Postural Control in Single-limb Stance. In Individuals with Anterior Cruciate Ligament Injury and Uninjured Controls

Abstract

The overall aims of this work were to evaluate a method of assessing postural control, measured by balance in single-limb stance on a force platform, and to study balance in single-limb stance in individuals with non-operated anterior cruciate ligament (ACL) injury in comparison with that of uninjured controls.



Ninety-nine patients (99) with ACL injury and 141 uninjured subjects were included in the studies. The tests included in the various studies were: balance in single-limb stance (amplitude and average speed of center of pressure (CP) movements), the one-leg hop test for distance, proprioception, knee muscle strength, knee joint laxity, subjective estimation of extremity function, and short-duration sub-maximal cycling. The training methods used were neuromuscular, and self-monitored training.



Balance in single-limb stance and the one-leg hop test were found to be reliable and appropriate tests for distinguishing between groups of subjects (Papers I and IV). Relatively large differences in an individual’s balance measurements would, however, be required to confidently state that a change is real (Paper IV). Balance in single-limb stance and the one-leg hop test were influenced by age and sex (Paper II). When comparing patients with uninjured subjects these factors were, therefore, matched.



The patients seemed to exhibit larger CP movements at a lower speed (Paper III) or CP movements at a lower speed with retained amplitude (Paper V) compared with the uninjured subjects. Regardless of training method and therapeutic approach, CP amplitude was persistently higher in both legs during the follow-up compared with uninjured subjects (Paper III). However, functional performance, as measured with the one-leg hop test for distance, was restored by neuromuscular training, but not by self-monitored training (Paper III).



Higher values of CP movements were found in the patients and the uninjured subjects after short-duration, sub-maximal cycling, indicating compensatory mechanisms aimed at maintaining balance in single-limb stance, or a decreased ability to maintain balance (Papers IV and V). The injured leg in the patients was more affected by cycling than the legs of the control group (Paper V).



Anterior knee laxity, proprioception, and muscle strength seem to play a role in maintaining balance in single-limb stance in patients with ACL injury (Paper VI). Low amplitudes of CP movements correlated with better subjective extremity function, whereas no correlation was found between average speed of CP movements and subjective function (Paper VI).



Thus, the method studied for assessing postural control in single-limb stance can be useful in the evaluation of neuromuscular function after knee injury.

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Skador i knäleden är vanligt förekommande bland unga fysiskt aktiva personer. I västvärlden drabbas årligen ca 1 per 1000 invånare av skada i knät. I ungefär en tredjedel av dessa knäskador drabbas främre korsbandet. I samband med främre korsbandsskada, är det vanligt med skador på menisker, kollateralligament och brosk. Ruptur av främre korsbandet, med eller utan andra skador i knät, medför försämrad mekanisk stabilitet i knäleden och försämrad neuromuskulär funktion i benet. Patienten upplever en känsla av att inte lita på sitt ben vid belastning, dvs. knät känns instabilt och kan vika sig.



Det övergripande syftet med denna avhandling var att utvärdera en metod för att mäta balans vid enbensstående samt att studera balansen hos personer med icke-opererad främre korsbandsskada och jämföra dessa med friska försökspersoner.



Nittio-nio (99) patienter med främre korsbandsskada och 141 friska försökspersoner deltog i studierna. Balans vid enbensstående undersöktes på en kraftplatta där tryckpunktens amplitud och hastighet registrerades. I vissa av studierna ingick mätning av längdhopp på ett ben, proprioception i knät, lårmuskelstyrka, subjektiv upplevelse av benets funktion och uttröttning efter cykling under kort tid på submaximal nivå. Två olika träningsmetoder ingick: ”neuromuskulär” träning ledd av sjukgymnaster och hemträningsprogram med mer ”traditionella” övningar.



Balans vid enbensstående och längdhopp på ett ben var reliabla test för att påvisa skillnader mellan grupper (delarbeten I och IV). Relativt stora skillnader mellan balansmätningar krävs för att kunna uttala sig om en individ verkligen förändrar sin balans (delarbete IV). Vid knäskada påverkas den neuromuskulära funktionen både vad gäller det skadade och det icke-skadade benet. Det är därför viktigt att jämföra patienter med friska försökspersoner. Ålder och kön hade betydelse för balans vid enbensstående och för längdhopp på ett ben (delarbete II). Patienter matchades därför avseende dessa faktorer med friska försökspersoner.



Patienterna föreföll uppvisa tryckpunktsförflyttning med större amplitud och lägre hastighet (delarbete III) eller med lägre hastighet och bibehållen amplitud (delarbete V) jämfört med friska försökspersoner. Tryckpunktens amplitud var högre både vad gäller det skadade och det icke-skadade benet i båda träningsgrupperna under hela uppföljningen jämfört med hos de friska försökspersonerna (delarbete III). Funktionen däremot, som mättes med längdhopp på ett ben, återställdes i gruppen som genomgått neuromuskulär träning men inte i gruppen som tränat på egen hand (delarbete III). Detta tyder på en kvarstående försämrad balans vid enbensstående men att funktionen kan återställas med neuromuskulär träning.



Efter uttröttning, genom cykling under kort tid på submaximal nivå, påvisades högre värden vid enbensstående balansmätningar hos både patienterna och de friska försökspersonerna (delarbeten IV och V). Detta kan tyda på kompensatoriska mekanismer för att upprätthålla balansen eller försämrad förmåga att upprätthålla balansen. Patienternas skadade ben var mer påverkat av uttröttningen jämfört med de friska personernas ben (delarbete V).



Försämrad mekanisk stabilitet i knäleden, försämrad proprioception och försämrad lårmuskelstyrka förefaller ha betydelse för balans vid enbensstående hos patienter med främre korsbandsskada (delarbete VI). Lägre amplitudvärden vid balansmätning korrelerade med subjektiv upplevelse av bättre funktion i det skadade benet, dvs. de patienter som upplevde att benet fungerade bra hade lägre amplitudvärden vid balansmätningen. Däremot förelåg ingen korrelation mellan tryckpunktens hastighet och subjektiv upplevelse av funktionen (delarbete VI).



Metoden för att mäta balans vid enbensstående kan vara användbar vid utvärdering av neuromuskulär funktion efter knäskada.

• author: Ageberg, Eva
• supervisor: [unknown] [unknown]
• opponent: Professor Harms-Ringdahl, Karin, Karolinska institutet, Stockholm
• organization: Human Movement: health and rehabilitation (research group)
• publishing date: 2003
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Physiotherapy
• keywords: revalidation, kinesitherapy, Physical medicine, reproducibility of results, proprioception, rehabilitation, stabilometry, Knee joint, postural control, anterior cruciate ligament, Rehabilitering (medicinsk och social)
• pages: 144 pages
• defense location: Aulan, Centralblocket, University Hospital Lund
• defense date: 2003-11-20 09:15:00
• ISBN: 91-628-5831-9
• language: English
• LU publication?: yes
• additional info: The information about affiliations in this record was updated in December 2015. The record was previously connected to the following departments: Division of Physiotherapy (Closed 2012) (013042000)
• id: 4c04bf98-5831-40c0-93fb-f3bcc572192c (old id 466255)
• date added to LUP: 2016-04-04 10:38:02
• date last changed: 2019-03-08 02:34:45