HET BIOMECHANISCHE ASPECT
VAN
KREUPELHEID
BIJ
PAARDEN
Aantal woorden: 13723Melissa Kamps
Studentennummer: 01705440
Promotor: Dr. Maarten Oosterlinck Co-promotor: Dr. Michèle Dumoulin
Onderdeel van de Masterproef voor het behalen van de graad master in de diergeneeskunde. Academiejaar: 2018-2019
Universiteit Gent, haar werknemers of studenten bieden geen enkele garantie met betrekking tot de juistheid of volledigheid van de gegevens vervat in deze masterproef, noch dat de inhoud van deze masterproef geen inbreuk uitmaakt op of aanleiding kan geven tot inbreuken op de rechten van derden. Universiteit Gent, haar werknemers of studenten aanvaarden geen aansprakelijkheid of verantwoordelijkheid voor enig gebruik dat door iemand anders wordt gemaakt van de inhoud van de masterproef, noch voor enig vertrouwen dat wordt gesteld in een advies of informatie vervat in de masterproef.
3
Preambule
Het schrijven deze masterproef werd niet door de COVID-19 pandemie beïnvloed.
Voorwoord
Graag zou ik met dit voorwoord iedereen willen bedanken die mij geholpen heeft de masterthesis specifiek en de opleiding tot dierenarts over het algemeen. Mijn specifieke interesse in de orthopedie en chirurgie is aangewakkerd door verschillende dierenartsen, waarvan het onmogelijk is ze allen te bedanken. Doch zullen al deze mensen hebben bijgedragen aan de dierenarts die ik hoop te worden. Ik wil mijn promotoren, Maarten Oosterlinck en Michèle Dumoulin bedanken voor hun academische input en begeleiding. Daarnaast zou ik mijn ouders, opa, oma en de rest van mijn familie willen bedanken voor hun constante positiviteit en aanmoediging vanaf de zijlijn. Tenslotte zou de studie niet hetzelfde geweest zijn zonder alle fantastische mensen die ik ontmoet heb gaande weg. We hebben vele zware, maar toffe jaren met elkaar gedeeld en hebben elkaar zien ontplooien als volwassen individuen. Gelukkig hebben wij ook tijdens de COVID-19 pandemie manieren gevonden om met elkaar te steunen.
4 INHOUDSOPGAVE 1. Samenvatting ... 5 2. Inleiding ... 6 3. Literatuur studie ... 8 3.1. Wat is kreupelheid? ... 8
3.1.2. Biomechaniek van het kreupele lidmaat ... 10
3.1.2.1. Biomechaniek van het kreupele voorbeen: ... 11
3.1.2.2. Biomechaniek van het kreupele achterbeen ... 13
3.1.3. “Multilimb lameness”... 16
3.1.4. Compensatoire kreupelheid versus secundaire kreupelheid ... 16
3.1.5. Het belang van kreupelheid ... 18
3.1.6. Kreupelheidsschalen ... 19 3.2. Subjectief kreupelheidsonderzoek ... 20 3.3. Objectief kreupelheidsonderzoek ... 21 3.3.1. Meetmethoden ... 21 3.3.1.1. Kinetische meetmethoden ... 21 3.3.1.2. Kinematische meetmethoden ... 24
3.3.2. Welke parameters zijn gecorreleerd met kreupelheid? ... 25
3.3.2.1. Kinetische parameters geassocieerd met kreupelheid ... 25
3.3.2.2 Kinematische parameters geassocieerd met kreupelheid ... 26
3.3.3. Interpretatie van kreupelheidsparameters ... 30
3.3.5. Welke systemen zijn er op de markt? ... 31
4. Discussie: De toekomst, een dynamisch duo ... 37
5. Conclusie ... 40
5
1. SAMENVATTING
Kreupelheid, ten gevolge van allerhande pathologieën, is een veel voorkomende symptoom bij het paard. Hoewel een subjectieve evaluatie door de dierenarts nog steeds de norm is, heeft de introductie van objectieve meetapparatuur een nieuw perspectief geboden. Subtiele kreupelheden, complexe multi-limb kreupelheden en compensatoire bewegingspatronen in combinatie met menselijke tekortkomingen vormen een grote uitdaging in de orthopedie. Krachtplaten, drukplaten, optical motion capture apparatuur en body-mounted sensoren bieden een mogelijkheid om kreupelheid objectief te kwantificeren. Kreupelheid leidt tot een aanpassing in de biomechaniek van het paard. Deze aanpassing vindt zijn weerslag in parameters zoals grond reactie kracht (GRF), impuls, verplaatsing van het hoofd, schoft en de pelvis, stand duur, zweefduur, pas duur, pasfrequentie en extensie van de kogel. Waar het menselijk oog beperkt is, zijn objectieve methoden perfect in staat deze parameters nauwkeurig te registreren. Compensatoire bewegingsmechanismen, geïnduceerd door kreupelheid, doen deze parameters ook veranderen. Zo kan een enkelvoudige kreupelheid lijken op een multi-limb lameness. Onderzoek heeft met behulp van objectieve meetapparatuur verschillende bewegingsmechanismen aangetoond. Kennis van deze veranderingen en patronen kan een houvast bieden tijdens zowel het subjectieve, als ook het objectieve kreupelheidsonderzoek. Objectieve meetmethoden zijn bewezen een waardevolle tool te zijn tijdens routine matige kreupelevaluaties. Correct gebruik van deze apparatuur zal leiden tot een betere diagnostiek en opvolging van kreupelheid bij het paard.
6
2. INLEIDING
De meeste paarden zullen vroeg of laat in hun sportcarrière of tijdens recreatief gebruik geconfronteerd worden met kreupelheid, daar het een van de meest voorkomende medische aandoeningen bij het paard is. Hierdoor is het uitvoeren van een kreupelheidsonderzoek een belangrijke bekwaamheid van een dierenarts. Kreupelheid kan omschreven worden als ‘een klinisch teken, een manifestatie van pijn of een mechanisch defect, dat resulteert in een abnormale gang gekarakteriseerd door manken’.102 Desondanks de simpele definitie is het herkennen van een lage
graad van kreupelheid, kreupelheid op meerdere ledematen of kreupelheid van het achterbeen uitdagend. Tijdens subjectief kreupelheidsonderzoek observeert men de bewegingen van deze anatomische punten tijdens elke pas, uit onderzoek is gebleken dat het hoofd, de tubera coxae en de tubera sacrale het meest bruikbaar zijn om kreupelheid vast te stellen. Vervolgens evalueert men of er een asymmetrie tussen beiden helften bestaat.29
Hoe ontstaat kreupelheid in de biomechanische zin? Wanneer en waarom falen musculoskeletale structuren, resulterend in trauma? Het falen van musculoskeletale structuren wordt bepaald door de kracht die de structuur ondergaat en het vermogen om deze kracht te weerstaan. De grootte van de kracht is afhankelijk van snelheid, lichaamsgewicht, frequentie, duur en de hefboomwerking op bepaalde structuren. Spanning, compressie, buigen en schuifspanning zijn allemaal krachten die tot vervorming leiden. Het vermogen om deze krachten te weerstaan is afhankelijk van de structurele eigenschappen, welke afhankelijk zijn van de materiaal eigenschappen en de afmetingen van de structuur. In het levende paard vinden er constant adaptaties, reparaties en compensaties plaats. Het falen van musculoskeletale structuren is in dit geval dus complexer dan enkel de biomechanische principes. De anatomie van het paard is op een specifieke energie-efficiënte manier ontworpen. Wanneer men dit beter begrijpt, zal het duidelijk worden waarom bepaalde pathologieën veelvoorkomend zijn. Tijdens impact vangen pezen het lichaamsgewicht op, voorkomen hyperextensie en voorkomen collaps van het lidmaat. Het gereduceerde aantal beenderen in het lidmaat laat een snellere beweging en lagere energetische kost toe, maar de gereduceerde botmassa predisponeert ook voor fracturen. De voet zorgt tijdens locomotie voor schokabsorptie, ondersteuning en grip. Het sterke anatomische ontwerp laat helaas geen zwelling van interne structuren toe bij trauma. Wanneer er een kracht op een structuur wordt uitgeoefend, leidt dit tot vervorming. De eigenschap van een structuur om te kunnen vervormen wordt uitgedrukt als stijfheid. Wanneer de kracht te groot is leidt dit tot irreversibele vervorming en het falen van de structuur. De structurele eigenschappen in het levende paard veranderen constant, hetzij door veranderende afmetingen of veranderende samenstellingen. Leeftijd, training en pathologische veranderingen hebben een effect op de structurele eigenschappen. Spieren kunnen groter worden, de samenstelling van botmatrix kan veranderen, et cetera. 102
Een subjectieve evaluatie door een dierenarts is de norm in de huidige kreupelheidsdiagnostiek. Deze evaluatie brengt verschillende tekortkomingen met zich mee. Men zich afvragen of er een nood is aan objectieve evaluatietechnieken? Deze objectieve methoden baseren zich op kinetische en kinematische parameters. Kinematische studies beschrijven beweging door middel van begrippen zoals hoogte, verplaatsing, snelheid en versnelling in de functie van de tijd. Kinetische studies beschrijven krachten die optreden ten gevolge van musculoskeletale arbeid, zoals de grond reactie
7
kracht (ground reaction force; GRF).53,109 Krachtplaten en drukplaten worden gebruikt om kinetische
parameters te meten, terwijl versnellingssensoren (body mounted inertial sensors; IMU’s) en camera’s (optical motion capture systemen; OMC’s) kinematische parameters meten.
In dit onderzoek wordt dieper in gegaan de definitie van kreupelheid en welke biomechanische aanpassingen die paard ondergaat tijdens kreupelheid. Wat houden begrippen als compensatoire kreupelheid, secundaire kreupelheid en multi-limb lameness in? Maakt men een onderscheid tussen verschillende typen kreupelheid? Hoe past een kreupel paard zijn gang aan en welke objectieve parameters kunnen dit accuraat en betrouwbaar kwantificeren? De tekortkomingen van een subjectieve kreupelheidsevaluatie worden aangehaald, als ook de huidige goud-standaarden in het objectieve kreupelheidsonderzoek worden. Ook wordt de relevantie en het gebruiksgemak van enkele van de op de markt beschikbare meetsystemen omschreven. Tenslotte gaat men in op de controversie aangaande de courante implementatie van objectieve bewegingsanalyse en worden de mogelijke voordelen omschreven.
8
3. LITERATUUR STUDIE
3.1. WAT IS KREUPELHEID?
Kreupelheid en de kunst van het kreupelheidsonderzoek is iets waar dierenartsen al meer dan honderd jaar door uitgedaagd worden. De beschikbare informatie omtrent dit onderwerp is dan ook gigantisch. Het woordenboek (van Dale) definieert het woord ‘kreupel’ als “gebrekkig lopend; = mank”. Wanneer men enkele van de meest vooraanstaande boeken volledig gewijd aan kreupelheid open slaat, vind men definities als “Lameness is simply a clinical sign – a manifestation of the signs of inflammation,
includng pain, or a mechanical defect – that results in a gait abnormality characterized by limping” 102
en “Lameness is not a disease but a symptom of a locomotor disturbance … Lameness can be defined
as an alteration of the normal gait due to a functional or structural disorder in the locomotorsystem”.4
Een gezond paard beweegt op een gebalanceerde en symmetrische manier. Een functioneel of structureel probleem van het locomotor apparaat kan leiden tot een afwijkende manier van bewegen.9
Een pathologie in bijvoorbeeld een lidmaat kan leiden tot pijn of een mechanische dysfunctie, logischerwijs zal het paard proberen te compenseren door zijn lichaamsgewicht, oftewel het zwaartepunt, te verplaatsen. Het lichaamsgewicht wordt herverdeeld om het pijnlijke lidmaat te ontlasten. Deze herverdeling leidt tot een afwijkend bewegingspatroon, het paard begint te manken.
9, 25, 53, 102
Voorhandskreupelheid komt vaker voor dan achterhandskreupelheid. Een mogelijke verklaring daarvoor is dat het zwaarte punt van het paard dichter bij de voorbenen ligt dan bij de achterbenen. Dus de verdeling van het lichaamsgewicht over de voor- en achterbenen zal ongelijk zijn, onderzoek heeft uitgewezen dat de ratio 60:40 is. De individuele voorbenen zullen dusdanig 30% meer belast worden dan de achterbenen en een hierdoor groter risico op blessures ondervinden. 102
Verschillende auteurs spreken van verschillende opdelingen van kreupelheid. In de literatuur vindt men 3 typen terug: steunbeenkreupelheid, zweefbeenkreupelheid en gemengde kreupelheid.25, 102Een
gewicht dragende ofwel een steunbeenkreupelheid, omschrijft een kreupelheid die het gevolg is van pijn tijdens de stand fase. De meeste kreupelheden zijn van dit type. Een zweefbeenkreupelheid duidt op een veranderde manier waarop het paard het lidmaat draagt en naar craniaal beweegt. Het onderscheidt tussen beiden typen kreupelheid is lastig, omdat een steunbeenkreupelheid vaak samen gaat met een veranderde zweeffase. Dr. Mike W. Ross stelt voor de term zweefbeenkreupelheid te reserveren voor mechanische kreupelheden, daar zij vaak enkel een veranderde zweeffase induceren. Bijvoorbeeld, fibrotische myopathie, patella fixatie, hanentred et cetera. Een veranderde zweeffase duidt vaak op een verkorte craniale fase van de pas. Bijna elke pijnlijke achterhandskreupelheid leidt tot een verkorte craniale fase van de pas. Dit maakt het een betrouwbare kreupelheidsindicator. Tenslotte spreekt men regelmatig van een gemengde kreupelheid, waarbij er zowel veranderingen zijn tijdens de stand fase als tijdens de zweef fase. Met uitzondering van mechanische kreupelheden behoort bijna elke pijnlijke kreupelheid tot deze categorie. De auteur betwist het nut van het gebruik van deze indeling, volgens hem kan het zinvoller zijn de kreupelheid zo gedetailleerd mogelijk te omschrijven in plaats van deze in een categorie te delen.102 Men spreekt ook van ‘push-off’ en ‘impact’
kreupelheden. 9, 25 Hierbij betekent een push-off kreupelheid een veranderde beweging tijdens het
laatste deel van de stand fase. Een impact kreupelheid houdt een veranderde beweging tijdens het begin van de stand fase in.9 De meeste kreupele paarden zijn kreupel tijdens zowel de impactfase als
9
Om kreupelheid te kunnen herkennen is het belangrijk te weten hoe een gezond paard beweegt. Een volledige pas in draf bestaat uit de stand fase van het rechter voorbeen en linker achterbeen, een eerste zweef fase, de stand fase van het linker voorbeen en rechterachterbeen en een tweede zweef fase. Hierbij komt telkens eerst het voorbeen neer, gevolgd door het achterbeen.4 Een gezond paard
beweegt zijn hoofd en nek tijdens draf omhoog en omlaag in een symmetrisch sinuspatroon. Omhoog tijdens de zweef fase, omlaag tijdens de stand fase en dit twee keer per pas voor beiden diagonalen (Figuur 1). 13, 25, 102 Ook de pelvis en de schoft vertonen een sinuspatroon, omlaag tijdens de stand fase
en omhoog tijdens de zweef fase. 102
FIGUUR 1. Symmetrische sinusoïdale hoofdbewegingen bij een gezond, niet-kreupel paard. Tijdens de stand fase van het linker voorbeen bereikt het hoofd een minimum in verticale excursie. Tijdens zweeffase bereikt het hoofd zijn maximum in verticale excursie. Tijdens de stand fase van het rechtervoorbeen bereikt het hoofd een minimum verticale excursie.
Het kreupele paard beweegt zijn zwaartepunt weg van het pijnlijke lidmaat. Dit uit zich in een verschil in verticale krachten (Fz). Volgens de tweede wet van Newton (F = m * a) leidt dit tot een verschil in verticale versnelling (a), daar de massa van het paard gelijk blijft. Voorhandskreupelheid is te herkennen aan het typische knikken van het hoofd, ook wel een ‘head-nod’ genoemd. Terwijl achterhandskreupelheid herkend wordt aan de zogenaamde ‘hip-hike’ (pelvis rotatie) en een asymmetrie van de totale pelvis beweging. De verticale pelvis bewegingen zijn moeilijker te evalueren met het blote oog omdat het verschillen in verticale amplitude klein kunnen zijn. 9, 102,109
Maar als men zegt dat een gezond paard symmetrisch beweegt, is elke asymmetrie dan automatisch gelijk aan kreupelheid? Is elk jong paard, dat door gebrek aan spierkracht en coördinatie asymmetrisch beweegt, dan per definitie kreupel? Zoals elk fenomeen in de biologie, is er nooit een variabele (niet-kreupel) met één discrete waarde (perfect symmetrisch). Er bestaat een spectrum tussen fysiologisch en pathologisch. Hierbij kan een bepaalde graad van asymmetrie nog steeds fysiologisch zijn. We moeten asymmetrie als een neutrale term zien, zoals de hartfrequentie, temperatuur of pH. Kreupelheid is het klinische symptoom, zoals tachycardie, koorts of acidose. Net zoals bij de overige parameters, is het belangrijk referentie waarden op te stellen voor asymmetrie. Maar dan nog moet de clinicus beslissen of een bepaalde graad van asymmetrie klinisch relevant is of niet. 125
10
3.1.2. BIOMECHANIEK VAN HET KREUPELE LIDMAAT
Tijdens draf op de rechte lijn bewegen het hoofd, de schoft en de pelvis van niet-kreupele paarden tweemaal opwaarts en neerwaarts, in een sinuspatroon ontstaat. Twee keer tijdens één volledige pas wordt een maximale- en minimale verticale excursie (VertMax en VertMin) van het hoofd bereikt (Figuur 1). Kreupelheid maakt deze hoofd- en pelvis bewegingen asymmetrisch.13
Tijdens stap zal het kreupele lidmaat minder belast worden, dit wordt voornamelijk door het contralaterale been en in een kleinere zin door het ipsilaterale of diagonale lidmaat gecompenseerd. Dr. M. Weishaupt (2008) omschrijft 4 compensatie mechanismen tijdens draf.134
1. Ten eerste wordt de totale verticale impuls per pas verminderd door de pasfrequentie te verhogen. Impuls (I) wordt gedefinieerd als de gemiddelde kracht (Fav) maal de tijdsduur
waarmee een object (in dit geval de hoef) in contact is met de grond (N*s). Wanneer het lidmaat met en bepaalde snelheid in contact komt met de grond, ontstaat er een grote kracht, waardoor de snelheid van het lidmaat terug gebracht wordt naar 0. Impuls is een vector, welke in dezelfde richting inwerkt als de Fav. Als het gaat om impuls van het lidmaat, spreekt men
daarom over verticale impuls. Het is geen toeval dat impuls en kracht (F) dezelfde eenheid hebben. Als men Newton’s tweede wet (F = m*a) herschrijft zal men zien dat impuls gelijk staat als de verandering in momentum.129 Men ziet deze adaptatie typisch tijdens loopband
onderzoek. Tijdens overground situaties zal een kreupel paard in snelheid minderen.134
2. Ten tweede neemt de som van de impulsen ter hoogte van de kreupele diagonaal af. Dit zorgt voor een kortere zweef fase en een snellere transitie van de kreupele naar de niet-kreupele diagonaal. Tegelijkertijd nemen ook de verticale rompbewegingen tijdens de stand name van de kreupele diagonaal af. Deze asymmetrische verticale beweging is waar te nemen ter hoogte van de schoft bij voorhandskreupelheid en het sacrum bij achterhandskreupelheid.134
3. Ten derde, vinden er gewichtsverschuivingen plaats langs de longitudinale as van het paard, welke corresponderen met de verplaatsing van het zwaartepunt en de compensatoire hoofdbewegingen.90, 101, 128 Op deze manier zal het kreupele been zal een verminderde
verticale impuls ondergaan. Bij een voorhandskreupelheid zal de verticale impuls naar het contralaterale achter- en voorbeen verplaatst worden. Voornamelijk de compensatoire hoofd- en nekbewegingen zorgen voor deze ververdeling.128 Tijdens achterhandskreupelheid wordt
de verticale impuls voornamelijk naar het contralaterale achterbeen verplaatst.134
4. De snelheid van het belasten van het lidmaat en de piek krachten (Fz piek) worden gereduceerd door de stand duur te verlengen. Deze adaptatie vindt zowel in het kreupele lidmaat als in het contralaterale lidmaat plaats. In het contralaterale lidmaat neutraliseert het de additionele, verplaatste impuls, ten gevolge van het ontlasten van het kreupele lidmaat.16
De stand duur is een belangrijke variabele om de piek krachten van een bepaalde impuls af te stemmen. Een toegenomen verticale impuls is niet persé gelinkt aan een grotere piek kracht. Een verlenging van de stand duur kan de piekkrachten doen verminderen, zelfs bij een toegenomen verticale impuls en vice versa. 42
De bovengenoemde compensatoire, gewicht verschuivende mechanismen leiden niet enkel tot een reductie in de belasting van het kreupele lidmaat, maar dienen ook om compensatoire overbelasting van het contralaterale lidmaat te voorkomen. In de meeste gevallen ziet men geen toegenomen piek
11
krachten (Fz piek) in de overige ledematen. Enkel in het geval van een matige voorhandskreupelheid kan men een lichte stijging van de Fz piek ter hoogte van het diagonale achterbeen waarnemen.132
De mate van kogelextensie is een reflectie van de grootte van de verticale piekkrachten (Fz piek). Onderzoek heeft aangetoond dat maximale kogelextensie een indirecte meetwaarde voor grond reactie kracht kan zijn.100 Paarden met een ernstige kreupelheid vertoonde een verminderde
kogelextensie van gemiddeld 10 graden, welke correspondeerde met een reductie in Fz piek van 27%.23
Over het algemeen buigt de kogel van het niet-kreupele been verder door, dan die van het kreupele been.102 Toch wordt een asymmetrische kogelextensie niet altijd door kreupelheid veroorzaakt.
Ongelijke dorsale hoefwanden tussen contralaterale hoeven kunnen ook aan de oorzaak liggen. De ervaring leert dat het lidmaat met de vlakkere hoef altijd een hogere verticale last ondergaat.134
Daarnaast leiden sommige pathologieën, zoals unilaterale desmitis of tendinitis van de interosseus, tot een verhoogde kogelextensie.102
Rugpijn mag niet uitgesloten worden als beïnvloedende factor tijdens de uiting van compensatoire bewegingen en herverdeling van belasting.134 Voorhands- en achterhandskreupelheid leiden tot
asymmetrische dorso-ventrale bewegingen en laterale buiging van de rug op thoraco-lumbair niveau.34, 137
Als men de zweef fase van het kreupele lidmaat evalueert, ziet men vaak een verkorte craniale fase en een verlengde caudale fase. De craniale fase wordt gedefinieerd het deel van de zweef fase waarbij het lidmaat voor het been in stand zweeft. De caudale fase is het deel van de zweef fase waarbij het lidmaat achter het been in stand zweeft. Een verklaring voor de verkorte craniale fase, kan het verlies of de onwil van push-off zijn. Een verlenging van de caudale fase is ter compensatie om de paslengte gelijk te houden. Bij subtiele kreupelheden vindt men dit symptoom vaak niet terug en soms duidt deze aanpassing niet op een primaire kreupelheid maar op een compensatoire valse kreupelheid. 102
3.1.2.1. BIOMECHANIEK VAN HET KREUPELE VOORBEEN:
Een paard met een kreupel voorbeen past zijn beweging aan en vertoont daardoor een compensatoire hoofdbeweging. Slow-motion video’s laten zien dat het hoofd en de nek opwaarts bewegen net voordat het kreupele been de grond raakt. Gedurende de stand fase bewegen het hoofd en de nek neerwaarts, richting de baseline. Tijdens push-off van de kreupele diagonaal en de opvolgende zweef fase beweegt het hoofd minder omhoog. Tenslotte vindt de ‘head-nod’ plaatst tijdens het begin van de stand fase van het contralaterale lidmaat.102 Maar hoe is deze beweging te verklaren?
Om het kreupele been tijdens impact te ontlasten, vindt er een reductie van de neerwaartse versnelling van het hoofd plaats tijdens stand name van de kreupele diagonaal. Hierdoor vermindert de verticale impuls van de romp, wat leidt tot een reductie in belasting van het kreupele voorbeen en tot een toegenomen belasting van het contralaterale achterbeen.23, 80, 134 Deze verminderde verticale
hoofd excursie leidt tot een verschil in de minimum positie van het hoofd (HDmin). Tijdens stand name van het kreupele been is de verticale excursie minder dan tijdens stand name van het niet-kreupele been (Figuur 2). 13 Niet enkel de verminderde verticale hoofdbewegingen ontlasten het kreupele been,
maar ook het verplaatsen van het zwaartepunt richting de achterbenen. Vervolgens, tijdens stand name van de niet-kreupele diagonaal, ziet men de typische ‘head-nod’. Het lijkt alsof het paard op het niet-kreupele voorbeen valt (Figuur 3). Gedurende de stand name van de niet-kreupele diagonaal
12
zorgen verhoogde horizontale remkrachten voor een impuls ter hoogte van de romp, welke de belasting van het niet-kreupele lidmaat vergoot en die van het kreupele lidmaat doet afnemen.36,80
Tijdens push-off zullen de paarden een verminderde impuls vertonen, waardoor ook de maximale verticale excursie van het hoofd afneemt. De maximum positie van het hoofd is lager vergelijken met het contralaterale lidmaat (HDmax).13,57 Samenvattend neemt de algehele amplitude van verticale
hoofd-verplaatsing in het kreupele lidmaat af. Contrasterend, neemt de amplitude van de verticale verplaatsing in het niet-kreupele lidmaat toe.13
FIGUUR 2. De hoofdbewegingen van een paard met een kreupelheid van het linker voorbeen tijdens impact. De maximum hoofdpositie is lager versus het niet-kreupele been in standfase. De minimum hoofdpositie is hoger versus het niet-kreupele been in standfase. Het verschil tussen de minima en maxima leidt tot HDmin en HDmax respectievelijk.
Visueel vertaalt dit concept zich als volgt: de nek en het hoofd bewegen omhoog en naar caudaal tijdens stand van het kreupele lidmaat en bewegen naar beneden en craniaal tijdens stand van het gezonde lidmaat. Vandaar dat de uitspraak “valt op rechts” een kreupelheid van het linker been betekent.25
13
FIGUUR 3. Deze figuur illustreert het concept dat een paard met een kreupel rechtervoorbeen ‘valt op het niet-kreupele been’, m.a.w. het linker voorbeen. Het hoofd bereikt tijdens stand name van de niet-kreupele diagonaal een lagere minimum positie. Dit hangt samen met een normale of licht verhoogde verticale piekkracht (Fz) ter hoogte van het niet-kreupele voorbeen. Tijdens stand name van de kreupele diagonaal houdt het paard zijn hoofd in een hogere minimum positie, om het pijnlijke been te ontlasten.
In sommige gevallen van ernstige voorhandskreupelheid, neigt het paard weg te drijven van het kreupele lidmaat naar het niet-kreupele lidmaat. Dit is minder opvallend dan bij paarden het een achterhandskreupelheid. Het lijkt het meest voorkomend te zijn bij kreupelheden ter hoogte van de carpus.102
3.1.2.2. BIOMECHANIEK VAN HET KREUPELE ACHTERBEEN
Het herkennen van achterhandskreupelheid vormt een grotere uitdaging.29 Er zijn twee manieren om
achterhandskreupelheid te evalueren. Verticale pelvis beweging evalueert de bewegingen van de pelvis als geheel. De pelvis als geheel vertoont net zoals het hoofd en de nek een sinuspatroon. Hierbij kan men tijdens stand name een neerwaartse verticale excursie waarnemen en tijdens de zweeffase een opwaartse beweging.9 De beschrijvingen van achterhandskreupelheid zijn historisch gezien
verwarrend geweest.102
Een paard poogt kreupelheid te maskeren door de pelvis excursie te reduceren.102 Wanneer het paard
pijnlijk is tijdens impact van het kreupele been, zal het de belasting willen verminderen. De verticale krachten kunnen verminderd worden door de versnelling te reduceren (F = m * a).129 Deze reductie
gebeurt met behulp van de extensor spieren, die het gewicht naar voor doen verplaatsen. Tijdens een impact kreupelheid zal de pelvis minder neerwaartse beweging vertonen en dus een hogere verticale positie aanhouden. Men kan dit fenomeen ‘pelvic-hike’ noemen.102 Net als bij een
voorhandskreupelheid kan men dan het principe “valt op het niet-kreupele been” gebruiken. Bij paarden met een push-off kreupelheid, zal de pelvis minder opwaartse beweging vertonen door een
14
gebrek aan impuls. Hier kan men het principe “minder omhoog tijdens zweeffase van het kreupele been” gebruiken (Figuur 4). De maximum verticale positie (VertMax) van het kreupele been is lager dan deze van het niet-kreupele been (Figuur 4). 9, 96 Samenvattend duidt een verschil in maximale
pelvis hoogte (PDmax) op een push-off kreupelheid en een verschil in minimale pelvis hoogte (PDmin) op een impact kreupelheid. Het diagnosticeren van achterhandskreupelheid aan de hand van de bewegingen van de pelvis als geheel, geniet volgens Dr. Mike Ross de voorkeur.102
FIGUUR 4. De totale pelvisverplaatsing-methode. Het eerste paard vertoont een impact kreupelheid, waarbij de verticale krachten (Fz) afnemen door middel van een gereduceerde versnelling. Hierdoor zal de pelvis minder neerwaarts bewegen en is de minimum verticale positie (VertMin) hoger dan bij een niet-kreupel dier. PDMin beschrijft het verschil tussen beiden en staat voor ‘pelvis height difference minimum’. Het tweede paard vertoont een push-off kreupelheid, waarbij de opwaartse krachten (Fy) afnemen. Hierdoor zal de pelvis minder opwaarts bewegen en is de maximum verticale positie (VertMax) lager dan bij een niet- kreupel dier. PDMax beschrijft het verschil tussen beiden en staat voor ‘pelvis height difference maximum’.
De pelvis rotatie methode evalueert de bewegingen van het linker- en rechter pelvishelft. De verticale verplaatsing van de hemipelvis aan de kreupele zijde is kleiner dan die van de niet-kreupele zijde. Als het paard een kreupel is tijdens impact, zal het pijnlijke lidmaat minder krachten opvangen. Het paard zal minder hard op het aangetaste lidmaat vallen, waardoor het tuber coxae aan de kreupele zijde een hogere positie behoudt vergeleken met het contralaterale tuber coxae tijdens de stand fase (Figuur 5). Men noemt dit fenomeen ook wel de ‘hip-hike’. Een push-off kreupelheid houdt in dat het paard pijn ervaart tijdens de afdruk en het opnemen van het lidmaat. Ten gevolge is er meer flexie nodig van het lidmaat, opdat het been voldoende opgeheven wordt om het naar craniaal te brengen, zonder de grond te raken. Tijdens deze beweging zal het tuber coxae een lagere maximum verticale positie bereiken (VertMin), ook wel een ‘hip-dip’ genoemd. Het is logischer dat achterhandskreupelheid leidt tot een verminderde push-off kracht, omdat het achterbeen voor de primaire propulsieve, voortbewegende kracht zorgt (Figuur 5). 9, 134
15
FIGUUR 5. De pelvis-rotatie (hip-hike en hip-dip) methode. Tijdens de stand fase van het kreupele been zal het tuber coxae aan de aangetaste zijde minder naar beneden bewegen, met het gevolg dat VertMin hoger is versus de niet-kreupele zijde. Men noemt dit ook wel de ‘hip-hike’. Vervolgens zal de hemipelvis minder opwaarts bewogen worden tijdens push-off, wat leidt tot een verminderde VertMax van het tuber coxae aan de aangetaste zijde. Men noemt dit ook wel de ‘hip-dip’. Door het verschil in verticale amplitude van beiden hemipelvi, lijkt het alsof de pelvis richting de aangetaste zijde roteert, zoals aangegeven met de dikke pijl.
Een overige aanpassing van het paard is het weg drijven van de kreupele zijde naar de niet-kreupele zijde tijdens beweging. Hierdoor lijkt het alsof de kreupele zijde trager beweegt dan de niet-kreupele zijde. Dit lijkt het meest opvallend te zijn bij paarden die pijn hebben distaal van de tarsus, maar sommige clinici hebben andere ervaringen.102 Paarden met een bilaterale achterhandskreupelheid
kunnen een korte, haperende pas vertonen. 9, 102 Evaluatie op de cirkel kan de kreupelheid doen
16
3.1.3. “MULTILIMB LAMENESS”
Een kreupelheid van meerdere ledematen maakt het kreupelheidsonderzoek uitdagender.29, 102 Er zijn
verschillende voorspelbare patronen van multi-limb lameness. Bilaterale voorhandskreupelheid en achterhandskreupelheid zijn veel voorkomend. Dit kan ofwel te wijten zijn aan een compensatoire overbelasting of door een specifieke pathologie die beiden benen aantast. Verschillende factoren zoals abnormale lading van de voet, conformatie, hoefbeslag of voetconditie kunnen een rol spelen in het ontwikkelen van bilaterale pathologieën. Bilateraal kreupele paarden vertonen meestal een verkorte, haperende pas. Een bilaterale achterhandskreupelheid kan ook leiden tot een verminderde impuls van het achterbeen. Bijkomend kan een evaluatie op de volte de indruk geven dat het paard van kreupelheid wisselt, het ene been lijkt kreupel wanneer men rechtsom longeert en het contralaterale been lijkt kreupel wanneer men linksom longeert. Racepaarden die galopperen lijken gevoeliger te zijn voor een secundaire kreupelheid in het contralaterale been of ipsilaterale voor- of achterbeen. Dravers lijken gevoeliger te zijn voor een secundaire kreupelheid in het contralaterale been of het contralaterale voor- of achterbeen. 102
Wanneer meerdere benen kreupelheid vertonen, kan dit zich ook uiten als poor performance. Het paard presteert minder dan normaal, maar men kan geen duidelijke oorzaak aantonen. In dit geval kan diagnostische analgesie kan een dierenarts helpen. Wanneer de pijn in één been wordt uitgeschakeld kan een kreupelheid in een ander been duidelijker worden. Sommige paarden lijken kreupel te zijn op meerdere benen, terwijl dit niet zo is. Bij het uitschakelen van de primaire kreupelheid verdwijnt deze compensatoire kreupelheid ook. 102 Het concept van compensatoire kreupelheid en het bekende law of sides principe worden in hoofdstuk 3.2.4 “Compensatoire kreupelheid versus secundaire
kreupelheid” uitgelegd.
3.1.4. COMPENSATOIRE KREUPELHEID VERSUS SECUNDAIRE KREUPELHEID
In quadrupedale dieren zijn er verschillende patronen van kreupelheid mogelijk. Kreupelheid kan afkomstig zijn van een abnormaliteit in één enkel been, bilateraal (bijvoorbeeld enkel voorbenen of enkel achterbenen) of een combinatie van 1 of meerdere ledematen. Wanneer er tegelijkertijd kreupelheid aan een achterbeen en een voorbeen is, kan dit verder onderverdeeld worden in een compensatoire kreupelheid of secundaire kreupelheid. Sommige boeken maken geen onderscheid tussen secundaire- en compensatoire kreupelheid en beschouwen ze als één en hetzelfde fenomeen.102
Compensatoire kreupelheid is een valse kreupelheid ten gevolge van mechanismen die het gewicht van het paard weg schuiven van het pijnlijke lidmaat (het primair aangetaste lidmaat). Deze valse kreupelheid ontwikkelt zich aan het tegenovergestelde einde van het lichaam, weg van de primaire kreupelheid. Het is non-pathologisch en verdwijnt wanneer de primaire kreupelheid wordt opgelost. Omdat het geen ware kreupelheid is.96 Sommige auteurs zijn het niet eens met de titel compensatoire
kreupelheid en noemen het liever valse kreupelheid. 8,29, 124, 125 Compensatoire kreupelheden volgen
over het algemeen hetzelfde patroon. ‘The law of sides’, beschrijft een sagittaal en diagonaal compensatoir bewegingsprincipe (Figuur 6).
Een ipsilaterale combinatie van een voorhands- en achterhandskreupelheid, betekent vaak dat het achterbeen het ware kreupele been is (primair aangetast). Toch kan men compensatoir een ‘head-nod’
17
zien, wat de illusie van een voorhandskreupelheid wekt. Doch zorgt deze compensatoire strategie niet voor een asymmetrie in gewichtsbelasting.134
Een contralaterale combinatie van voorhands- en achterhandskreupelheid, betekent vaak een primaire voorhandskreupelheid. 96, 102, 132 Een compensatoire valse kreupelheid kan zich uiten als een
verkorting van de pas van het achterbeen, om niet met het kreupele voorbeen te interfereren. Deze verkorte pas kan leiden tot een ‘hip-hike’.102
Bij diagnostische analgesie is het aan te raden bij het achterbeen te beginnen wanneer het om een ipsilaterale gecombineerde kreupelheid gaat en bij het voorbeen wanneer het om een contralaterale gecombineerde kreupelheid gaat.102
FIGUUR 6. Law of sides, een compensatoir bewegingsprincipe. Het ipsilaterale compensatie principe duidt op een valse voorhandskreupelheid ten gevolge van een primaire achterhandskreupelheid. Het contralaterale compensatie principe duidt op een valse achterhandskreupelheid ten gevolge van een primaire voorhandskreupelheid.
Secundaire kreupelheid is het gevolg van opbouwende schade veroorzaakt door compensatoire mechanismen. Deze secundaire kreupelheid is waarschijnlijk wel met pijn geassocieerd. Veelal wordt deze kreupelheid pas ontdekt als de primaire kreupelheid is gevonden. Nadat de primaire kreupelheid is opgelost zal de secundaire kreupelheid aanwezig blijven. Secundaire kreupelheid wordt vaak veroorzaakt door overbelasting, daarom zijn de patronen over het algemeen eerder contralateraal ter hoogte van hetzelfde of het tegenovergestelde deel van het lichaam.96Een kreupelheid ter hoogte van
het linker voorbeen kan logischerwijs leiden tot een secundaire kreupelheid van het rechter voorbeen of het rechter achterbeen (Figuur 7). 102
18
FIGUUR 7. Een primaire kreupelheid van het linker voorbeen kan leiden tot een secundaire overbelasting en kreupelheid van het contralaterale voor- en achterbeen. Een primaire kreupelheid van het linker achterbeen kan leiden tot een secundaire overbelasting en kreupelheid van het contralaterale voor- en achterbeen.
Het concept van compensatoire kreupelheid is bestudeerd gebruik makende van kinematiek, 60, 122,
kracht-metende loopbanden131, 132 en body mounted inert sensor systemen.66, 67 Secundaire
kreupelheid wordt aan de andere kant eerder logischerwijs verwacht, maar is minder bestudeerd geweest. Desondanks wordt het concept ondersteund door clinici.102
3.1.5. HET BELANG VAN KREUPELHEID
Hoewel niet elk paard op een hoog niveau moet presteren, worden zij wel routine matig bereden. Blessures aan het locomotor systeem zijn veel voorkomend en interfereren met zowel het hobbymatig rijden als training en competities op niveau. Kreupelheid is hierdoor een van de meest belangrijke problemen waar een paard en zijn eigenaar mee geconfronteerd kunnen worden en een van de voornaamste redenen van een dierenartsbezoek. 53, 82,132 Gelijktijdig spenderen ook dierenartsen een
groot deel van hun tijd aan het beoordelen van kreupelheden, waarbij tot op de dag van vandaag het subjectieve kreupelheidsonderzoek de standaard is. 64 Desondanks het feit dat kreupelheid een van de
meest voorkomende gezondheidsproblemen is, toont een Amerikaanse studie aan dat kreupelheid een zeer lage mortaliteit heeft. Vroeg of laat zal het paard zullen de meeste paarden herstellen van hun kreupelheid en weer gebruikt kunnen worden voor hun oorspronkelijke gebruiksdoel. 4, 49 Dr.
Kevin Keegan stelt zich de volgende vraag: is het succes van herstel te wijten aan goede diagnostiek en behandeling door de dierenarts? Of herstellen paarden van kreupelheid ongeacht behandeling? Vervolgens mag men individuele paard-factoren zoals het temperament, doorzettingsvermogen, de conditie en de omstandigheden niet onderschatten. Een kreupel paard dat geniet van een optimaal management en perfecte opvolging kan beter presteren dan een niet-kreupelpaard dat zich in andere omstandigheden bevindt. Wat het ‘succes’ van diagnostiek en behandeling betreffend kreupelheid inhoudt, is dus al variabel. Daar boven op is het beoordelen van de graad van kreupelheid ook variabel.
19
Om de kwantificatie van kreupelheid objectiever en eenduidiger te maken is er nood aan een universele kreupelheidsschaal. Verschillende dierenartsen hanteren op dit moment verschillende kreupelheidsschalen, wat uitwisseling van informatie tussen dierenartsen moeilijker maakt.53
3.1.6. KREUPELHEIDSSCHALEN
Het belang van de een universele kreupelheidsschaal om kreupelheden objectiever te kunnen kwantificeren en de uitwisseling van informatie te vergemakkelijken, is hierboven al aangehaald. Op dit moment zijn er verschillende schalen in omloop. Een van de meest gebruikte is de ‘AAEP (the American Association of Equine Practitioners) lameness grading system’, welke kreupelheid scoort van 0 tot 5 (Figuur 8). Deze schaalt focust vooral op het de omstandigheden waaronder kreupelheid consistent waarneembaar is, gaande van ‘niet waarneembaar’ naar ‘inconsistent onder alle omstandigheden’, naar ‘consistent onder bepaalde omstandigheden’, naar ‘consistent in onder alle omstandigheden in draf’, naar ‘duidelijk zichtbaar in stap’ tot ‘minimale stand name of complete immobiliteit’. Dr. Mike Ross beschrijft een alternatief scoringssysteem (Figuur 9).102 In het Verenigd
Koninkrijk gebruikt men vaak een systeem gaande van 0 tot 10, waarbij 0 niet-kreupel is en 10 zeer kreupel. Dr. Sue Dyson omschrijft een systeem gaande van 0 tot 8.25
‘The American Association of Equine Practitioners lameness grading system’
Graad 0 Kreupelheid is niet zichtbaar onder enige omstandigheid
Graad 1 Kreupelheid is moeilijk waar te nemen en niet consistent aanwezig, desondanks de omstandigheden (bv,
onder het zadel, op de volte, zachte ondergrond of harde ondergrond)
Graad 2 Kreupelheid is moeilijk waar te nemen in stap of draf op rechte lijn, maar is consistent aanwezig onder
bepaalde omstandigheden (bv, gewichtsdragend, op de volte, zachte ondergrond of harde ondergrond)
Graad 3 Kreupelheid is consistent waarneembaar in draf onder alle omstandigheden
Graad 4 Kreupelheid is duidelijk waarneembaar in stap
Graad 5 Kreupelheid leidt tot minimale stand name tijdens beweging en/of rust of een complete immobilisatie
FIGUUR 8. AAEP kreupelheidsschaal.
Kreupelheidsschaal door Dr. Mike Ross
Graad 0 Niet-kreupel
Graad 1 Milde kreupelheid tijdens draf op rechte lijn. Wanneer het kreupele voorbeen neer komt, kan een
subtiele ‘head-nod’ waargenomen worden; wanneer het kreupele achterbeen neer komt is een subtiele ‘pelvic-hike’ waar te nemen. Beiden kunnen soms inconsistent zijn.
Graad 2 Duidelijke kreupelheid. De ‘head-nod’ en ‘pelvic-hike’ zijn consistent waarneembaar, de excursie is
bedraagt verscheidene centimeters.
Graad 3 Uitgesproken ‘head-nod’ en ‘pelvic-hike’ van verscheidene centimeters. Als het paard een unilaterale
enkelvoudige kreupelheid t.h.v. het achterbeen heeft, is een ‘head-and-neck-nod’ zichtbaar als het diagonale voorbeen neer komt (compensatoire ipsilaterale voorhandskreupelheid).
Graad 4 Ernstige kreupelheid met extreme ‘head-nod’ en ‘pelvic-hike’. Desondanks kan het paard nog wel
draven.
Graad 5 Het paard neemt geen steun op het aangetaste been. Tijdens draf draagt het paard het been. Paarden
die tijdens stap of rust geen stand nemen, draven beter niet. FIGUUR 9. Een kreupelheidsschaal volgens Dr. Mike Ross.
20
3.2. SUBJECTIEF KREUPELHEIDSONDERZOEK
Het subjectieve kreupelheidsonderzoek, gebaseerd op visuele waarnemingen, is nog altijd de huidige standaard voor het diagnosticeren van mankheid. 109
Het belang van een zorgvuldig, systematisch en logisch opgebouwd kreupelheidsonderzoek is cruciaal. Het subjectieve kreupelheidsonderzoek begint niet met ‘draf op rechte lijn’, maar met het signalement. Leeftijd, geslacht, ras en gebruiksdoel kunnen bepaalde predisposities van specifieke kreupelheden naar de voorgrond doen treden. Zo hebben Engelse Volbloeden, gebruikt voor de rensport, vaker stressfracturen en hebben dressuur- en springpaarden vaker last van degeneratieve aandoeningen. 25 Een anamnese bevat belangrijke informatie zoals de duur van het probleem, recente
veranderingen in management, een verbetering of verslechtering van kreupelheid tijdens rust of beweging, het type beslag en de interval van bekapping en de reactie van het paard op behandeling of trainingsaanpassingen. Vervolgens voert men een fysiek onderzoek met een visuele inspectie en conformatie evaluatie uit. Duidelijke conformatie abnormaliteiten van de ledematen en in een mindere zin de rest van het lichaam, kunnen een grote rol spelen in het ontwikkelen van kreupelheid.
25, 102 Is het paard symmetrisch gebouwd? Of zijn er duidelijke asymmetrieën, bijvoorbeeld ten gevolge
van spieratrofie? Atrofie van de gluteus spieren is niet ongewoon bij achterhandskreupelheid. Een inspectie van dichtbij omvat de systematische palpatie van de ledematen. Ook een gerichte palpatie van de typische kreupelheidslocaties of van gewrichten waarbij lichte effusie snel over het hoofd gezien wordt is noodzakelijk. Elke structuur moet geëvalueerd worden op zwelling, warmte en gevoeligheid. De grootte van de hoef, de vorm, het slijtage patroon, voetsymmetrie, lage of steile hielen, aanwezigheid van pulsatie of een gebroken hoef-koot-as moeten opgemerkt worden. Hoeftesters hebben nog altijd een plaats in het moderne kreupelheidsonderzoek, daar voetproblemen veelvoorkomend zijn. Let wel dat vals positieve en vals negatieve reacties mogelijk zijn. 25 Slechts na
deze stappen, is het tijd voor een bewegingsonderzoek.
De ernst waarmee een individu de kreupelheid inschat is sterk afhankelijk van de individuele dierenarts en zijn ervaring.53 Dit is dan ook direct een van de grootste nadelen van het subjectieve
kreupelheidsonderzoek. Kreupelheid is een aanpassing van de normale manier van bewegen ten gevolge van een functioneel of structureel probleem.4 Het is aan de dierenarts om te discrimineren
tussen een normale en abnormale manier van bewegen op basis van symmetrie. Waar de meeste kreupelheden efficiënt herkend kunnen worden door ervaren clinici op basis van een visuele beoordeling, zijn er ook situaties waar in kreupelheid subtiel of complex is.29 Het menselijk oog is
gelimiteerd in het waarnemen van asymmetrie en maximale temporale resolutie. 85 Ook het menselijk
geheugen is een limiterende factor. 109 Deze beperkingen uiten zich in een lage inter-observer en
intra-observer variabiliteit, een fenomeen dat uitvoerig beschreven is in meerdere studies.32, 39,41, 54, 70, 120 Zo
werd aangetoond dat voor paarden met een milde kreupelheid een subjectieve evaluatie niet erg betrouwbaar is. In 76,6% waren clinici het met elkaar eens of een lidmaat kreupel was of niet. Na een volledig kreupelheidsonderzoek zakte dit naar 72,2%. Wanneer het paarden betrof van een kreupelheid van >1,5 (AAEP schaal) steeg dit percentage naar 93,1%. Maar als deze graad <1,5 was, was men het slechts in 61,9% van de gevallen met elkaar eens. Na een volledig kreupelheidsonderzoek zakte dit naar 51,6%. Hier uit kan men concluderen dat clinici moeite hebben met het correct diagnosticeren van milde kreupelheden.54
Daarnaast is aangetoond dat expertise, caseload of jaren van ervaring geen invloed hebben op het correct diagnosticeren van kreupelheid, met uitzondering van voorhandskreupelheid.Opvallend was
21
dat het vermogen om achterhandskreupelheid te diagnosticeren gelijk was aan het vermogen om voorhandskreupelheid te diagnosticeren.114 Terwijl over het algemeen achterhandskreupelheid als
moeilijker wordt beschouwd.29, 114 Wel was er een hoger aantal vals positieven, men duidde vaker een
niet-kreupel achterbeen als kreupel aan. Men concludeerde in dit onderzoek dat de detectie limiet – wanneer de kans op een juiste diagnose groter is dan het kans percentage van 50% - van voorhandskreupelheid rond de 25% asymmetrie ligt. Voor asymmetrie t.h.v. de achterhand schat men de detectie limiet op 15% asymmetrie. Het is belangrijk te onthouden dat bij dit onderzoek enkel vermogen om asymmetrie waar te nemen de uitdagende factor was. 114 Factoren zoals inconsistent
tonen van kreupelheid, bewegingssnelheid en invloeden van overige omstandigheden maken het ware kreupelheidsonderzoek nog zo veel moeilijker. Op de rechte lijn in draf worden paarden vaker subjectief als niet-kreupel beschouwd bij grotere snelheden. Terwijl objectieve meetmethoden slechts kleine, inconsistente veranderingen vertonen. Op de volte had snelheid geen significant effect op de subjectieve beoordeling. Paarden worden dus het beste beoordeeld tijdens een trage, consistente draf.113 Naast de hierboven omschreven limiterende factoren, bestaat er ook nog een
verwachtingsbias tijdens de interpretatie van diagnostische geleidingsanesthesieën en intra-articulaire analgesie 65, welke nog verergerd kan worden door vals positieve of vals negatieve resultaten. 114
3.3. OBJECTIEF KREUPELHEIDSONDERZOEK
Het objectieve kreupelheidsonderzoek wordt uitgevoerd met behulp van drukplaten, krachtplaten, camera’s, versnellingsmeters et cetera, en poogt kreupelheid te diagnosticeren op basis van asymmetrieën tijdens beweging.
3.3.1. MEETMETHODEN
Er zijn twee grote klassen van meetmethoden te onderkennen als het gaat om het meten van asymmetrie tijdens beweging. De kinetische meetmethoden trachten krachten te kwantificeren. Kinetica beschrijft de samenhang van beweging en krachten. Specifiek de interne en externe krachten die te weeg worden gebracht door musculoskeletale arbeid. Tijdens beweging wordt er een impuls (I) gegenereerd door de spieren van het paard, welke tijdens impact van de hoeven met de grond geabsorbeerd wordt door de grond en het paard zelf. Er vindt een verandering in het momentum plaats, omdat het contact met de grond het been tot stilstand brengt.129 De kinematische
meetmethoden kwantificeren beweging. Ze bestuderen de bewegingen van lichaamsdelen tijdens locomotie in termen zoals verplaatsing, snelheid en versnelling in functie van de tijd.
3.3.1.1. KINETISCHE MEETMETHODEN Stationaire krachtplaat
Het objectief meten van lichaamsasymmetrie tijdens beweging begon met het gebruik van een stationaire krachtplaat. Deze platen werken met piezoëlektrische sensoren, dezen meten de 3 componenten waar uit de grondreactiekracht, ofwel de normaalkracht, is opgebouwd. Met andere woorden, krachten in de X, Y en Z richting worden gemeten (Figuur 9). Krachtplaten worden nog steeds
22
als de goudstandaard voor kinematische bewegingsanalyse en de detectie van kreupelheid beschouwd. 3,77, 80 Ze zijn zeer accuraat en precies. Snelheid is een belangrijke factor die asymmetrie
beïnvloedt 113, maar deze kan hier constant gehouden worden. Maar het verzamelen van data is zeer
tijds- en arbeidsintensief. 53, 109 Bijkomend kan de krachtplaat niet omschrijven waar deze krachten ter
hoogte van de voet tot uiting worden gebracht.
FIGUUR 9. De 3 componenten van grond reactie kracht (GRF), de verticale, longitudinale en latitudinale of zijwaartse kracht.
Drukplaat
Drukplaten beschikken over een groot aantal sensoren en geven een idee van de druk distributie, door middel van een pressure map40 of een grafiek83 (Figuur 10 en 11). Ze kunnen de verticale kracht meten,
maar enkel door het optellen van alle sensoren die gewicht dragen. Ze kunnen de grondreactiekracht niet in zijn 3 componenten meten. Hierdoor zijn ze minder accuraat, omdat andere krachten de meting kunnen beïnvloeden. 53, 84, 109
FIGUUR 10. Een afbeelding, waarbij de rode punt het middel punt van druk is van een rechter voorvoet. De witte lijn illustreert het traject van het middelpunt van druk en illustreert hoe de voet afrolt. Afbeelding: Van Heel et al (2004), Equine Veterinary Journal 36.
23 FIGUUR 11. Een voorbeeld van een drukplaat grafiek (stippellijn) versus een krachtplaat (lijn). De grond reactie kracht (N/kg) is uitgezet over tijd (% van de stand duur), voor zowel stap (a) als draf (b). Afbeelding: Oosterlinck et al. (2010), The Veterinary Journal 186.
Hoefschoen
Een hoefschoen die kracht kan meten is geen nieuw concept. Sinds de jaren 50 is men al bezig met het ontwikkelen van een prototype. Verschillende hoefschoenen zijn over de jaren heen succesvol geweest in het meten van de grond reactie kracht. Maar de grootte en het gewicht waren veelal limiterende factoren voor het gebruik in een klinische setting. Recentelijk is er een lichtere versie ontwikkeld, welke succesvol was tijdens atletische prestaties, maar nog niet commercieel beschikbaar is.53, 81, 109
Loopband
In een poging de beperkingen van de stationaire krachtplaat achter zich te laten, heeft men aan de Universiteit van Zürich een kracht-metende loopband ontwikkeld. Deze methode laat een accurate, snelle en praktische bepaling van de grond reactie kracht toe. Niettegenstaande dat paarden eerst moeten gewennen aan de loopband. 53, 109, 136
Hoewel alle bovenstaande methoden zeer belangrijk zijn voor verder onderzoek in het veld van locomotor fysiologie en pathologie, zijn ze niet geschikt voor wijdverspreid gebruik in een klinische setting. Vandaar de nood aan andere meetsystemen. 109
24
3.3.1.2. KINEMATISCHE MEETMETHODEN
Optical motion capture
Optical motion capture (OMC) gebruikt camera’s om de beweging van het paard te reconstrueren.
Verschillende gesynchroniseerde camera’s zullen markers filmen, die op strategische plaatsen op het lichaam zijn geplakt. De camera’s volgen automatisch de positie van de reflectieve markers om een 3D beeld te reconstrueren. Het corrigeert voor perspectief- en vervormingsfouten en andere artefacten waar 2D systemen beïnvloed door kunnen worden. Het OMC systeem is de goudstandaard onder de kinematische methoden, omdat deze zo accuraat en precies is.53 De enige kanttekening die men kan
plaatsen, is het feit dat huidmarkers onderhevig zij aan huidverplaatsing tijdens beweging. Met andere woorden, tijdens de beweging van het paard beweegt de huid ten opzichte van het skelet, waardoor de huidmarker ook beweegt. Dit fenomeen levert een meetbaar artefact op. Ter hoogte van het distale lidmaat is dit artefact minimaal. Maar ter hoogte van proximale structuren, bijvoorbeeld de trochanter major van de femur kan tot wel 15 centimeter onder de huid bewegen.126, 127 Dit bewegingsartefact is
echter minder belangrijk in comparatieve studies, waar alle paarden van een gelijkaardige grootte en conformatie hetzelfde artefact ondergaan.109 Daarnaast heeft men verschillende algoritmes en filters
ontwikkeld om dit artefact op te lossen. 112,123 Op dit moment zijn er verschillende systemen op de
markt, een voorbeeld hiervan is QHorse door Qualysis AB. 53, 109
Body-mounted accelerometers
Deze technologie werkt met sensoren die versnelling meten. Deze worden geplaatst op verschillende lichaamspunten, zoals het hoofd (ter hoogte van het occiput), het sacrum en de kootholte.
Versnellingsmeters worden al enige tijd gebruikt voor de objectieve beoordeling van kreupelheid bij paarden. De versnellingen van het hoofd en de heup worden gemeten en omgezet in bewegingstrajecten. Zoals eerder gezegd, hebben deze trajecten hebben een sinusoïdaal uitzicht, met een maximum verticale verplaatsing en minimum verticale verplaatsing (Figuur 1). De verschillen in maximum- en minimum verticale positie van het hoofd en de pelvis tussen linker en rechter diagonaal worden berekend en geanalyseerd. De gebruiker van het systeem krijgt verschillende parameters gepresenteerd, bijvoorbeeld de amplitude van kreupelheid, de bewijskracht (hoe veel bewijs is er voor de getrokken conclusie), identificatie van het kreupele lidmaat of ledematen en de timing van kreupelheid. De timing van kreupelheid omschrijft of het een impact of een ‘push- off’ kreupelheid is.135 Deze informatie kan gebruikt worden om de effecten van diagnostische analgesie 68, 103, 104 en
andere behandelingen26, 97, flexie tests69, longeren90, 101 en bereden examens te evalueren.101
Identificatie van patronen in deze objectief verkregen data kan nuttige informatie verstrekken aan dierenartsen.96
Deze techniek behoeft geen kostelijke infrastructuur en is veelzijdig en gebruiksvriendelijk. Zoals eerder beschreven, gebruiken de sensoren versnelling om objectieve informatie over de beweging van het paard te genereren.6 Aan de hand van versnelling kunnen IMU sensoren de verplaatsing in
schatten, terwijl dit minder accuraat en precies is dan dat OMC apparatuur dit kan. Bijkomend zijn IMU sensoren vatbaar voor integratie fouten die kunnen accumuleren. Dit maakt de meting minder
25
nauwkeurig naarmate deze vordert. In een poging deze fouten te limiteren kan men periodiek de GPS data resetten, de gyroscoop resetten tijdens cyclische bewegingen, een ‘attitude and heading
reference system’ (AHRS) of geavanceerde filters gebruiken.53, 102
3.3.2. WELKE PARAMETERS ZIJN GECORRELEERD MET KREUPELHEID?
De literatuur betreffende de associatie tussen individuele bewegingsparameters en kreupelheid is uitgebreid. Desondanks zijn er enkele inconsistenties te vinden tussen de verschillende publicaties, hierdoor kan men zich af vragen of al deze parameters even significant gecorreleerd zijn met kreupelheid. Factoren zoals methode van pijnbeoordeling, verschillen in methodologie, ontwerp, kreupelheidsmodel, ‘overground’ versus loopband locomotie, maken het moeilijk dezelfde significantie aan alle beschreven parameters toe te kennen.7, 19, 34 Over het algemeen is er voor
verschillende bewegingsparameters voldoende bewijs dat zij geassocieerd zijn met kreupelheid.102
Men kan de onderzochte parameters verdelen in kinetische parameters en kinematische parameters.
3.3.2.1. KINETISCHE PARAMETERS GEASSOCIEERD MET KREUPELHEID
Kinetische parameters kwantificeren informatie die niet door het menselijk oog kan worden waargenomen. Zij kunnen het onderscheid maken tussen interne krachten, bijvoorbeeld de belasting op pezen en beenderen, en externe krachten, bijvoorbeeld de kracht die de grond op het lichaam uitoefent, de verticale grond reactie kracht. 134 De piek verticale grond reactie kracht en impuls
vertonen de minste variatie coëfficiënten en de grootste correlatie met subjectieve kreupelheidsscores. 13
Er zijn verschillende kinetische parameters die beïnvloed worden door kreupelheid. Men focust hier enkel op parameters die veelvuldig omschrijven zijn in de literatuur, gebruikmakende van verschillende modellen van geïnduceerde kreupelheid. De verticale piekkrachten 23, 46, 59, 62,77, 80, 131, 132
en verticale impuls 46, 59 , 77, 80, 131, 132 nemen af in het kreupele been, zowel in ‘overground’ situaties als
op de loopband. Tijdens ‘overground’ situaties ziet men een reductie in remkracht impuls 23, 46, 59, 80 en
remkracht piek.23, 46, 80In slechts 1 van de 3 uitgevoerde studies neemt voortstuwingskracht impuls
significant af, terwijl in 2 van de 4 uitgevoerde studies voortstuwingskracht piek significant af neemt.23, 46, 59, 80
Verticale grond reactie kracht
De beste manier om GRF te meten is door middel van een krachtplaat. Er bestaat referentie data van niet-kreupele paarden in stap 74, 76, in draf 5,79, in galop 75, bereden tijdens zowel stap als draf 105 en
tijdens sprongen van 0,8-1,3m.106 Daarnaast is het vGRF patroon van veel verschillende kreupelheid
inducerende pathologieën in kaart gebracht 2, 11, 36, 44, 58, 62, 71, 77, 78, 111, 131, 132 Tenslotte zijn er ook studies
geweest die de veranderingen in VRF na medicatie, chirurgie, hoefbeslag en andere therapeutische interventies tonen. 24, 30, 43, 45, 72, 107, 118, 119 De componenten die het meest beïnvloed worden tijdens
steunbeenkreupelheid zijn de verticale krachten (Fz) en de longitudinale-horizontale krachten (Fy), de veranderingen in transverse-horizontale krachten (Fx) zijn verwaarloosbaar. Over het algemeen is er een goede overeenkomst tussen de klinische beoordeling en krachtparameters.46, 130 Fz piek, welke
26
afneemt ter hoogte van het kreupele lidmaat, correleerde het best met klinische kreupelheidsscores20
en heeft de grootste sensitiviteit en specificiteit voor kreupelheid te classificeren.46, 131, 132, 134
Impuls
Naast Fz piek, bezit ook verticale impuls (Iz) een hoge specificiteit en sensitiviteit in het graderen van kreupelheid.46, 130, 131, 132 De totale verticale impuls per pas, staat gelijk aan de soms van de verticale
impuls van de voorbenen en achterbenen. Tijdens kreupelheid neemt de totale verticale impuls af, doordat het paard compensatoir de pasfrequentie doet toenemen of een tragere snelheid aanneemt.23
In de kreupele diagonaal neemt de impuls selectief af. Daarnaast wordt de impuls van het kreupele been verplaatst naar de overige niet-kreupele benen. Bij voorhandskreupelheid is dit naar het contralaterale voorbeen en het contralaterale achterbeen.80 Bij achterhandskreupelheid is dit
voornamelijk naar het contralaterale achterbeen. Deze toegenomen impuls in de overige niet-kreupele benen wordt geneutraliseerd door een verlengde stand duur.20, 134
Spatio-temporale parameters
Spatio-temporale parameters tijd en ruimte kwantificeren. Temporale parameters, zoals zweef duur, stand duur en pasfrequentie, karakteriseren de zweef fase van draf. Zonder bijkomende bewijzen, zijn temporale pas variabele van twijfelachtige waarde.134 Waar sommige artikelen een relatieve toename
van de stand duur rapporteren bij toenemende kreupelheid 23, 131, 132, neemt deze af in een onderzoek
waar men met een hoefdruk-model werkte.78 Men kan zich hierdoor afvragen of de locatie van pijnde
bewegings-adaptatie en dus de waarneembare parameters kan beïnvloeden. Ook in het niet-kreupele lidmaat kunnen kinetische parameters veranderen ten gevolge van compensatoire mechanismen (omgeschreven in hoofdstuk 3.1.4).134 Tenslotte nam de zweef duur in alle ledematen toe bij
kreupelheid.109 Tenslotte melden sommige studies dat temporale asymmetrie veroorzaakt kan
worden door het individuele locomotor patroon, ook wel zijdigheid of lateraliteit genoemd.54, 97
3.3.2.2 KINEMATISCHE PARAMETERS GEASSOCIEERD MET KREUPELHEID
Kinematische technieken meten de geometrie van bewegingen en kwantificeren de visuele perceptie van de waarnemer.134 Over de jaren heen is de zoektocht naar parameters, die met kreupelheid
gecorreleerd kunnen zijn, enkel toegenomen. Er zijn veel verschillende bewegingsparameters beschreven, maar de twee best gekende blijven de ‘head-nod’ en ‘hip-hike’.65 Terwijl de eerste
wetenschappelijke artikelen zich vooral baseerde op versnellingsparameters 50, 51, focust meer
recentelijk onderzoek zich vooral op metingen van verticale verplaatsing. Waarschijnlijk omdat deze parameters beter overeen komen met wat men visueel observeert gedurende het kreupelheidsonderzoek. 109
27
Hoofd & Pelvis
De ‘head-nod’, die ontstaat bij een voorhandskreupelheid, is tijdens draf niet enkel visueel waarneembaar. Met behulp van accelerometers bekomt men een asymmetrische sinuscurve die de ‘head-nod’. De verminderde verticale excursie van het hoofd leidt tot een verschil in zowel maximum als minimum positie, wanneer men de kreupele diagonaal met de niet-kreupele vergelijkt. Deze verschillen noemt men head height difference maximum (HDmax) en head height difference minimum (HDmin). 13, 18, 55, 96, 109 De verticale versnelling van het hoofd is de beste indicator voor
voorhandskreupelheid. 128
Ter hoogte van het kreupele achterbeen kunnen we een pelvis rotatie, in de vorm van een ‘hip-hike’ tijdens de stand fase en ‘hip-dip’ tijdens de zweef fase waarnemen. Door sensoren te plaatsen op de tubera coxae kan men de bewegingen objectief in kaart brengen. Daarnaast kan men zich met objectieve meetapparatuur ook focussen op de totale pelvis verplaatsing om kreupelheid te diagnosticeren. Bij een achterhandskreupelheid zien we een verminderde neerwaartse beweging van het tuber coxae of de volledige pelvis tijdens de stand fase. Vervolgens ziet men een verminderde opwaartse beweging tijdens push-off. Dit resulteert in een hogere verticale minimum positie (VertMin) en een lagere verticale maximum positie (VertMax) vergeleken met de niet-kreupele diagonaal. Het verschil tussen beiden noemt men pelvic height difference mininum (PDmax) en pelvic height
difference maximum (PDmax).9, 102, 109, 134
Krachtplaat metingen tonen aan dat HDmin en PDmin het verschil in vGRF reflecteert, terwijl HDmax en PDmax het verschil in horizontale krachten reflecteert.De relatie tussen HD/PDmin en HD/PDmax en hun relatie met de verticale grondreactiekracht (vGRF) is zowel beschreven voor de voorbenen als voor de achterbenen. Desondanks blijft kinetische analyse superieur aan deze kinematische parameters. 10 De huidige sensoren kwantificeren bewegingsasymmetrie met een accuraatheid,
precisie en herhaalbaarheid in de grootorde van 3-7mm. Dit is minder dan de omschreven detectielimiet voor het menselijk oog.91
Schoft
Het effect van kreupelheid op de beweging van de schoft is omschreven.13, 88, 109 Het meetbare effect
van kreupelheid op de verticale hoofdbewegingen groter zijn dan bij de schoft. Onderzoekers denken dat de hoofd- en nekbewegingen er voor zorgen dat de schoft minder beweegt tijdens voorhandskreupelheid. Tijdens kreupelheid van de achterhand werd dit compensatoire mechanisme niet terug gevonden. 128
Toch is er mogelijkerwijs toch een plaats voor het meten van schoftbeweging tijdens het objectieve kreupelheidsonderzoek.13 Recent onderzoek toont aan dat bewegingen van de schoft misschien
gebruikt kunnen worden om te differentiëren tussen ‘head-nods’ afkomstig van een primaire voorhandskreupelheid of compensatoire ‘head-nods’ ten gevolge van een primaire achterhandskreupelheid. Compensatoire kreupelheid kan gemakkelijk als een primaire kreupelheid geïnterpreteerd worden. Men onderzocht de relatie tussen hoofd, schoft en pelvis asymmetrieën bij paarden met een geïnduceerde kreupelheid van het voorbeen en het achterbeen. De resultaten toonde aan dat voor elke mm in bewegingsasymmetrie van de pelvis ten gevolge van
28
achterhandskreupelheid, de schoftasymmetrie met 0,35-0,55mm toe nam aan de contralaterale zijde. Voor elke milimeter in bewegingsasymmetrie van het hoofd ten gevolge van voorhandskreupelheid, nam de schoftasymmetrie met 0,05-0,10mm toe aan de ipsilaterale zijde. 88 Desalniettemin wordt in
het geval van subtiele kreupelheid de schoft symmetrie niet altijd aangetast.13
Een ander onderzoek suggereert dat schoft asymmetrie eerder het gevolg is van een inherente lateraliteit dan van een steunbeenkreupelheid.21 Tijdens deze studie probeerde men te achterhalen of
de beweging van de schoft geschikt is om links-rechts asymmetrieën tijdens kreupelheid te detecteren. Men evalueerde zeven niet-kreupele dressuur paarden op de loopband met een geïntegreerde krachtplaat om de vGRF te achterhalen. Daarnaast gebruikte men een infrarood camerasysteem met 12 markers om verticale positie van T6, lidmaat protractie en retractie afstanden en algemene lidmaat lengten te meten. Net zoals het hoofd en de heup vertoont verticale beweging de schouder een cyclisch sinuspatroon tijdens elke stap.13, 109 Ook bij de schoft (ter hoogte van thoracaal wervel 6) kan
men dus een maximale excursie en een minimale excursie, ofwel T6min en T6max, onderkennen. Wanneer men deze waarden voor linker en rechter passen vergelijkt komt men tot een T6minDiff en een T6maxDiff. Men concludeerde dat vijf paarden herhaaldelijk een lagere T6minDiff hadden tijdens stand name van het linker voorbeen, één paard herhaaldelijk een lagere T6minDiff had tijdens stand name van het rechterbeen en slechts één paard een symmetrische T6minDiff vertoonde. vGRF parameters waren niet-significant. Bij de laagste waarde van T6min was er een grotere retractie en een kortere stand duur, tegelijkertijd toonde het achterbeen in stand fase een grotere range of motion. In conclusie rapporteert men dat asymmetrie van de verticale schoft beweging bij niet-kreupele paarden gerelateerd is aan een complex patroon van ruimtelijke en temporale asymmetrieën en niet aan de verticale ladingsdistributie. Met andere woorden, asymmetrische schoft bewegingen worden waarschijnlijk niet door kreupelheid veroorzaakt.21
Rug
Er zijn verschillende veranderingen in de ‘range of motion’ (ROM) van rug segmenten na geïnduceerde rugpijn gerapporteerd. Zo zag men dat geïnduceerde unilaterale pijn in de m. longissimus dorsi tot een toegenomen flexie-extensie en laterale buiging van de rug tijdens draf.137 In 2007 rapporteerde men
dat een primaire voorhandskreupelheid tot in toename van de flexie-extensie range of motion in de rug leidde tijdens draf. Daarnaast was er een reductie van de buiging van de rug naar lateraal.35 In een
opvolgende studie toonde men aan dat ook tijdens primaire achterhandskreupelheid een toename in flexie-extensie van de rug te observeren is.33 Op dit moment zijn er geen klinische meetsystemen
beschikbaar die rug-parameters meten, verder onderzoek en ontwikkeling van deze apparatuur is nodig.109
Ledematen
De verandering van het bewegingspatroon van individuele ledematen tijdens kreupelheid is ook beschreven in de literatuur. Veranderingen in pas duur, kogelextensie en gewricht ‘range of motion’ ten gevolge van kreupelheid worden het meest consistent omgeschreven.109 Daarnaast is er ook een
