دانلود پایان نامه ارشد درمورد حمل و نقل

1930) حرکت همزمان و مداوم کتف و بازو را در طي الويشن بازو توصيف کرد. در همين زمان کادمن (Codman, 1934) يافته مشابهي گزارش و اين حرکات هماهنگ را ريتم اسکاپولوهومرال ناميد. اين‌چنين کارها بر اساس مشاهدات کلينيکي و X-ray صورت مي‌گرفت. اگرچه يک کلينيسين باتجربه قادر بود پاتولوژي کتف را با مشاهده شناسايي کند به دليل روايي متوسط، نتايج خيلي معتبر نبود (Kibler et al, 2002). در سال 1994 اينمن و همکارانش (Inman et al, 1994) يکي از اولين مطالعات کمي حرکات کتف را گزارش کردند. فريدمن و مانرو (Freedman and Munro, 1966) مطالعه مشابه اي در صفحه اسکاپشن به‌جاي صفحه فرونتال گزارش کردند. راديوگرافي همچنين براي توصيف کينماتيک کتف افراد دچار علائم آسيب نيز استفاده‌شده بود (Poppen et al, 1976).
راديوگرافي در تحقيقات متعددي با پروتکل‌هاي مشابهي به کار گرفته‌شده است. يک تصوير x-ray در يک پاسچر موردنظر از آزمودني با انتخاب ساختارهاي آناتوميکي (لندمارکهاي استخواني) مختلف به‌عنوان رفرنس گرفته مي‌شد. يک خط از تصوير در امتداد با لبه کتف و خط ديگري از محل رفرنس رسم مي‌شد زاويه‌ايجادشده محل تلاقي موردنظر با يک زاويه‌سنج (نقاله) اندازه‌گيري مي‌شد. اين لبه روي کتف مي‌تواند خار کتف، حاشيه داخلي يا گلنوئيد باشد. خط رفرنس بسته به زاويه موردنظر مي‌تواند در امتداد بازو براي اندازه‌گيري زاويه کتفي بازويي (Inman et al, 1994) رسم شود يا به‌صورت عمودي براي اندازه‌گيري زاويه کتفي سينه‌اي (Michiels, Grevenstein, 1995) رسم شود. در اين روش با در نظر گرفتن بدن انسان و مورفولوژي کتف و همچنين ملاحظات کلينيکي، معمولاً تصوير در صفحه فرونتال و اسکاپشن گرفته و مؤلفه‌هاي کينماتيکي کتف چرخش بالايي و پاييني هستند. به دليل تابش اشعه اين روش يک روش تهاجمي است.
اگرچه تصوير دوبعدي براي تعيين حرکت دقيق کتف سؤال‌برانگيز است منداليز و همکارانش (Mandalidis et al, 1996) روايي intra- and inter-rater خوب اندازه‌گيري چرخش بالايي کتف در طي الويشن بازو در صفحه اسکاپشن همچنين ICC در نقاط مختلف دامنه حرکتي بين 97/0 تا 99/0 و 96/0 تا 99/0 به ترتيب گزارش کردند باوجوداين دگروت (de Groot, 1999) کينماتيک کتف را به‌صورت سه‌بعدي اندازه‌گيري کرد و دريافت که ريتم اسکاپولوهومرال بر اساس تکنيک دوبعدي (راديوگرافي) زاويه اندازه‌گيري شده، بسته به انتخاب لبه کتف مانند حاشيه داخلي يا خار کتف مقدار زاويه به‌دست‌آمده تفاوت قابل‌ملاحظهاي دارد. همچنين متغيرهاي غيرقابل‌کنترل جهت‌گيري کتف و تنه نسبت به منبع X-ray و تابش اشعه و دشواري تشخيص لندمارکهاي آناتوميکي ازجمله محدوديت‌هاي اين روش مي‌باشد (de Groot, 1999). کاربرد راديوگرافي محدود به اهداف intra-subject ميباشد. درحالي‌که تصور بر اين بود که گرفتن X-ray در صفحه اسکاپشن به دليل عمودتر بودن اشعه به صفحه کتف بهتر است (Freedman, Munro, 1966، Michiels, Grevenstein, 1995، de Groot, 1998) دي گروت (de Groot, 1999) دريافت که بهترين زاويه تابش اشعه به کتف صفحه فرونتال است.
2-2-12-1-2 گونيامتر و اينکلينومتر
روش ديگري که به‌طور وسيع براي اندازه‌گيري کينماتيک دوبعدي کتف استفاده‌شده است استفاده از گونيامتر و اينکلينومتر است. گونيامتر داراي دو بازوي است که هر بازو در راستاي يک سگمنت قرار مي‌گيرد. براي کينماتيک کتف، يک بازو در راستاي لبه کتف و بازوي ديگر در امتداد با سگمنت رفرنس (معمولاً ستون فقرات) قرار مي‌گيرد؛ و زاويه ميان اين دو بازو اندازه‌گيري مي‌شود. اندازه‌گيري با اين روش در هر پوزيشني مي‌تواند صورت بگيرد.
اينکلينومتر درواقع شيب نسبت به ثقل را اندازه‌گيري مي‌کند. اينکلينومتر در راستاي لبه کتف، معمولاً خار کتف قرار مي‌گيرد و زاويه ميان لبه و صفحه افقي خوانده مي‌شود. چون رفرنس ثقل مي‌باشد، اينکلينومتر بايد براي دقت بيشتر، در صفحه عمود به زمين قرار بگيرد. اين به اين معني است که اندازه‌گيري بايد در وضعيت نشسته يا ايستاده صورت بگيرد.
گونيامتر يا اينکلينومتر قابل‌حمل و نقل، سهولت جهت استفاده و يک روش اندازه‌گيري سريع و غيرتهاجمي است. محدوديت براي اين اندازه‌گيري تنها به اين مورد مربوط مي‌شود که تنها در پوزيشن استاتيک مي‌توان اطلاعات را ثبت کرد بنابراين چگونگي تغييرات در طي حرکت نمي‌تواند ارزيابي شود.
استفاده از گونيامتر در کينماتيک کتف به اواخر دهه 1960 برمي‌گردد (Doody et al, 1970، Doody et al, 1970). اينکلينومترها تا اواخر دهه 1990 براي اندازه‌گيري کينماتيک کتف استفاده نشدند (Johnson et al, 2001). يک اينکلينومتر ممکن است اطلاعات معتبرتري را نسبت به يک گونيامتر جهت استفاده در يک مطالعه نشان دهد زيرا آن خطاي ناشي از راستاي رفرنس را به حداقل مي‌رساند. اندازه‌گيري‌هاي اينکلينومتر براي چرخش خارجي کتف در طي الويشن بازو روايي intra-rater خوب با ICC بين 88/0 تا 96/0 در نقاط مختلف حرکتي نشان داده است (Watson et al, 2005، Johnson et al, 2001). اعتبار اندازه‌گيري با اينکلينومتر در مقايسه با اندازه‌گيري‌هاي سه‌بعدي استاتيک و ديناميک چرخش خارجي کتف نتايج متوسط تا خوب را نشان داده است (Johnson et al, 2001).
2-2-12-2 تحليل دوبعدي ديناميک
2-2-12-2-1 ديجيتال فلوروسکوپي
اندازه‌گيري دوبعدي ديناميک کتف امکان‌پذير است اما کمتر رايج است. وسيله وديوئي ديجيتال فلوروسکوپي (که اغلب C-Arm ناميده مي‌شود) قادر به گرفتن تصاوير متوالي X-ray در سرعتي بين 30 تا 60 هرتز مي‌باشد (Teyhen et al, 2008). تصاوير متوالي X-ray مي‌تواند براي اندازه‌گيري کينماتيک دوبعدي کتف در طي حرکت مورداستف
اده قرار گيرد که اين مورد درروش راديوگرافي امکان‌پذير نبود. دي گروت و همکارانش (de Groot et al, 1998) از اين تکنيک براي تعيين اثر سرعت حرکت روي ريتم اسکاپولوهومرال با سرعت نمونه‌برداري 50 هرتز استفاده کردند. بر طبق نظر دي گروت محدوديت‌هاي مشابه اي که درروش راديوگرافي وجود داشت در اين روش نيز وجود دارد (de Groot, 1999). تايهن و همکارانش (Teyhen et al, 2008) از اين تکنولوژي براي ارزيابي انتقال سر بازو در طي الويشن بازو استفاده کردند و روايي خوب intra-rater (ICC=0.89 – 0.98) و inter-rater (ICC=0.83 – 0.92) در نقاط مختلف دامنه حرکتي گزارش کردند.
2-2-12-3 تحليل سه‌بعدي استاتيک
2-2-12-3-1 Roentgen stereophotogrammetry analysis (RSA)
با توسعه ايده‌هاي کلي اندازه‌گيري‌هاي دوبعدي کينماتيک کتف، روش‌هايي براي تعيين کينماتيک سه‌بعدي کتف توسعه‌يافته است. تلاش‌ها جهت تعيين پوزيشن سه‌بعدي با دو تصوير X-ray به کمتر از سه سال بعدازاينکه رنگن31 توانست X-ray را کشف کند برمي‌گردد (Davidson, 1898). محققين بيان کردند که دشواري تعيين لندمارکها بر روي تصاوير X-ray هنوز در اين روش وجود دارد (de Groot, 1999). خطاهاي مربوط به عددي کردن تصاوير X-ray که مي‌تواند در تخمين کينماتيک سه‌بعدي خطا ايجاد کند، دقت و اعتبار اين روش را زير سؤال مي‌برد. روشي براي برطرف کردن اين مشکل به نام roentgen stereophotogrammetry analysis در اواسط دهه 1970 توسط سلويک موردبررسي قرار گرفت (Selvik 1989, Selvik et al, 1983). در اين روش پين‌هاي تانتالوم در استخوان‌هاي موردمطالعه قرار مي‌گيرد. اين پين‌ها radiopaque هستند و اجازه عبور اشعه را نمي‌دهند و به‌طور واضح مي‌توانند روي تصاوير X-ray با کمترين خطاي مربوط به عددي کردن شناسايي شوند. دقت بالاي اين روش از 25/0 ميلي‌متر و 5/0 درجه در مطالعات in vivo و 05/0 ميلي‌متر و 1/0 درجه در مطالعات in vitro مشخص‌شده است (de Bruin et al, 2008). درحالي‌که اين روش مي‌تواند مختصات سه‌بعدي را با دقت و اعتبار بالا عکس بگيرد، کاشت پين‌هاي تانتالوم در داخل استخوان نياز به جراحي دارد و نه‌تنها اين روش راديولوژيکي است بلکه به روش تهاجمي است. همچنين چون راديوگرافي استفاده‌شده است پس اين روش اندازه‌گيري استاتيک است.
2-2-12-3-2 Electromechanical, electromagnetic, and active optical digitizers
در اوايل دهه 1990 پرونک و واندر هلم يک وسيله ديجيتايز الکترومکانيکي را ايجاد کردند (Pronk et al, 1991) که درواقع يک ماشين است که به سگمنتهاي متعددي مجهز شده است. اين دستگاه قادر به محاسبه کردن مختصات 3 بعدي بر اساس زواياي ميان سگمنتها با دقت 43/1 ميلي‌متر مي‌باشد. دقت اين وسيله در اندازه‌گيري کينماتيک کتف 2 درجه گزارش‌شده است (de Groot, 1997) دي گروت و براند از يک ديجيتايزر الکترومغناطيسي براي تخمين ريتم اسکاپولوهومرال استفاده کردند (de Groot & Brand, 2001).
در اواخر دهه 1980 آن و همکارانش يک وسيله رديابي الکترومغناطيسي با دقت خوب براي مطالعات کينماتيکي ابداع کردند (An et al, 1988). اين تکنولوژي از يک ترانسميتر که ميدان مغناطيسي ايجاد مي‌کرد و يک سنسور که قادر به کشف ميدان مغناطيسي بود، تشکيل‌شده بود. سنسور مي‌توانست به‌عنوان يک pointer استفاده شود و مختصات سه‌بعدي آن مي‌توانست تعيين شود. دقت اين وسيله در اندازه‌گيري‌هاي کينماتيک کتف حدود 2 درجه گزارش‌شده است (Meskers et al, 1999). اين روش اندازه‌گيري غير هجومي است اما تنها در پوزيشن استاتيک انجام مي‌شود. بورن و همکارانش (Bourne et al, 2009) از يک ديجيتايز اپتيکال اکتيو براي اندازه‌گيري کينماتيک کتف استفاده کردند و نتيجه گرفتند که اين روش داراي دقت و اعتبار به‌جز اندازه‌گيري الويشن بازو در صفحه فرونتال مي‌باشد. يک ديجيتايز اپتيکال اکتيو توسط هربرت و همکارانش (Hebert et al, 2008) با روايي و دقت خوب گزارش‌شده است. روايي ديجيتايز اپتيکال اکتيو وقتي اندازه‌گيري کينماتيک کتف در افراد سالم و بيماران دچار سندروم گيرافتادگي انجام مي‌شود مشابه است (Roy et al, 2007).
2-2-12-3-3 تکنولوژي پيشرفته تصويربرداري
تکنيک‌هاي پيشرفته تصويربرداري راهکارهاي مختلفي جهت بررسي کينماتيک سه‌بعدي کتف ايجاد کرده است. تکنولوژي کامپيوتر مي‌تواند عکس‌هاي قطعه به قطعه از بدن انسان بگيرد. توسط بعضي از تکنيک‌هاي پردازش تصوير، استخوان‌ها مي‌توانند از بقيه بافت‌هاي روي تصاوير ايزوله شود؛ بنابراين جهت‌گيري و پوزيشن نسبي ميان استخوان‌ها مي‌تواند محاسبه شود (Baeyens et al, 2001). تکنيک مشابه مي‌تواند با MRI به‌جاي تکنولوژي کامپيوتر (CT) با مزيت بدون تابش يونيزاسيوني استفاده شود (Graichen et al, 1998). باوجوداين MRI زمان بيشتري براي گرفت عکس نسبت به روش CT مي‌برد. چون دو روش CT و MRI هر دو براي گرفتن عکس زمان مي‌برند تکنيک اندازه‌گيري تنها به‌صورت استاتيک مي‌تواند انجام شود. علاوه بر اين، درحالي‌که مطالعات کينماتيک کتف معمولاً شامل پاسچرهاي الويشن بازو است طراحي ابزار CT و MRI طوري است که نوعاً نياز است تا آزمودني در حالت طاق‌باز در يک فضاي کوچک استوانه‌اي قرار بگيرد که اين حالت در ارزيابي الويشن بازو ايجاد اختلال مي‌کند. باوجوداين، اين موضوع مي‌تواند با وسايل MRI باز برطرف گردد (Hinterwimmer et al, 2003)
2-2-12-4 تحليل سه‌بعدي ديناميک
2-2-12-4-1 Electromagnetic and active optical tracking with bone pins
رديابي اپتيکال اکتيو و الکترومغناطيسي در پاسخ به نياز روش‌هاي اندازه‌گيري‌هاي سه‌بعدي کينماتيک کتف که راديولوژيکي نباشند و آزمودني محدوديت فضايي کمتري داشته باشد ايجادشده‌اند. سنسورهاي الکترومغناطيسي قادر به کشف ميدان مغناط
يسي توليدشده توسط ترانسميتر هستند. با سه حلقه که به‌صورت عمودي در سنسور به هم وصل شده‌اند، دو جابه‌جايي و سه درجه آزادي براي چرخش مي‌تواند توسط اين وسيله شناسايي شود. رديابي اپتيکال اکتيو شامل يک رسيور که سيگنال‌هاي اپتيکال توليدشده توسط مارکرهاي ساتع کننده اشعه مادون‌قرمز را شناسايي مي‌کنند، مي‌باشد. يک مارکر مجرد تنها اطلاعات خطي را منتقل مي‌کند و حداقل سه مارکر براي تعيين سه درجه آزادي چرخش نياز است. با

دیدگاهتان را بنویسید