Evaluation of correlation between functional shortening of hamstring and functional shortening of rectus femoris muscle in patients with anterior cruciate ligament (ACL) injury

• Authors: Michał Szlęzak , Daria Czerwik , Magdalena Wasilewska , Krzysztof Baryluk , Wirginia Likus , Krzysztof Ficek

Title variants

PL

Ocena korelacji między funkcjonalnym skróceniem mięśni kulszowo-goleniowych a funkcjonalnym skróceniem mięśnia prostego uda u pacjentów z uszkodzeniem więzadła krzyżowego przedniego (ACL)

• Languages of publication: EN PL

Abstracts

EN

Introduction: The anterior cruciate ligament (ACL) is one of most important structures in the knee joint. It contains mechanoreceptors, that respond to mechanical pressure or distortion and enable one to feel the knee position and proprioreception. Injury of this structure can lead to changes in knee function. Issues which relate to knee translation and knee effusion are widely described in scientific literature but increasingly more attention is being paid to muscle function: strength and stiffness. ACL trauma is often accompanied by a sensation of instability and pain during knee load. This is accompanied by joint effusion, which gradually limits the knee range of motion, exacerbates the pain and secondarily has an impact on muscle function. Functional shortening of the hamstrings can be a symptom of inappropriate control in the knee joint. Material and methods: The study was carried out in a group of 46 men aged 18–46 years old, with a mean age of 25 years old (SD = 6) with an ACL injury, which was stated after 5–52 weeks from the injury, a mean of 20 weeks (SD = 15). The functional length of the hamstring and rectus femoris muscle were measured both passively and actively by a Saunders inclinometer which allows measurement with precision up to 1°. Results: Statistical analysis revealed a statistically significant negative correlation between functional shortening of the hamstring and rectus femoris muscle in the healthy extremity, in active and passive tests. Conclusion: With the increase in functional shortening of the hamstring, functional shortening of the rectus femoris muscle is diminished, both in active and passive tests in the healthy and ACL injured extremity.

PL

WSTĘP: Więzadło krzyżowe przednie jest jedną z ważniejszych struktur stawu kolanowego. Zawiera mechanoreceptory, które dzięki wrażliwości na ruch umożliwiają odczuwanie pozycji stawowej oraz kinestezji. Uszkodzenie powoduje zmiany w funkcji kolana. W literaturze szeroko opisywane są pozycje dotyczące translacji oraz wysięku, ale coraz większą uwagę zwraca się na funkcję mięśni: siłę i sztywność. Urazowi towarzyszą uczucie niestabilności kolana i ból przy obciążeniu kończyny urazowej. Występuje również wysięk, który stopniowo ogranicza zakres ruchu w stawie, wzmaga dolegliwości bólowe oraz wtórnie może wpłynąć na funkcje mięśni. Skrócenie funkcjonalne mięśni kulszowo-goleniowych może być objawem nieprawidłowej kontroli w obrębie stawu kolanowego. MATERIAŁ I METODY: Badania zostały przeprowadzone na grupie 46 mężczyzn w wieku 18–46 lat (średnia wieku 25 lat; SD 6), u których stwierdzono zerwanie więzadła krzyżowego przedniego (anterior cruciate ligament – ACL) po 5–52 tygodniach od urazu (średnia 20 tygodni; SD 15). Dokonano pomiaru długości czynnościowej mięśni kulszowo-goleniowych oraz prostego uda zarówno w sposób bierny, jak i czynny. W tym celu użyto inklinometru Saundersa, który pozwala dokonać pomiaru do 1°. WYNIKI: Analiza statystyczna wykazała istotną statystycznie ujemną korelację między skróceniem funkcjonalnym mięśni kulszowo-goleniowych a prostym uda w kończynie zdrowej w badaniu czynnym oraz biernym. WNIOSKI: Wraz ze wzrostem funkcjonalnego skrócenia mięśni kulszowo-goleniowych zmniejsza się skrócenie funkcjonalne mięśnia prostego uda zarówno w badaniu czynnym, jak i biernym w kończynie zdrowej. Wzrostowi skrócenia funkcjonalnego mięśni kulszowo-goleniowych towarzyszy spadek skrócenia mięśnia prostego uda w kończynie z zerwanym ACL zarówno w badaniu czynnym, jak i biernym.

Keywords

EN

ACLmuscle stiffness; hamstrings; kulszowo-goleniowe; prosty uda; rectus femoris; sztywność mięśniowa

Discipline

• MEDICINE: MEDICINE

• Publisher: Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
• Journal: Annales Academiae Medicae Silesiensis
• Year: 2019
• Issue: 73
• Pages: 31–35

Contributors

author

Michał Szlęzak

• Department of Anatomy, School of Health Sciences in Katowice, Medical University of Silesia, Katowice, Poland, Fizjosport, Gliwice, Poland

author

Daria Czerwik

• Fizjosport, Gliwice, Poland, Students’ Scientific Organization, Department of Anatomy, School of Health Sciences in Katowice, Medical University of Silesia, Katowice, Poland

author

Magdalena Wasilewska

• Students’ Scientific Organization, Department of Anatomy, School of Health Sciences in Katowice, Medical University of Silesia, Katowice, Poland

author

Krzysztof Baryluk

• Euromed, Gliwice, Poland

author

Wirginia Likus

• Department of Anatomy, School of Health Sciences in Katowice, Medical University of Silesia, Katowice, Poland

author

Krzysztof Ficek

• The Jerzy Kukuczka Academy of Physical Education in Katowice, Poland, Galen-Orthopaedics, Bierun, Poland

References

• 1. Kuszewski M.T., Gnat R., Szlachta G., Kaczyńska M., Knapik A. Passive stiffness of the hamstrings and the rectus femoris in persons after an ACL reconstruction. Phys. Sportsmed. 2018; 24: 1–5, doi: 10.1080/00913847.2018.1527171.
• 2. Kuszewski M.T., Gnat R., Gogola A. The impact of core muscles training on the range of anterior pelvic tilt in subjects with increased stiffness of the hamstrings. Hum. Mov. Sci. 2018; 57: 32–39, doi: 10.1016/j.humov.2017.11.003.
• 3. Balki S., Göktaş H.E., Öztemur Z. Kinesio taping as a treatment method in theacute phase of ACL reconstruction: A double-blind, placebo-controlled study. Acta Orthop. Traumatol. Turc. 2016; 50(6): 628–634, doi: 10.1016/j.aott.2016.03.005.
• 4. Fukuda T.Y., Fingerhut D., Moreira V.C., Camarini P.M., Scodeller N.F., Duarte A. Jr, Martinelli M., Bryk F.F. Open kinetic chain exercises in a restricted range of motion after anterior cruciate ligament reconstruction: a randomized controlled clinical trial. Am. J. Sports Med. 2013; 41(4): 788–794, doi: 10.1177/0363546513476482.
• 5. Mehl J., Diermeier T., Herbst E., Imhoff A.B., Stoffels T., Zantop T., Petersen W., Achtnich A. Evidence‐based concepts for prevention of knee and ACL injuries. 2017 guidelines of the ligament committee of the German Knee Society (DKG). Arch. Orthop. Trauma Surg. 2018; 138(1): 51–61, doi: 10.1007/s00402-017-2809-5.
• 6. Kuszewski M., Saulicz E., Gnat R., Knapik H., Saulicz M., Kokosz M. Ocena efektywności stretchingu mięśni kulszowo-goleniowych w oparciu o tzw. test dopełnienia kąta. Ann. UMCS Sect. D 2005; 60(Suppl. 16): 212–215.
• 7. Kapoor B., Clement D.J., Kirkley A., Maffulli N. Current practice in the management of anterior cruciate ligament injuries in the United Kingdom. Br. J. Sports Med. 2004; 38(5): 542–544.
• 8. Andrzejewski T., Trytek-Pysiewicz A. Leczenie uszkodzeń więzadeł krzyżowych stawu kolanowego. Fizjoter. Pol. 2004; 4(4): 331–336.
• 9. Herrington L., Turner M., Horsley I. The relationship between ACL deficiency, functional performance and a break in the isokinetic moment curve of the knee flexors. Isokinetics and Exercise Science 2003; 11(4): 239–244.
• 10. Kuszewski M., Gnat R., Saulicz E. Stability training of the lumbo-pelvo-hip complex influence stiffness of the hamstrings: a preliminary study. Scand. J. Med. Sci. Sports 2009: 19(2): 260–266, doi: 10.1111/j.1600-0838.2008.00793.x.
• 11. Bandy W.D., Irion J.M., Briggler M. The effect of time and frequency of static stretching on flexibility of the hamstring muscles. Phys. Ther. 1997; 77(10): 1090–1096.
• 12. Funk D., Swank A.M., Adams K.J., Treolo D. Efficacy of moist heat pack application over static stretching on hamstring flexibility. J. Strength Cond. Res. 2001; 15(1): 123–126.
• 13. Klinge K., Magnusson S.P., Simonsen E.B., Aagaard P., Klausen K., Kjaer M. The effect of strength and flexibility training on skeletal muscle electromyographic activity, stiffness, and viscoelastic stress relaxation response. Am. J. Sports Med. 1997; 25(5): 710–716.
• 14. McNair P.J., Wood G.A., Marshall R.N. Stiffness of the hamstring muscles and its relationship to function in anterior cruciate ligament deficient individuals. Clin. Biomech. 1992; 7(3): 131–137, doi: 10.1016/0268-0033(92)90027-2.
• 15. Solomonow M., Baratta R., D’Ambrosia R. The role of the hamstrings in the rehabilitation of the anterior cruciate ligament-deficient knee in athletes. Sports Med. 1989; 7(1): 42–48.
• 16. Bencke J., Naesborg H., Simonsen E.B., Klausen K. Motor pattern of the knee joint muscles during side-step cutting in European team handball. Influence on muscular co-ordinaton after an intervention study. Scand. J. Med. Sci. Sports 2000; 10(2): 68–77.

• Document Type: article