Auteur(s): P. Frijters Titel: Tractie en het knappende gewrichtsgeluid Jaargang: 7 Jaartal: 1989 Nummer: 4 Oorspronkelijke paginanummers:

Transcriptie

1 Auteur(s): P. Frijters Titel: Tractie en het knappende gewrichtsgeluid Jaargang: 7 Jaartal: 1989 Nummer: 4 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 Tractie en het knappende gewrichtsgeluid P. Frijters Inleiding In dit artikel worden verschillende theorieën en experimenten besproken over het ontstaan van het knappende gewrichtsgeluid. In de discussie worden de diverse natuurkundige verschijnselen, die bij het knappen van een gewricht een rol spelen, met elkaar in verband gebracht. Tevens wordt ingegaan op de vraag of tractie aan een gewricht een zinvolle mobiliserende techniek is. Het knappende gewrichtsgeluid In het menselijk lichaam komen vele geluiden voor. We zouden deze geluiden naar hun oorsprong grofweg in 2 groepen kunnen indelen: 1. geluiden die buiten het bewegingsapparaat ontstaan. 2. geluiden voortgebracht door het bewegingsapparaat. De geluiden kunnen zowel binnen als buiten de gewrichten hun oorsprong vinden. Intra-articulaire geluiden kunnen veroorzaakt worden door intra-articulaire strukturen zoals: disci, menisci, corpora libera, het hyaliene gewrichtskraakbeen, het kapsel en de synovia. Het knappende gewrichtsgeluid is een intra-articulair geluid. Het is een normaal fenomeen dat bijvoorbeeld tijdens het manipuleren op kan treden bij verschillende systemen van manipulatieve therapie (10). Verschillende theorieën over "het knappen" Lewit zegt dat bij manipulatie in engere zin weliswaar van passieve bewegingen in het kader van het gewrichtsspel (dus mobilisatie) uitgegaan wordt, maar dat wanneer de grenzen van de beweeglijkheid bereikt zijn, van daaruit nog een extra stoot in dezelfde richting gegeven wordt. Bij het overschrijden van deze grenzen komt het tot gewrichtsknakken (6). De gewrichtsvlakken worden daarbij van elkaar geheven zoals bij distractie in de asrichting van het gewricht of worden ten opzichte van elkaar verschoven (6). Köster komt na zijn onderzoeken tot de conclusie dat het knappen afhankelijk is van natuurkundig en biologisch gestuurde mechanismen. Doorbreken van de cohesieve- en adhesieve krachten die tussen de synovia en de gewrichtsvlakken optreden zou de oorzaak zijn van het ontstaan van het knappen (5). Roston en Haines hebben een studie gemaakt over het knappen in het MCP-gewricht. Wanneer met een kracht van 7 kg aan een vinger werd getrokken, ontstond een negatieve druk in het gewricht en een knappend geluid. Het gewricht bevatte waterdamp en bloedgassen. Wanneer met een kracht getrokken werd die kleiner dan 7 kg. was, ontstond er geen knak (2). V.d. Korst wijdt het knappen aan het vacuüm fenomeen. Wanneer een gewricht aan een plotselinge trekkracht blootgesteld wordt, ontstaat met een hoorbare knal een spleetvormige, luchtledige ruimte in het gewrichtsvocht (10). Klinisch-orthopedische onderzoeken naar het knappende gewrichtsgeluid Tractie aan de phalanx in het MCP-gewricht laat nauwelijks een intrekking van de huid zien indien men onder de knapgrens blijft. Na het optreden van de gewrichtsknap is er minder kracht nodig om de gewrichtsoppervlakken van elkaar te trekken, het gewrichtsspel wordt groter en de huid wordt meer naar binnen getrokken. Met behulp van een electrocardiograaf is het knappen zichtbaar te maken. Het knappende geluid is als een 0,1 tot 0,2 sekonde durend acoustisch fenomeen te karakteriseren (5). Om de anatomische verhoudingen te beschrijven werd in het MCP II gewricht met een injectienaald een kontrastvloeistof ingebracht. Hierna werden röntgenopnamen gemaakt (5) (figuur 1). Afbeelding 1a laat de gewrichtsoppervlakken zien zonder tractie. Afbeelding 1b laat bij een lichte tractie aan het gewricht een verwijding van de gewrichtsspleet zien van 1 mm. Afbeelding 1c laat bij een sterke tractie een vergroting van de afstand tussen de gewrichtsoppervlakken zien van 2 mm.

3 Figuur 1. a. Gewrichtsopp. zonder tractie. b. Gewrichtsopp. onder lichte tractie. c. Gewrichtsopp. onder sterke tractie. Als belangrijke opmerking moet vermeld worden dat bij sterke tractie met contrastvloeistof in het gewricht het niet lukte "knappen" op te wekken (5). Om het knappende fenomeen te begrijpen is het onderzoek van Köster weinig zinvol daar er voor het experiment vloeistof aan de synoviale ruimte is toegevoegd. De hierdoor ontstane hogere druk en vergrote synoviale ruimte beïnvloedt het experiment zodanig dat het knappende geluid onmogelijk kan worden opgewekt. Meting van de intra-articulaire druk in relatie tot tractie De druk in het onbelaste gewricht werd gemeten door dit gewricht aan te sluiten op een waterkolom. Er werden drie MCP-gewrichten onderzocht. Na het inbrengen van een naald in de gewrichtsspleet werd een druk gevonden binnen het gewricht welke gelijk was aan die van de atmosferische druk buiten het gewricht. Afhankelijk van de sterkte van de tractie kon een onderdruk van 25 mm. waterkolom gemeten worden in vergelijking met de atmosferische druk. Het gewrichtsknappen was niet op te wekken (5). Dat ook hierbij het knappende geluid niet was op te wekken is duidelijk omdat door het aansluiten van het gewricht op een meetinstrument, de intra-articulaire ruimte enorm wordt vergroot, waardoor het vacuüm-fenomeen niet kan optreden. Tractie aan het MCP-gewricht onder inwerking van de atmosferische buitenluchtdruk op de gewrichtsholte Bij dit onderzoek is er een open verbinding van de gewrichtsholte met de buitenlucht tot stand gebracht door een buisje in de gewrichtsholte aan te brengen. Bij de drie gecontroleerde gewrichten was noch bij tractie, noch bij manipulatie in de zin van dorsaal verschuiving in het gewricht een geluid te provoceren. De kracht die nodig was voor een tractie was kleiner dan die bij een gewricht zonder aansluiting met de buitenluchtdruk (5). Door het gewricht aan te sluiten op de buitenlucht kan helemaal geen onderdruk door tractie in het gewricht worden gecreëerd, zodat de knap niet kan worden opgewekt. Samengevat blijkt uit bovenstaande klinische onderzoeken dat de atmosferische druk een duidelijke invloed heeft op de gewrichtsholte. Het kan namelijk leiden tot het opheffen van het knappende gewrichtsgeluid. Experimenten met gewrichtsmodellen Bij onderzoeken naar de ontstaanswijze van het gewrichtsgeluid aan de hand van gewrichtsmodellen wil men de mechanische factoren bekijken welke van invloed kunnen zijn op het samenhouden van de gewrichtsoppervlakken bij tractie. Er zal zeker een verband bestaan tussen krachten die de gewrichtsoppervlakken samenhouden en het acoustische fenomeen.

4 Het kapsel-bandapparaat en de rondom het gewricht gelegen musculatuur zijn logischer wijze de belangrijkste factoren voor het samenhouden van de gewrichtsoppervlakken. Om alle mechanismen in ogenschouw te nemen welke bijdragen tot het bij elkaar houden van de gewrichtsoppervlakken wordt de rol van synovia onderzocht. Uit de natuurkunde weten we dat tussen vaste- en vloeistoffen op grond van moleculaire krachten adhesie ontstaat. Adhesieverschijnselen kunnen door druk versterkt worden. De gewrichtsoppervlakken worden behalve door luchtdruk, spierspanning en kapselspanning mede door de synovia bij elkaar gehouden (5). Om het gewrichtsgeluid middels natuurkundige factoren te verklaren heeft men getracht met behulp van delen van de Mueller-Charnley-Endoprothese een gewrichtsmodel te vervaardigen om zo het acoustisch fenomeen te onderzoeken. Het model is geschikt om de verkleving van de gewrichtsoppervlakken door middel van verschillende vloeistoffen onder atmosferische druk uit te proberen (5). Adhesie door middel van verschillende tussenstoffen Natuurlijk kan de kom zonder tussenstof niet aan de kop verkleven omdat de prothese een speling van 0,2 mm bezit gevuld met lucht, zodat geen co- en adhesiekrachten in het gewricht aanwezig zijn. Werd 25 ml. gedestilleerd water tussen kop en kom aangebracht, dan kon de kom 1,38 sec. blijven hangen. Daar van speeksel bekend is dat het evenals synovia proteoglycanen bevat, heeft men dit ook als medium aangebracht. De kom bleef nu 2,3 sec. hangen. Werd synovia als tussenstof gebruikt, kwam men tot een hangtijd van 6 sec. De hangtijden van de hierboven beschreven proeven zijn gemiddelde waarden van 10 metingen (5). De met gummi beklede en met 0,5 ml. synovia gevulde endoprothese volgens Mueller-Charnley werd blootgesteld aan een plotselinge tractie. Er was geen geluid waar te nemen. De volgende onvolkomenheden werden hierbij aangevoerd als reden: - de onmogelijkheid om het model lucht- en vloeistofdicht af te sluiten. - de mogelijkheid om een kunstmatig kapsel aan te brengen was niet aanwezig. - de geringe vormveranderingseigenschappen van de gebruikte materialen en de genoemde speling van 0,2 mm. gaven een onvoldoende groot kontaktareaal tussen kop en kom (5). Tevens werden onderzoekingen gedaan met een ander gewrichtsmodel. De gewrichtsoppervlakken van dit model sluiten volkomen op elkaar aan. Belangrijk was de elastische vervorming van de gewrichtsoppervlakken. Er werd 0,5 ml. synovia op een gewrichtshelft aangebracht (5). Met deze konstruktie was zonder gebruik te maken van synovia geen tractiegeluid op te wekken. Werd 0,5 ml. synovia als tussenstof gebruikt dan kon men bij plotselinge tractie doffe geluiden waarnemen. Dit lukte niet eenmaal zoals in een gewricht, maar vele malen na elkaar. Het geluid werd geregistreerd. De duur van het geluid bedroeg 0,15 tot 0,20 sec (5). De kookpunttheorie Verschillende auteurs nemen tijdens het knappen gasbelletjes in de gewrichtsholte waar. Zij concluderen daaruit dat deze belletjes verantwoordelijk zijn voor het knappende geluid. Het ontstaan van deze gasbelletjes kan verklaard worden met de kookpunttheorie. Onder het normale kookpunt verstaat men het kookpunt bij een druk van 1 atmosfeer. Een vloeistof kookt bij die temperatuur waarbij de maximale spanning van de damp gelijk is aan de druk op de vloeistof. De kooktemperatuur is die temperatuur waarbij de verdamping door de gehele vloeistof plaatsvindt. Deze kooktemperatuur hangt af van de druk die op de vloeistof staat. Het kookpunt wordt verhoogd als de druk op de vloeistof vergroot wordt. Het kookpunt wordt verlaagd wanneer de druk op de vloeistof verminderd wordt. Het bovenstaande is met een eenvoudig experiment te testen. Men kan hiervoor een injectiespuit nemen en deze voor een gedeelte met water vullen. Men maakt dan de spuit luchtledig door de zuiger iets in te drukken, waardoor wat water uit de opening loopt. Na afsluiting van de opening trekt men aan de zuiger. Eerst moet een weerstand overbrugd worden waarna de zuiger plotseling meebeweegt. Het volume in de spuit wordt groter zonder dat er lucht van buitenaf kan toestromen. In de vloeistof ziet men onmiddellijk gasbelletjes (waterdamp) ontstaan. Er is dus een volumevergroting opgetreden waardoor een onderdruk ontstaat die weer tot gevolg heeft dat het water gaat koken. Laat men de zuiger los dan springt deze onmiddellijk weer terug in zijn oorspronkelijke positie en zijn de luchtbelletjes verdwenen. Bij dit experiment is geen geluid waar te ne-

5 men. Op bovenstaande manier is dus het koken door middel van volumevergroting (waardoor een onderdruk ontstaat) op te wekken. Tijdens tractie is via röntgenopnamen te zien dat de afstand tussen de gewrichtsoppervlakken vergroot wordt (10). Cohesie- en adhesie-krachten Tussen de moleculen van de synovia bestaat een aantrekkingskracht waardoor de synovia blijft samenhangen en het inspanning kost de stof te delen. Dit verschijnsel heet cohesie. Tevens bestaat er op grond van moleculaire krachten een adhesie tussen vloeibare- en vaste stoffen. Om dit verschijnsel te onderzoeken, kan men een injectiespuit, gevuld met wat olie nemen. De zuiger is met een laagje rubber bekleed. De spuit wordt zover mogelijk ingedrukt zodat het rubber van de zuiger volledig aansluit met het uiteinde van de spuit. Vervolgens wordt aan de zuiger getrokken. Deze schiet dan plotseling los wat gepaard gaat met geluid. Wanneer men dezelfde proef herhaalt en er dan tevens voor zorgt dat er geen verbinding is met de buitenlucht dan ontstaat bij het trekken aan de zuiger hetzelfde geluid. Dit verschijnsel is te verklaren doordat de cohesieve en adhesieve krachten, plotseling worden verbroken. Bekijkt men het oppervlak van de zuiger nauwkeurig dan ziet men bij het trekken aan de zuiger, dat op dit oppervlak "lichte plekjes" ontstaan. Een soortgelijk fenomeen is te zien als men 2 glasplaatjes tegen elkaar drukt met een laagje water ertussen. Trekt men de plaatjes loodrecht van elkaar dan ziet men ook hier dezelfde plekjes ontstaan. Het lijkt alsof de oppervlakken hier van elkaar zijn. Het water is hier reeds overgegaan in dampvorm. Er is hier voldoende onderdruk voor het overgaan van vloeistof in gasvorm. Voordat de oppervlakken van elkaar loslaten is er dus even sprake van "koken" geweest (10). Discussie Uit de hierboven beschreven experimenten blijkt dat het knappende gewrichtsgeluid een samenspel van verschillende processen is; zonder dit samenspel is het knappende gewrichtsgeluid niet op te wekken. Ook blijkt uit bovenstaande experimenten en onderzoeken dat het knappende gewrichtsgeluid ontstaat bij het van elkaar loslaten van de gewrichtsoppervlakken. Welke verschijnselen dragen nu bij tot loslaten van de gewrichtsoppervlakken en aan het knappende gewrichtsgeluid? Men kan het ontstaan van het geluid in samenhang van natuurkundig en biologisch gestuurde mechanismen met het kraakbenige gewrichtsoppervlak zien. De synovia speelt hierbij een belangrijke rol: enerzijds door zijn cohesieve (10) en anderzijds door sterke adhesieve krachten (3,10) van de moleculen met de gewrichtsoppervlakken. De gewrichtsholte is lucht- en waterdicht van zijn omgeving afgesloten. In de gewrichtsholte heerst volgens Köster (5) een geringe overdruk in vergelijking met de atmosferische druk. Hierdoor kan men zich voorstellen dat de adhesieve verkleving van de gewrichtsoppervlakken groter is en moeilijker onderbroken kan worden. Uit proeven die door Köster (5) beschreven zijn, zou men kunnen concluderen, dat veranderingen in samenstelling van synovia vermindering van de druk tot gevolg hebben zodat er niet voldoende adhesie "opgebouwd" kan worden. Het gewrichtskraakbeen bezit vormelasticiteit. Indien men hier rekening mee houdt, kan men zich voorstellen dat het gewrichtskraakbeen bij het begin van de tractie wat van vorm verandert. Tevens zal dan op die plaatsen waar de gewrichtsoppervlakken contact met elkaar hebben het "koken" opgewekt kunnen worden. Er zullen gasbelletjes ontstaan. Als de kracht van de tractie zo groot wordt dat de cohesieve en adhesieve krachten doorbroken worden, "laten" de gewrichtsoppervlakken plotseling "los". Na de tractie zullen de gewrichtsoppervlakken onmiddellijk voor een gedeelte naar hun oorspronkelijke vorm terug- "schieten" (instant deformation). Verder zullen de gewrichtsoppervlakken via kruipgedrag (creep) naar hun vorm van voor de tractie terugkeren. Onmiddellijk als de gewrichtsoppervlakken van elkaar loslaten, zal een stroom synovia vanuit een ander gedeelte van de gewrichtsholte tussen de gewrichtsoppervlakken stromen. De daar nog aanwezige gasbelletjes zullen imploderen. Dit alles gebeurt in tienden van seconden tijdens het loslaten van de gewrichtsoppervlakken. In die stand waarbij de gewrichtsoppervlakken het meest met elkaar in contact zijn, zal de knap het best opgewekt kunnen worden doordat de adhesie dan het grootst is. Dit gebeurt als een gewricht in zijn close-packed position verkeert (10). Tractie als mobiliserende methode Tractie wordt zowel door verschillende manueeltherapeuten als fysiotherapeuten gehanteerd ten einde een bewegingsbeperking in positieve zin te beïnvloeden. Veelal bestaat het idee dat het bindweefsel van het kapsel-bandapparaat bij een bewegingsbeperking stug, geschrompeld is. Door nu aan het

6 bindweefsel van het kapsel-band apparaat te trekken, zouden verklevingen c.q. verschrompelingen in het kapsel-bandapparaat doorbroken kunnen worden. Men kan zich afvragen of een gewricht überhaupt wel separatie van de gewrichtsoppervlakken toelaat en een werkelijke spanning in het collagene bindweefsel van het kapsel-bandapparaat van het gewricht bewerkstelligt. Een scheiding van de gewrichtsoppervlakken zoals die bij tractie optreedt, wordt onder andere door het co- en adhesieve karakter van de synovia ten opzichte van het kraakbeen voorkomen. Na het optreden van het knappende gewrichtsgeluid kunnen de gewrichtsoppervlakken verder uit elkaar bewogen worden. De co- en adhesieve krachten van de synovia ten opzichte van het gewrichtskraakbeen zijn grotendeels opgeheven. Het is nu ook voor te stellen dat na verdere scheiding van de gewrichtsoppervlakken het bindweefsel van het kapsel-bandapparaat van het gewricht meer op spanning of misschien nu pas op spanning komt. Tractie, zonder het gewricht te laten knappen, zou dan kunnen betekenen dat nauwelijks of zelfs helemaal niet wordt getrokken aan de co- en adhesieve krachten van de synovia. Hierop verder speculerend zou dan betekenen dat tractie aan een gewricht met grote gewrichtsoppervlakken, zoals bijvoorbeeld het heupgewricht, een enorme kracht vraagt om de co- en adhesieve krachten op te heffen. De kwaliteiten van het collagene bindweefsel zijn bij een bewegingsbeperking afgenomen door er geen funktie van te vragen, het bindweefsel gedraagt zich slapper. Het ligt dan ook voor de hand, om door funktie te vragen van die strukturen, de oorspronkelijke kwaliteiten te heroveren onder andere middels een passieve mobilisatie van een gewricht (7,9). Passieve angulaire mobilisaties volgens de fysiologische bewegingspatronen geeft gedifferentieerde informatie aan het collagene bindweefsel, waardoor een ordening geschapen wordt tussen de collageen- en matrixmoleculen. De negatief geladen zwavelgroepen van de glycosaminoglycanen (een onderdeel van de matrix) nemen nu aktieve, geordende posities in ten opzichte van de positief geladen gebieden op het tropocollageenmolecuul. De ordening van ladingen in het collagene bindweefsel heeft een stijver gedrag van dit bindweefsel tot gevolg, waardoor een herstel van de rol-schuif-verhouding wordt bewerkstelligd (7,9). Aangezien tractie aan een gewricht waarschijnlijk niet aankomt op het bindweefsel van het kapselband apparaat zal tractie geen gedifferentieerde informatie aan het collageen bindweefsel geven. LITERATUUR 1. Benist, G.J. Arthrosis deformans; een literatuurstudie naar een onbelast fenomeen. Utrecht, Stichting School voor Manuele Therapie, Bijl, G.v.d. Manipulaties van alpha tot omega. Uitgave van de Vereniging Manueel Therapeuten, 1981 Studio Pit b.v., Emmen. 3. Jeursen, A.M.G.H. en Klumpers, B.M.A.F. Een literatuurstudie naar effecten van tractie op gewrichtskraakbeen. Scriptie Haagse Academie voor Lichamelijke Opvoeding en voor Fysiotherapie, Den Haag, Juncqueira, L.C. en Carneiro, J. Functionele histologie. Bunge, Utrecht, Poster, D. von Über einige Untersuchungen zur Entstehung von Gelenkgerauschen. Beitr. Orthop. U. Traumatol., 26(1979), H.8, S Lewit, K. Manuele therapie, deel 2 De Tijdstroom, Lochem, Oonk, H.H.N. Osteo- en Arthrokinematika Uitgeverij Henric Graaff van IJssel, Weert 1988.

7 8. Oostendorp, R.A.B. Kursusdictaat Academie voor Fysiotherapie Breda, Neurofysiologie, 1985/ Riezebos, C.J.W. Beperkt bewegen, een literatuurstudie naar het morfologisch substraat van de bewegingsbeperking. Scriptie Stichting School voor Manuele Therapie, Utrecht, Wolfert, B.M. Het "knappende" gewrichtsgeluid. Nederlands Tijdschrift voor Manuele Therapie, vol 83/2, nr. 2 biz