achteroverkanteling van de clavicula die men ruimtelijk ziet optreden, is niet het gevolg van een a- parte bewegingsvrijheid in het gewricht (axiale rotatie), maar is een gevolg van een beweging om een schuin liggende as. In dit artikel zal worden beschreven hoe we tot deze verklaring zijn gekomen. Bewegingsdefinities Wanneer men bewegingen in gewrichten wil beschrijven is het belangrijk de juiste bewegingsdefinities te hanteren. Over het algemeen wordt hierbij het lichaam in de zogenaamde "anatomische houding" als referentie gebruikt. In de anatomie spreekt men dan van een descriptief anatomische bewegingsbeschrijving, waarbij wordt uitgegaan van de anatomisch gedefinieerde lichaamsvlakken (figuur 2). Volgens deze benadering worden de termen abductie en adductie, anteflexie en retroflexie, endorotatie, exorotatie, etc. ten opzichte van de lichaamsvlakken en assen gebruikt. Kijkt men echter naar de bewegingen van de botstukken ten opzichte van elkaar, dan spreekt men van een osteokinematische bewegingsbeschrijving. Bij de osteokinematica worden de bewegingen van de botstukken beschreven ten opzichte van een Cartesiaans assenstelsel gekozen in het gewrichtsvlak van één van de botelementen die het gewricht vormen. Het kiezen van dit assenstelsel kan op vele mogelijke manieren worden gedaan. Een regel die over het algemeen wordt gehanteerd is, dat bij het plaatsen van het assenstelsel herkenbare vormen van het gewrichtsvlak worden gebruikt. Bij een ovaal gewrichtsvlak bijvoorbeeld, wordt vaak de grootste diameter als richtlijn voor één van de assen gekozen. De tweede as staat hier loodrecht op en ligt tevens in het gewrichtsvlak. De derde as volgt hier automatisch uit, na-

3 melijk loodrecht op de andere twee assen. De termen die hier voor het sternoclaviculaire gewricht gehanteerd worden, zijn overeenkomstig met de descriptief anatomische bewegingsbenamingen, echter wel ten opzichte van het gekozen assenstelsel op het gewrichtsvlak in plaats van ten opzichte van de descriptief anatomische assen en vlakken (figuur 3). Zelden valt het osteokinematische assenstelsel qua richting samen met het descriptief anatomische assenstelsel, doordat gewrichtsvlakken meestal schuin georiënteerd zijn ten opzichte van de anatomische vlakken. Voor het sternoclaviculaire gewricht geldt dit eveneens. Figuur 2. De descriptief anatomische vlakken in de anatomische houding. Vrijheidsgradenanalyse De scapula, clavicula en thorax vormen samen een ruimtelijke gesloten kinematische keten. Een gesloten kinematische keten is een systeem waarbij elk der elementen tenminste twee verbindingen bezit. Om de bewegingsmogelijkheden van de elementen in de gesloten keten van de schoudergordel ten opzichte van elkaar te bepalen moet per gewricht het aantal vrijheidsgraden worden bekeken. Onder het aantal vrijheidsgraden van beweging van een lichaam verstaat men: - het mogelijk aantal onderling onafhankelijke rotaties om loodrecht op elkaar staande assen én - het mogelijk aantal onafhankelijke translaties in loodrecht op elkaar staande vlakken. In een driedimensionale ruimte waarin zich drie loodrechte vlakken en assen bevinden is het aantal bewegingsmogelijkheden van een lichaam dus zes (drie rotaties om de drie assen en drie translaties langs de drie assen). Bij botstukken die zich in een keten bevinden wordt door de verbindingen de bewegingsvrijheid hiervan beperkt. De mate van bewegingsvrijheid van de keten wordt bepaald door het aantal beperkingen dat door de bouw van de verbindingen wordt opgelegd. Aangezien we bij de schoudergordel te maken hebben met een gesloten keten kan het aantal vrijheidsgraden per gewricht worden berekend met de formule van Grübler: ( n 1 ) DF = 6 C waarin: - DF (Degrees of Freedom ) = aantal vrijheidsgraden van de gesloten keten; - n-1 = aantal botelementen in de keten, waarvan één element als referentie wordt beschouwd;

4 - 6 = aantal onafhankelijke bewegingsmogelijkheden van een element in een driedimensionale ruimte; - C (Constraints) = aantal beperkingen opgelegd door iedere verbinding. Figuur 3. a. Descriptief anatomische en b. osteokinematische bewegingsdefinities van het sternoclaviculaire gewricht. P = protractie R = retractie A = achteroverkantelen V = vooroverkantelen E = elevatie D = depressie a. Descriptief anatomisch assenstelsel: P en R om een longitudinale as; A en V om een frontale as; E en D om een sagittale as; b. Osteokinematisch assenstelsel: P en R om een as van mediocraniaal naar laterocaudaal; A en V om een as van mediocaudaal naar laterocraniaal; E en D om een sagittale as; Het osteokinematische assenstelsel staat ongeveer 45 gekanteld t.o.v. het descriptief anatomische assenstelsel. Met deze figuur wordt niet bedoeld dat alle genoemde bewegingen ook als afzonderlijke vrijheidsgraad mogelijk zijn. Deze methode houdt overigens geen rekening met de richting van de rotatieassen. Indien de assen e- venwijdig of in elkaars verlengde lopen gaat de formule niet meer op, evenals in de situatie dat de assen elkaar in één punt snijden. Schematisch heeft de gesloten keten van de schoudergordel de volgende vorm (figuur 4). Figuur 4. Schematisch bovenaanzicht van de gesloten keten van de rechter schoudergordel, waarbij SC het sternoclaviculaire gewricht, AC het acromioclaviculaire gewricht en STG het scapulothoracale glijvlak is. DF = n = 3 ( n 1) 6 C Bekijken we de actieve bewegingsmogelijkheden van de schoudergordel (met afhangende arm) dan zijn slechts twee bewegingen mogelijk; nl. het naar voren en naar achteren bewegen en het "ophalen" en het "laten zakken". Andere bewegingen, zoals circumductie, zijn combinaties van de hiervoor genoemde bewegingen. Het totaal aantal vrijheidsgraden van de keten is dus bekend, nl. twee. De twee geïsoleerde schouderbewegingen ten opzichte van het descriptief anatomische assenstelsel zijn endo- en exorotatie en ab- en adductie. Echter bij het beschrijven van deze bewegingen van de schoudergordel zijn de hier gebruikte termen protractie / retractie en elevatie / depressie meer gangbaar. STG C SC C AC

5 Het scapulothoracale glijvlak (STG) kan beschouwd worden als een verbinding met één beperking, omdat de scapula in geen geval de thorax in kan dringen of van de thorax af kan bewegen door de afwezigheid van spieren die een moment kunnen leveren van de thorax af. Toegepast in de formule van Grübler geeft dit de volgende uitkomst: DF = 2 CSTG = 1 DF = 12 C + C SC ( C + C + C ) AC STG = 9 SC AC Volgens de formule moeten er 9 beperkingen verdeeld worden over het sternoclaviculaire gewricht (SC) en het acromioclaviculaire gewricht (AC) in de verhouding 4:5 of 5:4 (figuur 5a en 5b), aangezien een verhouding van 3:6 of 6:3 onmogelijk is. Een gewricht met 6 beperkingen kan immers in geen geval bewegen. Figuur 5a en 5b. De twee mogelijke verdelingen van de beperkingen over SC en AC. De clavicula kan worden beschouwd als de 'hefboom' van de schoudergordel met het sternum als vaste basis. De geïsoleerde schouderbeweging vindt in feite plaats om het sternoclaviculaire gewricht en heeft dus minimaal 2 vrijheidsgraden, dat wil zeggen 4 beperkingen. Op grond van bovenstaande verhoudingsmogelijkheid 4:5 is het aantal beperkingen van het acromioclaviculaire gewricht hiermee ook bepaald, namelijk 5 beperkingen. Is deze keuze anatomisch wel verantwoord? Het acromioclaviculaire gewricht De gewrichtsvlakken van het acromioclaviculaire gewricht vertonen een minimale kromming, waarbij er verschillende meningen bestaan over de benaming ervan. Het gewricht wordt beschreven als vlak (1,2,17), eivormig (16) en als zadelvormig (11,14). Door naar de gewrichtsvlakken te kijken is er geen eenduidige uitspraak te doen over het aantal vrijheidsgraden. Opmerkelijk bij dit gewricht is dat er geen monoarticulaire spieren aanwezig zijn die bewegingen in het gewricht kunnen veroorzaken. Doordat er daarom geen directe sturing in het gewricht mogelijk is zullen andere structuren de beweging passief moeten begeleiden. Het ligament dat voor deze sturing in aanmerking komt, is het lig. Coracoclaviculare. Logischerwijs zal dit resulteren in één mogelijke bewegingsbaan van de scapula ten opzichte van de clavicula. Het acromioclaviculaire gewricht met zijn ligamenten functioneert dus als een gewricht met één vrijheidsgraad. In het model is dit gerealiseerd met behulp van een lijnscharnier. Het sternoclaviculaire gewricht Het sternoclaviculaire gewricht vraagt daarentegen om een uitgebreide toelichting. Door de zadelvorm is het sternoclaviculaire gewricht een gewricht met twee vrijheidsgraden (descriptief anatomische elevatie en depressie en pro- en retractie). In de literatuur wordt door vele auteurs ook nog over een apart mogelijke axiale rotatie (voor- en achterover kantelen) van de clavicula geschreven, zonder dat daar eigenlijk ooit een goede anatomische verantwoording voor is gegeven. Stenvers en Overbeek (16) beschouwen het sternoclaviculaire gewricht, uitgaande van het slappe kapsel en de vervormbaarheid van de discus, functioneel als een kogel. Kapandji en Rouvière (6) spreken

6 van drie bewegingsmogelijkheden in dit gewricht: pro- en retractie, elevatie en depressie en een axiale rotatie van de clavicula met een omvang van 30. Deze laatste bewegingsmogelijkheid is volgens hen aanwezig dankzij de speling in het gewricht en vooral door de weinig gespannen ligamenten. Gray (17) ziet het gewricht als zadelvormig dat ook een beetje rotatie om zijn longitudinale as (tollen) toestaat. Volgens Cailliet (1,2) functioneert het gewricht als een kogelgewricht, ondanks zijn vlakke oppervlakken. De bewegingsmogelijkheden in het sternoclaviculaire gewricht volgens bovengenoemde schrijvers worden weergegeven in figuur 6. Figuur 6. De bewegingsmogelijkheden in het sternoclaviculaire gewricht zoals door verschillende auteurs is beschreven. Echter Riezebos (14) heeft een skelet-banden preparaat van het sternoclaviculaire gewricht getest op diens bewegingsmogelijkheden. Het bleek dat de clavicula niet kan roteren om zijn lengte-as indien althans het ligament tussen de eerste rib en de clavicula (lig. costoclaviculare) intakt gelaten wordt (figuur 7). Figuur 7. De bewegingsmogelijkheden in het sternoclaviculaire gewricht wanneer het lig. costoclaviculare intact wordt gelaten. Aan het sternoclaviculaire gewricht kunnen dus inderdaad maar twee vrijheidsgraden worden toegekend: elevatie-depressie en protractie-retractie. Indien gekeken wordt naar de beweging van de clavicula ten opzichte van de descriptief anatomische assen en vlakken dan ziet men elevatie, retractie en een achteroverkanteling (= axiale rotatie). Echter, kijkt men naar de bewegingsmogelijkheden van de botstukken ten opzichte van elkaar in het gewricht, dan is er geen sprake van een axiale rotatie. De vraag is hoe de "axiale rotatie" die door voorgaande auteurs is beschreven kan worden verklaard, indien uitgegaan wordt van een gewricht met slechts twee vrijheidsgraden. "Rotatie"-verklaring Om te beginnen wordt er een osteokinematisch assenstelsel geplaatst in de gewrichtskom (de incisura clavicularis van het manubrium sterni) van het sternoclaviculaire gewricht (zie figuur 3b). De osteokinematische ab- en adductieas is dorso-ventraal gericht en valt qua richting toevalligerwijs samen met de descriptief anatomische elevatie- en depressie-as. De osteokinematische pro- en retractie-as loopt van het meest craniale deel naar het meest caudale deel, oftewel de grootste diameter, van het gewrichtsvlak. Loodrecht op deze beide assen staat de as waar om heen voorover en achterover gekanteld kan worden. Ter verduidelijking splitsen we de claviculabeweging op in twee fasen. Eerst wordt het botstuk geheven en vervolgens wordt de beweging naar dorsaal ingezet. Ten gevolge van de osteokinematische abductie van de clavicula (hier hetzelfde als de descriptief anatomische elevatie) heeft de bewegingsas, waar om heen de beweging naar dorsaal plaatsvindt, een andere positie ten opzichte van het osteokinematische assenstelsel verkregen.

7 Tijdens de elevatie van de clavicula schuift de kop ten opzichte van de kom naar caudaal, een zogenaamde heterolaterale kontaktareaal verplaatsing. De bewegingsas, waaromheen naar dorsaal wordt bewogen, beweegt zodanig dat deze as altijd een evenwijdige positie aan de raaklijn in het momentane kontaktpunt behoudt (figuur 8). Figuur 8. Verklaring in de tekst. Deze bewegingsas bij geheven clavicula is zowel osteokinematisch als descriptief anatomisch te ontbinden in een retractie komponent en een achteroverkantelende komponent (figuur 9). Er is dus géén sprake van een rotatie om de longitudinale as van de clavicula in het sternoclaviculaire gewricht, maar van een beweging om een schuine as (schuin ten opzichte van zowel het osteokinematische als het het descriptief anatomische assenstelsel) met een achteroverkantelende komponent. Deze komponent is echter alleen in kombinatie met retractie aanwezig. Met behulp van het eerder genoemde fysische model (zie figuur 1) is het voorgaande nader te demonstreren. Figuur 9. De osteokinematische en descriptief anatomische bewegingsbenaming. Het model is uitgevoerd met een cardankoppeling als sternoclaviculair gewricht. Een cardan bestaat uit twee in elkaar grijpende U-vormen, die met elkaar verbonden zijn door middel van een beweeglijk blokje (figuur 10). Een axiale rotatie van de clavicula is in deze verbinding geheel onmogelijk. Figuur 10. Een detailopname van de cardankoppeling als sternoclaviculair gewricht in het model. Tevens is het principe van een cardankoppeling schematisch weergegeven.

8 Hieronder wordt de descriptief anatomische achteroverkanteling van de clavicula in het model getoond (figuur 11 a en b). Figuur 11. De claviculabeweging in twee fasen: a. uitgangsstand b. geëleveerde en geretracteerde stand. In figuur a wijst de pijl naar een aanwijsstokje dat op de clavicula is gemonteerd. Er is sprake van een vrijwel horizontale positie. In figuur b wijst het aanwijsstokje steil omhoog, hetgeen veroorzaakt wordt door de axiale rotatiekomponent ten gevolge van de beweging om een schuine as, zichtbaar bij het sternum aan de stand van de cardankoppeling. De onderkant van de clavicula is in deze positie duidelijk zichtbaar. Duidelijk zichtbaar is het feit dat de achteroverkanteling alleen optreedt in kombinatie met retractie. Ter ondersteuning van deze visie over de achteroverkanteling van de clavicula is een observatie van Stenvers en Overbeek (16) bestudeerd. Zij beschrijven de baan van de extremitas acromialis als een deel van een ellipsoïd (figuur 12) wanneer de humerus een anteflexiebeweging uitvoert. Tijdens röntgendoorlichting bleek dat de clavicula tot 150 anteflexie van de humerus nauwelijks roteert, terwijl van 150 tot 180 anteflexie rotatie optreedt. Het eerste deel van de baan die de extremitas acromialis beschrijft, vindt voornamelijk plaats om de sagittale as. Pas in de laatste fase van de beweging beweegt de extremitas acromialis ook in dorsale richting, een beweging om de eerder beschreven "scheve as", hetgeen een duidelijke achteroverkanteling tot gevolg heeft. Figuur 12. De ellipsvormige bewegingsbaan van het acromiale uiteinde van de clavicula.

9 Onze visie op de bewegingsmogelijkheden in de gewrichten van de gesloten keten van de schoudergordel is in het model tot uitvoering gebracht, met name de directe koppeling tussen het sternoclaviculaire en het acromioclaviculaire gewricht. Doordat het acromioclaviculaire gewricht één vrijheidsgraad bezit hangt de richting van deze ene as af van de positie van de clavicula en daarmee van de mate van beweging in het sternoclaviculaire gewricht. Storingen in bijvoorbeeld het sternoclaviculaire gewricht (figuur 13), zoals onderzocht door Lopez Cardozo (10), kunnen gemakkelijk aanleiding geven tot geforceerde bewegingen in het acromioclaviculaire gewricht en vice versa. Figuur 13. Een verstoorde bewegingsbaan van het acromiale uiteinde van de clavicula, als gevolg van een funktiestoring van het sternoclaviculaire gewricht (naar Lopez Cardozo). Is de interactie tussen beide gewrichten verstoord dan zou dat schouderklachten tot gevolg kunnen hebben. Worden de klachten bij één van de gewrichten gelokaliseerd dan moet dus ook zeker het andere gewricht betrokken worden bij het opstellen van een diagnose. APPENDIX Indien de lezer de essentie van het voorgaande wil visualiseren, kan het volgende eenvoudige model hierbij behulpzaam zijn. Benodigdheden: - 1 gezinspak lucifers; - 1 pen, bijvoorbeeld een sateh-stokje of breinaald. Steek de pen schuin door het pak lucifers, zoals weergegeven in figuur 14a. Houdt de pen vast vlak onder de doos en breng het model op ooghoogte zodat u alleen de zijkant van de doos ziet. U duwt nu tegen het uiteinde van de lucifersdoos zodat deze van u af draait om de pen: U ziet dan de onderkant van de doos verschijnen (figuur 14 b). Er is dus een ruimtelijke rotatie opgetreden rond de lengteas van de doos, terwijl deze beweging niet zelfstandig is uit te voeren. De "beweging om de lengte-as" is een komponent van de totale rotatie om de schuine as. Verklaring in de tekst. Figuur 14. LITERATUUR 1) Cailliet, R.M.D., Shoulder pain, Philadelphia: F.A. Davis Company, ) Cailliet, R.M.D., The shoulder in hemiplegia, Philadelphia: F.A. Davis Company, ) Faber, H. en S. Leseman, Bewegingsketens met 1 DF, Scriptie Haagse Academie voor Fysiotherapie,

10 ) Feneis, H., Geillustreerd anatomisch zakwoordenboek van de internationale nomenclatuur, Houten-Antwerpen: Bohn, Stafleu en Van Loghum, ) Gerritsen, B. en Y. Heerkens, Anatomie in vivo van het bewegingsapparaat, Utrecht: Wetenschappelijke Uitgeverij Bunge, ) Kapandji, I.A., Bewegingsleer deel I: De bovenste extremiteit, Utrecht: Bohn, Scheltema & Holkema, ) Kiss, F. en J. Szentagothai, Atlas of human anatomy I, The Hague-Boston- London: Martinus Nijhoff Publicers, ) Leur, J.P. van der, Een model van de vinger: Een biomechanisch model, Scriptie Haagse Academie voor Fysiotherapie, ) Lohman, A.H.M., Vorm en beweging: leerboek van het bewegingsapparaat van de mens, Houten: Bohn, Scheltema en Holkema, 7e druk, ) Lopez Cardozo, M. De behandeling van het Costoclaviculair Compressie Syndroom door resectie van de eerste rib. (diss.) Rijksuniversiteit Groningen, ) Oonk, H.H.N., Osteo- en Arthrokinematica, Weert: Henric Graaff van IJssel, ) Pronk, G., The shoulder girdle, Proefschrift Technische Universiteit Delft, ) Riezebos, C., A. Lagerberg, E. Koes en F. Krijgsman, De schouder: Bewegingsdefinities en belemmeringen, Versus: Tijdschrift voor Fysiotherapie nr. 6, ) Riezebos, C., A. Lagerberg, E. Koes en F. Krijgsman, De gekoppelde schouder, Versus: Tijdschrift voor Fysiotherapie nr.6, ) Staubesand, J., Sobotta: Atlas of Human Anatomy, Munich-Vienna-Baltimore: Urban & Schwarzenberg, 11e ed., ) Stenvers, J.D. en W.J. Overbeek, Het kissing coracoid, Lochem-Poperinge: Uitgeversmaatschappij de Tijdstroom, ) Williams, P.L., R. Warwick, M. Dyson en L.H. Bannister, Gray's Anatomy, Edinburgh-London-Melbourne- New York: Churchill Livingstone, 37e ed., 1989.