| terug naar inhoudsopgave |

Het actief en passief bewegingsonderzoek vormen van oudsher vaste onderdelen van het fysiotherapeutisch onderzoek. Het actief bewegingsonderzoek geeft de therapeut niet alleen informatie over de mate waarin de patiënt in staat is momenten te leveren rond de diverse gewrichten (weerstandstesten), maar dient tevens om na te gaan op welke wijze provocatie van (pijn)klachten optreedt. Het passief bewegingsonderzoek is vooral gericht op het vaststellen van de omvang van een bewegingsuitslag in een gewricht. Maar, ook bij het passief onderzoek wordt op provocatie van klachten gelet. Hierbij is de aandacht vooral gericht op het al dan niet optreden van klachten bij het bereiken van een eindstand van het gewricht. Bij de interpretatie van de gegevens uit beide delen van het onderzoek is de volgende redenering populair en, op het eerste gezicht, ook logisch en verdedigbaar. Indien er bij het passief onderzoek geen provocatie van klachten optreedt maar bij het actief onderzoek wel, ligt de oorzaak van de pijnklacht in het actieve deel van het bewegingsapparaat. In dit artikel zal ik ingaan op de misvatting die aan deze scheiding van het actieve en passieve deel van het bewegingsapparaat te grondslag ligt.


In figuur 1a wordt een statische weerstandstest uitgevoerd. De onderzoeker krijgt zo een indruk van de flecterende momenten die de patiënt kan leveren rond de elleboog en informeert tevens naar het optreden van pijnklachten. Deze situatie is in figuur 1b teruggebracht tot een model waarin de krachten op de onderarm zijn weergegeven. Het eigen gewicht van de onderarm wordt buiten beschouwing gelaten en de bovenarm wordt gefixeerd verondersteld. We beschouwen de evenwichtssituatie van de onderarm ten opzichte van een gekozen contactpunt van de onderarm met de bovenarm. Aangezien we bij deze analyse uitsluitend intresse hebben in de richting van de optredende krachten, laten we verdere kwantificering van de optredende krachten en momenten achterwege. Op de onderarm werken drie krachten: de uitwendige belasting Fl, de spierkracht Fs en de reactiekracht Fr. Bij de in model 1b aangenomen richting van de werklijnen van Fl en Fs is de richting van de optredende reactiekracht te voorspellen. De werklijn van deze derde kracht dient namelijk te verlopen van het gekozen contactpunt naar het snijpunt van de twee andere krachten (bewijsvoering voor deze redenering laten we hier achterwege). De opvatting dat het passieve deel van het bewegingsapparaat bij deze test niet verantwoordelijk kan zijn voor eventuele pijnklachten, is gebaseerd op de veronderstelling dat het gewricht de optredende reactiekracht kan realiseren via compressiekrachten op de kraakbeenoppervlakken. Druk op kraakbeen kan geen bron van klachten zijn aangezien kraakbeen geen innervatie bezit. Het tweede argument in deze redenering is juist, het eerste echter niet altijd. In figuur 1c is de uitvoering van de test iets gewijzigd. De onderzoeker brengt zijn weerstand nu iets meer naar proximaal op de onderarm aan. Bij een ongewijzigde richting van de werklijn van Fs leidt dit onvermijdelijk tot een wijziging van de richting van de reactiekracht. Het snijpunt van Fs en Fl is immers van plaats verandert. Aangezien de hoekstand in het gewricht niet gewijzigd is, gaan we uit van een ongewijzigd contactpunt in het gewricht en is er dus sprake van een wijziging van de richting van Fr. Een en ander impliceert dat er bij een ongewijzigde hoekstand sprake kan zijn van wisselende richtingen van de reactiekracht in hetzelfde contactpunt. Dit laatste is echter onverenigbaar met de gedachte dat reactiekrachten uitsluitend tot compressie van gewrichtsvlakken aanleiding geven. Gewrichtsvlakken bezitten immers een bijzonder lage wrijvingscoëfficiënt en kunnen derhalve uitsluitend compressiekrachten verwerken die loodrecht op het profiel staan. Een en ander wordt verduidelijkt in de detailweergave van figuur 1b en c. In figuur 1a staat de reactiekracht loodrecht op de getekende bol. Meer in detail betekent dit dat de reactiekracht loodrecht staat op de raaklijn aan de bol in het aangrijpingspunt van de kracht of, anders geformuleerd: de werklijn van de kracht gaat door het centrum van de cirkel. In figuur 1b zijn de werklijn van de spier en het aangrijpingspunt van de uitwendige belasting zodanig gekozen dat Fr loodrecht op het profiel staat. In figuur 1c is dit echter niet het geval. De reactiekracht staat niet langer loodrecht op het profiel en kan derhalve uitsluitend bestaan indien er voldoende wrijving kan worden opgewekt om de component evenwijdig aan de raaklijn in het aangrijpingspunt mogelijk te maken. In een gewricht is dit ondenkbaar. De lage wrijvingscoëfficiënt maakt dat zelfs een scheefstand van de reactiekracht van één enkele graad al zou leiden tot het verglijden van de profielen. Alvorens we ingaan op de consequenties die dit zou hebben voor het gewricht kijken we eerst naar de wijze waarop dit in technische verbindingen is opgelost.

Vrijwel alle technische scharnieren kennen congruente contactvlakken. De meest simpele vorm is een zogenaamde pen-gat verbinding (figuur 2). Een ronde pen past daarbij precies in de gaten die in beide scharnierende delen zijn aangebracht. De rotatieas ligt bij een dergelijke verbinding precies in het centrum van de pen. In dit soort verbindingen is er geen sprake van een contactpunt, maar van een volledig contact tussen de pen en de binnenwand van het gat. Bij wisselende belastingen kan de reactiekracht elke willekeurige richting aannemen. In animatie 1 wordt het principe gevisualiseerd met behulp van een pen gat verbinding die wat extra speling vertoont. Bij wisselingen van de belasting (maar een ongewijzigde hoekstand) verloopt het contactpunt naar een zodanige positie dat deze weer loodrecht op de profielen staat (bij een goed passende pen-gat verbinding zijn de optredende verplaatsingen natuurlijk veel kleiner dan hier getoond). Voor de mobiliteit van de scharnier heeft het verlopen van de reactiekracht geen nadelige gevolgen:
1. De congruente cirkelprofielen bewegen slippend om een vaste as ten opzichte van elkaar.
2. Een wijziging van het aangrijpingspunt van de reactiekracht heeft daarbij geen gevolgen voor de mogelijke bewegingsuitslag.

Gewrichten bezitten geen congruente profielen en derhalve ook geen vaste rotatie-as. Dit maakt dat de hierboven besproken oplossing voor technische scharnieren niet toepasbaar is op een gewricht. Welke oplossingen zijn er dan nog meer mogelijk? Stel dat een gewricht bestand zou zijn tegen schuin op de profielen inwerkende reactiekrachten en dus, ondanks de afschuifkrachten die daarbij optreden, het contactpunt zou kunnen handhaven. Dit zou betekenen dat gewrichten stroeve oppervlakken dienen te bezitten. Een onvermijdelijk gevolg hiervan is echter dat de reactiekracht onder dergelijke omstandigheden een moment gaat uitoefenen rond de rotatie-as. Het gewricht zou niet meer soepel bewegen. Ook de tweede optie (het laten verglijden van het gewricht naar een nieuw contactpunt waarin de reactiekracht wel loodrecht kan aangrijpen) stuit op problemen. Het, vanuit een bepaalde hoekstand, nog beschikbare loopvlak op kop en kom zou dan beïnvloed worden door de heersende reactiekracht. De beschikbare bewegingsuitslag in een gewricht zou bij deze optie gaan afhangen van de heersende richting van de reactiekracht. We illustreren dit principe met behulp van een voorbeeld van de belasting van het onderbeen op een quadricepsbank (figuur 3).


Het gewicht oefent een kracht (Fu) uit op het onderbeen (het eigen gewicht van het onderbeen laten we buiten beschouwing en het bovenbeen beschouwen we gefixeerd) Om het buigende moment dat door Fu rond het kniegewricht veroorzaakt wordt te compenseren, zijn de kniestrekkers actief (Fs). De kniestrekkers worden in dit model voorgesteld als een actuator. Aangezien het gewrichtsvlak tussen tibia en femur zeer glad is, kunnen er uitsluitend reactiekrachten werken die loodrecht staan op het tibiaplateau (Fr). Bij het in figuur 3b aangenomen contactpunt is deze situatie niet in evenwicht. De drie op het onderbeen werkende krachten gaan immers niet door één punt. Het gewricht zal verglijden totdat er een positie ontstaat waarbij de reactiekracht loodrecht op de tibia en het femur staat en tevens verloopt door het snijpunt van Fs en Fu (figuur 3c).
Animatie 2 geeft de hierbij optredende verplaatsingen in het kniegewricht weer. Het femur komt hierbij een stuk verder naar dorsaal op de tibia te staan. Stel nu dat de proefpersoon een excentrische oefening uitvoert en daarbij de knie dus langzaam laat buigen. Het beschikbare loopvlak voor de flexie van de knie is op de tibia aanzienlijk kleiner dan wanneer de positie van figuur 3b wel gehandhaafd had kunnen worden. Naar extensie is er juist een toename van het beschikbare kraakbeenoppervlak. Het voorbeeld maakt duidelijk dat een gewricht wel een zeer onberekenbare verbinding zou worden indien het verlopen van contactpunten op basis van de heersende belastingsomstandigheden zou worden getolereerd.

Hoe slaagt een gewricht er dan in om te voorkomen dat het contactpunt verloopt? Een mogelijke optie zou zijn de reactiekracht actief steeds zorgvuldig loodrecht te richten. De richting van de reactiekracht is immers het gevolg, het resultaat, van de richtingen waarin de uitwendig kracht en de spierkracht inwerken. Indien we de richting van de uitwendige kracht als gegeven beschouwen, bestaat er dus een mogelijkheid om de richting van de reactiekracht te beïnvloeden indien de richting van de spierkracht kan worden gevarieerd. In het voorbeeld van de knie heeft de eigenaar van het gewricht geen zeggenschap over de richting van de door extensoren geleverde spierkracht op de tibia. De extensoren werken immers via een gemeenschappelijke pees. Wel is het denkbaar om de resulterende richting van de spierkracht via flexoren te beïnvloeden. Om het effect hiervan te bestuderen, voegen we in figuur 4b aan het model van figuur 3 een flecterende spiergroep toe (hamstrings).

De hamstrings trekken de tibia echter niet alleen naar dorsaal ten opzichte van het femur, maar leveren natuurlijk ook een buigend moment over de knie. Een co-contractie van buigers en strekkers kan het gewenste resultaat hebben indien bij een gelijk uitgeoefend moment door beide spiergroepen de achterwaartse component van de trekkracht van de hamstrings op de tibia groter is dan de voorwaartse component van de kniestrekkers. In animatie 3 wordt het effect getoond. De activatie van de hamstrings maakt dat het contact tussen femur en tibia naar ventraal op de tibia verplaatst, maar zorgt (bij een gelijkblijvende spankracht in de extensoren) tevens voor een verhoging van de reactiekracht en (belangrijker) voor een flinke reductie van de uitgeoefende kracht tegen de quadricepsbank (zie figuur 4c). Om het strekkende moment weer te verhogen (bij een ongewijzigd contactpunt) zouden beide spiergroepen in een ongewijzigde verhouding hun krachtleverantie moeten opvoeren. Al met al een uiterst inefficiënte, complex te besturen en onbetrouwbare methode. Co-contracties vragen veel extra spierspanning en kunnen niet in alle gevallen een oplossing bieden. Bij een gestrekte posities van de knie neemt de achterwaartse component in de trekrichting van de hamstrings bijvoorbeeld snel af. Onder dergelijke omstandigheden wordt het handhaven van het contactpunt en daarbij tevens een extenderend moment uitoefenen, onmogelijk.

Het experiment met co-contractie maakt duidelijk dat het richten van de reactiekracht met structuren die tevens een moment uitoefenen rond het gewricht een lastige zaak is. Het zou de voorkeur verdienen om structuren in te zetten die wel een bijdrage kunnen leveren aan het richten van de reactiekracht, maar daarbij geen moment rond het gewricht doen ontstaan. Ligamenten kunnen die rol uitstekend vervullen. Krachten in ligamenten hebben geen invloed op het momentenspel rond het gewricht aangezien ligamenten de rotatie-as van het gewricht snijden. De spanning in een ligament heeft daarmee wel invloed op het krachtenevenwicht, maar niet op het momentenevenwicht rond het gewricht. De spankracht in een ligament kan oplopen zonder dat het gewricht daar hinder van ondervindt bij het doorlopen van standsveranderingen. Een ander belangrijk voordeel van het gebruik van krachten in ligamenten boven het gebruik van spieren is gelegen in het feit dat spankrachten in ligamenten niet actief gedoseerd hoeven worden. Bij een poging om de reactiekracht te richten met behulp van co-contractie is een zorgvuldige dosering van de contractiekracht van de betrokken spieren een absolute voorwaarde. De dosering van de krachten in een ligament verloopt echter geheel onwillekeurig en automatisch. Het ligament neemt geheel automatisch de spanning op die nodig is om de reactiekracht loodrecht op het profiel te houden. Een en ander wordt verduidelijkt met behulp van figuur 5 en animatie 4.

De voorste kruisband wordt hier voorgesteld als een touw dat vanuit het centrum van de femurcirkel schuin voorwaarts naar de tibia loopt. Bij het aanspannen van de kniestrekkers verhindert deze kruisband de achterwaartse verplaatsing van het femur over de tibia. Het roteren van de knie (niet getoond in dit model) blijft echter gewoon mogelijk. Ook valt op dat (vergeleken met de situatie waarin de hamstrings co-contractie vertoonden) de uitwendige kracht die geproduceerd wordt tegen de quadricepsbank aanzienlijk groter is (vergelijk animatie 3 en 4). De spankracht van de kniestrekkers is in beide animaties gelijk.

Het feit dat ligamenten betrokken zijn bij het richten van de reactiekracht maakt dat er vraagtekens te zetten zijn bij de opvatting dat bij een statische weerstandstest het actieve deel van het bewegingsapparaat selectief wordt getest. Deze opvatting is vooral gebaseerd op de veronderstelling dat er bij een statische weerstandstest uitsluitend compressiekrachten op de kraakbeenoppervlakken van het gewricht op zullen treden. Het bovenstaande betoog maakt duidelijk dat dit een misvatting is. Zelfs bij een statische weerstandstest ontstaan er spanningen in het bandapparaat die variëren met de richting en de grootte van de uitwendig aangebracht last. Deze spanningen in het bandapparaat kunnen in functiegestoorde gevallen aanleiding geven tot pijnklachten. Ook zonder een standsverandering in een gewricht wordt het passieve deel van het bewegingsmechanisme dus beproeft. Zelfs indien zou blijken dat de klachten direct samenhangen met de mate van weerstand die de therapeut levert, is dit nog niet bewijzend voor de stelling dat de klachten hun oorsprong vinden in actieve structuren. Deze functionele verwevenheid van actieve en passieve structuren maakt het verrichten van diagnostiek aan het bewegingsapparaat niet eenvoudiger. Zoals bij de analyse van alle complexe systemen wordt de theoretische deskundigheid (kennis van interacties) van de onderzoeker dan belangrijker dan de (vaak moeilijk eenduidig te interpreteren) uitkomsten van praktisch onderzoek.

| terug naar inhoudsopgave |