Auteur(s): M. van den Beld, K. Boon, Sytze de Vries Titel: Experimenteel onderzoek naar het effekt van tractie op musculatuur Jaargang: 3 Jaartal: 1985 Nummer: 6 Oorspronkelijke paginanummers: 217-255 Dit artikel is oorspronkelijk verschenen in Haags Tijdschrift voor Fysiotherapie, van 1983 tot 1988 de voorloper van Versus, Tijdschrift voor Fysiotherapie. 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
Experimenteel onderzoek naar het effekt van tractie op musculatuur Marcel van den Beld Katrien Boon Sytze de Vries Inleiding In het volgende artikel wordt aan de hand van een als Toegepast Onderzoek opgezet experiment het effekt nagegaan van cervicale tractie op de elektrische aktiviteit van de M. trapezius pars descendens gemeten met behulp van EMG-apparatuur. Aanleiding hiertoe vormt de gedachte dat tractie als gevolg van een veronderstelde separatie via mechanoreceptoren een ontspannende werking zou hebben op musculatuur (1,2,6). Het gaat in dit onderzoek om de beantwoording van de specifieke vraagstelling: In hoeverre komt de daling van de elektrische aktiviteit van de M. trapezius pars descendens tijdens cervicale tractie met een kracht van driemaal het hoofdgewicht overeen met enerzijds de situatie waarin "tractie" met éénmaal het hoofdgewicht wordt toegepast en met anderzijds de situatie waarin het koord strak wordt getrokken en het placebo-effekt wordt onderzocht? Proefopzet Het experimentele onderzoek is opgezet volgens de true-experimental designs, waarbij voor de pretest-posttest kontrolegroep werd gekozen (3,4). Schematisch kunnen we dit als volgt weergeven: R - 0 X 3-0 = groep E (experimenteel) R - 0 - X 1-0 = groep C (kontrole) R - 0 - ----- 0 = groep P (kontrole). waarin: R = randomiseren 0 = rust X = experimentele behandeling X 3 = tractie met driemaal hoofdgewicht X 1 = "tractie" met eenmaal hoofdgewicht ---- = het koord strak, placebo. Het hoofd wordt gedefinieerd als 7% van het totale lichaamsgewicht. De uitgangshouding van de proefpersonen is in zit op een stoel zonder armleuningen, waarbij de armen ontspannen larigs het lichaam hangen. Voor de tractie wordt gebruik gemaakt van een Glissonse lis. De opstelling is zodanig, dat het tractiegewicht, bevestigd aan een koord lopende over twee katrollen, inwerkt onder een hoek van 20 flexie van het hoofd en de cervicale wervelkolom ten opzichte van de romp. We hebben gebruik gemaakt van het EMG-apparaat type ZAK Psychophysiograph, nr. PPG-10005, type Poly-graph. De zes oppervlakte elektroden, type Beckman nr. 6504 (16 mm, 62" Din) werden als volgt zowel op de linker- als de rechter M. trapezius pars descendens aangebracht: - één differente elektode ongeveer 7 cm lateraal van de proc. spinosus van C 7 (rood), - één differente elektrode ongeveer 2 cm paravertebraal van de proc. spinosi C 5 C 6 (wit) en - één indifferente elektrode op het acromion (zwart). Experiment Voor het onderzoek werden 18 proefpersonen at random geselekteerd uit eerste jaars studenten van de Haagse Academie voor Fysiotherapie. Aan de proefpersonen werd voor het experiment gevraagd naar de gezondheidstoestand en de bekendheid met de behandeling tractie. Tevens werd het lichaamsgewicht gemeten.
De EMG-meting werd gedurende 11 minuten uitgevoerd. Dit werd onderverdeeld in drie minuten rust, vervolgens vijf minuten de experimentele behandeling en aansluitend drie minuten rust. Voor en na de meting werd de betrouwbaarheid van de lokalisatie en werking van de elektroden getest via elevatie van de schouder. Om de interne en externe validiteit van de experimentele situatie te waarborgen, werd bij elke meting het EMG-apparaat geijkt op de nullijn en werd de onderzoekssituatie zoveel mogelijk konstant gehouden. Hierbij werd getracht de praktijksituatie te benaderen. Na afloop van het experiment werden de ervaringen van de proefpersonen genoteerd en werd verzocht geen ervaringen uit te wisselen met andere deelnemers. Verwerking van de gegevens Om een indruk te krijgen van de elektrische aktiviteit van de M. trapezius pars descendens, kozen we vier minuten uit het experiment voor de verwerking van de gegevens, respektievelijk de tweede minuut (rust), de vijfde en de zevende minuut (experimentele behandeling) en de tiende minuut (rust). Over elke minuut werd de gemiddelde x waarde ( x 2, x 5, x 7, x 10 ) berekend door de hoogten van de pieken, geteld vanaf een horizontale lijn als gemiddelde van de amplituden, te delen door het aantal pieken. Het verschil tussen de elektrische aktiviteit van de periode voor en na de tractie wordt als volgt in procenten weergegeven: x x x 10 2 2 100% Een daling van elektrische aktiviteit levert een negatief percentage op. Een aantal verrichte metingen waren niet toepasbaar voor de verwerking en zijn komen te vervallen. Resultaten Bij de notitie van de ervaringen geven de proefpersonen van groep E vrijwel unaniem aan dat ze bij het beëindigen van de tractie het gevoel hadden dat er een enorme drukkracht op hun hoofd werd uitgeoefend ("blok beton"). Het merendeel van de personen uit groep C vond het lange stilzitten moeilijk, maar de "tractie" viel hen mee. Voor de proefpersonen uit groep P was het stilzitten erg vermoeiend en ze merkten weinig van de "tractie", dit tot geruststelling van een persoon die een tractiegewicht van 150 kilo verwachtte. De beschikbare gegevens werden per testgroep in een tabel uitgezet en hiervan werd het totale gemiddelde berekend. Hier volgen de tabellen 1, 2 en 3 van die experimentele groep en de twee kontrolegroepen, respektievelijk groep E, groep C en groep P. Het eindresultaat van elke testgroep geven we tevens weer in grafieken (fig. 1). De grafieken van de drie geteste groepen vertonen veel overeenkomst qua richting van verandering en de tijd waarin deze verandering optreedt. Zowel bij groep E als groep P treedt de grootste daling in de experimentele fase op. In groep E zet dit echter pas na twee minuten tractie in. De grafiek van groep C vertoont een meer horizontaal verloop; de daling treedt voornamelijk in de laatste rustperiode op. Het hoge aanvangsniveau van groep P menen wij te kunnen verklaren door een verhoogde pretestsensatie als gevolg van foutief doorgespeelde informatie door de proefpersonen onderling betreffende het te gebruiken tractiegewicht.
GROEP E Pp. M. trap. RUST TRACTIE (3x) RUST -% daling van electr. act. 1. Li 5,6 6,5 4,4 3,6-36% 2. Li 2,7 3,5 4,2 2,7 0% Re 2,8 3,5 3,7 2,4-14% 3. Li 4,3 4,2 2,9 2,4-44% Re 2,0 2,0 1,7 1,5-25% 6. Li 3,6 5,7 2,7 3,0-17% 7. Li 11,6 7,1 5,7 4,9-58% 9. Li 5,2 5,6 4,5 3,9-25% Re 3,6 3,3 2,3 2,0-44% Totaal 4,6 4,6 3,6 2,9-37% Gemiddeld: s d = 2,9 s d = 1,0 Tabel 1. GROEP C Pp. M. trap. RUST TRACTIE (1x) RUST -% daling van electr. act. 10. Re 4,4 3,7 4,4 4,2-5% 11. Li 7,0 6,2 6,0 5,9-16% Re 5,1 4,8 4,9 4,6-10% 12. Re 4,1 4,5 4,3 3,8-7% 13. Li 9,0 9,7 8,9 7,1-21% 14. Li 4,3 3,2 3,6 3,1-28% Totaal 5,7 5,4 5,4 4,8-15% Gemiddeld: s d = 2,0 s d = 1,5 Tabel 2. GROEP P Pp. M. trap. RUST PLACEBO RUST -% daling van electr. act. 15. Li 7,4 7,9 5,1 4,9-34% Re 12,7 10,1 8,5 6,7-47% 16. Re 4,5 3,6 3,5 2,5-44% 17. Li 10,4 10,5 9,7 9,9-5% Re 3,6 2,7 2,4 2,8-22% Totaal 7,7 4,6 5,8 5,4-30% s d = 3,9 s d = 3,1 Tabel 3.
Figuur 1. Statistische verwerking We toetsen het experiment eenzijdig (directional), omdat we verwachten dat er ontspanning optreedt als gevolg van de tractie en daarmee een daling van de elektrische aktiviteit. Bij de eerder genoemde vraagstelling willen we de H 1 -hypothese als volgt stellen: H 1 : "cervicale tractie met driemaal het hoofdgewicht levert een significant verschil op ten opzichte van zowel "tractie" met éénmaal het hoofdgewicht als de placebo situatie". We stellen dat het significantie niveau 5% (=0,05) mag bedragen om de H 1 -hypothese te aanvaarden. Om het verschil tussen twee metingen bij een groep te bepalen gebruiken we de Wilcoxon toets (3,4). Voor alle testgroepen geldt dat de experimentele behandeling, hetzij tractie met driemaal het hoofdgewicht, hetzij "tractie" met eenmaal het hoofdgewicht, hetzij de placebo situatie een significant effekt heeft gehad op de elektrische aktiviteit van de M. trapezius pars descendens. We gebruiken de Mann Whitney U toets om een vergelijking tussen de drie geteste groepen te maken en daarmee de H -hypothese te toetsen (3,4). Na toepassing van deze toets blijkt dat er geen significant verschil tussen de experimentele groep en de tweede kontrolegroep bestaat. Derhalve wordt de H 1 -hypothese verworpen en aanvaarden we de H 0 -hypothese: "cervicale tractie met driemaal het hoofdgewicht levert geen significant verschil op ten opzichte van zowel "tractie" met eenmaal het hoofdgewicht als de placebo situatie". Beperkingen In ons onderzoek kwamen een aantal beperkingen naar voren. Op de eerste plaats dat het onderzoek op gezonde jonge volwassenen is uitgevoerd. Daarnaast kwamen metingen te vervallen, waardoor het aantal metingen vrij klein werd. Bovendien is het feit dat een aantal 223 proefpersonen een hoge voorspanning had, zeker van invloed geweest. Door het gebruik van oppervlakte-elektroden is het moeilijk om een specifiek beeld te krijgen van een spier en het zou aanbevelenswaardig zijn om bijvoorbeeld via naaldelektroden ook een indruk te krijgen van diepgelegen nekmusculatuur. Verder wordt door de loshangende armen een depresserende werking uitgeoefend op de schoudergordel. De kontinue rek die hier optreedt zou ook van invloed kunnen zijn. Als suggestie voor verder onderzoek lijkt ons het effekt van cervicale tractie te meten in een pathologische situatie waarbij duidelijk sprake is van hypertonie zoals bij spondylarthrosis cervicalis. Konklusies Uit de statistische verwerking van het experiment mogen we konstateren dat de daling van de elektrische aktiviteit in de drie geteste groepen geen significante verschillen vertonen. De in de literatuur veronderstelde separatie bij tractie zou door een toename van negatieve intraarticulaire druk drukgevoelige mechanoreceptoren aktiveren en op deze wijze ontspanning van musculatuur bewerkstelligen via een zogenaamde inhiberende capsulomyogene reflex (1,2,6).
Gezien de resultaten is het de vraag of separatie opgetreden is. De mogelijkheid bestaat dat wij onvoldoende trekkracht hebben toegepast om separatie te bewerkstelligen. Bij tractie moeten krachten achtereenvolgens verwerkt worden door de omliggende musculatuur, de intra-articulaire cohesie-adhesiekrachten en vervolgens pas door collagene bindweefselstrukturen (kapsel en ligamenten). Volgens het trekverlengingsdiagram van Viidik is het gehele preparaat van collageen bindweefsel in staat om tot 5% relatieve vervorming, wat overeenkomt met het "normale" bewegen, de krachten te absorberen. Bij 6% relatieve vervorming worden al collagene vezels stukgetrokken (5). De kracht die echter nodig is om musculatuur en intra-articulaire cohesie-adhesiekrachten te doorbreken dient enorm groot te zijn, alvorens invloed te kunnen uitoefenen op de kapsel. De vraag rijst, indien men toch in staat is de kapsel binnen de wenselijke 5% te vervormen, of men dan een dusdanige separatie verkrijgt dat mechanoreceptoren daardoor beïnvloed worden. Maar aan de andere kant zou er als er een dusdanige trek op kapsel en banden ontstaat een funktioneel beschermingsmechanisme in werking moeten treden om laederen van strukturen te voorkomen, in de vorm van het aanspannen van musculatuur (Wet van Hilton). Wij hebben geen toename van elektrische aktiviteit van de M. trapezius waargenomen en misschien is het aannemelijk dat de trekkracht die wij toepasten niet dermate groot was om deze beschermende capsulomyogene reflex te doen ontstaan. We hebben echter wel met gezonde proefpersonen gewerkt en zouden ons voor kunnen stellen dat bij tractie aan een funktiegestoord en dus over het algemeen pijnlijk gewricht deze reaktie wel op zou kunnen treden, waardoor een reflectoire verhoging van spierspanning ontstaat wat tegenstrijdig is met het beoogde doel, namelijk ontspanning. LITERATUURLIJST 1. Beld M.J. v.d., Boon C.A.E., Vries S. de Tractie = Reaktie?; experimenteel onderzoek naar het effekt van tractie op musculatuur. Den Haag, Haagse Academie voor Fysiotherapie, 1985. 2. Harris P.R. Cervical Traction; review of literature and treatment guidelines. Physical Therapy, vol 57 (1977), aug.8, p.910-914. 3. Jonge H.de en Rumke Chr. Medische statistiek. Syllabus V.U. Amsterdam, R.U.Leiden, Erasmus Universiteit Rotterdam, 1976. 4. Mc.Call R.B. Fundamental Statistics for Psychology. Harcourt Brace Javanovich, International Editional. New York. 5. Riezebos C.J.W. Beperkt Bewegen: een literatuurstudie naar het morfologisch substraat van de bewegingsbeperking. Utrecht, School voor Manuele Therapie, Den Haag, Haagse Academie voor Fysiotherapie, (1979). 6. Uyke B.D. Neurology of the cervical spinal joints. Physiotherapy, vol.65 (1979), p.72-76.