Abstrak TUJUAN: Untuk menganalisis gaya berjalan pasien penggantian lutut total dengan metode biomekanik analisis gaya berjalan tiga dimensi. METODE: Lima puluh tiga pasien dengan penggantian lutut total di Rumah Sakit Zhongshan, Universitas Dalian dipilih dari tahun 2005-11/2006-11, berusia 42-82 tahun, dengan usia rata-rata 59,2 tahun. Tinggi rata-rata (172 ± 13) cm, massa tubuh (64 ± 11) kg untuk 33 laki-laki dan (155 ± 11) cm, massa tubuh (45 ± 1l) kg untuk 20 perempuan dipilih untuk analisis gaya berjalan sebelum dan 1, 6, dan 12 bulan setelah operasi oleh Guo Lin dari Departemen Bedah Sendi, Rumah Sakit Zhongshan, Universitas Dalian, dan analisis gaya berjalan dilakukan dengan sistem penganalisis gerakan tiga dimensi Oriental Xinrui DVMC-8801. Setiap pengukuran harus minimal 3 panjang langkah dengan kecepatan langkah yang konstan. Sebanyak 16 titik pada sendi pinggul, lutut dan pergelangan kaki dipasang dan dihubungkan untuk membentuk permukaan guna membangun gambar dinamis 3D. Hasil: Kecepatan berjalan, frekuensi langkah, panjang langkah dan fase berdiri anggota tubuh yang terkena dampak meningkat secara signifikan setelah penggantian (P <0,01), dan parameter analisis gaya berjalan pada dasarnya mencapai tingkat normal satu tahun setelah penggantian. Sebelum penggantian, fleksi pinggul maksimum adalah 15°, ekstensi maksimum adalah 8°, fleksi lutut maksimum adalah 70°, dan fleksi pergelangan kaki maksimum adalah 15°. Enam bulan setelah penggantian, fleksi pinggul maksimum adalah 27°, ekstensi punggung maksimum adalah 17°, fleksi lutut maksimum adalah 50°, dan fleksi pergelangan kaki maksimum adalah 14°; perbedaan antara indikator-indikator ini dan indikator-indikator sebelum penggantian adalah signifikan (P <0,01). Kesimpulan: Penggunaan analisis gaya berjalan tiga dimensi untuk mengevaluasi fungsi pasien penggantian lutut total secara kuantitatif dapat lebih akurat memahami perubahan biomekanik sendi lutut, dan kemudian mengeksplorasi metode pengobatan dan rehabilitasi pasca penggantian yang terbaik. Kata kunci: analisis gaya berjalan tiga dimensi; penggantian lutut total; evaluasi kemanjuran Guo Lin, Cui Daping. Analisis gaya berjalan tiga dimensi sebelum dan sesudah penggantian lutut total [J]. Penelitian Rekayasa Jaringan Cina dan Rehabilitasi Klinis, 2008, 12 (13): 2417-2420 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-13/13k-2417(ps).pdf] Latar Belakang: Subjek ini saat ini sedang mengajukan permohonan untuk Dana Alam Nasional. Sistem analisis gerak tiga dimensi DVMC-8801 adalah sistem analisis gaya berjalan tiga dimensi yang dikembangkan secara independen untuk deteksi pasien non-invasif dengan sistem inframerah, yang dirancang untuk memahami perubahan biomekanik pemulihan gaya berjalan setelah penggantian sendi. Evaluasi rekan sejawat: Para penulis menerapkan metode analisis gaya berjalan 3D pada bidang operasi penggantian sendi, dan secara kuantitatif mengevaluasi efek penggantian lutut pada pasien dengan osteoartritis lutut stadium IV, dan mengacu pada skor Tohn.N. Insall, dan menyimpulkan bahwa metode ini dapat lebih akurat memahami perubahan biomekanik sendi lutut, dan topik serta desain penelitiannya bagus. Bias atau kekurangan: Karena ini adalah teknik baru, jumlah kasus tidak mencukupi, waktu tindak lanjut singkat, dan pengalaman lebih lanjut diperlukan. 0 PENDAHULUAN Analisis gaya berjalan adalah cabang khusus dari biomekanika, yang merupakan pengamatan kinematik dan analisis kinetik dari aktivitas anggota tubuh dan sendi selama manusia berjalan, yang menyediakan serangkaian nilai dan kurva temporal, geometris, mekanis, dan nilai parameter lainnya [1]. Meskipun skala HSS [2] umumnya digunakan sebelum dan sesudah penggantian lutut total, tidak ada analisis kuantitatif dari fungsi berjalan pasien dengan skala HSS. Para penulis menggunakan sistem analisis gaya berjalan tiga dimensi (sistem analisis gerak tiga dimensi Oriental Xinrui DVMC-8801) untuk menganalisis gaya berjalan 53 pasien yang menjalani penggantian lutut total di rumah sakit kami. 1 Objek dan metode Desain: eksperimen observasional. Unit: Rumah Sakit Zhongshan yang berafiliasi dengan Universitas Dalian. Subyek: 53 kasus (53 sisi) pasien penggantian lutut total di Rumah Sakit Zhongshan yang berafiliasi dengan Universitas Dalian dipilih pada 2005-11/2006-11, termasuk 33 kasus (33 sisi) laki-laki, berusia 55-82 tahun, rata-rata 46,2 tahun, tinggi badan rata-rata (171 ± 13) cm, massa tubuh (65 ± 11) kg; 20 kasus (20 sisi) perempuan, berusia 42-79 tahun, tinggi badan rata-rata ( 155±11) cm, berat badan (45±11) kg, semuanya menderita osteoartritis lutut stadium IV. Pembedahan dilakukan dengan menggunakan pendekatan patela anterolateral. Skor fungsi lutut HSS sebelum operasi berkisar antara 10 hingga 74, dengan rata-rata 56,2. Para pasien memberikan persetujuan untuk percobaan dan pengobatan, dan percobaan telah disetujui dan ditandatangani oleh komite etik rumah sakit. Prostesis jenis platform non-rotating yang disemen dengan semen Zimmer digunakan. Dirancang, diimplementasikan, dan dievaluasi oleh: penulis pertama untuk desain eksperimental, penulis kedua untuk pengumpulan dan implementasi data, dan penulis pertama untuk evaluasi, yang dinilai dengan menggunakan metode buta tunggal. METODE: Artroplasti lutut total artifisial yang mempertahankan ligamentum cruciatum longitudinal posterior. Infus antibiotik dosis tinggi dimulai 1 hari sebelum operasi. Sayatan median anterior standar 10-12 cm dipilih untuk mengakses kapsul sendi melalui sayatan parapatellar sekitar 1 cm medial ke tepi garis tengah patela. Persiapan femur: (1) Pemosisian rotasi tulang paha bagian distal. ② Osteotomi awal anterolateral. Osteotomi femur distal. Pengukuran femur. Osteotomi anterior, posterior dan miring pada tulang paha. Persiapan Tibialis: (1) Penentuan posisi garis gaya tibialis. ② Pemosisian garis gaya eksternal sumsum tulang tibialis: Lenturkan lutut, letakkan pemandu garis gaya eksternal sumsum tulang tibialis pada batang tibialis, dan pegang tibia distal di atas sendi pergelangan kaki dengan penjepit yang fleksibel. Prostesis tibialis dipasang, prostesis femoralis dipasang dan sayatan dijahit. Perawatan pasca operasi: Latihan fungsional CPM dimulai pada hari pertama pasca operasi, rentang gerak awal adalah 0 ~ 45 °, rentang gerak ditingkatkan 10 ° per hari selama 12 jam terus menerus, dan setidaknya 95 ° ~ 110 ° dicapai sebelum keluar dari rumah sakit. Metode operasi sistem analisis gaya berjalan tiga dimensi: sistem analisis gaya berjalan tiga dimensi (sistem analisis gerak tiga dimensi Oriental Xinrui DVMC-8801) terdiri dari 3 bagian. Satu di ruang yang sama, didistribusikan di lokasi yang berbeda dari 8 kamera dan ditempelkan di bagian yang akan diukur titik penandaan optik; mengatur operasi sinkron dari tiga bagian perangkat di atas dan analisis data pengukurannya serta pemrosesan komputer dan peralatan periferal mereka. Pertama, konfigurasi antara mainframe analisis gaya berjalan dan kamera inframerah disesuaikan, begitu juga dengan rentang pengukuran. Selama pengujian, pasien mengenakan celana pendek olahraga yang ketat di bawahnya untuk memastikan bahwa titik penanda menunjukkan posisi anggota tubuh selama gerakan; untuk mencegah pakaian menutupi titik reflektif. Titik reflektif analisis gaya berjalan 3D diposisikan sebagai berikut: (1) Panggul ke perut lumbal: tulang belakang iliaka superior anterior, tulang belakang iliaka superior posterior (total 4 titik). Lutut: kondilus femoralis medial dan lateral serta tuberositas tibialis (3 titik). Sendi pergelangan kaki: ujung pergelangan kaki bagian dalam dan luar (total 2 titik). ④ Antara sendi tarsometatarsal pertama dan sendi tarsometatarsal kedua (total 1 titik). Analisis gaya berjalan dilakukan oleh dokter atau teknisi yang terlatih dan berpengalaman secara klinis. Pasien diminta untuk berjalan beberapa kali dengan postur dan kecepatan yang alami dan sesuai dengan kebiasaan, dan penting untuk diperhatikan bahwa setiap titik reflektif pasien harus berada di dalam area inframerah yang ditentukan, agar tidak mempengaruhi hasil analisis gaya berjalan. Indeks pengamatan utama: 1 bulan, setengah tahun dan 1 tahun setelah operasi, sistem analisis gaya berjalan 3D diterapkan untuk mengamati perubahan panjang langkah, lebar langkah, kecepatan langkah, frekuensi langkah, waktu siklus gaya berjalan, waktu fase berdiri, waktu fase melangkah, dan sudut pergerakan sendi pasien selama berjalan. Skor fungsi lutut HSS juga dilakukan. Metode statistik: Semua data dianalisis oleh penulis kedua dengan menggunakan perangkat lunak statistik SPSS 11.5, dengan menggunakan uji-t sampel independen dan analisis korelasi, dengan P <0,05 dianggap signifikan. Semua data dinyatakan sebagai x±s. 2 Hasil Analisis gaya berjalan memberikan besaran gerak dan stabilitas sendi osteoartritis pada sumbu X, Y, dan Z subjek Perubahan data kinematik 53 pasien sebelum dan sesudah penggantian lutut total ditunjukkan pada Tabel 1. Gaya berjalan berkaki pendek dan gaya berjalan yang mengurangi rasa sakit menghilang pada pasien 1 tahun setelah menjalani penggantian lutut total melalui serangkaian indeks biomekanik yang diukur (Gbr. 1 ~ 3). Hasil analisis gaya berjalan tiga dimensi: (1) kecepatan berjalan, frekuensi langkah dan panjang langkah meningkat secara signifikan setelah penggantian dibandingkan dengan sebelum penggantian (P <0,01), dan setiap parameter analisis gaya berjalan pada dasarnya mencapai tingkat normal 1 tahun setelah penggantian. Setelah penggantian, fase berdiri pada tungkai yang terkena dampak secara signifikan lebih lama dibandingkan dengan sebelum penggantian. Kurva waktu sudut: fleksi pinggul maksimum sebelum penggantian adalah 15°, dan ekstensi ke belakang adalah 8°, fleksi lutut maksimum adalah 70°, dan fleksi pergelangan kaki maksimum adalah 15°. Enam bulan setelah penggantian, fleksi pinggul maksimum setelah latihan CPM adalah 27°, ekstensi ke belakang 17°, fleksi lutut maksimum 50°, dan fleksi pergelangan kaki maksimum 14°; perbedaan antara pinggul dan lutut dengan sebelum penggantian adalah signifikan (P <0,01). Kurva waktu akselerasi: 6 bulan setelah penggantian, gelombang negatif fase berdiri dan gelombang lonjakan akselerasi ke arah anterior dan posterior anggota tubuh yang terkena dampak berkurang secara signifikan dibandingkan dengan sebelum penggantian, dan fase ayunan menunjukkan gelombang bimodal setelah penggantian, dan 3 gelombang fase positif sebelum penggantian. Kiprah gluteus medius muncul dua bulan setelah penggantian dan menghilang satu tahun setelah penggantian. Skor fungsi sendi lutut HSS meningkat secara signifikan setelah penggantian, dengan rata-rata 85,8 poin satu tahun setelah operasi. 3 DISKUSI Siklus gaya berjalan mengacu pada waktu antara pendaratan satu kaki dan pendaratan kembali tumit kaki tersebut. Dalam siklus gaya berjalan, setiap tungkai melewati dua fase penumpuan berat badan di tanah dan berayun menjauh dari tanah, yang masing-masing disebut fase kuda-kuda dan fase ayunan dari siklus gaya berjalan. Fase kuda-kuda dibagi menjadi fase menanggung beban tungkai tunggal dan fase menanggung beban tungkai ganda sesuai dengan apakah ia berkaki tunggal atau berkaki ganda [3-8]. Panjang langkah, frekuensi langkah, dan kecepatan langkah adalah tiga elemen utama gaya berjalan, dan analisis gaya berjalan harus terlebih dahulu mengetahui nilai dan kurva parameter normal seperti waktu, geometri, dan mekanik dalam siklus gaya berjalan orang normal, dan kemudian menganalisis parameter dan kurva abnormal dari berbagai keadaan patologis atas dasar ini, sehingga dapat memberikan dasar yang obyektif dan nyata untuk penilaian kemanjuran dan fungsi bedah. Gaya berjalan pasien yang menjalani operasi penggantian lutut total untuk osteoartritis lutut stadium IV memiliki karakteristik sebagai berikut. 3.1 Gaya berjalan yang mengurangi rasa sakit Ketika rasa sakit terjadi pada tungkai bawah di satu sisi, gaya berjalan yang mengurangi rasa sakit sering kali muncul, yang ditunjukkan pada gambar analisis gaya berjalan 3D sebagai pemendekan waktu fase berdiri pada sisi yang sakit untuk meminimalkan penumpuan berat badan pada tungkai yang sakit, dan pemendekan panjang langkah. Pada pasien dengan nyeri lutut, bahu tungkai yang terkena akan turun ketika tungkai yang terkena dibebani, batang tubuh sedikit dimiringkan, tungkai bawah dari sisi yang terkena diputar dan ditekuk secara eksternal, dan hentakan tumit ke tanah sebisa mungkin dihindari. Pada pasien dengan nyeri lutut, lutut sedikit ditekuk, dan pasien berjalan dengan jari-jari kaki di tanah. Gambar pada 1 tahun setelah operasi menunjukkan bahwa panjang langkah anggota tubuh yang terkena menjadi lebih besar dan lebih dekat ke sisi yang sehat, sedangkan sudut fleksi dan ekstensi pinggul, lutut dan pergelangan kaki, fleksi maksimum sendi panggul sebelum operasi adalah 15 °, dan ekstensi posterior adalah 8 °, fleksi maksimum sendi lutut adalah 70 °, dan fleksi maksimum sendi pergelangan kaki adalah 15 °; setengah tahun setelah operasi, fleksi maksimum sendi panggul adalah 27 °, dan ekstensi posterior adalah 17 °, fleksi maksimum lutut adalah 50 °, dan fleksi maksimum sendi pergelangan kaki adalah 14 °; pinggul, Perbedaan antara lutut dan periode pra operasi adalah signifikan (P <0,01) Skor HSS untuk tingkat nyeri sepenuhnya subjektif dan dibagi menjadi tingkat keparahan ringan hingga sedang, dibandingkan dengan gaya berjalan tiga dimensi yang lebih obyektif, tetapi keduanya harus dilihat bersama satu sama lain. 3.2 Gaya berjalan berkaki pendek[9-14] Pemendekan pra operasi pada tungkai yang terkena lebih dari 2,5 cm pada 6 kasus, dan pada periode penyangga, terlihat bahwa panggul pada sisi yang terkena turun, yang menyebabkan turunnya bahu pada sisi yang sama, dan pada periode ayunan, kaki yang terkena turun, dan sisi yang sehat dari kaki yang berjalan mengalami fleksi yang berlebihan pada pinggul-lutut dan dorsofleksi pada sendi pergelangan kaki; 1 tahun setelah operasi, terlihat bahwa penurunan panggul ke sisi yang terkena menghilang, dan sudut fleksi dan ekstensi sendi panggul-lutut-pergelangan kaki yang terkena dibandingkan dengan sisi yang sehat adalah paralel. 3.3 Kelemahan otot fleksor-lutut [15-20] Otot fleksor-lutut adalah otot akselerasi utama pada fase ayunan, dan berkurangnya kekuatan otot menyebabkan kurangnya tenaga dalam pergerakan tungkai pada fase ayunan. Panjang langkah pasien sebelum operasi adalah 0,49 m, 0,51 m pada 6 bulan setelah operasi, dan 0,54 m pada 1 tahun setelah operasi. Hal ini disebabkan oleh kelemahan otot fleksor-soleus yang menyebabkan batang tubuh berayun ke belakang pada akhir fase penyangga dan berayun ke depan secara tiba-tiba pada tahap awal fase ayunan untuk mengimbangi hal ini, dan akhirnya panjang langkah sisi yang terkena dampak diperpendek secara signifikan, dan panjang langkah pasien dikembalikan ke normal setelah kekuatan otot pulih setelah operasi. Rata-rata skor HSS sebelum operasi adalah 56,2, dan skor rata-rata pada 1 tahun pasca operasi adalah 85,8; hasil skor ini mendekati yang diamati dalam pengujian kami, yang menegaskan kemanjuran operasi secara subjektif dan objektif. Kurangnya tindak lanjut jangka panjang dalam penelitian ini adalah sebuah kekurangan, dan pengamatan lanjutan harus dilanjutkan dalam penelitian-penelitian selanjutnya. Analisis gaya berjalan adalah sarana yang sangat diperlukan untuk analisis dan evaluasi keseluruhan untuk mengekstraksi informasi tentang aktivitas kehidupan yang berkaitan dengan berjalan manusia, dan teknologi bioteknologi untuk meniru perangkat fungsi berjalan manusia, dll. Analisis ini memiliki prospek yang luas. Dengan terus berkembangnya teknologi pengukuran optik dan listrik serta teknologi pemrosesan informasi, metode ini akan dikembangkan ke arah multi-indikator, integrasi, dan sistem analisis, diagnosis, dan evaluasi pakar yang komprehensif. Dengan menggunakan analisis gaya berjalan tiga dimensi untuk mengevaluasi secara kuantitatif fungsi pasien dengan osteoartritis lutut stadium IV, kita dapat lebih akurat memahami perubahan biomekanik sendi lutut, dan kemudian mengeksplorasi cara pengobatan yang optimal dan metode rehabilitasi pasca-bedah. 4 Referensi 1 Kyriazis V, Rigas C. Analisis gaya berjalan temporal pasien osteoartritis pinggul yang dioperasi dengan penggantian pinggul tanpa semen. Clin Biomech (Bristol, Avon) 2002; 17(4). Avon) 2002;17(4):318-321 2 Insall JN, Dorr LD, Scott RD, dkk. Dasar pemikiran sistem peringkat klinis Knee Society. Clin Orthop Relat Res 1989;(248):13 -3 Kiss RM, Kocsis L, Knoll Z. Kinematika sendi dan parameter spasial-temporal gaya berjalan yang diukur dengan sistem berbasis ultrasound. Med Eng Phys 2004; 26(7 ): 611-620 4 Bush-Joseph CA, Hurwitz DE, Patel RR, dkk. Fungsi dinamis setelah rekonstruksi ligamentum cruciatum anterior dengan tendon patela autologus. Am J Sports Med 2001;29(1):36-41 5 Madsen MS, Ritter MA, Morris HH, dkk. Efek dari pendekatan bedah artroplasti pinggul total pada gaya berjalan. Res 2004;22(1):44-50 6 Benedetti MG, Catani F, Bilotta TW, dkk. Pola aktivasi otot dan biomekanik gaya berjalan setelah penggantian lutut total. Clin Biomech (Bristol, Avon) 2003;18(9):871-876 7 Lai KA, Lin CJ, Jou IM, dkk. Analisis gaya berjalan setelah artroplasti pinggul total dengan pemerataan panjang tungkai pada wanita dengan dislokasi panggul kongenital lengkap unilateral - perbandingan dengan pasien yang tidak diobati. J Orthop Res 2001;19(6):1147-1152 8 Benedetti MG, Leardini A, Romagnoli M, dkk. Hasil fungsional dari penggantian pergelangan kaki total dengan bantalan meniscal: studi analisis gaya berjalan. J Am Podiatr Med Assoc 2008;98 (1):19-26 9 Toulotte C, Thevenon A, Watelain E, dkk. Identifikasi lansia sehat yang jatuh dan yang tidak jatuh dengan analisis gaya berjalan dalam kondisi tugas ganda. Clin Rehabil 2006;20(3):269-276 10 Jonsdottir J, Cattaneo D, Regola A, dkk. Konsep pembelajaran motorik yang diterapkan pada rehabilitasi menggunakan biofeedback untuk meningkatkan gaya berjalan pada pasien stroke kronis: studi sistem A-B dengan beberapa analisis gaya berjalan. Neurorehabil Neural Repair 2007 21(2):190-194 11 Chiu YP, Fritz SL, Light KE, dkk. Penggunaan analisis respons item untuk menyelidiki sifat pengukuran dan validitas klinis data untuk indeks gaya berjalan dinamis. Phys Ther 2006;86(6):778-787 12 Rubenson J, Heliams DB, Maloney SK, dkk. Penilaian ulang biaya komparatif J Exp Biol 2007; 210(Pt 20): 3513-3524 13 Cutuk A, Groppo ER, Quigley EJ, dkk. Ambulasi dalam simulasi gravitasi fraksional menggunakan tekanan positif tubuh bagian bawah: analisis keamanan kardiovaskular dan gaya berjalan. J Appl Physiol 2006;101(3):771-777 14 Weiss RJ, Broström E, Stark A, dkk. Artrodesis pergelangan kaki / kaki belakang pada artritis reumatoid meningkatkan kinematika dan kinetika lutut dan pinggul: studi analisis gaya berjalan prospektif. Studi analisis gaya berjalan prospektif. Rheumatology (Oxford) 2007;46(6):1024-1028 15 Levinger P, Gilleard W. Hubungan antara postur statis dan gerakan kaki belakang saat berjalan pada sindrom nyeri patellofemoral: efek dari postur referensi untuk analisis gaya berjalan. J Am Podiatr Med Assoc 2006;96(4):323- 329 16 Khan WS, Jones RK, Nokes L, dkk. Hubungan sudut imobilisasi lutut dengan gaya yang diterapkan pada mekanisme ekstensor ketika sebuah studi analisis gaya berjalan pada sukarelawan normal. J Bone Joint Surg Br 2007;89(7):911-914 17 Archer KR, Castillo RC, Mackenzie EJ, dkk. Simetri gaya berjalan dan analisis kecepatan berjalan setelah trauma ekstremitas bawah. Phys Ther 2006;86(12):1630-1640 18 Lindemann U, Becker C, Unnewehr I dkk. Analisis gaya berjalan dan WOMAC saling melengkapi dalam menilai hasil fungsional pada penggantian panggul total. Clin Rehabil 2006;20(5):413-420 19 Giacomozzi C, Benedetti MG, Leardini A, dkk. Analisis gaya berjalan dengan sistem terintegrasi untuk penilaian fungsional koalisi talocalcaneal. J Am Podiatr Med Assoc 2006;96(2):107-115 20 Thomas R, Daniels TR, Parker K. Analisis gaya berjalan dan hasil fungsional setelah arthrodesis pergelangan kaki untuk J Bone Joint Surg Am 2006;88(3):526-535