Rehabilitering av pasienter operert med totalprotese i hofteleddet – med fokus på muskelstyrke, gangeffektivitet og aerob utholdenhetsprestasjon Vigdis Schnell Husby, PhD Kongress for sykepleiere med interesse for ortopedi; 7-10 april 2011

Innhold Kort bakgrunnsinformasjon Hofte Treningsfysiologi Studiedesign Metode Testprosedyrer Treningsintervensjon Presentasjon av artikler Samlet konklusjon

Arthrose i hofteleddet Arthrose: Tap av bruskvev i de vektbærende områdene i et ledd (Radin, 1995) Røntgenfunn: Tap av leddspalte Cystiske oppklarninger Randpåleiringer

Totalprotese i hofteleddet (THA) THA består av: Femurkomponent med hode Acetabularkomponent Medial femoral head offset (FO)

Forekomst; primær THA 70-150 THA per 100.000 innbyggere i USA, Canada, Australia og New Zealand (Årsrapport CJR, 2006) Ca. 140 THA per 100.000 innbyggere i Norge i 2009 (7029) (Årsrapport 2010 Nasjonalt Register for Leddproteser)

Fysiologiske konsekvenser av inaktivitet Økt sykdomsrisiko (bl. a kardiovaskulære sykdommer, overvekt, type 2 diabetes) Redusert muskelstyrke og muskelmasse Nedsatt aerob utholdenhetskapasitet (VO2max) (Booth m.fl., 2002, Appel ,1990, McGuire m. fl., 2001)

Muskelstyrke; måling 1RM (en repetisjon maksimum) = Maksimal vekt som kan løftes en gang i en bestemt øvelse (DeLorme, J Bone and Joint Surg, 1945)

Muskelfysiologi Ulike muskelfibertyper: Type I Type IIA Type IIX Type I fibre (slow-twitch) har størst oksidativ kapasitet; flere mitokondrier. Type II fibre har færre mitokondrier Type II: 4x større evne til å utvikle kraft . Type IIA er en mellomting. Styrketrening gir ikke økt antall type II fibre, men gir økt andel type IIa fibre på bekostning av type IIx fibre. Distribusjon av muskelfibertyper hos ulike idrettsutøvere ( Billeter & Hoppeler (I ”Strength and Power in Sport”, 2003) Estimat: hva bestemmer andel type I fibre (Åstrand m.fl. 2003)

Styrketrening; to hovedformer Hypertrofitrening Økt proteinsyntese Økt muskelfiberstørrelse Økning i kroppsvekt 6-12 reps (eller flere) Submax. belastning Lav hastighet (Kraemer & Newton, 2000)

Styrketrening; to hovedformer Nervøs tilpasning Influerer aktivering av muskel/og eller hastighet og kraft i nervesignalet Gir ikke hypertrofi av muskelen Ikke økt kroppsvekt Få reps, høy belastning Høy fart i konsentrisk fase Høy tenkt fart (Behm, 1995, Behm & Sale, 1993) Nervøs tilpasning omfatter: Økt fyringsfrekvens i de motoriske enhetene, synkronisering av motoriske enheter, koordinering av muskelaktiviteten, samarbeid med muskel antagonister. Trening med prinsippene for nervøs tilpasning rekrutterer mot. enheter med høy terskel for fyring (inneholder mest type II fibre)

Kraftutviklingshastighet; RFD = Evne til å utvikle kraft raskt Funksjonelt viktig parameter: (Aagaard m. fl., 2002) ↑ RFD bedrer arbeidseffektivitet RFD for hhv. trente/utrente Zatsiorsky, V.M (I ”Strength and Power in Sport”, 2003) (Paavolainen m. fl., 1999)

Arbeidseffektivitet Hvor mye energi som kreves for å gjøre et stykke arbeid Høy arbeidseffektivitet → bruker mindre energi Normalverdi: 20-25% (Åstrand m.fl. 2003) Ulik arbeidseffektivitet kan skille utøvere med samme VO2max

Maksimalt oksygenopptak (VO2max) = Det høyeste oksygenopptaket et individ kan oppnå under arbeid med store muskelgrupper Viktigste enkeltfaktor for god prestasjon i utholdenhetsidretter Sterk prediktor for mortalitet (Myers m. fl., 2002)

For hvem?

Bakgrunn for studiene i avhandlingen THA pasienter har redusert muskelstyrke og asymmetrisk gangmønster 1-2 år postoperativt (Sicard-Rosenbaum m.fl., 2002, Talis m. fl., 2008) Tradisjonell rehabilitering gir liten økning i muskelstyrke og RFD (Andersen m.fl., 2006, Suetta m. fl., 2004, Minns-Lowe m.fl., 2009) Tunge vekter gir størst økning i muskelstyrke og RFD (>66 % av 1RM), og 85-95% av 1 maksimal repetisjon (1RM) ser ut til å være optimal belastning (Schmidtbleicher, 1992) Signifikant økt 1RM beinpress (27%), RFD (105%) og gangeffektivitet (32%) hos pasienter med KOLS etter 8 uker maksimal styrketrening (24 økter) (Hoff m. fl., 2007)

Hensikt med studiene Kartlegge fysisk kapasitet hos rehabiliterte THA pasienter og sammenligne disse med friske personer Sammenligne fysisk kapasitet hos pasienter operert hhv. unilateralt og bilateralt og se på hvordan FO virker inn på muskelstyrke Bruke effektive treningsmetoder for å øke muskelstyrke, forbedre arbeidseffektivitet og gjenvinne et normalt gangmønster hos THA pasienter

Oversikt over artikler i avhandlingen Artikkel I: Reduced strength, work efficiency and maximal oxygen consumption 3-5 years after total hip arthroplasty (Submitted) Artikkel II: Unilateral vs. bilateral total hip arthroplasty – the influence of medial femoral head offset and effects on strength and aerobic endurance performance (Hip International 2010 Apr-Jun;20(2):204-14) Artikkel III: Early maximal strength training is an efficient treatment for patients operated with total hip arthroplasty (Arch Phys Med Rehab 2009;90(10):1658-67) Artikkel IV: Early postoperative maximal strength training improves work efficiency 6-12 months after osteoarthritis-induced total hip arthroplasty in patients younger than 60 years (Am J Phys Med Rehab 2010; 89(4):304-314)

Studiedesign Subjekter: 54 THA pasienter og 10 friske personer Primær THA Retrospektive studier (I og II) Randomisert kontrollert studie (III og IV) Testet preopr, 1 uke, 5 uker, 6 og 12 mnd postoperativt

Testmetoder artikkel I-IV 1RM abduksjon i hofteleddet 1RM beinpress RFD

Testmetoder artikkel I-IV Gangmønster Arbeidseffektivitet og VO2max Livskvalitet (SF-36)(III og IV)

Treningsintervensjon artikkel III (IV) Maksimal styrketrening: Beinpress og abduksjon 5 dager/uke i 4 uker 5 repetisjoner, 4 serier 80-90% av 1RM

Treningsintervensjon artikkel III (IV) Tradisjonell rehabilitering: Slyngeterapi i abduksjon/adduksjon, fleksjon/ekstensjon Øvelser med lette vekter Øvelser i basseng Hofteskole 2 ganger/uke

Artikkel I; Hypotese THA pasientene har redusert muskelstyrke i det opererte beinet sammenlignet med det friske beinet og sammenlignet med friske forsøkspersoner THA pasientene har redusert muskelstyrke, arbeidseffektivitet og VO2max sammenlignet med friske forsøkspersoner

Artikkel I; Resultat 40% redusert muskelstyrke i det opererte beinet i beinpress hos THA pasienter når sammenlignet med friske forsøkspersoner (87±25 vs. 122±31 kg) Større forskjeller i muskelstyrke mellom beina i beinpress (42±31 vs. 8±7 (425%) og abduksjon 43±18 vs. 21±18 kg (105%) hos THA pasienter enn hos friske forsøkspersoner THA pasienter belaster det friske beinet mer ved gange sammenlignet med friske forsøkspersoner (41%)

Artikkel I; Resultat Redusert arbeidseffektivitet med 42% hos THA pasientene 16.5±2.5 vs. 23.5±9.2 % 26% lavere VO2max hos THA pasientene 30.7±7.4 vs. 38.8±9.0 ml·kg· min-1

Artikkel I; Konklusjon 3-5 år etter operasjon har THA pasienter redusert muskelstyrke, arbeidseffektivitet og VO2max samt et asymmetrisk gangmønster sammenlignet med friske forsøkspersoner

Artikkel II; Hypotese THA pasienter operert i begge hofteledd har redusert aerob utholdenhetsprestasjon, muskelstyrke og et annerledes gangmønster enn THA pasienter operert i ett hofteledd THA pasienter operert i begge hofteledd med normal FO har økt muskelstyrke i abduksjon sammenlignet med THA pasienter operert i begge hofteledd der det ene hofteleddet har en unormalt liten FO

Artikkel II; Resultat Større muskelstyrke i beinpress med begge bein/friskt bein og i abduksjon i det friske beinet hos THA pasienter operert i ett hofteledd sammenlignet med THA pasienter operert i begge hofteledd THA pasienter med normal FO har ikke signifikant bedre muskelstyrke i abduksjon enn THA pasienter med unormalt liten FO (66±45 vs. 50±25 kg) Positiv korrelasjon mellom FO og målt muskelstyrke i abduksjon hos THA pasienter med liten FO (r=0.866) Ingen forskjeller i arbeidseffektivitet, VO2max og gangmønster mellom THA pasienter operert i hhv. ett hofteledd og begge hofteledd

Artikkel II; Konklusjon Ingen forskjeller mellom THA pasienter operert i hhv. ett og begge hofteledd i arbeidseffektivitet, VO2max og gangmønster For liten FO resulterte ikke i signifikant forskjell i abduksjonsstyrke mellom de bilateralt opererte gruppene

Artikkel III; Hypotese THA pasienter som trener maksimal styrketrening i tillegg til tradisjonell rehabilitering vil få økt muskelstyrke, bedre arbeidseffektivitet og et normalisert gangmønster sammenlignet med THA pasienter som bare gjennomfører tradisjonell rehabilitering Oppstart av maksimal styrketrening/tradisjonell rehabilitering 1 uke postoperativt er trygt og mulig å gjennomføre Det Medisinske Fakultet, Institutt for Sirkulasjon og Bildediagnostikk, Idrettsfysiologi

Artikkel III; Resultat Ingen forskjeller mellom gruppene preoperativt eller 1 uke postoperativt Begge gruppene hadde framgang, men signifikant bedre framgang i gruppen som trente maksimal styrketrening: 41% økt 1RM beinpress med begge bein (193±54 vs.137±42 kg) 65% økt 1RM beinpress operert bein (76±20 vs. 46±14 kg) 87% økt 1RM abduksjon operert bein (43±15 vs. 23±9 kg) 65% høyere RFD operert bein (1680±816 vs. 1021±601 N·s-1) Ingen forskjeller mellom gruppene i livskvalitet etter 5 uker

Artikkel III; Konklusjon Maksimal styrketrening kombinert med tradisjonell rehabilitering er en mer effektiv måte å øke muskelstyrke på enn bare tradisjonell rehabilitering, men gir ikke signifikante forskjeller i arbeidseffektivitet og gangmønster 5 uker postoperativt Maksimal styrketrening/tradisjonell rehabilitering er trygt og mulig å gjennomføre så tidlig som 1 uke postoperativt

Artikkel IV; Hypotese Maksimal styrketrening/tradisjonell rehabilitering initiert tidlig etter THA vil ha effekt på arbeidseffektivitet 6 og 12 mnd postoperativt

Artikkel IV; Resultat 29% og 30% bedre arbeidseffektivitet etter hhv. 6 og 12 mnd hos THA pasientene som trente maksimal styrketrening (hhv. 18.5±4.5 vs. 14.3±4.2 % og 16.9±3.2 vs. 13.0±3.9 %) 74% høyere RFD etter 12 mnd hos THA pasientene som trente maksimal styrketrening (2363±1181 vs. 1362±474 N·s-1) Ingen forskjeller i muskelstyrke og livskvalitet mellom gruppene etter 6 og 12 mnd

Artikkel IV; Konklusjon Tidlig maksimal styrketrening/tradisjonell rehabilitering gir bedre arbeidseffektivitet etter 6 og 12 mnd og høyere RFD etter 12 mnd sammenlignet med bare tradisjonell rehabilitering. Ingen forskjeller mellom gruppene i muskelstyrke 6 og 12 mnd postoperativt

Samlet resultat intervensjon (III og IV) Beinpress operert bein Abduksjon operert bein

Samlet resultat intervensjon (III og IV) Arbeidseffektivitet RFD

Samlet konklusjon THA pasienter som gjennomfører tradisjonell rehabilitering har redusert muskelstyrke, aerob utholdenhetsprestasjon og et asymmetrisk gangmønster sammenlignet med friske forsøkspersoner Ingen forskjell mellom THA pasienter operert i hhv. ett eller begge hofteledd i gangmønster, arbeidseffektivitet eller VO2max og ingen innvirkning av FO på abduksjonsstyrke Maksimal styrketrening/tradisjonell rehabilitering er en effektiv metode for å øke muskelstyrke og arbeidseffektivitet hos THA pasienter og kan initieres 1 uke postoperativt

Takk for oppmerksomheten!