Alai

De auteur deelt 10 jaar klinisch bewijs voor het gebruik van oppervlakte-elektromyografie om een gezond en functioneel bewegingsbereik te herstellen- met de schouder als voorbeeld.

Het schoudergewricht

Voor clinici in de fysische geneeskunde en revalidatie (PM&Rs) is het schoudergewricht een van de meest complexe gewrichten van het lichaam. Negentien verschillende spieren delen verschillende componenten en nemen samen deel aan een bepaalde beweging. Het schoudergewricht en de spieren gaan van de viervoetige positie naar de tweevoetige positie, los hangend in de staande, buik-, of rugligging. In de rechtopstaande positie moduleren en handhaven de schouderspieren de neutrale positie van de nek en het hoofd. Hoewel de schouders grotendeels onafhankelijk van elkaar zijn, werken zij gewoonlijk in tandem. Elke schouder kan echter tegelijkertijd een onafhankelijke actie uitvoeren. Zij ondersteunen en geven impulsen aan de elleboogspieren en indirect aan de distale myotatische eenheden van de pols en de hand.1

Het schoudergewricht heeft verschillende anatomische componenten. Terwijl deze componenten in de viervoetige positie bestaan, gaan zij in functie voor de tweevoetige positie over. Een aantal spieren omhullen het schoudergewricht, en sommige spieren overlappen de strikte anatomische definitie van de positie op de schouder:

• het superieure gebied: levator scapulae, supraspinatus, middelste deltoideus, bovenste trapezius, coracobrachialis
• het anterieure gebied: anterior deltoideus, pectoralis major en minor
• het posterieure gebied: subscapularis, achterste deltoideus, middelste en onderste trapezius
• het achterste gebied, lateraal aspect: infraspinatus, teres major en minor, latissimus dorsi
• het achterste gebied, mediaal aspect: rhomboideus major en minor
• het inferieure gebied: serratus anterior.

Klassiek heeft het schoudergewricht verschillende bewegingssegmenten die samen de range of motion (ROM) vormen:

• abductie
• adductie
• anterior flexie
• lateral flexie
• posterior flexie
• inwendige rotatie
• uitwendige rotatie.

Een goed begrip van de fysische principes van momentum, traagheid en vectoractiviteit is van het grootste belang voor het begrijpen van ROM. Het fenomeen van co-activatie of co-contractie wordt geïllustreerd door de aanwezigheid van actieve potentialen van laag niveau in de spier in rust, terwijl de homologe contralaterale spier actief is en beweegt.2 Bij een gezond individu worden actieve bewegingsamplitudepotentialen tijdens de beweging van een spier van een ledemaat niet ontmoet met actieve potentialen in de homologe spier van het andere ledemaat terwijl dat ledemaat in rust is. Een evenwichtige verhouding tussen de spieren van een gewricht is bevorderlijk voor een normale functie, zoals het vermogen om gedurende lange tijd bewegingen uit te voeren zonder vermoeidheid en pijn.

Als zelfs maar één spier van een gewricht disfunctioneel is, zal die spier de functie van het hele gewricht beïnvloeden door de beweging, het gebruik van energie, de weerstand en de kracht te beperken. Dientengevolge, vrijwillig of onvrijwillig, kan dat gewricht onderbenut raken (“gespalkt”) en het contralaterale gewricht zal beschermende bewaking vertonen en overbenut raken. Als er een groter onevenwicht is, kan het overbelaste gewricht uiteindelijk disfunctioneel worden en vermoeidheid, triggerpoints en pijn ontwikkelen.

Dit artikel behandelt hoe een PM&R zorgverlener een gezonde functie en ROM kan herstellen bij een patiënt die myofasciaal letsel heeft opgelopen met spierpijn en triggerpoints tot gevolg. Verder wordt ingegaan op het gebruik van oppervlakte-elektromyografie (SEMG) bij pijnbestrijding voor myofasciale disfuncties en acute en chronische pijn als gevolg van letsel, gebaseerd op de klinische ervaring van de auteur over een periode van 10 jaar.1-9

Herstel van gezonde functie met SEMG

Methodes

Schouderspieren kunnen worden getraind binnen een paar dagen na de operatie nadat de hechtingen zijn verwijderd, of wanneer de spieren niet langer gevaar lopen te scheuren. De fysiotherapie moet stapsgewijs worden gestart: eerst met spieren en bewegingen die minder energie vergen en geleidelijk aan alle bewegingen. De training moet eerst zonder toegevoegde weerstand (naast de zwaartekracht) worden uitgevoerd. Naarmate men meer weerstand verdraagt, kan de training worden opgevoerd tot het niveau van de ergonomische of atletische behoeften.

SEMG dynamisch testen, dat wil zeggen het testen van een gewricht door middel van klassieke ROM, bestaat uit herhaalde spierbewegingen uitgevoerd op het minimale inspanningsniveau (activiteit en rust) door de klassieke ROM van een gewricht. Gegevens worden gewoonlijk verzameld in eenheden van microvolts root mean square (RMS), en alleen in aanmerking genomen wanneer de variatiecoëfficiënten (CV) tijdens beweging en rust 10% of minder bedragen.6 Het gebruik van dynamische SEMG-testen maakt niet alleen het vinden van amplitudepotentialen mogelijk, maar ook de statistische correlatiecoëfficiënt.6 De resultaten, zowel positief als negatief, vormen de basis voor agonistische en antagonistische waarden en relaties (zie de zijbalk “Klinische opfrisser: Agonisme vs Antagonisme en de Schouder”).5

Training kan beginnen met SEMG biofeedback alleen en vervolgens worden gedaan in combinatie met andere modaliteiten, steeds oplopend van “gemakkelijk” naar “moeilijk”. Het uiteindelijke doel is optimaal functioneren van de patiënt.3-5

SEMG dynamisch testen is niet-invasief, vermoeiend, of pijnlijk. Het testen wordt meestal voltooid in minder dan 15 minuten; in de schouder zijn er zeven bewegingen en het testen voor elke beweging duurt normaal 90 seconden.7 Het testen wordt het best uitgevoerd door een gekwalificeerde clinicus of onder zijn supervisie, met behulp van SEMG-apparatuur die een statistisch pakket omvat. Het statistisch pakket moet de mogelijkheid bieden om het gemiddelde (of de gemiddelde) amplitude tijdens spieractiviteit en rust te evalueren, evenals de parameters standaardafwijking, variatiecoëfficiënt en regressieanalyse. Al deze parameters zijn nodig om de onderliggende statistiek van het amplitudedomein te evalueren. De tests kunnen worden uitgevoerd in het frequentiedomein, waarbij de mediaan van de frequentie de te kiezen parameter is. De tests die aan dit artikel ten grondslag liggen, zijn uitgevoerd in het amplitudedomein.

Met de meeste statistische pakketten kunnen de resultaten worden afgelezen in een positief kenmerk (niet in ruw SEMG), dat het resultaat is van de Fouriertransformatie van positieve en negatieve amplituderesultaten naar alleen positieve waarden. Alleen tests die de parameters van de gemiddelden, variatiecoëfficiënt, standaardafwijking en, waar nodig, regressieanalyse kunnen tonen, zijn verenigbaar met de vereisten van de Daubert-bewijsregel die nodig zijn om de geldigheid en de wetenschappelijke waarde van tests te verifiëren.

Clinical Evidence

De studies van de auteur van SEMG dynamisch testen zijn gebaseerd op ongeveer 6.800 schouderspieren van ongeveer 850 patiënten, getest door middel van de klassieke ROM segmenten van de beweging hierboven vermeld, volgens gevestigde protocollen.2,5-7 Twee van de 19 schouderspieren, de subscapularis en de coracobrachialis, konden echter niet worden getest wegens hun diepe ligging (momenteel geven de SEMG-elektroden geen consistente meetwaarden als de geteste spieren dieper zijn dan 1,5 cm). De gegevens werden verzameld bij toestemmende patiënten met een gelijk aantal mannelijke en vrouwelijke patiënten. De leeftijden varieerden van 21 tot 75 jaar en de gegevens verschilden niet op basis van geslacht of leeftijd.2,5,6

De gegevens geven alleen de resultaten weer van asymptomatische spieren. De amplitudepotentiaalwaarden (microvolt RMS) werden statistisch behandeld voor correlatiecoëfficiënten. De positieve correlatiecoëfficiënten vertegenwoordigen agonistische relaties en de negatieve waarden vertegenwoordigen antagonistische relaties.5 Deze studies hebben aangetoond dat spieren actief zijn tijdens elk segment van de beweging; er bleek geen “stille” spier te zijn tijdens elke beweging.

De totale gemiddelde activiteit weergegeven als amplitudepotentialen was 29,2 uV RMS. Deze amplitude markeert het hoogste activiteitspotentiaal voor alle gewrichten en gemiddelde bewegingssegmenten getest met SEMG in minimale vrijwillige contracties (MVC), hieronder gedetailleerd. Daarom kan worden geconcludeerd dat het schoudergewricht het hoogste gewricht is in termen van gebruik van spierenergie, vroegtijdig potentieel voor vermoeidheid door overbelasting, en de daaropvolgende pijn.6

In afnemende volgorde van energiegebruik, presteren de spieren van het schoudergewricht als volgt:

• ophalen
• abductie
• laterale flexie
• externe rotatie
• posterior flexie
• interne rotatie
• anterior flexie
• adductie.6

Het algemene homeostatische principe stelt dat hoe minder energie spieren gebruiken voor een taak, hoe minder kans ze hebben op het ontwikkelen van repetitieve of overbelaste vermoeidheid, pijn, en/of disfunctie. In het schoudergewricht dragen de 19 spieren rechtstreeks bij tot elke beweging en als dusdanig is er minder kans op vermoeidheid dan in andere gewrichten.

De SEMG dynamische studiegegevens van de auteur hebben consequent gevonden dat alle spieren die een bepaald gewricht subderen actief zijn tijdens elke vectoriële beweging van dat gewricht. De activiteit wordt gedocumenteerd door de aanwezigheid van amplitude potentialen die variëren van spier tot spier en van beweging tot beweging.6 Gegeven een opeenvolging van de zeven bewegingen, moeten spieren die consequent in dezelfde vectorale richting bewegen tijdens de opeenvolging als agonistisch of synergetisch worden beschouwd. Als ze de neiging hebben in de tegenovergestelde richting actief te zijn, worden ze als antagonistisch beschouwd.

De globale berekeningen van de intermusculaire relaties van de schouderspieren zijn weergegeven in Tabel I. Een samenvatting van de interrelaties toont aan dat 137 agonistisch zijn en 102 antagonistisch. De ongelijke aantallen komen voort uit het feit dat sommige regressiewaarden te dicht bij nul lagen om als positief of negatief geteld te worden.6

Minimale Vrijwillige Contracties

De dynamische SEMG-tests van de auteur door ROM werden uitgevoerd op de kleinste gemene deler van inspanning, die van MVC.7 Zulk gebruik van minimale energie is niet bevorderlijk voor overbelasting van de spieren met resultaten als vermoeidheid en pijn. De correlatie coëfficiënt resultaten tussen de schouderspieren op het MVC niveau kunnen verschillend worden wanneer een bepaalde inspanning nodig is voor een bepaalde beweging. Naarmate de bewegingen echter geoptimaliseerd worden, zal de spierinspanning lager worden en zal het optimale gebruik van de schouderspieren gaan lijken op dat van de oorspronkelijke MVC.

Het algemene engram, of een hypothetische permanente verandering in de hersenen die het bestaan van geheugen (een spoor) verklaart, zal verschillend zijn voor elke schouderfunctie met verschillende correlatiecoëfficiënten. Het doel is engrammen op te maken om de totale inspanning van de actie te verminderen en daardoor vermoeidheid en pijn te vermijden.

Conclusie

Fysische geneeskunde en revalidatie clinici hebben te maken met individuele spieren die geblesseerd en disfunctioneel zijn. Om verder te kunnen gaan met het revalidatieproces moeten de behandelaars de verwachte “normale” waarden en verhoudingen begrijpen. Het proces van optimaal functioneren, hetzij voor ergonomie of atletiek, kan verdere verfijning vereisen en kan nog meer afhangen van kwantificering van de verwachte SEMG waarden. Een goed begrip van elke spier in termen van zijn agonistische en antagonistische relatie, zoals links beschreven, kan noodzakelijk worden geacht voor het in kaart brengen van dit afstemmingsproces.

Een klinische opfrisser: Agonisme vs Antagonisme en de Schouder

Agonisme, of synergisme, verwijst naar een positieve relatie in de contractie (concentrisch of excentrisch) van twee of meer spieren die betrekking hebben op een bepaald gewricht, en dit alles doorheen een bepaalde reeks bewegingen, zoals de range of motion. Antagonisme verwijst naar de omgekeerde relatie. Een antagonistische spier kan de beweging van de agonist stabiliseren of wijzigen, en een antagonistische spier is niet in rust terwijl de agonist samentrekt. Deze relaties worden binnen de 17 geteste schouderspieren als volgt weergegeven:*

• De anterieure deltoideus:
  • agonistisch: middelste deltoideus, onderste trapezius, pectoralis major, pectoralis minor, serratus anterior, teres minor, infraspinatus, rhomboide minor, supraspinatus, bovenste trapezius
  • antagonistisch: latissimus dorsi, middelste trapezius, teres major, posterieure deltoideus, levator scapulae, rhomboideus major
• De middelste deltoideus:
  • agonistisch: onderste trapezius, middelste trapezius, levator scapulae, rhomboideus minor, supraspinatus, bovenste trapezius
  • antagonistisch: latissimus dorsi, pectoralis major, pectoralis minor, serratus anterior, teres major, teres minor, deltaat posterior, rhomboid major
• De deltaat posterior:
  • agonistisch: latissimus dorsi, midden trapezius, serratus anterior, rhomboid major, bovenste trapezius
  • antagonistisch: anterior deltoideus, middle deltoideus, lower trapezius, pectoralis major, pectoralis minor, infraspinatus, levator scapulae, rhomboid minor, supraspinatus
• De pectoralis major:
  • agonistisch: anterior deltoideus, latissimus dorsi, teres minor, infraspinatus, pectoralis minor, serratus anterior
  • antagonistisch: middelste deltoideus, onderste trapezius, middelste trapezius, posterieure deltoideus, levator scapulae, rhomboide major, rhomboide minor, supraspinatus, bovenste trapezius
• De pectoralis minor:
  • agonistisch: teres minor, infraspinatus, serratus anterior
  • antagonistisch: deltoideus posterior, levator scapulae, rhomboid major, supraspinatus, upper trapezius, teres major
• De upper trapezius:
  • agonistisch: anterior deltoideus, middle deltoideus, latissimus dorsi, lower trapezius, middle trapezius, serratus anterior, teres minor, posterior deltoideus, levator scapulae, supraspinatus
  • antagonistisch: pectoralis major, pectoralis minor, infraspinatus, rhomboid major, rhomboid minor
• De middelste trapezius:
  • agonistisch: middelste deltoideus, latissimus dorsi, onderste trapezius, achterste deltoideus, levator scapulae, rhomboide major, supraspinatus, bovenste trapezius
  • antagonistisch: anterior deltoideus, latissimus dorsi, teres minor, infraspinatus, rhomboid minor
• De lower trapezius:
  • agonistisch: anterior deltoideus, middle deltoideus, teres minor, infraspinatus, levator scapulae, rhomboid major, rhomboid minor, supraspinatus, upper trapezius, middle trapezius, serratus anterior, teres major
  • antagonistisch: latissimus dorsi, posterieure deltoideus, pectoralis major, pectoralis minor
• De supraspinatus:
  • agonistisch: anterior deltoideus, middle deltoideus, lower trapezius, middle trapezius, teres minor, levator scapulae
  • antagonistisch: latissimus dorsi, pectoralis major, pectoralis minor, serratus anterior, deltoideus posterior, infraspinatus, rhomboideus major, rhomboideus minor
• De infraspinatus:
  • agonistisch: anterior deltoideus, latissimus dorsi, lower trapezius, pectoralis major, pectoralis minor, serratus anterior, teres minor
  • antagonistisch: middelste deltoideus, middelste trapezius, achterste deltoideus
• De rhomboideus major:
  • agonistisch: latissimus dorsi, onderste trapezius, middelste trapezius, teres minor, achterste deltoideus
  • antagonistisch: anterior deltoideus, middle deltoideus, pectoralis major, pectoralis minor, infraspinatus, levator scapulae
• De rhomboideus minor:
  • agonistisch: teres minor, rhomboideus major, infraspinatus, anterior deltoideus, middle deltoideus, lower trapezius, middle trapezius, serratus anterior
  • antagonistisch: achterste deltoideus, levator scapulae, latissimus dorsi, pectoralis major, pectoralis minor
• De teres major:
  • agonistisch: latissimus dorsi, onderste trapezius, pectoralis major, serratus anterior
  • antagonistisch: anterior deltoideus, middelste deltoideus, middelste trapezius, pectoralis minor
• De teres minor:
  • agonistisch: anterior deltoideus, latissimus dorsi, lower trapezius, pectoralis major, pectoralis minor, posterior deltoideus, infraspinatus, rhomboideus major, rhomboideus minor, supraspinatus upper trapezius
  • antagonistisch: middelste deltoideus, middelste trapezius, serratus anterior, levator scapulae
• De latissimus dorsi:
  • agonistisch: teres minor, deltoideus posterior, infraspinatus, rhomboid major, trapezius upper, pectoralis major, pectoralis minor, serratus anterior, teres major
  • antagonistisch: anterieure deltoideus, middelste deltoideus, levator scapulae, romboideus minor, supraspinatus, onderste trapezius, middelste trapezius
• De serratus anterior:
  • agonistisch: teres major, teres minor, achterste deltoideus, infraspinatus, rhomboideus minor, bovenste trapezius, voorste deltoideus, latissimus dorsi, onderste trapezius, pectoralis major, pectoralis minor
  • antagonistisch: levator scapulae, supraspinatus, middelste deltoideus, middelste trapezius
• De levator scapulae:
  • agonistisch: middelste deltoideus, onderste trapezius, middelste trapezius
  • antagonistisch: anterior deltoideus, latissimus dorsi, pectoralis major, pectoralis minor, serratus anterior, teres minor, posterior deltoideus, infraspinatus

*Correlatiecoëfficiënten voor elke spier zijn te vinden in Referentie 6.

1. Sella GE, Finn RE. Myofasciaal pijnsyndroom: manuele triggerpoint en SEMG biofeedback therapie methoden. Martins Ferry, OH: GENMED Publishing. 2001.
2. Sella GE. SEMG: objectieve methodologie in spier disfunctie onderzoek en revalidatie. In: MV Boswell, BE Cole, eds. Weiner’s pain management: a practical guide for clinicians. 7e ed. CRC Press: Boca Raton, FL. 2006:645-662.
3. Sella GE. Treating Muscular Dysfunction of Upper Limbs. Pract Pain Manage. 2005;5(6):54-62.
4. Sella GE. Shoulder SEMG testing and biofeedback/re-education: a segmental motion and regional approach. Biofeedback. 2003;32:33-36.
5. Sella GE. Richtlijnen voor neuromusculaire re-educatie met SEMG biofeedback. Martins Ferry, OH: GENMED Publishing. 2000.
6. Sella GE. Muscular dynamics: electromyographic assessment of energy & motion. Martins Ferry, OH: GENMED Publishing. 2000.
7. Sella GE. Spieren in beweging: de SEMG van de ROM van het menselijk lichaam. 3rd ed. Martins Ferry, OH: GENMED Publishing. 2002.
8. Sella GE. Oppervlakte EMG analyse van de schouder range of motion. Disability. 1998;7(2):19-36.
9. Sella GE. Musculaire activiteit van de schouder range of motion: oppervlakte EMG (S-EMG) analyse. Eura Medicophys. 1998;34(4):19-36.