Cervical influence on dizziness and orientation

Abstract

The overall aim of the work was to examine the influence of cervical biomechanical conditions on movement performance, to study musculoskeletal findings accompanying possible cervicogenic dizziness and to evaluate the influence of cervical proprioception on head orientation.



Two devices, measuring cervical range of motion, were compared: Myrin, an inclinometer/compass method and Zebris®, a 3-dimensional ultrasound movement analyser.

Both devices showed good reliability and agreement with less variability for the computerized method. The Myrin can be used in clinical routine work and the Zebris® adds information about 3-dimensional movements. (Study I).



Cervical range of motion was examined in three dimensions in 120 neck-healthy subjects. Movement patterns of combined primary and coupled movements and the influence of age, gender and body mass index on these movements were investigated.

Coupled movements are a natural part of cervical motion together with primary movements. Age affects the majority of primary and coupled cervical movements; the coupled movements of primary rotation and lateral flexion are especially changed with age (Study II).



Twenty-two patients with dizziness of suspected cervical origin were examined with a structured physical examination and carefully examined to exclude other causes of dizziness. The effects of physiotherapy, based on these musculoskeletal findings, were evaluated directly after treatment and again long-term with questionnaires.

Patients with suspected cervicogenic dizziness had some musculoskeletal findings in common, e.g., tenderness and tightness in the dorsal neck muscles, preserved cervical mobility and reduced cervico-thoracic mobility. Treatment based on these findings reduced both neck pain and dizziness. Some patients seem to need a maintenance strategy to avoid relapses in the long-term (Study III).



Twenty neck-healthy subjects were examined before and after a unilateral neck muscle fatiguing task with head repositioning tests.

An average overshoot before the fatiguing task decreased after acute muscle fatigue and the increased accuracy was significant and most pronounced for movements directed towards the fatigued side (Study IV).



Eleven subjects with bilateral vestibulopathy were compared to fifteen healthy subjects in their ability to reproduce different head on trunk target positions.

The subjects with bilateral vestibulopathy maintained their ability to recognize and fine-tune head on trunk movements (Study V).



Cervical movement performance changed with increasing age. Treatment of cervical musculoskeletal findings reduced both neck pain symptoms and dizziness; diagnosis ex juvantibus supports the diagnosis of cervicogenic dizziness. Cervical proprioception is an important factor in sensing head on trunk movements.



Lund University, Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series 2008:52

Abstract (Swedish)

Popular Abstract in Swedish

Känselinformation (sensorisk information) från nacken har stor betydelse för rumsorienteringen. För att kunna detektera kroppsrörelser korrekt och därigenom bibehålla balansen krävs ett samspel mellan nackens sensoriska information tillsammans med kroppens övriga led- och muskelsinnen (proprioceptionen), balansapparaterna i inneröronen (vestibularisorganen), synen samt känselreceptorerna i huden. Vestibularisorganen känner av huvudrörelser och huvudets position i förhållande till tyngdkraften. Synen informerar om hur omvärlden rör sig i förhållande till huvudet och hur huvudet rör sig i rummet. Eftersom sinnesorganen för både balans och syn är belägna i skallbasen är det av stor vikt att få information om hur huvudet rör sig i förhållande till resten av kroppen. Nackens sensoriska information har i detta sammanhang stor betydelse, vilket bland annat det faktum att ett stort antal känselreceptorer finns i nackens muskler och leder talar för.



Om informationen från de olika sensoriska organen inte stämmer överens, d.v.s. att det finns en sensorisk konflikt, kan det ge upphov till yrsel. Ett exempel på en sensorisk konflikt är sjösjuka då synen inte ger någon information om den faktiska rörelsen, eftersom omgivningen (båtens däck) gungar likadant som huvudet i övrigt, samtidigt som kroppens övriga känselorgan och framför allt vestibularisorganen uppfattar att båten gungar. En störning i informationen från nackens muskulatur och leder skulle kunna orsaka en liknande sensorisk konflikt ställt mot det sensoriska inflödet från vestibularisorganen och synen och således teoretiskt ge upphov till ’nackutlöst yrsel’. Både yrsel och besvär från nacken är vanligt förekommande varför det inte är självklart att symtomen har ett samband, även om patienter har båda symtomen samtidigt. Eftersom det dessutom saknas kliniska tester och klara kriterier för nackutlöst yrsel är diagnosen fortfarande kontroversiell. Nackutlöst yrsel kan endast bekräftas när andra orsaker till yrseln kan uteslutas och kanske alldeles säkrast när patienten blir symtomfri efter behandling av nackbesvären.



Ökad kunskap om nackens betydelse för balans och orienteringsförmåga skulle kunna förklara och stärka dess betydelse som en utlösande faktor för yrsel samt öka kunskapen om nackens betydelse när andra sensoriska inflöden fallerar. Dessa reflektioner står som bas för avhandlingen. Ett sätt att pröva nackens proprioceptiva betydelse för orienteringsförmågan är att trötta ut nackens muskulatur och därefter undersöka förmågan att återta i förväg specificerade målpositioner av huvudet relativt mot bålen. Ett annat sätt är att undersöka precisionen av huvudrörelser hos patienter som förlorat funktionen av de vestibulära organen.



För att studera nackens funktion behöver man kunna mäta dess rörelseförmåga med metodmässig stor säkerhet. I studie 1 undersöktes detta hos frivilliga försökspersoner genom rörelsemätning med Myrin (inklinometer/kompassmetod, en manuell metod som ofta används i klinisk verksamhet) samtidigt med Zebris (tredimensionell ultraljudsbaserad rörelseanalys). En grundläggande skillnad mellan metoderna är att Zebris registrerar huvudets rörelser relativt bålen, medan Myrin mäter huvudets rörelser i förhållande till tyngdkraften och jordens magnetfält. Metoderna visade sig vara väl jämförbara, även om Zebris var något mer tillförlitlig och registrerade ett något större rörlighetsutslag. Detta beror troligen på att förmågan att detektera det absolut största rörelseutslaget är mer känsligt hos Zebris jämfört med Myrin som avläses manuellt. Sammantaget ger Zebris större möjligheter att registrera rörelser i tre dimensioner, vilket gör det möjligt att utföra analyser av nackens kombinerade rörelsemönster.

I studie 2 undersöktes nackens tredimensionella rörelsemönster vid maximalt rörelseuttag hos frivilliga försökspersoner i olika åldrar. Resultaten visade att nackrörelser ofta är kombinerade. Rörelser som var tänkta att utföras i frontalplanet (örat mot axeln) skedde oftast i kombination med kopplade rörelser i horisontalplanet (nackvridning), medan rörelser som var tänkta att utföras i horisontalplanet oftast kombinerades med kopplade rörelser i sagittalplanet (framåt-bakåt). Dessutom kunde det visas att vissa kopplade rörelser ändrar riktning hos äldre försökspersoner, vilket troligen kan förklaras av en ändrad förläggning av rörelserna i nackkotpelaren samt av en förändrad kroppshållning.

I studie 3 undersöktes nackens muskler, rörlighet i nacke och bröstrygg, hållning och stabilitet hos en grupp av patienter, som misstänktes ha nackutlöst yrsel. Patienterna uppvisade stor rörlighet i nacken, närmast överrörlighet hos en del patienter. Dessutom hade de både muskulär ömhet och stramhet i de bakre nackmusklerna. Ihopsjunken hållning och stelhet i övergången mellan nacke och bröstrygg var också vanligt. Patienterna behandlades med riktade åtgärder mot de olika fynden och behandlingens effekt på studieparametrarna utvärderades direkt efter behandlingens avslut. Den bestående effekten av behandlingen på patienternas subjektiva nackbesvär samt yrselupplevande utvärderades långsiktigt. Patienterna var förbättrade direkt efter avslutad behandling och vid uppföljning efter 6 månader och 2 år var besvären från nacken samt yrseln fortfarande lindrigare. Eftersom både patienternas nackbesvär och yrsel förbättrades av behandling som riktades mot nackbesvären, stärks misstanken om att yrseln var nackutlöst.

För att undersöka vilken komponent i nackbesvären som kan bidra till nackutlöst yrsel undersöktes i studie 4 hur muskeluttröttning påverkar orienteringsförmågan. Friska försökspersoner fick trötta ut ena sidans nackmuskler genom att belasta nackmusklerna med 30 % av sin maximala kraft under 5 minuter. En förstudie där musklernas aktivering mättes med EMG (elektromyografi − registrering av de elektriska spänningsförändringar som muskelcellerna genererar) bekräftade att det bara var den ena sidan av nacken som engagerades under belastningen. Efter uttröttningen förändrades och förbättrades förmågan att hitta tillbaka till en tidigare introducerad målposition, visat genom att en tidigare tendens att gå förbi målet minskade efter uttröttningen. Resultaten tyder på att muskelsinnet, proprioceptionen, blir mer känsligt för att korrekt rapportera rörelser efter en akut tillfällig uttröttning.

I studie 5 undersöktes betydelsen av nackens proprioception ytterligare genom att analysera orienteringsförmågan av huvudet relativt bålen hos en grupp patienter som förlorat funktionen i båda sidors vestibularisorgan jämfört med en kontrollgrupp med friska frivilliga personer. Patientgruppen skilde sig inte mot kontrollgruppen när det gäller förmågan att med nackvridning återta olika målpositioner av huvudets läge. Fyndet talar för att nackens proprioception kan ge tillräcklig information vid långsamma huvudrörelser så att förlusten av den vestibulära funktionen helt kan uppvägas. Detta stärker antagandet om att nackens proprioceptiva roll är betydelsefull för orienteringsförmågan.



Sammantaget bekräftar studierna att rörligheten i nacken och dess proprioception är av stor betydelse för orienteringsförmågan. Resultaten indikerar tillsammans med de positiva behandlingsresultaten vid förmodad nackutlöst yrsel att det kan finnas ett samband mellan nackbesvär och yrselupplevande.

• author: Malmström, Eva-Maj
• supervisor: Måns Magnusson; Mikael Karlberg; EVA HOLMSTRÖM
• opponent: Professor Harms-Ringdahl, Karin, Karolinska Institutet, Institutionen för neurobiologi, vårdvetenskap och samhälle, Sektionen för sjukgymnastik
• organization: Human Movement: health and rehabilitation (research group); Otorhinolaryngology (Lund)
• publishing date: 2008
• type: Thesis
• publication status: published
• subject: Otorhinolaryngology; Physiotherapy
• keywords: Neck pain, Muscle fatigue, Vestibular diseases, Cervical range of motion, Cervical spine, 3-D movement analysis, Dizziness, Proprioception, Primary and coupled movements, Physiotherapy
• in: Lund University Faculty of Medicine Doctoral Dissertation Series
• volume: 2008:52
• pages: 55 pages
• defense location: Palaestra
• defense date: 2008-05-17 09:00:00
• ISSN: 1652-8220
• ISBN: 978-91-86059-05-7
• 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: Otorhinolaryngology (Lund) (013044000), Division of Physiotherapy (Closed 2012) (013042000)
• id: 837e19c0-feaa-425b-88ff-8e97e4b9f7d7 (old id 1059805)
• date added to LUP: 2016-04-01 13:29:11
• date last changed: 2022-02-28 07:19:57