Versus, Tijdschrift voor Fysiotherapie, 8e jrg 1990, no. 6 (pp )

Transcriptie

1 Auteur(s): C. Riezebos, A. Lagerberg, F. Krijgsman, E. Koes Titel: De gekoppelde schoudergordel Jaargang: 8 Jaartal: 1990 Nummer: 6 Oorspronkelijke paginanummers: 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 De gekoppelde schoudergordel C. Riezebos A. Lagerberg F. Krijgsman E. Koes In deze rubriek wordt problematiek uit de dagelijkse praktijk aangedragen. Om het theoretisch kader rond deze problemen te verbreden en waar mogelijk te verdiepen doen wij een beroep op U. Aan het slot van de presentatie van het probleem worden U enkele vragen voorgelegd. Wij nodigen U uit Uw antwoorden dienaangaande aan ons mee te delen via het bijgevoegde antwoordformulier. Natuurlijk staat het U vrij, aanvullend kommentaar te leveren op het antwoordformulier. Het is niet noodzakelijk alle vragen te beantwoorden, ook gedeeltelijk ingevulde formulieren zijn van harte welkom. De verzamelde antwoorden worden in een volgende af levering van deze rubriek gepubliceerd. Inleiding en Probleemstelling In de praktijk van de fysiotherapeut nemen klachten in de regio van de schoudergordel een bijzondere plaats in. Niet alleen vanwege het feit, dat pijn en bewegingsproblemen in deze regio bijzonder veel voorkomen, doch ook vanwege het zeer chronische en ogenschijnlijk "behandelresistente karakter" ervan. In de regel worden aandoeningen in de regio van de schouder en schoudergordel benoemd met de diagnose PHS; een term die zuiver descriptief is en dus niets aangeeft over het ontstaansmechanisme, terwijl dit laatste voor de fysiotherapeut van wezenlijk belang is voor de behandeling. Andere vaak gebruikte benamingen zoals bijvoorbeeld "tendinitis van de m. supraspinatus" of "bicepspees syndroom" lijken specifieker, maar zijn dit eigenlijk niet. Het benoemen van een struktuur en de hierin optredende "pathologische" veranderingen leidt niet direkt tot kennis en inzicht over het mechanisme dat geleid heeft tot deze situatie. Het toeschrijven van de problematiek aan "overbelasting" is slechts een dooddoener en, gezien het feit dat de genoemde aandoeningen ook voorkomen bij mensen die de hele dag niet zwaarder tillen dan een potlood, tevens onjuist. Om tot kennis met betrekking tot het ontstaan van de bewegingsproblematiek te komen, is inzicht in de bewegingsmechanismen, welke een rol spelen bij het bewegen van de schouder en schoudergordel onontbeerlijk. Slechts vanuit deze kennis kan gekomen worden tot een doeltreffende therapie. Over de bewegingseigenschappen van het glenohumerale gewricht is en wordt veelvuldig gepubliceerd. De bewegingsmogelijkheden in en van de schoudergordel zijn veel minder duidelijk beschreven. In dit artikel zal hier op nader worden ingegaan. Algemene kinematica Alvorens in te gaan op de bewegingsmogelijkheden van de schoudergordel worden hierna enige begrippen behandeld uit de algemene kinematica. Aan de orde komen achtereenvolgens: - rotatie en translatie; - vrijheidsgraden; - gekoppelde bewegingen.

3 Rotatie en translatie Alle bewegingen van starre lichamen in de ruimte kunnen worden beschreven met de klassieke termen: rotatie en translatie. Onder een translatie van een lichaam wordt verstaan een beweging zodanig dat alle punten van dat lichaam een zelfde afstand hebben afgelegd. Met andere woorden: het lichaam blijft kontinu evenwijdig aan zichzelf (4) (figuur 1 a en b). Onder een rotatie wordt verstaan een beweging zodanig dat op ieder moment "ergens" (dus niet per se op het lichaam zelf) een lijn (of een punt) aanwijsbaar is met een snelheid 0. Met andere woorden: alle punten op het lichaam beschrijven momentaan cirkelbogen om deze lijn (punt) (4) (figuur 1 c en d). De lijn waarom een rotatie plaatsvindt, wordt de (momentane) rotatie-as genoemd. Deze as behoeft, zoals gezegd, niet in het roterende lichaam zelf te liggen. Figuur 1 a. Een translatie van een star lichaam via een rechte baan. b. Een translatie van een star lichaam via een gekromde baan. c. Een rotatie om een as (R) binnen het lichaam. d. Een rotatie om een as (R) buiten het lichaam. In figuur 2 wordt getoond dat wanneer de afstand tussen lichaam en rotatie-as toeneemt, de beweging steeds meer gaat lijken op een translatie. De overgang tussen beide bewegingstypen ligt in het "oneindige". Figuur 2 In de figuren a t/m e gaat de rotatie steeds meer lijken op een translatie omdat het draaipunt (R) steeds verder buiten het lichaam wordt gelegd. In figuur 2e ligt het draaipunt oneindig ver weg en wordt de rotatie tot een translatie.

4 Vrijheidsgraden en gekoppelde bewegingen Onder het aantal vrijheidsgraden van beweging van een lichaam wordt verstaan: - het mogelijke aantal onderling onafhankelijke rotaties om loodrecht op elkaar staande assen plus - het mogelijke aantal onderling onafhankelijke translaties in loodrecht op elkaar staande vlakken. Aangezien in een driedimensionale ruimte drie onderling loodrechte vlakken en assen bestaan, is het maximale aantal vrijheidsgraden van een lichaam dus zes (drie rotaties en drie translaties) (figuur 3). Figuur 3 Een star lichaam heeft in een driedimensionale ruimte zes graden van bewegingsvrijheid: - 3 rotaties om de x, y en z-as; - 3 translaties langs de x, y en z-as. Hierbij wordt niet gekeken naar de richting van de beweging (linksom of rechtsom bijvoorbeeld). Wanneer twee of meer lichamen fysiek met elkaar verbonden zijn, reduceert dit het aantal vrijheidsgraden van de afzonderlijke elementen. De mate waarin dit gebeurt, hangt af van het aantal beperkingen dat door deze verbindingen wordt opgelegd. Een voorbeeld van een verbinding waarin bepaalde bewegingen wel en andere niet mogelijk zijn, wordt gegeven in figuur 4. Figuur 4 Een willekeurige verbinding met drie vrijheidsgraden. Er zijn twee rotaties mogelijk en één translatie (dikke pijlen). De verbinding legt dus drie beperkingen op (dunne pijlen). In het menselijk lichaam worden de verbindingen gewrichten genoemd. Een wijd verbreid misverstand is dat wanneer een botstuk een ruimtelijke (driedimensionale) beweging kan maken ten opzichte van een ander bot, de verbinding tussen beide botten drie beperkingen oplegt, met andere woorden "drie vrijheidsgraden toelaat". Dat is echter onjuist, hetgeen mag blijken uit de volgende twee voorbeelden. In figuur 5a is een vlakke plaat afgebeeld waarin een vouwlijn is aangebracht die loodrecht staat op de langste zijde. Deze vouw is te beschouwen als een lijnscharnier die een beweging tussen de twee delen van de plaat mogelijk maakt. Er is dus sprake van twee elementen en een verbinding. De verbinding laat slechts één beweging toe, namelijk het roteren om de vouwlijn van het ene deel ten opzichte van het andere. Om deze beweging te kunnen benoemen is een, willekeurig gekozen, driedimensionaal assenstelsel nodig. De volgende keuze is daarbij een van de mogelijkheden. De frontale as wordt evenwijdig aan het lijnscharnier van de plaat

5 gekozen. De sagittale- en longitudinale as staan loodrecht op de eerst gekozen as. Bij een dergelijke keuze is de beweging te beschrijven om een zuiver frontaal gerichte as en vindt plaats in een sagittaal vlak. Tot zover lijkt er inderdaad sprake te zijn van een samenhang tussen het aantal vrijheidsgraden van de verbinding en het ruimtelijke verloop van de beweging. Er was immers één vrijheidsgraad en de beweging speelt zich af in één vlak. De onjuistheid van deze redenering wordt echter direkt duidelijk bij beschouwing van figuur 5b. Hier is eveneens sprake van twee elementen welke kunnen bewegen in een lijnscharnier die slechts één vrijheidsgraad van bewegen toelaat. Deze verbinding verloopt echter schuin en niet, zoals in figuur 5a, evenwijdig aan de gekozen frontale as. De beweging die ontstaat als een van de elementen rond deze as wordt gedraaid, kan dan ook niet benoemd worden in één vlak. Het element wordt namelijk rond alle drie de assen, in een van de scheefstand van de as afhankelijke verhouding, geroteerd. Hieruit blijkt duidelijk dat het aantal vlakken waarin een beweging zich af speelt geen enkele relatie behoeft te hebben met het aantal vrijheidsgraden dat de verbinding toelaat. In figuur 5c is de ruimtelijke positie van het model van figuur 5b zodanig gewijzigd dat de bewegingsas in het verlengde ligt van de as van het model van figuur 5a. Beide modellen bewegen nu om een zuiver frontale as in één vlak en door deze keuze wordt het mogelijk de beweging weer met één term te benoemen. Figuur 5 Verklaring in de tekst.

6 In de figuren 6a t/m d staat een bekend stuk kinderspeelgoed weergegeven waaraan het voorgaande nogmaals zal worden toegelicht. Figuur 6. Verklaring in de tekst. In figuur 6a is de beweging van de auto te beschrijven als een zuivere translatie. We gaan er hierbij van uit dat de auto door de zwaartekracht op de baan gedrukt wordt. Een dergelijke wijze van opleggen van een beperking aan de bewegingsvrijheid van een lichaam wordt aangeduid als "force closed". Aangezien de baan waarin de auto rijdt geen andere mogelijkheden toelaat dan de genoemde translatie, kan worden gesteld dat dit model één vrijheidsgraad heeft, waarbij de beweging plaatsvindt in één vlak, namelijk een translatie. In figuur 6b is sprake van een cirkelvormige baan. De beweging die de auto hierin maakt, is op te vatten als een zuivere rotatie om een as door het centrum van de baan. Ook hierbij spreken we van één vrijheidsgraad en één bewegingsvlak, in dit geval een rotatie. Figuur 6c en 6d tonen precies dezelfde verbinding als die in figuur 6a en 6b, doch de baan is nu ruimtelijk gekromd (de rechterzijde van de baan wijst naar voren). De beweging van de auto kan beschreven worden als een kombinatie van drie rotaties om onderling loodrechte assen. Aangezien de aard van de verbinding ongewijzigd is gebleven is er echter ook in dit geval sprake van slechts één enkele vrijheidsgraad. Behalve dat uit de voorgaande voorbeelden blijkt dat een driedimensionale beweging niet per sé behoeft plaats te vinden in een verbinding welke drie vrijheidsgraden toelaat, zien we tevens dat de beschrijver van de beweging bepaalt hoe deze beweging heet. Zo zou de beweging in het model getoond in figuur 6b bijvoorbeeld te beschrijven zijn als een kombinatie van een cirkelvormige translatie met een rotatie, doch beide treden "gekoppeld" op (figuur 7). Voor het beschrijven van bewegingen in gewrichten geldt hetzelfde principe: de onderzoeker is vrij om te kiezen hoe de beweging wordt benoemd.

7 Figuur 7. De beweging getoond in figuur a komt overeen met die in figuur 6b en is opgebouwd te denken uit een cirkelvormige translatie (b) plus een rotatie om een as door de auto zelf (c). In figuur 8a wordt een begin- en eindstand in een willekeurig gewricht getoond. De beweging kan op verschillende manieren worden beschreven, bijvoorbeeld als: a. een kombinatie van rollen en schuiven (figuur 8b), b. een kombinatie van translatie en rotatie (figuur 8c). Het verschil tussen a. en b. ligt in het aantal te kiezen mogelijkheden. Bij een beschrijving met rollen en schuiven is voor een bepaalde beweging in een gewricht één en slechts één kombinatie van deze komponenten mogelijk. Wanneer gekozen wordt voor een beschrijving met behulp van rotatie en translatie zijn er in principe een oneindig aantal kombinaties mogelijk (afhankelijk van de gekozen positie van de rotatieas) (5). Alle gebruikte termen zijn even goed of even slecht, wanneer ze maar in overeenstemming zijn met de "werkelijkheid van het gewricht" en niet gepoogd wordt hieraan therapeutische konsekwenties te verbinden, zoals het apart "behandelen" van de komponenten, bijvoorbeeld alleen de schuif of alleen de translatie. Figuur 8. Verklaring in tie tekst.

8 Wij kiezen verder in dit artikel voor de definities "rollen en schuiven" om bewegingen in gewrichten te beschrijven. Beide komponenten treden steeds tegelijkertijd in een bepaalde verhouding op. Zelfs een zeer geringe wijziging in deze verhouding kan tot ernstige beperkingen van de bewegingsuitslag leiden. Ter illustratie hiervan beschouwen wij een schaalmodel van het glenohumerale gewricht (figuur 9). Figuur 9 a. Uitgangspositie van een gewricht waarvan de afmetingen overeenstemmen met die van het glenohumerale gewricht. Ml = kromte-middelpunt van de kop; M2 = kromte-middelpuntvan de kom; E = verzameling draaiingsassen. Doordat de kop en kom slechts in geringe mate verschillen in kromming liggen Ml, M2 en E zeer dicht bij elkaar. b. Situatie na rotatie. De kop maakt kontakt met de uiterste rechter rand van de gewrichtskom en de hoekuitslag bedraagt bijna 90. c. Alhoewel dit nauwelijks zichtbaar is, liggen in deze figuur de draaiingsassen iets lager (0.1 mm) dan in figuur a. d. De kop staat als gevolg van de veranderde ligging van de draaiingsassen al bij een hoekuitslag van 60 op de rechter rand van de kom. Ondanks het zeer geringe verschil in ligging van de draaiingsassen blijkt er een vermindering in de mogelijke hoekuitslag te bestaan van 30. Hierin wordt het effekt getoond van een kleine wijziging in de draaipuntsligging van het gewricht. Een zeer geringe verplaatsing van 0.1 mm (in de richting van de gewrichtsspleet) levert in dit model een aanzienlijke bewegingsbeperking van ongeveer 30 op. Het getoonde model is tweedimensionaal en bezit één graad van bewegingsvrijheid. De sturing van dit gewrichtsmodel wordt gerealiseerd door het kiezen van de positie van de verzameling momentane draaipunten (centrode). In werkelijkheid zijn gewrichten driedimensionale strukturen en wordt de ligging van de draaiings-assen gerealiseerd door ligamenten. De kop, de kom en de ligamenten vormen een ruimtelijke, gesloten kinematische keten. Een gesloten kinematische keten is een systeem waarbij elk der elementen tenminste twee verbindingen bezit. Het aantal vrijheidsgraden van een gesloten keten kan worden berekend met de formule van Grübler: Grübler: m DF = 6 (n - 1) Σ Ji i=1 waarin: DF = aantal vrijheidsgraden van de keten; n = totaal aantal elementen in de keten; m = aantal verbindingen Ji = aantal beperkingen opgelegd door iedere verbinding. In woorden kan deze formele schrijfwijze als volgt worden weergegeven: Het aantal onafhankelijke bewegingsmogelijkheden van de keten is gelijk aan de som van de vrijheidsgraden van de bewegende elementen verminderd met de som van het aantal beperkingen die door de verbindingen worden opgelegd.

9 In een ruimtelijke keten komt dit neer op de volgende berekening: 1. Tel het totaal aantal elementen van de keten. 2. Trek van dit getal één af (het referentie-element) en vermenigvuldig dit met zes (het maximale aantal vrijheidsgraden van een ruimtelijk element). 3. Bepaal van iedere verbindingen het aantal beperkingen en tel deze bij elkaar op. 4. Trek van de uitkomst van punt 2 de uitkomst van punt 3 af en U vindt het aantal vrijheidsgraden van de keten. Alhoewel deze benadering in vele gevallen zeer bruikbare resultaten oplevert, is in een aantal gevallen grote voorzichtigheid geboden. De formule houdt namelijk geen rekening met drie zaken: a. De grootte van de bewegingsuitslag van iedere vrijheidsgraad apart kan niet met bovenstaande methode worden bepaald. b. Bijzonderheden van de ruimtelijke posities van de elementen van de keten worden niet in de formule betrokken. c. Met eventuele zogenaamde "eigenrotaties" van de elementen wordt evenmin rekening gehouden. De punten b en c worden verduidelijkt in figuur 10. Figuur 10. Verklaring in de tekst. In figuur 10a liggen de vier bevestigingspunten van de twee ligamenten (welke hier overigens worden voorgesteld als starre stangen) en het middelpunt van de bol in een vlak. Wanneer we het aantal vrijheidsgraden van deze keten uitrekenen met de hierboven genoemde formule van Grübler vinden we er vijf. De bevestigingspunten van de ligamenten worden hierbij opgevat als kogelverbindingen met elk drie rotatie-mogelijkheden en dus drie beperkingen. Tevens wordt aan het kontaktvlak met de bol een beperking toegekend: de bol mag namelijk niet door het vlak heen dringen. Doordat de bevestigingspunten van de ligamenten worden opgevat als funktionele kogelverbindingen, is er steeds een rotatie van deze stangen om de eigen lengte-as mogelijk. Echter, deze bewegingsvrijheden zijn niet van invloed op de ruimtelijke positie van de gehele keten. Dergelijke vrijheden worden ook wel "eigenrotaties" of "redundanties" genoemd. Wanneer we de twee eigenrotaties in mindering brengen op het totaal aantal vrijheidsgraden van de keten komen we uit op drie vrijheidsgraden welke de ruimtelijke positie van de keten bepalen. In werkelijkheid bezit het model getoond in figuur 10a echter slechts één vrijheidsgraad: een rotatie van de bol om een as door het middelpunt van de bol en tevens door de bevestigingspunten van de ligamenten op de bol. Dit komt doordat, zoals hierboven reeds werd vermeld, de bevestigingspunten van de stangen, het middelpunt van de bol en het kontaktpunt alle in één vlak zijn gelegen. Toepassen van de formule van Grübler op de figuren 10b en 10c levert eveneens in eerste instantie vijf vrijheidsgraden van de keten op. Toch heeft de keten in figuur 10b geen enkele bewegingsmogelijkheid. Het aantal vrijheidsgraden bedraagt nul. Dit komt doordat de ligamenten onder het middelpunt van de bol aanhechten. De keten in figuur 10c heeft doordat, na een zekere rotatie van de bol om een as door de bevestigingspunten van de stangen, de bol vrij komt van de onderlaag, op dat moment zes vrijheidsgraden. Uit het bovenstaande mag worden gekonkludeerd dat het toepassen van de methode van Grübler met voorzichtigheid dient te geschieden.

10 In de modellen getoond in figuur 10 worden de ligamenten voorgesteld als starre staven. In werkelijkheid kunnen ligamenten echter beter worden vergeleken met koorden. Deze koorden moeten op spanning worden gehouden door de gewrichtsprofielen. Slechts in dat geval mag men de ligamenten vervangen denken door stangen. In dit verband wordt ook wel gesproken van de spacer-funktie van de gewrichtsprofielen. Wanneer we het aantal vrijheidsgraden van biologische verbindingen (gewrichten) uit de vorm willen afleiden moet met de mogelijke aanwezigheid van de hierboven beschreven geometrische bijzonderheden ernstig rekening worden gehouden. We zullen dit verduidelijken aan de hand van het glenohumerale gewricht. Om dit gewricht bevinden zich tenminste vier morfologisch te onderscheiden ligamenten: drie ligg. glenohumeralia en het lig. coracohumerale. Volgens Grübler levert dit op: Df = 6(6-1) - 24 = 6. Het aantal eigenrotaties bedraagt vier terwijl nog een beperking wordt opgelegd door het kontakt van de humeruskop met de kom. Hieruit volgt dat het aantal vrijheidsgraden slechts één bedraagt. Een eenvoudige observatie van de bewegingsmogelijkheden van de bovenarm leert echter dat het glenohumerale gewricht nogal duidelijk drie vrijheden kent en wel drie rotaties om assen "ergens" in de kop van de humerus: ante- en retroflexie, ab- en adductie, exo- en endorotatie. In hoeverre de aanname van de vier genoemde ligamenten enige werkelijkheidswaarde bezit is gezien de werkelijke bouw van het bindweefsel rond de schouder (figuur 11) overigens nog zeer de vraag. Figuur 11. Preparaat van het glenohumerale gewricht. Individuele ligamenten zijn niet of nauwelijks te onderscheiden.

11 Daarbij is het, om de eventueel aanwezige geometrische bijzonderheden van het gewricht in de beschouwing te kunnen betrekken, nodig om de precieze vorm van de humeruskop en de cavitas glenoidalis te kennen. Is er sprake van zuiver bolvormige profielen of van bijvoorbeeld eivormige gewrichtsvlakken? Om deze laatste vraag te beantwoorden is door ons een poging gedaan de vorm van beide profielen te meten. Hiervoor is gebruik gemaakt van een toestel dat driedimensionale vormen kan aftasten, beschikbaar gesteld door de vakgroep Funktionele Morfologie van de Rijks Universiteit te Leiden. De gemeten coördinaten werden in de computer ingevoerd waarna een grafische voorstelling kon worden verkregen (figuur 12). Figuur 12 a. Driedimensionale computerrepresentatie van de vorm van het caput humeri. b. Idem voor de cavitas glenoidalis. De gevonden krommingen werden vergeleken met cirkels, waarbij bleek dat een zeer goede overeenkomst bestond. Dit blijkt uit figuur 13. De gemeten curve wijkt slechts zeer weinig af van de er doorheen getrokken cirkel. Figuur 13. a. Een aantal "coupes" van figuur 12 worden vergeleken met cirkels. b. Uitvergroting van een van de coupes. De gemeten punten (driehoekjes) blijken vrijwel op een cirkel te liggen.

12 Alhoewel de gebruikte meetmethode zeer nauwkeurig is en de overeenkomst met een bol zich opdringt, moeten wij toch ook hiermee zeer voorzichtig zijn. Ter illustratie van dit laatste beschouwen wij figuur 14. Figuur 14. Verklaring in de tekst. Hierin wordt een "willekeurige" curve getoond (figuur 14a) en vergeleken met een cirkel (figuur 14b). In figuur 14c wordt de situatie vergroot weergegeven. We zien een opvallende overeenkomst met figuur 13: de cirkel "dekt" de curve over grote delen en wijkt op de overige plaatsen hier slechts in geringe mate van af. In figuur 14d wordt de werkelijke aard van de curve van figuur 14a getoond. Er was sprake van een zuivere ellips en in het geheel niet van een cirkel. We kunnen dan ook vaststellen dat zelfs bij ogenschijnlijk geringe afwijkingen tussen twee vormen er fundamentele verschillen tussen beide kunnen bestaan. Kinematica van de schoudergordel Het afleiden van de bewegingsmogelijkheden louter uit de vorm blijkt dus op grote problemen te stuiten. Een andere mogelijkheid is het beschouwen van de bewegingsmogelijkheden in vivo of in vitro van een gewrichtsketen. In dit artikel beperken wij ons tot de schoudergordel als een gesloten kinematische keten zoals voorgesteld in figuur 15. Figuur 15. De schoudergordel en thorax als gesloten kinematische keten.

13 Wanneer we kijken naar de aktieve bewegingsmogelijkheden van de schoudergordel (met een afhangende arm) valt het volgende op: we kunnen de schouders "ophalen" en laten "zakken" (frontaal vlak) en tevens naar voren en naar achteren bewegen (horizontaal vlak). Andere bewegingen blijken niet aktief in de gordel te kunnen worden uitgevoerd (circumductie of "ronddraaien" van de schoudergordel is slechts een kombinatie van de twee genoemde bewegingen). De beide bewegingsmogelijkheden blijken overigens deels nog aan elkaar gekoppeld te zijn, hetgeen mag blijken uit het volgende experiment. U trekt beide schouders zover mogelijk op. Nu laat U de schouders langzaam dalen, doch U trekt tegelijkertijd de schouderbladen stevig naar elkaar toe (de scapulae worden dus in retractie gehouden). Het blijkt op deze manier niet mogelijk de schoudergordel weer volledig te laten dalen. Dit kan pas indien in het laatste deel van de beweging tevens een protractie beweging wordt uitgevoerd. Dit betekent dat op zijn best, even losgezien van de beschreven koppeling in een bepaald traject, de schoudergordel als totaal twee vrijheidsgraden bezit. In de literatuur worden over het algemeen zowel aan het sternoclaviculaire als aan het acromioclaviculaire gewricht drie graden van bewegingsvrijheid toegekend en wel drie rotaties (1,2,6). Tegen deze opvatting moet bezwaar worden aangetekend. Zoals blijkt uit figuur 16 zou in principe bij het aannemen van twee funktionele kogelgewrichten in de genoemde verbindingen de clavicula vrijelijk om zijn lengte-as moeten kunnen roteren. Echter dit blijkt volstrekt onmogelijk. Noch aktief, noch passief kan de clavicula vrijelijk om de lengte-as worden geroteerd tussen het sternum en het scapula in. Dit betekent dat er geen sprake kan zijn van twee kogelverbindingen in beide gewrichten. Figuur 16 Een star lichaam dat via twee kogelverbindingen kontakt maakt met andere elementen kan, onafhankelijk van de vorm van dat lichaam (a, b) steeds een rotatie uitvoeren om een as door beide "gewrichten". Een andere observatie is de volgende. De humerus kan in de ruimte drie onafhankelijke rotaties in drie onderling loodrechte vlakken uitvoeren: flexie-extensie, ab- en adductie, exo- en endorotatie. Tevens is het, met enige goede wil, mogelijk de humerus in geringe mate ten opzichte van het lichaam naar craniaal en caudaal (samen met elevatie en depressie van de gordel) te transleren en ventraal en dorsaal te transleren (samen met pro- en retractie van de gordel). Het transleren van de humerus naar lateraal en mediaal is echter niet mogelijk. In totaal bezit de schoudergordel samen met de humerus dus vijf vrijheidsgraden. Aangezien het glenohumerale gewricht er duidelijk drie heeft, moet de schoudergordel in totaal dus twee vrijheidsgraden in zich bergen, overeenkomstig hetgeen we hierboven al zagen. De vraag is nu hoe de verdeling kan

14 zijn van het aantal beperkingen over de deelnemende gewrichten van de schoudergordel, zodanig dat deze keten de twee gevonden vrijheidsgraden bezit. In totaal bezit de schoudergordel drie elementen en drie verbindingen (figuur 15). Zoals eerder werd uiteengezet betekent dit dat het totaal aantal vrijheden van de keten bedraagt: 6(3-1) = 12 vrijheidsgraden. Om uit te komen op twee vrijheidsgraden moeten de drie verbindingen samen dus tien beperkingen in zich bergen. Een vraag die zich hierbij voordoet is hoeveel bewegingsmogelijkheden het scapula bezit ten opzichte van de thorax in het scapulo-thoracale glijvlak. Hierover kan weinig misverstand bestaan zoals blijkt uit figuur 17, waarin de gangbare anatomische bewegingsterminologie van het scapula wordt weergegeven. Het totaal aantal vrijheidsgraden bedraagt vijf. Slechts het in zijn totaal afheffen van het scapula ten opzichte van de thorax (of het binnendringen hierin) zijn niet mogelijk. Figuur 17. Het scapulothoracale glijvlak is een verbinding met vijf vrijheidsgraden. Alleen translaties langs een as loodrecht op het vlak van het scapula (voorgesteld door een vraagteken) zijn niet mogelijk. Het relatief grote aantal vrijheidsgraden van het scapula wordt mogelijk gemaakt doordat het scapulothoracale glijvlak een glijvlak is en geen synoviaal gewricht. Beperkingen opgelegd door profielvormen en ligamenten ontbreken dan ook in deze verbinding. Het voorgaande betekent dat wij aan de scapulo-thoracale verbinding een beperking moeten toekennen. De resterende negen beperkingen moeten gevonden worden in de twee overige gewrichten (SC en AC gewricht). Er bestaan bij deze verdeling slechts twee mogelijkheden. Een gewricht heeft zes beperkingen en het andere dus drie, of er is een verdeling van vijf om vier beperkingen. Bij de eerste keuze (zes om drie) is er sprake van een gewricht zonder bewegingsmogelijkheden (zes beperkingen betekent immers nul vrijheidsgraden). Aangezien gewrichten bedoeld zijn om bewegingen mogelijk te maken valt deze (rekenkundige) mogelijkheid af: gewrichten waarin "van nature" geen bewegingsmogelijkheden bestaan, komen in het lichaam niet voor. Hiermee resteert de vraag welk van beide gewrichten (AC of SC) vijf beperkingen (dus een vrijheidsgraad) bezit en welke vier beperkingen in zich bergt (dus twee vrijheidsgraden heeft).

15 Wij hebben uitvoerige observaties gedaan aan een groot aantal skelet-bandpreparaten. Hierbij bleek het volgende. Bij beweging van het scapula t.o.v. de clavicula is, indien de ligamenten tussen beide botten (het lig. conoideum en het lig. trapezoideum, tezamen het lig. coracoclaviculare genoemd), gespannen moeten blijven, slechts één beweging mogelijk. Deze vertoont een komplex driedimensionaal verloop en bestaat uit twee fasen. In de eerste fase vindt een kombinatie van een vooroverkanteling, een abductie en een endorotatie ( = protractie) plaats. In de tweede fase is er sprake van een kombinatie van een achteroverkanteling, een doorgaande endorotatie- en een adductiebeweging. Let wel, hierbij is sprake van een beschrijving van het scapula ten opzichte van de clavicula en niet van het scapula ten opzichte van de thorax. Dat een dergelijke komplexe beweging in het acromioclaviculaire gewricht moet plaatsvinden wordt weergegeven in figuur 18. Figuur 18 a. Uitgangspositie van de schoudergordel. b. Situatie na heffen van de clavicula over een geringe hoek waarbij bewegingen in het acromioclaviculaire gewricht geheel worden geblokkeerd. In deze figuur wordt getoond wat er zou gebeuren met het scapula indien dit botstuk gefixeerd zou zijn in het acromioclaviculaire gewricht terwijl de clavicula in het sternoclaviculaire gewricht over een geringe hoek wordt geheven. Het bovenstaande betekent dat wij vijf beperkingen moeten toekennen aan het acromioclaviculaire gewricht. Met andere woorden: het scapula bezit ten opzichte van de clavicula, ondanks het feit dat er sprake is van een driedimensionale beweging, slechts één vrijheidsgraad. Wanneer wij een skelet-banden-preparaat op diens bewegingsmogelijkheden onderzoeken zien wij het volgende. De clavicula kan ten opzichte van het sternum niet roteren om haar lengte-as: althans wanneer we de band tussen clavicula en eerste rib (lig. costoclaviculare) intakt laten. In het sternoclaviculaire gewricht kan de clavicula wel worden bewogen naar elevatie en terug naar depressie en naar pro- en retractie. Tijdens de elevatie treedt een gekoppelde achteroverkanteling op. Deze beweging is uitvoerig beschreven door Lopez Cardozo (3 ) en wordt schematisch weergegeven in figuur 19. (De overeenkomst met figuur 6b valt sterk op).

16 Figuur 19 Tijdens het heffen van de arm maakt het acromiale uiteinde van de clavicula een beweging welke overeenkomt met die in figuur 6b. Het bovenstaande betekent dat aan het sternoclaviculaire gewricht vier beperkingen moeten worden toegekend, met andere woorden: de clavicula bezit twee graden van bewegingsvrijheid ten opzichte van het sternum. De hiervoor beschreven observaties leiden tot het model van de schoudergordel zoals weergegeven in figuur 20. Figuur 20. Model van de schoudergordel als gesloten kinematische keten met twee vrijheidsgraden. ST = scapulothoracale glijvlak; AC = acromioclaviculaire gewricht; SC = sternoclaviculaire gewricht. (Berekening volgens Grübler).

17 Klinische relevantie Het voorgaande betoog leidt tot de volgende voor de kliniek belangrijke overwegingen. 1. Gezien het geringe aantal vrijheidsgraden van de schoudergordel kunnen storingen in bijvoorbeeld het sternoclaviculaire gewricht gemakkelijk aanleiding geven tot geforceerde bewegingen in het acromio-claviculaire gewricht en vice versa. Het verdient dan ook aanbeveling om bij klachten in dit gebied de gehele keten in het onderzoek te betrekken. 2. Bij het uitvoeren van de gangbare bewegingstesten wordt over het algemeen geen rekening gehouden met de fysiologische bewegingsmogelijkheid van het scapula t.o.v. de clavicula. 3. De mobilisatie van het acromioclaviculaire gewricht is moeilijk uitvoerbaar. Dit geldt met name voor de tweede fase van de beweging waarin het scapula een adductiebeweging uitvoert ten opzichte van de clavicula. Met dank aan dr. G.Elshoud, destijds wetenschappelijk medewerker van de Rijksuniversiteit Leiden, Vakgroep Funktionele Morfologie (hoofd Prof.dr. P. Dullemeijer) voor zijn stimulerende begeleiding en de vervaardiging van de computerprogrammatuur gebruikt bij de metingen in de figuren 12 en 13. Indien U mee wilt werken aan deze rubriek verzoeken wij U vriendelijk het hieronderstaande antwoordformulier voor 31 januari 1991 aan ons toe te zenden. In een volgende af levering van dit tijdschrift zullen de gebundelde resultaten worden gepubliceerd. Wij danken U bij voorbaat voor Uw medewerking. Vragenlijst 1. Kent U onderzoekstechnieken die differentiëren tussen funktiestoringen van het acromioclaviculaire, sternoclaviculaire en glenohumerale gewricht? 2. Heeft U kritiek en/of aanvullingen op het hier gepresenteerde model van de bewegingsmogelijkheden van en in de schoudergordel? Ook indien U niet alle vragen heeft beantwoord, wordt U van harte uitgenodigd Uw antwoorden in te sturen aan: VERSUS antwoordnummer WB DEN HAAG (Een postzegel plakken is dus niet nodig). Wilt U Uw antwoorden toelichten? Graag! LITERATUUR 1. Drukker J., Jansen J.C. Compendium Anatomie. Tijdstroom (1975). 2. Frankel V.H., Nordin M. Basic biomechanics of the skeletal system. Lea & Febiger (1980). 3. Lopez Cardozo M. De behandeling van het costoclaviculaire compressie syndroom. diss. Groningen (1976). 4. Oonk H. Osteo- en arthrokinematica. Henric Graaff van IJssel (1988). 5. Oonk H. Definities en Therapie. Haags Tijdschrift voor Fysiotherapie, 3e jrg., (1985), no. 6, pp Spalteholz-Spanner. Handatlas der Anatomie des Menschen. 17e druk, Scheltema en Holkema, (1959).