Rannsaka áhættuþætti krossbandaslita
Ný rannsókn á áhættuþáttum fyrir krossbandaslitum hefur mögulega leitt í ljós áhættuþátt sem ekki hefur verið greindur áður. Áhættuþátturinn sem rannsakendur kalla „snemmbúna toppa“ er algengari hjá stúlkum en drengjum og einnig hefur komið í ljós að ákveðnar hreyfingar í mjöðmum, hnjám og bol sem gerast oft samhliða krossbandaslitum gerast einnig samhliða snemmbúnum toppum.
„Krossbandaslit eru mikilvægt rannsóknarverkefni vegna þess að meiðslin draga dilk á eftir sér ævilangt. Lengi hefur verið leitað að orsökum krossbandaslita og þeim hreyfingum sem ýta undir áhættu á þeim en með takmörkuðum árangri. Rannsóknin snýst því um að finna áhættuþætti fyrir krossbandaslit svo hægt verði að fyrirbyggja þessi meiðsli í framtíðinni,“ segir Haraldur Björn Sigurðsson, dósent í sjúkraþjálfun við Háskóla Íslands.
Haraldur segir slíka rannsókn vera krefjandi verkefni því margar rannsóknir hafi verið gerðar á þessu sviði og margt hafi verið skoðað en að hingað til hafi þeir áhættuþættir sem fundist hafa í einni rannsókn ekki verið staðfestir í þeirri næstu. „Þetta er því eins og að leita að nál í heystakki. Það eru til mýmargar mismunandi leiðir til að greina gögnin og því tölfræðilega líklegt að eitthvað komi út, fyrir tilviljun, sem áhættuþáttur.“
Ein möguleg skýring á mismunandi áhættuþáttum frá einni rannsókn til annarrar gæti verið sú að gögnin eru ekki greind á markvissan hátt út frá því hvernig krossbandaslit verða. „Með því að finna slíka tengingu væri hægt að fækka verulega breytunum sem eru skoðaðar og í kjölfarið minnka líkurnar á að fundinn væri áhættuþáttur fyrir tilviljun,“ útskýrir Haraldur.
Krossbönd slitna á einum tuttugasta úr sekúndu
„Hugmyndin að rannsókninni kviknaði í doktorsnáminu mínu en kveikjan að þessu öllu var spurningin um hvort hægt væri að skoða hreyfigreiningargögn algerlega út frá því sem væri þekkt um hvernig kraftar verka á hné einstaklings sem slítur krossband,“ segir Haraldur. Á þeim tíma, kringum 2016, var mikil gróska erlendis í rannsóknum á kröftum en til að mynda var þróaður vélbúnaður í Bandaríkjunum sem gat búið til krossbandaslit í hnjám sem líktu eftir krossbandaslitum sem verða í fólki. Um svipað leyti var hópur rannsakenda í Noregi að greina á afar nákvæman hátt myndbönd af krossböndum að slitna með hreyfigreiningarhugbúnaði.
„Þessar erlendu rannsóknir sýndu að kiðvægi í hné, eða krafturinn sem ýtir hnénu inn á við, gegndi mikilvægu hlutverki í meiðslunum. Þær sýndu jafnframt að þetta gerist gríðarlega hratt; krossband slitnar á einum tuttugasta úr sekúndu frá því að íþróttamaður snertir jörðina,“ segir Haraldur og bendir á að það sé þessi mikli hraði sem gerir rannsóknir á krossbandaslitum svo krefjandi. Lykilspurningin var því hvernig hægt væri að greina á þessum örstutta tíma einhvern hluta af þeirri hreyfingu sem leiddi til krossbandaslits í heilbrigðum einstaklingi.
Úrvinnsluaðferðirnar kjarninn í rannsókninni
Til þess að greina mögulegan áhættuþátt fyrir krossbandaslitum notar rannsóknarteymið nákvæman hreyfiföngunarbúnað, svokallaðar innrauðar myndavélar, sem fylgja endurskinsmerkjum sem fest eru á íþróttafólk. „Íþróttafólkið gerir svo hraðar og krefjandi stefnubreytingar en það eru þær hreyfingar sem oftast valda krossbandameiðslum,“ útskýrir Haraldur.
Haraldur segir úrvinnsluaðferðirnar vera kjarnann í rannsókninni. „Við reiknum út kraftana sem verka á hnéð en þótt búnaðurinn sé góður er hann ekki fullkominn. Í flestum rannsóknum er hæsta gildið í kröftunum skoðað en sú nálgun hefur stóra ágalla því hæstu gildin koma yfirleitt ekki fram jafn snemma í hreyfingunni og krossbandaslitin.“ Þá getur örlítil hliðrun á endurskinsmerkjunum sem fest eru á íþróttafólkið breytt miklu um útreikningana en það gerist sérstaklega oft snemma í hreyfingunni og þá oftar hjá hraðari einstaklingum. „Til að leysa þetta vandamál þróuðum við reikniaðferð sem greinir lögun kraftkúrfunnar í upphafi stöðufasans. Hugmyndin er að ein ákveðin lögun, sem við köllum snemmbúna toppa, gæti verið tengd áhættu krossbandaslita. Það er lögun þar sem hágildi kiðvægis í hné gerist nægilega snemma til að ríma við hvenær krossbandaslit gæti átt sér stað,“ útskýrir Haraldur.
Aðspurður um hvar áhugasvið hans liggi helst liggur ekki á svörum: „Stutta svarið eru orsök og afleiðingar krossbandaslita,“ segir Haraldur en hann hefur einnig öðlast mikinn áhuga að brúa bilið milli mælinga með flóknum gagnasettum og rannsóknarspurninga eftir að rannsóknin hófst. „Þegar ég fór að grúska í hreyfigreiningargögnunum sem fengust úr rannsókninni fann ég fljótt að þetta voru gríðarlega flókin gagnasett.“
Fjölþjóðlegt rannsóknarteymi
Rannsóknin var upphaflega doktorsrannsókn Haraldar og leiðbeinandi hans var Kristín Briem, prófessor við Læknadeild Háskóla Íslands. Í doktorsnefnd Haraldar sátu Jón Karlsson, prófessor í bæklunarskurðlækningum við Háskólann í Gautaborg, og Þórarinn Sveinsson, prófessor emeritus við Læknadeild Háskóla Íslands, ásamt Lynn Snyder-Mackler, prófessor í sjúkraþjálfun við háskólann í Delaware.
Fjölþjóðlegt teymi kemur nú að rannsókninni. „Þegar niðurstöðurnar fóru að taka á sig mynd kviknaði áhugi víðar og hluti vinnunnar fór í kjölfarið fram í Bandaríkjunum á rannsóknarstofu Snyder-Mackler,“ segir Haraldur. Þá gekk Tron Krosshaug einnig til liðs við hópinn en hann er prófessor við Norska íþróttaháskólann. „Gegnum samstarfið við hann fengum við aðgang að stærsta gagnabanka krossbandaslita með hreyfigreiningargögnum sem til er en það eru gögn sem Krosshaug hefur safnað yfir margra ára tímabil. Svo má auðvitað ekki gleyma fjöldanum öllum af meistaranemum sem komið hafa að verkefninu og lagt til bæði vinnu og góðar hugmyndir,“ segir Haraldur.
Vill brúa bilið milli rannsóknarspurninga og flókinna gagnasetta
Aðspurður um hvar áhugasvið hans liggi helst liggur ekki á svörum: „Stutta svarið eru orsök og afleiðingar krossbandaslita,“ segir Haraldur en hann hefur einnig öðlast mikinn áhuga að brúa bilið milli mælinga með flóknum gagnasettum og rannsóknarspurninga eftir að rannsóknin hófst. „Þegar ég fór að grúska í hreyfigreiningargögnunum sem fengust úr rannsókninni fann ég fljótt að þetta voru gríðarlega flókin gagnasett.“
Gagnasöfnunin er umfangsmikil en hver einstaklingur er beðinn um að hreyfa sig á ákveðinn hátt og er mældur með nokkrum tugum endurskinsmerkja og kraftplötu í gólfi meðan á hreyfingunni stendur. Um og yfir 400 römmum á sekúndu er safnað og reiknaðir eru út liðferlar, kraftar, hröðun og fleira. „Að lokum erum við með hundruð gagnapunkta fyrir hverja hreyfingu sem er mæld og þetta er mun meira af gögnum en svo að hægt sé að vita fyrir fram alla nýtingu þeirra. Þess vegna þarf að umbreyta þessum gögnum á einhvern hátt til að finna út gagnlegan sannleik í þeim. Við að kafa ofan í þessi flóknu gagnasett fór áhugi minn fljótt að snúast um þessa umbreytingu; að brúa bilið milli mælinga og rannsóknarspurninga og hvernig best væri að mjólka merkingu úr flóknum gagnasettum.“
Snemmbúnir toppar algengari hjá stúlkum
Endanlegar niðurstöður rannsóknarinnar liggja ekki fyrir en þó hefur margt spennandi komið í ljós síðan rannsóknin hófst upphaflega sem doktorsrannsókn Haraldar. „Við fórum þá leið að rannsaka fyrst þetta fyrirbæri, snemmbúna toppa, til að meta hvort það væri fræðilegur möguleiki á að þetta væri áhættuþáttur. Við komumst að því að snemmbúnir toppar eru algengari hjá stúlkum en drengjum en stúlkur eru í meiri áhættu en drengir á að slíta krossbönd. Við komumst jafnframt að því að ákveðnar hreyfingar í mjöðm, hné, og bol sem gerast oft samhliða krossbandaslitum gerast einnig samhliða snemmbúnum toppum,“ útskýrir hann.
Með aðstoð rannsóknarstofu Snyder-Mackler komst rannsóknarteymið einnig að því að fyrirbyggjandi þjálfun sem fækkar krossbandaslitum fækkar einnig snemmbúnum toppum. „Við vorum þó hóflega bjartsýn í fyrstu framskyggnu greiningunni þar sem við vorum einungis með lítinn hóp einstaklinga, úr 177 manna úrtaki, sem höfðu meiðst. Snemmbúnir toppar voru þó sterkur áhættuþáttur meiðsla í þessum hópi,“ segir Haraldur.
Þessa dagana vinnur hópurinn, með aðstoð Krosshaug, að því að staðfesta áhættuþáttinn í gagnagrunni með fjölmörgum krossbandaslitum. „Þær niðurstöður hafa ekki verið birtar enn þá en sú greining sem hefur nú þegar farið fram gefur vissulega tilefni til bjartsýni,“ segir Haraldur og er spenntur fyrir framhaldinu.
Niðurstöður gætu hvatt til nýsköpunar í lífaflfræði
Nýnæmi rannsóknar Haraldar felst í því að skoða áhrif ákveðinna hreyfinga á áhættuþáttinn, snemmbúna toppa, en ekki á meiðslin sjálf. Það sem helst hefur staðið í vegi fyrir fyrirbyggjandi rannsóknum er hve tímafrekar þær eru. „Hundruð einstaklinga þarf í inngrip til að sjá mun á áhættu því þrátt fyrir að krossbandaslit séu alvarleg meiðsli gerast þau blessunarlega nokkuð sjaldan,“ útskýrir hann.
Hægt er að hraða á inngripsrannsóknum með því að notast við sterkan áhættuþátt og skoða áhrif á hann í stað áhrifa á meiðslin. Þar af leiðandi opnar það leiðir að fyrirbyggjandi þjálfun að fá sterkan staðfestan áhættuþátt. „Fyrir hvert krossbandaslit sem komið er í veg fyrir er einstaklingur sem þarf ekki að fara í skurðaðgerð, fær ekki slitbreytingar í hné vegna krossbandaslitsins og getur haldið heilsutengdum lífsgæðum háum fram á efri árin.
Vísindalegt gildi rannsóknarinnar er ekki síður mikilvægt en möguleg áhrif hennar á heilsu íþróttafólks. „Ég leyfi mér að dreyma um að með því að sýna fram á gagnsemi greiningaraðferða í líkingu við það sem við notum – sem eru mjög óhefðbundnar aðferðir – og að fara í áttina að því að skoða hreyfimynstur í stærra samhengi gæti opnast fyrir alls konar nýsköpun á sviði lífaflfræðinnar,“ segir Haraldur og heldur áfram: „Ég er kannski óhóflega bjartsýnn en á sama hátt og við erum nú að skoða 12 ára gömul gögn með þessum nýstárlegu aðferðum munu rannsakendur geta farið með þessi nýju vopn í alls konar eldri gagnagrunna og auðvitað nýjar rannsóknir líka. Tíminn leiðir svo í ljós hversu margir grípa þetta tækifæri.“
