ISTUMA-ASENNON VAIKUTUS LANTIONPOHJAN LIHASTEN TOONISEEN AKTIVITEETTIIN TERVEILLÄ NUORILLA NAISILLA

ISTUMA-ASENNON VAIKUTUS LANTIONPOHJAN LIHASTEN TOONISEEN AKTIVITEETTIIN TERVEILLÄ NUORILLA NAISILLA Marianne Kyrklund pro gradu -tutkielma Ergonomia Kuopion yliopisto Biolääketieteen laitos Joulukuu 2007

KUOPION YLIOPISTO, lääketieteellinen tiedekunta Biolääketieteen laitos, fysiologia Pääaine: Ergonomia KYRKLUND, MARIANNE I.: Istuma-asennon vaikutus lantionpohjan lihasten tooniseen aktiviteettiin terveillä nuorilla naisilla. Opinnäytetutkielma 44 sivua, 4 liitettä (4sivua) Opinnäytetyön ohjaajat: TtT, yliassistentti Annina Ropponen, Dos. Olavi Airaksinen Joulukuu 2007 Avainsanat: lantionpohjan lihakset, elektromyografia, istuma-asennot Suurin osa työtehtävistä hoidetaan nykyisin istumalla. Tutkimusten mukaan huono istuma-asento voi aiheuttaa selkävaivoja ja usein taustalta löytyy heikentynyt toiminta keskivartaloa tukevissa lihaksissa. Syvien vatsa- ja selkälihasten osuutta vartaloa tukevassa mekanismissa on tutkittu runsaasti, mutta vähemmälle huomiolle ovat jääneet lantionpohjan lihakset. Kliinisesti kuitenkin on näyttöä siitä, että inkontinenssi lisää alaselkävaivojen riskiä. Vuosittain Suomessa selkävaivoista kärsii runsas 30 prosenttia työikäisestä väestöstä ja virtsanpidätyskyvyn häiriöistä ja virtsankarkailusta kärsii 400 000 suomalaista. Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää kuinka eri istuma-asennot vaikuttavat lantionpohjan lihasten tooniseen aktiviteettiin sekä inaktivoiko huono istuma-asento lantionpohjanlihaksia. Tutkimusjoukko muodostui 19 terveestä naisfysioterapiaopiskelijasta, joiden keski-ikä 26 vuotta. Tutkimuksessa käytettiin intravaginaalista elektrodia, jonka avulla mitattiin lantionpohjan lihasten EMG-aktiviteettia kolmessa eri istuma-asennossa: 1) hoitopöydällä istuen jalat tukevasti lattiassa ja lanneselkä neutraaliasennossa 2) hoitopöydällä istuen jalat tukevasti lattiassa ja lanneselkä pyöreänä 3) Capisko-tuolilla, jossa lanneselkä on tuettu ja istuma-asento on dynaaminen, keinuva. Tulosten vertailtavuuden vuoksi mitattiin ensin lantionpohjan lihasten maksimaalinen supistus istuen neutraaliasennossa. Tämän jälkeen mitattava istui mahdollisimman rentona noin viisi minuuttia kerrallaan kaikissa kolmessa istuma-asennossa. Lantionpohjan lihasten EMG-aktiviteetti rekisteröitiin ilman että mitattava tiesi mittausajankohtaa jokaisessa mittausasennossa minuutin ajalta, josta mittauslaite poimi viisi viiden sekunnin aktivaatioaikaa. Viiden sekunnin mittauksista laskettiin keskiarvot ja lantionpohjan lihasten aktiivisuusaste laskettiin prosentteina kolmessa eri istumaasennoissa suhteutettuna maksimaaliseen supistukseen istuma-asennossa. Sen jälkeen tarkasteltiin ristiintaulukoinnilla istuma-asentojen aktiivisuussijojen (1-3) jakaumia sekä tehtiin parivertailut istuma-asentojen välillä. Tutkimuksen istuma-asennoissa lantionpohjan lihasten EMG aktiivisuus vaihteli 21-30 % välillä. Dynaamisessa, keinuvassa istuma-asennossa lantionpohjan EMG-aktiivisuus oli korkein ja huonossa eli selkä pyöreänä istuma-asennossa matalin. Parivertailussa dynaamisen istuma-asennon ja selkä pyöreänä istuma-asennon sekä neutraalin ja dynaamisen istuma-asennon välillä oli tilastollisesti merkitsevä ero. Tämä tutkimus osoittaa, että istuma-asento vaikuttaa lantionpohjan lihaksiin. Huono istuma-asento inaktivoi lantionpohjan lihaksia enemmän kuin hyväryhtinen istumaasento. Istuma-asento voi vaikuttaa lantionpohjan lihasten kuntoon ja sitä kautta mahdollisesti myös selän hyvinvointiin.

ESIPUHE Tämä tutkimus toteutettiin Tampereen Pirkanmaan ammattikorkeakoulussa (PIRAMK:ssa). Lämpimät kiitokset kaikille taustayhteisöille, jotka tekivät tutkimustyöni mahdolliseksi. Erityisen kiitoksen ansaitsevat PIRAMK:n fysioterapiaopiskelijat, sekä heidän opettaja Irmeli Ahonen hyvästä ja joustavasta yhteistyöstä. He tekivät tämän tutkimuksen kenttätyön mahdolliseksi. Parhaat kiitokset Tampereen yliopistollisen sairaalan (TAYS:n) fysioterapeutti Minna Törnävälle. Hänen pitkäaikaiseen kokemukseen perustuva monipuolinen näkemys lantionpohjan toimintahäiriöistä olivat minulle suureksi avuksi tutkimuksen suunnittelussa sekä toteutuksessa. Kiitos myös Minna Törnävälle pilottimittausten toteuttamisesta sekä varsinaisen tutkimuksen mittauksista. Olen hyvin kiitollinen ohjaajalleni TtT, yliassistentti Annina Ropposelle hyvästä ohjauksesta sekä kannustuksesta opinnäytetutkielman eri vaiheissa. Hän on auttanut minua tutkimuksen suunnittelussa sekä tieteellisen ajattelun ja ilmaisun kehittämisessä. Haluan myös kiittää professori Veikko Louhevaaraa kannustavasta tuesta opinnäytetyön aikana. Tutkimustyöni toista ohjaajaa dosentti Olavi Airaksista haluan kiittää innostavasta tuesta sekä avusta saada tutkimuksen mittauksiin Kuopiosta Mega Electroniikka Oy:ltä emättimensisäiset Periform elektrodit sekä pintaelektrodit. Kiitän lämpimästi Espoon Puustelli Officea, joka lainasi tutkimuksen käyttöön HÅGin Capiskotuolin sekä mahdollisti tuellaan sen, että tutkimuksen mittaukset suoritti kokenut asiantuntija. Sydämelliset kiitokset pojilleni Samulle, joka on auttanut minua tulosten laskemisessa sekä Mikulle, joka on auttanut minua tekstinkäsittelyssä. Kiitos myös miehelleni Nisselle siitä, että hän on kannustanut ja tukenut minua jatko-opinnoissani. Vantaalla 1.12.2007 Marianne Kyrklund

SISÄLTÖ JOHDANTO... 5 2 KIRJALLISUUSKATSAUS... 7 2.1 Selän stabiliteettiin vaikuttavien lihasten toiminnallinen luokitus... 7 2.2 Keskivartalon syvän lihastukikorsetin toiminta ja lannerangan stabiliteetti... 9 2.2.1 Intra-abdominaalinen paine (IAP)... 10 2.2.2 Transversus abdominis (TrA)... 11 2.2.3 Pallea... 12 2.2.4 Lumbaaliset multifidus-lihakset (LM-lihakset)... 12 2.3 Kuormittamattomuuden vaikutus syvään tukikorsettiin... 13 2.3.1 Lantionpohjan lihakset... 16 2.3.2 Lantionpohjan lihasten rakenne ja toiminta... 16 2.3.3 Istuminen ja lantionpohjan lihakset... 18 2.3.4 Lantionpohjan lihasten toimintahäiriöt... 19 2.3.5 Lannerangan hallinnan edellytykset ja toimintahäiriöt lihasten välillä... 20 2.4 Istuma-asentojen lihasaktiivisuuden arviointi... 21 2.4.1 EMG lihasten toiminnan tutkimisessa... 24 3 TUTKIMUKSEN TARKOITUS... 26 4 AINEISTO JA MENETELMÄT... 27 4.1 Tutkittavat... 27 4.2. Pilottimittaukset... 27 4.3. Tutkimusmenetelmät... 29 5 TULOKSET... 31 5.1 Taustatietokyselylomake... 31 5.2 Emg mittaukset... 32

5.2.1 EMG aktiivisuus eri asennoissa... 32 5.2.2 EMG aktiivusuusaste prosentteina istuma-asennoittain... 32 5.2.3 Istuma-asentojen aktiivisuussijat ja prosentuaalinen jakautuminen... 33 5.3. Mittauksen jälkeinen kyselylomake... 34 6 POHDINTA... 34 7 JOHTOPÄÄTÖKSET... 39 LÄHTEET... 40 LIITTEET

5 JOHDANTO Suurin osa työtehtävistä hoidetaan nykyisin istumalla. Työterveyslaitoksen haastattelututkimuksen mukaan 25-64 -vuotias suomalainen istuu vuorokaudesta keskimäärin 35 prosenttia (Piirainen ym. 2000). Istumatyötä tekevät istuvat vielä enemmän, aktiiviset tietokoneen suurkäyttäjät saattavat näppäillä päätettä työssä ja vapaa-aikana jopa 70-80 tuntia viikossa (Rantanen 2004). Istuminen voi olla yksi selän kuntoon vaikuttavista tekijöistä. Pitkäaikainen istuminen on potentiaalinen riskitekijä monille tuki- ja liikuntaelinsairauksille (Legg ym. 2002). Australialaisen tutkimusryhmän (O Sullivanin ym. 2002) mukaan huono istuma-asento heikentää lanneselkää stabiloivia lihaksia ja saattaa pahentaa alaselän vaivoja. Viime vuosikymmenien aikana selän kuntoutuksessa päähuomio on kohdistunut harjoituksiin, joilla parannetaan lannerangan segmenttien hallintaa ja lantion stabiliteettia. Useat biomekaaniset tutkimukset ovat tukeneet keskivartalon syvän lihasjärjestelmän merkitystä lannerangan ja lantion hallinnassa. Lannerangan syvään lihastukijärjestelmään kuuluvat syvä poikittainen vatsalihas, selän multifidus-lihasten syvät säikeet, pallea ja lantionpohjan lihakset (Hodges 2005a, Lee 2004). Syvien vatsalihasten ja syvien multifiduslihasten aktiviteettia vartaloa stabiloivassa mekanismissa on tutkittu runsaasti, mutta vähemmälle huomiolle ovat jääneet lantionpohjan lihakset. Kuitenkin toimiva lantionpohjan lihaksisto on tärkeä kaikissa elämän vaiheissa, niin naisilla kuin miehilläkin. Virtsankarkailusta kärsii joka viides aikuinen nainen ja ikääntymisen myötä inkontinessivaivat yleistyvät (Duodecim 2006). Kliinisesti on näyttöä siitä, että inkontinenssi lisää alaselkävaivojen riskiä (Hodges 2004). Suomessa työikäisestä väestöstä joka kolmannella on ollut selkävaivoja viimeisen kuukauden aikana (Riihimäki ym. 2002). Lantionpohjan lihasten toimintahäiriöille altistavat tekijät ovat yhteiskunnassamme jääneet melko vähälle huomiolle. Etenkään ennaltaehkäisyn merkitystä ei ole riittävästi huomioitu. Richadssonin (2005) mukaan mm. pitkittynyt istuminen aiheuttaa kuormituksen vähenemisen painovoimaa vastustavissa kehon ojentajalihaksissa. Tämä vaikuttaa koko lihasjärjestelmän hallintaan siten, että syvän lihaskorsetin antama tuki keskivartalon alueella heikkenee ja alaselkävaivojen ja lantionpohjan lihasten toimintahäiriöriski suurenee.

6 Istumatyötä on pyritty kehittämään tieteellisten tutkimusten tuoman tiedon myötä enemmän dynaamiseen eli kehon liikkeitä mahdollistavaan suuntaan. Uudentyyppisten dynaamista istumista edistävien työtuolien kehittely on lisääntynyt ja niiden vaikutusta ennaltaehkäisevästi erityisesti selän osalta on tutkittu (European Agency for Safety and Health at Work 2000). Halusin tässä tutkimuksessa selvittää kuinka eri istuma-asennot vaikuttavat lantionpohjan lihasten tooniseen aktiviteettiin sekä inaktivoiko huono istuma-asento lantionpohjanlihaksia. Hypoteettisena ajatuksena oli, että ergonomiaohjauksessa pystyisi paremmin perustelemaan hyvän istuma-asennon merkitystä selän hyvinvoinnin lisäksi mahdollisesti myös lantionpohjan lihaksiston kannalta sekä sitä kautta vaikuttamaan istumatottumusten muutoksilla ennaltaehkäisevästi selän ja lantionpohjan lihasten toimintahäiriöihin.

7 2 KIRJALLISUUSKATSAUS 2.1 Selän stabiliteettiin vaikuttavien lihasten toiminnallinen luokitus Selkärangan stabiliteettiin vaikuttavat lihakset voidaan luokitella niiden rakenteen ja toiminnan perusteella paikallisiin ja pinnallisiin lihaksiin sekä vielä jakaa pinnalliset lihakset tuki- ja liikuttajalihaksiin (Comerford ja Mottram 2001). Selkärankaa tukevat paikalliset lihakset muodostavat tukilihaksiston sisäisen ytimen ja pinnalliset lihakset ulkokuoren (Taulukko1). Taulukko 1. Paikallisten-pinnallisten lihasten ominaisuudet (Bergmark 1989) Paikalliset tukilihakset 1. Syvimmät lihaskerrokset, jotka alkavat ja päättyvät nikamiin Pinnalliset tuki- ja liikuttajalihakset 1. Pinnalliset tai ulommat lihakset, joilla ei ole kiinnitystä nikamiin 2. Kontrolloivat ja ylläpitävät rangan neutraaliasentoa 3. Reagoivat asennon muutoksiin ja pieniin ulkoisiin kuormiin 4. Riippumattomia kuorman tai liikkeen suunnasta ja näyttävät toimivan vain matalalla kuormitustasolla 2. Kiinnittyvät tai alkavat rintakehästä tai lantiosta 3. Reagoivat toiminnan muutoksiin ja suuriin ulkoisiin kuormiin 4. Suuria vääntövoimia tuottavia liikkeitä 5. tooninen toiminta; jatkuva aktiviteetti 5. on-off faasinen toiminta; ei jatkuvaa aktiviteettiä Paikallisten selkärankaa stabiloivien lihasten tehtävänä on pitää yllä matalatehoista jatkuvaa toimintaa nivelen koko liikeradalla ja kaikissa liikesuunnissa. Paikalliset lihakset ovat toonisia lihaksia ja ne sisältävät paljon tyyppi I lihassoluja, joten jaksavat työskennellä pitkään väsymättä ja soveltuvat asennon ylläpitoon. Ne kiinnittyvät nikamiin joko suoraan tai välillisesti esimerkiksi lihaskalvon kautta. Ne ovat lyhyitä, lähellä liikeakselia kulkevia, yhden tai muutaman segmentin ylittäviä lihaksia. Näiden ominaisuuksien vuoksi ne soveltuvat huonosti liikkeen tuottamiseen, mutta ne pystyvät

8 tehokkaasti estämään liikettä segmentäärisesti. Paikallisten lihasten tukivaikutus perustuu lihassupistuksen aikaansaamaan kompressioon ja vatsaontelon paineen nousuun, joka puolestaan estää nikamien välistä liiallista siirtymäliikettä ja kontrolloi lannerangan neutraalia asentoa. Paikallisten lihasten toiminta on automaattista, keskushermoston ohjaamaa. Niiden aktiivisuus lisääntyy usein ennen kuormitusta tai liikettä ennakoiden. Jo muutaman prosentin aktivaatio maksimivoimasta tuo selän neutraaliasentoon stabiliteettia. Paikalliset tukilihakset toimivat normaalisti liikesuunnasta ja muista lihaksista riippumatta ja vaikuttavat toinen toistensa aktivoitumiseen stimuloivasti. (Comerford ja Mottram 2001). Viimeaikaisten tutkimusten mukaan tärkeä lannerangan segmenttien hallinnassa on syvä lihastukijärjestelmä, johon kuuluvat syvä poikittainen vatsalihas, lumbaalisten multifidus-lihasten syvät säikeet, lantionpohjan lihakset ja pallea (Hodges 2005a, Lee 2004). Pinnallisiin lihaksiin kuuluu suuria liikettä ja vääntöä aikaansaavia sekä stabiloivia tukilihaksia, jotka vaikuttavat vartaloon ja rankaan kiinnittymättä kuitenkaan siihen suoraan. Pinnalliset lihakset yhdistävät vartalon korit eli lantion ja rintakehän toisiinsa. Niiden toiminnallinen tehtävä on lisätä selkärangan tukevuutta suuressa kuormituksessa ja rasituksessa, nostamisessa, työntämisessä ja vetämisessä. (Hodges 2005a, Comerford ja Mottram 2001) Pinnallisen ryhmän lihakset eivät pysty kontrolloimaan segmentaalista stabiliteettia, sillä ne aikaansaavat liian suuria kompressio- ja vääntövoimia aktivoituessaan. Ryhmään kuuluvien lihasten aktivaatio on suunta ja kuormariippuvainen. Pinnalliset lihakset toimivat yleensä faasisesti ja aktivoituvat ulkopuolelta tulevien voimien vaikutuksesta tai niitä vastaan. Comerfordin ja Mottramin jaottelun mukaisesti pinnalliset tukilihakset pystyvät pitämään isometrisesti yllä asentoa sekä tuottamaan eksentrisesti voimaa kontrolloidakseen liikettä koko liikeradalla. Ne kontrolloivat merkittävästi kiertoja kaikissa toiminnallisissa liikkeissä. Pinnalliset liikuttajalihakset saavat aikaan liikettä. Supistuminen tapahtuu konsentrisesti ja aktiviteetti on suuntariippuvainen, on-off faasisella periaatteella toimiva ja kuormia voittava. Vaikka nämä lihakset ovat erityisen tehokkaita nuolitasossa ja pystyvät tuottamaan suuria voimia, eivät ne pysty kontrolloimaan kiertoliikkeitä ja samaan aikaan hallitsemaan nikamien nivelpintojen liikkeitä. (Comerford ja Mottram 2001).

9 2.2 Keskivartalon syvän lihastukikorsetin toiminta ja lannerangan stabiliteetti Paikallisista tukilihaksista aktivoituu ensimmäisenä poikittainen vatsalihas (Transversus abdominis = TrA), joka sitten sytyttää lihaskalvojen välityksellä syvien selkälihasten lyhyet säikeet (lumbaaliset multidukset) yhteissupistukseen. TrA koordinoi syvien selkälihasten, pallean sekä lantionpohjan lihasten toimintaa ja yhdessä nämä lihakset muodostavat ns. syvän lihastukikorsetin (the local system of lumbopelvic region). Kuva 1. Syvän lihastukikorsetin kompressio nostaa vatsaontelon sisäistä painetta ja jäykistää rankaa, jonka seurauksena lannerangan stabiliteetti paranee. Vartalon liikkeiden tulisi käynnistyä vasta sitten, kun tämä tukikorsetti on aktivoitu. (Lee 2004, Hodges 2005 a) Kuva 1. The local system of the lumbopelvic region eli syvä lihastukikorsetti muodostuu lantionpohjan lihaksista, Transversus abdominis lihaksesta, palleasta ja multifiduslihasten syvistä säikeistä. Diana G. Lee physiotherapist Corp. Cholewikin ja McGillin (1996) tutkimuksissa lanneranka antoi helpoimmin periksi selän keskiasennossa ja kevyissä kuormituksissa, joissa lihasvoimat ovat matalat. Näissä tilanteissa lannerangan stabiliteettia ylläpiti keskivartalon paikallisten syvien lihasten lisääntynyt aktiivisuus. Hallittu lihasten toiminta suurten pinnallisten ja pienten paikallisten lihasten välillä toiminnallisissa liikkeissä tuki rankaa mekaanisesti. Cholewikin ja McGillin (1996) mukaan selkäranka kuormittui virheellisesti, jos keskivartalon syvä lihaskorsetti ei ollut aktivoitunut ja samanaikaisesti kun suurten pinnallisten lihasten voimantuotto oli kohtuullista. Cholewikin ja McGillin (1996) tutkimusten mukaan tällaisissa tilanteissa 1-3 % lisäys syvien paikallisten lihasten jännityksessä lisäsi merkittävästi nikamavälin jäykkyyttä.

10 Hodgesin työryhmän (1996) mukaan kroonisilla alaselkäkipupotilailla esiintyi poikittaisen vatsalihaksen viivästynyttä EMG-aktiviteettia yläraajojen nopeissa liikkeissä. Kaikkein merkittävin näyttö syvän lihastukikorsetin vaikutuksesta lantion stabiliteettiin on tullut kliinisistä kokeiluista, joissa terapeuttinen harjoittelu on helpottanut alaselkäkipua ja ennaltaehkäissyt sen uusiutumista (Hodges 2005b). Hodgesin tutkijaryhmän (1996) mukaan selkäpotilaalla poikittaisen vatsalihaksen aktivoituminen yhdessä multifiduslihasten kanssa on ensisijainen fysioterapiassa opittava taito, jotta paikalliset lihakset saadaan toimimaan rankaa tukevassa roolissa. Muut vartalon lihakset, jotka eivät kiinnity suoraan lannerangan lihaksiin, eivät voi korvata tätä tehtävää (Hodges 2005b). Leinosen ryhmän (2002) tutkimuksessa koehenkilöiden ennakkoaavistus pystyasennon horjuttamisesta lisäsi rangan vieressä olevien syvien lihasten aktiivisuutta oireettomilla henkilöillä, mutta ei kroonisilla alaselkäkipupotilailla. 2.2.1 Intra-abdominaalinen paine (IAP) IAP nousee monissa päivittäisissä toiminnoissa kuten nostoissa, juoksun aikana ja kävellessä. Vatsaontelon paine toimii kuten paineilmapallo rangan etupuolella, paine ylös kohti palleaa ja paine alas kohti lantionpohjaa, ojentaa vartaloa ja vaikuttaa nikamien väliseen jäykkyyteen ja sitä kautta lantion stabiliteettiin. Kuva 2. Kuva 2. Intra-abdominaalinen paineen (IAP)vaikutus ojentaa vartaloa tuottamalla venyttävän voiman pallean ja lantionpohjan välille.

11 IAP voi nousta pallean, TrA ja lantionpohjan lihasten supistuksen johdosta. IAP:n jäykkyys lisääntyi vasta kun TrA jännittyi molemminpuolisesti, TrA: n toispuoleisella jännittymisellä ei ollut vaikutusta jäykkyyteen. (Hodges 1999). Neumann ja Gill (2002) tutkivat IAP:n nousua selinmakuuasennossa, jossa koehenkilöt suorittivat vatsalihastestiliikkeen (sit up) sekä selin ja pystyasennossa maksimaalisen lantionpohjan lihasten supistuksen, vatsan sisäänvedon, yskäsyn ja vastustetun uloshengityksen. IAP:n nousu on korkein yskäsyssä. Lantion pohjan lihasten maksimaalinen supistus nosti selinmakuulla IAP:ta keskimäärin 10 mmhg. Tutkimuksessa tuli esille myös, että TrA ja sisempi vino vatsalihas aktivoituivat aina lantion pohjan lihasten supistuessa. TrA, sisempi vino vatsalihas ja lantionpohjan lihakset voivat supistua yhtäaikaisesti ilman että IAP kasvaa. (Neumann ja Gill 2002, Thomson ym. 2006, ). Neumann ja Gill (2002) tulkitsivat tutkimustaan siten, että lantionpohjan lihakset ja vatsan syvät tukilihakset (TrA ja sisempi vino vatsalihas) toimivat yhteistyössä eikä niiden aktivaatiota pidä yrittää eriyttää. 2.2.2 Transversus abdominis (TrA) TrA on vatsalihaksista syvin. TrA säikeet kulkevat rankaan nähden poikittain lähtien thoracolumbaalisesta lihaskalvosta, suoliluun harjanteen ja 12. kylkiluun välistä ja yhdistyvät palleaan. Inguinaaliligamentista alkunsa saavat säikeet kaareutuvat alaspäin ja yhtyvät sisemmän vinon vatsalihaksen säikeisiin. TrA muodostaa lannerangan korkeudelle korsettimaisen leveän ja litteän lihas/lihaskalvo rakenteen, jolla on yhteys thoracolumbaalisen lihaskalvon kautta multifidus-lihaksiin ja nikamarakenteisiin. TrA :n supistuessa molemmin puolin, se pienentää abdominaalisen seinämän ympärysmittaa ja nostaa näin IAP:tta sekä thoracolumbaarisen lihaskalvon jännitettä. TrA menettää toonista funtiotaan alaselkävaivojen yhteydessä ja tämä toiminta tulee palauttaa TrAharjoitteiden avulla selkäkivun jälkeen (Hodges 1999). Mikäli pallean ja lantionpohjan lihakset eivät aktivoidu yhdessä TrA:n kanssa, TrA:n supistus vain siirtää sisäelimiä vaikuttaen minimaalisesti IAP:n ja lihaskalvon jännitteessä. (Hodges 2005b). Toiminnallinen yhteistyö näiden lihasten välillä tulee ottaa huomioon harjoittelussa (Hodges 1999).

12 2.2.3 Pallea Pallea on ohut, kupolimainen lihas, joka erottaa rinta- ja vatsaontelon toisistaan. Pallea toimii sisäänhengityslihaksena. Sisäänhengityksen aikana pallea supistuu ja laskeutuu alaspäin. Uloshengityksen aikana pallea rentoutuu. (Kapandji 1997). Pallean suurin osuus rangan hallinnassa on todennäköisesti IAP säätely. Sapsfordin (2004) mukaan pallean ja TrA:n hengitystoiminnan koordinoidulla aktiviteetilla on tärkeä merkitys rangan stabiliteettiä vaativissa kuormituksissa. Sisäänhengityksen aikana pallea jännittyy konsentrisesti kun taas TrA pitenee ja jännittyy eksentrisesti. Uloshengityksen aikana kaava on vastakkainen. Tällä tavalla tooninen aktiviteetti säilyy hengityksen aikana (Kuva 3). Hengityssairauden aiheuttaman hengitystiheyden lisääntyessä pallean ja TrA:n välinen koordinaatio heikkenee. Tähän aktivaation vähenemiseen liittyy myös IAP:n pienentynyt kasvu, joka mitattiin yläraajan toistuvan liikkeen yhteydessä sekä lantion pohjan lihasten vasteen väheneminen (Hodges 2005b). Kuva.3. Syvän tukikorsetin toonisen aktiviteetin säilyminen hengityksen aikana vaatii pallean ja TrA:n koordinaatiota. Sisäänhengityksen aikana pallea jännittyy konsentrisesti kun taas TrA pitenee ja jännittyy eksentrisesti. Uloshengityksen aikana kaava on vastakkainen. (Sapsford 2004) 2.2.4 Lumbaaliset multifidus-lihakset (LM-lihakset) Multifidus-lihakset sijaitsevat alaselän lihaksista mediaalisimmin. Erityisesti niiden syvimmillä säiekimpuilla, jotka yhdistävät kaksi vierekkäistä nikamaa lannerangassa,

13 on lannerangan neutraalialueen ohjaajana ja tukijana on merkittävä osuus. Se on jopa kaksi kolmasosaa koko lihastuesta L4-5 segmentin alueella (Wilken ym. 1995). Lihastuki jäykistää nikamavälejä rangan liikkeissä. Se että, LM-lihaksissa on runsaasti tyyppi I lihassoluja ja LM- lihassäikeillä on suuri poikkipinta-ala (suuret lihassolut), tukevat hypoteesia näiden lihasten toonisesta roolista (Jorgensen ym. 1993). LMlihaksen tyyppi I solujen sisäisen rakenteen muutoksia on todettu alaselkäkipupotilailla. Hides ryhmineen (1994) tutki ultraäänen avulla LM-lihaksia 26 akuutista alaselkäkivusta kärsivältä potilaalta, joilla oli ensimmäisen kerran keskimäärin kaksi viikkoa kestänyt alaselkäkipu, ja 51 terveeltä henkilöltä. Potilailta mitattiin LM-lihakset rangan kummaltakin puolelta L2 tasolta S1 tasolle ja 51 terveiltä mitattiin poikkipintaala L4 tasolta ja 10 henkilöltä L2-L5 tasolta. Potilailta löydettiin selvää poikkipinta-alan epäsymmetrisyyttä, jota ei löytynyt terveiltä henkilöiltä. Pienempi lihas löydettiin oireellisesta nikamavälistä kivuliaalta puolelta ja puoliero rajoittui pääasiassa tähän yhteen nikamatasoon. Puolieron suuruus oli terveillä 31 % selkäkipuisilla ja 3 % terveillä. Hides tutkijaryhmineen (1994) päätteli, että LM-lihasten koon pienentyminen johtuu todennäköisesti kivun aiheuttamasta hermon refleksi-inhibitiosta. 2.3 Kuormittamattomuuden vaikutus syvään tukikorsettiin Kuormituksella on merkitystä alaselkäkivun aiheuttajana (Kukkonen ym. 1997). Biomekaaniset tutkimukset (Nachemson ja Elfström 1970, Wilke ym. 1999) tukevat tätä käsitystä ja ovat johtaneet näyttöön perustuviin menetelmiin lannerankaan kohdistuvien kuormien alentamiseksi. Yleensä mielletään, että kudosvaurion riski on olemassa, kun kuorma on kudoksen voimaa suurempi. Kudosvaurion on katsottu olevan seurausta vartaloon kohdistuvista suurista voimista kuten rankaa kompressoivasta kuormasta, virheellisestä nostosta tai työskentelytavoista. Katsotaan, että lisääntynyt kudoksen kuormitus johtaa kudoksen heikkenemiseen ja sitä seuraavaan kipuun. Ennaltaehkäisyn strategiat korostavat kuormituksen merkitystä ja keskittyvät malleihin, joissa vähennetään rankaan kohdistuvia kuormia ja voimia. Mutta kudosvaurio voi syntyä myös liian vähäisestä kuormituksesta. Richardsonin (2002) mukaan kuormaa vähentävät tilanteet vaikuttavat kuormitusta kantaviin ja ei-kuormitusta kantaviin lihaksiin erilailla. Kuormitusta kantavat, ensisijaiset niveltä suojaavat lihakset ovat taipuvaisia atrofiaan kun taas ei-kuormitusta kantavat lihakset ovat taipuvaisia hypertrofiaan. Kuormitusta

14 kantavien lihasten atrofia voi johtaa vähitellen nivelen rasittumiseen ja lopulta nivelvaurioon ja kipuun. Tämä prosessi voi kestää vuosikymmeniä. Kuormittamattomuudella (deloading) tarkoitetaan kuormituksen vähentämistä tai keskushermostolle tulevaa sensorisen informaation alenemista. Kuormittamattomuudella ei tässä tarkoiteta yleisen aktivaatiotason alenemista, vaan kuormituksen puutetta. Muskuloskeletaarinen häiriö voi syntyä luurangon kuormittamattomuuden seurauksena tilanteissa, joissa hermojärjestelmä ei saa painovoimaa ja kuormaa koskevaa sensorista informaatiota. Tämä johtaa painovoimaa vastustavien kuormitusta kantavien lihasten toiminnan häiriintymiseen ja heikkenemiseen. Kyseiset lihakset tulevat vähemmän aktiiviseksi ja alkavat toimia enemmän faasisesti, muuttaen nivelen kuormitusmalleja ja siten kehittäen nivelvaurion mahdollisuutta pitkällä aikavälillä. (Richadsson 2002) Kuormittamattomuus vaikuttaa kuormitusta kantaviin lihaksiin siten, että tyyppi I (hitaat solut) säikeet korvautuvat helpommin väsyvillä tyyppi II (nopeat solut) säikeillä (Fitts ym. 2000, LeBlanc ym. 2000). Lihassoluja on kahta eri tyyppiä ja solutyyppien suhde määrää lihaksen kyvyn suorittaa sille tyypillisiä tehtäviä. Paikallisten selkärankaa tukevien lihasten tulee pystyä työskentelemään pitkään väsymättä ja ne sisältävät paljon tyyppi I lihassoluja. Pinnallisilta lihaksilta vaaditaan taas nopeata voimantuottoa ja ne sisältävät paljon tyyppi II lihassoluja. Tyyppi II lihasyyt soveltuvat lyhytaikaiseen tehokkaaseen lihastyöhön. (Galley ja Forster 1988, Rissanen ja Savolainen 1992). Richardsson (2002) on esittänyt hypoteesin kuormittamattomuuden vaikutuksesta syviin tukilihaksiin. Taulukkoon 2 on koottu kuormittamattomuuden aiheuttamat muutokset lihaksistossa.

15 Taulukko 2. Kuormittamattomuuden aiheuttamat muutokset lihaksistossa Lihastyyppi Kuormittamattomuuden vaikutus Painovoimaa vastustavat, kuormitusta kantavat lihakset Kineettisessä ketjussa yhteen niveleen vaikuttavat lihakset ja paikalliset lihakset Vähenee Ei kuormaa kantavat lihakset Moneen niveleen vaikuttavat, monitoimintaiset lihakset Ei muutosta, kasvaa Lihassolu tyypin muutos Motoristen yksiköiden muutos Hitaat lihassolut korvautuvat nopeilla Tooniset yksiköt korvautuvat faasisilla Ei muutosta Faasiset yksiköt korvautuvat toonisilla Väsymisherkkyys Kasvaa Vähenee Elämäntapatekijöistä väärät pysty- ja istuma-asennot aiheuttavat lihasten kuormittamattomuutta ja voivat aiheuttaa pitkällä aikavälillä tuki- ja liikuntaelinongelmia. Esimerkiksi jos ihminen antaa periksi painovoimalle päivittäisissä toiminnoissaan kuten istuu huonossa kumarassa asennossa katsellessaan televisiota tai työskennellessään tietokoneella, voi tämä johtaa selkäkivun kehittymiseen. (O Sullivan ym. 2002, Sahrman 2002). Lisääntynyt etukumara, staattinen asento sekä istuttaessa (kuva 1.) että seistessä voivat tämän teorian mukaan johtaa nivelvaurioon ja kipuun. Tyypillistä tälle asennolle on, että vartalo vähitellen rentoutuu etukumaraan asentoon ja omaksuu sen. (O Sullivan ym. 2002). Sahrman (2002) on esittänyt, että etukumarassa asennossa kuormitusta kantava keskivartalon ekstensiojärjestelmä heikkenee ja järjestelmän lihakset pitenevät vähitellen. Tämä vaikuttaa epäedullisesti lihasten kykyyn supistua ja tukea lumbopelvistä aluetta. Kissoilla tehdyissä EMG tutkimuksissa paikallisen multifiduslihaksen aktivaatio väheni lannerangan ollessa koukistuneena. Jo kolmessa minuutissa asento aiheutti löyhyyttä viskoelastisissa kudoksissa ja LM-lihas alkoi laukaista faasisia epäsäännöllisiä supistuspurkauksia, menettäen niveltä suojaavan roolinsa.(williams ym. 2000).

16 2.3.1 Lantionpohjan lihakset Oikein toimiva lantionpohjan lihaksisto on tärkeä hyvinvoinnille. Lantionpohjan lihaksia tarvitaan muun muassa virtsanpidätyskyvyn, normaalin ulostamisen, ulosteenpidätyskyvyn, yhdynnän ja synnytyksen yhteydessä. Lisäksi lantionpohjan lihaksia tarvitaan toiminnoissa, joissa vatsaontelon paine kasvaa, jolloin lihasten painetta vastustava tehtävä on merkittävä. Tällaisia toimintoja ovat muun muassa yskiminen, aivastaminen, nostaminen ja voimistelu. (Sapsford 2001a ja 2004; Höfler 2001). Lantionpohjanlihakset tukevat lantion alueen sisäelimiä, mikä on erittäin tärkeää tehostetussa uloshengityksessä ja IAP:n säätelyssä. Lantionpohjan lihakset vaikuttavat eniten selän tukeen juuri tämän jälkimmäisen mekanismin kautta. (Hodges 2005b) Lantionpohjan lihasten aktivaatiota on rekisteröity ennen raajan liikettä. Aktivaatio on riippumaton raajan liikkeen suunnasta. Lisäksi on havaittu toonista aktivaatiota toistetun yläraajan liikkeen aikana (Hodges 2005a). Hodgesin tutkimusryhmä löysi myöhemmin tehdyssä tutkimuksessa (2007) lantionpohjan lihasten EMG-aktivaatiotason nousua myös hengityksen, erityisesti uloshengityksen aikana. Lantionpohjan lihasten voidaan katsoa avustavan sekä asentoa ylläpitävää että hengitystoimintaa (Hodges ym. 2007). Sapsfordin ym. (2001b) tutkimuksissa havaittiin lantionpohjan lihasten supistusta kaikkien vatsalihasten aktivaation aikana, eristetyn TrA supistuksen aikana havaittiin lantionpohjan lihasten submaksimaalinen supistus ja tämä spesifisyys oli parempi rangan ollessa neutraali asennossa kuin lantio taakse kallistettuna. Lantionpohjan lihakset ovat osittain tahdonalaisia lihaksia, joten niiden hyvä tunto- ja hallintakyky edellyttävät aktiivista harjoittelua läpi elämän. On tärkeää, että lantionpohjan lihasten toimintahäiriöitä osattaisiin ennaltaehkäistä, tunnistaa ja hoitaa mahdollisimman varhaisessa vaiheessa. (Sapsford ym. 2001b; Höfler 2001) 2.3.2 Lantionpohjan lihasten rakenne ja toiminta Lantionpohja muodostuu kolmesta päällekkäisestä lihaskerroksesta, jotka ovat suunnilleen kämmenen paksuiset. Se jaetaan välipohjan, alapohjan sekä suolen ja sukuelinten sulkijalihaksiin (sulkijalihaskerros). Syvimmän kerroksen (välipohja)

17 lihassäikeet kulkevat edestä taakse, keskimmäisen (alapohja) poikittain ja uloimman sulkijalihaskerroksen taas edestä taakse. Näin lihakset muodostavat ristikkomaisen lujan rakenteen. Kokonaisuudessaan lantionpohjan lihakset ulottuvat häpyluusta häntäluuhun asti ja rajoittuvat sivuilla istuinkyhmyihin. (Budowick ym. 1994; Höfler 2001). Lantionpohjan suurin lihasryhmä on suppilomainen lihaslevy, lantion välipohja (kuva 4), joka sulkee lantion alhaalta (lantion ala-aukeama). Sen leveä yläosa on vasten pikkulantion sivuseinämiä ja kapea alaosa ympäröi peräsuolen alinta osaa. Lantion välipohjan lihaksia ovat peräaukon kohottajalihas ja häntälihas. Nämä lihakset muodostavat lantio-ontelon pohjan ja pitävät lantion alueen sisäelimiä paikoillaan. Ne estävät lantion sisältöä painumasta alaspäin vatsaontelon paineen kasvaessa. Peräaukon kohottajalihas nostaa lantionpohjaa ylöspäin ja supistaa samalla osaa peräsuolesta. Lantion jäntevyys riippuu pitkälti tästä kannattajalihaksesta. (Bjålie ym. 1999; Budowick ym. 1994; Höfler 2001). Lantion etuosassa lantionpohjaa vahvistaa voimakas lihas- ja sidekudoslevy, lantion alapohja, joka on muodostunut tiheästä sidekudoksesta ja sen päällä olevista ristikkäisistä lihaksista. Näihin kuuluvat välilihan poikittaislihas, istuinluupaisuvaislihas ja paisuvaislihas. Välilihan poikittaislihas pitää lantion alapohjan sidekudoslevyn pingottuneena. Istuinluu-paisuvaislihakset ja paisuvaislihakset sijaitsevat emättimen ympärillä ja ne osallistuvat paisuvaiskudoksen toimintaan. Paisuvaislihaksella on myös vähäinen emätintä supistava vaikutus. Lantion alapohjassa sijaitsee myös tahdonalainen virtsaputkensulkijalihas. (Budowick ym. 1994; Bjålie ym. 1999) Pintakerroksen, joka on välittömästi ihon alla, muodostavat sulkijalihakset ja ulkoisten sukuelinten lihakset. Tämä sulkijalihaskerros kulkee emättimen eteisen ympäri ja supistaa vulvaa sekä paisuvaista, joka sijaitsee pienten häpyhuulien juuressa. Tämä lihas tukee virtsaputkea ympäröivää sulkijalihasta. Peräaukon ulompi ja sisempi sulkijalihas sijaitsevat peräukon kohottajalihakset alapuolella. Niiden tehtävänä on sulkea tiiviisti suolen pää, joten ne ovat jatkuvasti supistuneena paitsi suolta tyhjennettäessä. (Höfler 2001)

18 Kuva 4. Lantion välipohjan lihakset edestä (ylhäällä) ja sivusta (alhaalla) (Höfler 2001). Lantionpohjan lihasten koordinoitu aktiviteetti on välttämätöntä lanneselän alueen syvälle lihastukitoiminnalle (Hodges 2004). 2.3.3 Istuminen ja lantionpohjan lihakset Selkäpyöreänä istuma-asennolla näyttäisi tutkimusten mukaan olevan vaikutusta syviin rangan tukilihaksiin. Syvien tukilihasten aktivaatiotaso heikkenee ja tästä seuraa

19 huonontunut alaselän stabiliteetti. (Hodges 2004, 0 Sullivan ym. 2002 ja 2006, Sapsford ym. 2006). Vartalon asennolla on merkitystä lantionpohjan lihasten aktiviteettiin. Lantiopohjan lihasten aktiviteetti kohoaa kun noustaan makuulta istumaan ja istumasta seisomaan (O Sullivan ym. 2002). Lantionpohjan lihakset kuuluvat keskivartalon ns. syvään lihastukijärjestelmään ja myötävaikuttavat virtsanpidätyskykyyn, lantion elinten toimintaan, vatsan sisäisen paineen tuottamiseen sekä lumbopelviseen stabiliteettiin (Sapsford ym. 2006). Lantion pohjan lihasten toimintahäiriö voi johtaa virtsan ja ulosteen pidätyskyvyn ongelmiin, vaginaaliseen laskeumaan tai selkävaivaan (O Sullivan ym. 2002, Sapsford ym. 2006). Hodges (2004) toteaa, että lantionpohjan lihasten koordinoitu aktiviteetti on tärkeä lanneselän stabilisaatiomekanismin toiminnalle ja että lantionpohjan lihasten toimintakyky vaikuttaa selän hyvinvointiin. Finkelstein (2002) on tutkimuksissaan todennut, että inkontinenssista kärsivillä, naisilla ja miehillä on kaksinkertainen riski sairastua alaselkäkipuun verrattuna kontinentteihin. 2.3.4 Lantionpohjan lihasten toimintahäiriöt Lantionpohjaa voi kutsua luuston muodostaman tukikehikon sisällä olevaksi toimintayksiköksi. Toimintayksikön muodostavat lihakset, sidekudosrakenteet, verisuonet ja hermot ja jonkun osatekijän pettäminen voi johtaa virtsan- tai ulosteenkarkailuun, erilaisiin laskeumiin, ummetukseen, ulostamisvaikeuteen, lantionalueen kiputiloihin sekä seksuaalielämän ongelmiin. Lantionpohjan lihaksissa tulee olla pysyvä aktiviteetti, joka pystyy vastustamaan vatsaontelon äkillisen paineennousun, tukee virtsarakkoa, kohtua, emätintä sekä peräsuolta, vaikuttaa positiivisesti seksuaalielämään sekä mahdollistaa hallitun rakon ja suolen tyhjentymisen.(metsola ja Raivio 2002) Naisella on sukupuolensa perusteella 3-8 kertainen riski virtsankarkailuun mieheen verrattuna. Muita riskitekijöitä ovat perimä, synnytys/raskaus, ylipaino, pitkäkestoinen lantionpohjaa kuormittava raskas työ, paljon hyppyjä sisältävä liikuntaharrastus, pitkittynyt keuhkosairaus, tupakointi, hormonaaliset tekijät, virtsatieinfektiot sekä lääkitys. Ainakin viidennekselle naisista ilmaantuu joskus elämänsä aikana, esimerkiksi synnytyksen jälkeen laskeumia. Laskeumat syntyvät, kun lantionpohjan sidekudos- ja lihasrakenne heikentyy ja synnytinelimiä sekä muita vatsaontelon pohjan elimiä kannattava tuki pettää. Ne alkavat useimmiten oireilla painontunteena alavatsassa ja näkyvät emättimestä ulos työntyvinä pullistumina.

20 Laskeumiin liittyy usein joko virtsarakon tyhjenemisvaikeus tai virtsan pidätyskyvyn huonontuminen eli virtsainkontinenssi. (Mäkinen 2004). Virtsankarkailu on länsimainen naisen ongelma. Duodecimin (2006) mukaan 20 prosenttia 25-60-vuotiaista ja 59 prosenttia yli 70-vuotiaista suomalaisista naisista kärsii virtsankarkailusta. 2.3.5 Lannerangan hallinnan edellytykset ja toimintahäiriöt lihasten välillä Paikallisten ja pinnallisten lihasten yhteistyössä kaikki vartalon lihakset vaikuttavat lopputulokseen, mutta jokaisen rooli on erilainen ja kaikkia tarvitaan optimaalisen toiminnan saavuttamiseksi. Kumpikaan lihasryhmä ei voi yksinään tarjota optimaalista selkärangan hallintaa, vaan molempien järjestelmien tulee olla tasavertaisia vastatakseen selkärangan terveyden vaatimuksiin. Näin ei ole alaselkäkivun yhteydessä. Paikallisissa ja pinallisissa tukilihaksissa on todettu toimintahäiriöitä liittyen akuuttiin ja krooniseen alaselkäkipuun. Akuutissa kivussa lokaalisten lihasten aktivoitumisen on todettu viivästyneen ja muuttuneen liikesuuntariippuvaiseksi. Esimerkiksi lumbaalisten multifidus-lihasten osalta on todettu jopa 30 % poikkipinta-alan segmentäärinen pienentyminen kivun puolella ja aktivaation muuttuneen suuntariippuvaiseksi. Pinnallisten lihasten toiminnassa ongelma on yleensä agonisti-synergisti lihasten muuttunut aktivoitumisjärjestys. Molempien lihasten aktivoitumiskynnys nousee eli ne tarvitsevat aktivoituakseen normaalia suuremman ulkoisen ärsykkeen. Tämän vuoksi ongelmat ilmaantuvat yleensä päivittäisten toimintojen ja kevyiden fyysisten suoritusten yhteydessä. Kyseessä ei niinkään ole lihastenheikkous, vaan riittämätön motoristen yksiköiden aktivoituminen alhaisilla kuormitustasoilla. Paikallisten lihasten toimintahäiriöön liittyen oire (kipu, väsyminen, puutuminen) ilmaantuu päivittäisissä toiminnoissa, joissa on pieni ulkoinen kuorma ja oire ei ole liikespesifi. Pinnallisten lihasten toimintahäiriö liittyy yleensä tiettyyn liikesuuntaan. (Hodges 2005a). Liikkeen säätelyjärjestelmän häiriöistä johtuen selkäkipua potevilla on todettu lihasten reaktioaikojen hidastumista, paradoksaalista lihasten aktivoitumista ja jatkuvaa pinnallisten lihasten suojajännitystä. Keskivartalon lihasten toiminnalliset erot näkyvät myös toimintahäiriöiden eroina. (Comerford ym. 2005 Taulukko 3).

21 Taulukko 3. Paikallisten pinnallisten lihasten toimintahäiriö (Comerford ym. 2005) Paikalliset (syvät) tukilihakset Pinnalliset tukilihakset Pinnalliset liikuttajalihakset viivästynyt ajoitus kipu inhibitio lihasjänteys huono segm. kontrolli neutraali asennossa huono kestävyys huono tooninen rekrytoituminen yliaktiviteetti alhaisilla kuormitustasoilla kipu spasmi Kivun helpottuessa liikkeen säätelyjärjestelmän häiriöt eivät välttämättä automaattisesti palaudu ja tutkimusten valossa tämän on ajateltu olevan yksi selkäkivun kroonistumista aiheuttava tekijä. Lihastoiminnan uudelleen kouluttaminen ja virheellisistä liikemalleista poisoppiminen ovat tärkeitä kivun uusiutumisen ja/tai kroonistumisen ennaltaehkäisyn kannalta. (Comerford ym. 2005) 2.4 Istuma-asentojen lihasaktiivisuuden arviointi O Sullivanin ryhmä (2002) tutki pinta EMG:n avulla kahden seisoma- ja kahden istuma-asennon vaikutusta vartalon lihaksiin. Koehenkilöitä oli kymmenen naista ja kymmenen miestä, joiden keski-ikä oli 28 vuotta. Koeasetelmassa he seisoivat ns. hyväryhtisenä, selkä suorana sekä huonoryhtisenä, lantio eteen työntyneenä ja istuivat hyväryhtisenä, selkä keskiasennossa sekä huonoryhtisenä, selkä pyöreänä. Selän asento määriteltiin kolmen markkerin (olkalisäke, lannenikaman L1 okahaarake sekä reisiluun iso kyhmy) ja niiden muodostamien kulmien avulla. Lähtökohtana oli, että ns. huonot eli passiiviset asennot, seisten lantio edessä ja istuen selkä pyöreänä, pahentavat selkäpotilaiden kipuilua, koska niissä on heikko lumbopelvinen tuki. Kaikissa neljässä asennossa mitattiin pintaelektrodeilla lanneselän multifiduslihasten, molempien vinojen vatsalihasten, suorien vatsalihasten sekä selän ojentajalihasten aktiviteettia. Tulokseksi saatiin, että passiiviset asennot inaktivoivat selän tukilihaksia. Hyvä seisoma- ja istumaasento lisäsivät merkitsevästi selän multifidus-, selän ojentajalihasten sekä sisempien

22 vinojen vatsalihasten aktiviteettia kun huono seisoma- ja istuma-asento vähensivät näiden lihasten aktiviteettia. Tutkimustulos tuki hypoteesia, että lumbopelvinen tukilihaksisto toimii aktiivisemmin hyväryhtisessä pystyasennossa ja vahvisti käsitystä, että kliinisesti on tärkeätä ohjata selkäkipupotilaalle selän tukeen vaikuttavat hyvät pystyasennot. O Sullivan ryhmä (2006) vertasi lanneranka-lantion asentoa ja vartalon lihasten aktivaatiota kahdessa eri suorassa istuma-asennossa (rintaranka yliojennuttuna ja lannerangassa neutraaliasento) verrattuna selkäpyöreänä (slump) istuma-asentoon. Keski-iältään 32-vuotiailta, selästään terveiltä koehenkilöltä (13 miestä ja 9 naista) mitattiin lannerangan kaaret sekä pinta EMG:llä kuusi keskivartalon lihasparia näissä kolmessa eri istuma-asennossa. Tulokseksi saatiin, että rintaranka yliojennetussa istuma-asennossa rintarangan ekstensio yli merkitsevästi suurempi, lannerangan ojennus ja lantion eteenkallistus (anteriorinen tiltti) olivat merkitsevästi pienemmät kuin neutraalissa istuma-asennossa. Rintaranka yliojennettuna ja selkä pyöreänä istumaasennot vaikuttivat samansuuntaisesti vartalon lihaksistoon, alaselän multifidukset ja sisempi vino vatsalihas olivat merkitsevästi vähemmän aktiivisia ja selän ojentajalihakset sekä ulompi vino vatsalihas olivat merkitsevästi aktiivisempia kuin selkä neutraaliasennossa istuttaessa. Tutkimustulos tukee väitettä, että eri istumaasennot vaikuttavat eri tavoin vartalon lihasten aktiviteettiin. Rintaranka yliojentuneena tai selkä pyöreänä istuminen inhiboivat paikallisten syvien lihasten toimintaa ja aktivoivat pinnallisten lihasten toimintaa. TrA lihas toimii synergiassa lantionpohjan lihasten kanssa siten, että lantion pohjan lihasten supistus lisää TrA lihaksen aktiviteettia ja päinvastoin (Sapsford ym. 2001b, Sapsford 2004). Tutkimuksessa, jossa verrattiin kolmen: 1) selkä pyöreänä ja tuettuna 2) selkä suorana ilman tukea 3) selkä hyvin suorana/pitkänä (istu kuin tanssija ) ilman tukea istuma-asennon vaikutuksia EMG:llä mitattuna lantionpohjan lihaksistoon sekä sisempiin ja ulompiin vinoihin vatsalihaksiin. Lantionpohjan lihaksiston EMG aktiivisuutta mitattiin intravaginaalisella Periform -elektrodilla. Koehenkilöitä tutkimuksessa oli kahdeksan naista, keski-ikä 46 vuotta ja synnytyksiä heillä oli keskimäärin 3. Tulokseksi saatiin, että lantionpohjan lihasten EMG aktiivisuus lisääntyi merkitsevästi selkäpyöreänä istuma-asennosta siirryttäessä selkä suorana istumaasentoihin: Selkä pyöreänä istuma-asennon prosentuaalinen keskiarvo oli 7 %, selkä

23 suorana ilman tukea 13 % ja selkä erittäin pitkänä 24 %. Näiden kolmen eri istumaasennon EMG-aktiivisuuden keskiarvo laskettiin prosentteina suhteutettuna henkilön maksimaaliseen supistukseen istuma-asennossa. Molemmissa vinoissa vatsalihasryhmissä myös aktiivisuus kasvoi ojentuneen istuma-asennon myötä, mutta nämä tulokset eivät olleet tilastollisesti merkitseviä. Yhteenvetona tutkijaryhmä toteaa molempien ilman tukea olevien istuma-asentojen vaativan paremman lantionpohjan lihasten aktiivisuuden kuin tuettu istuma-asento.(sapsford ym. 2006). Istumisen ja selkävaivojen yhteyttä ei löytynyt Hartvigsenin ja kumppanien (2000) kirjallisuuskatsauksessa. He keräsivät vuosien 1985-1997 välisenä aikana kaikki epidemiologiset tutkimukset, joissa esiintyivät sanat alaselkävaiva, työ, istuminen ja istumatyö. Katsauksessa todettiin, että näistä vain kahdeksan tutkimusta oli laadukkaita tutkimuksia, joissa oli riittävä otos, selkeä määritelmä alaselkävaivoista sekä että niissä oli tehty selkeä tilastollinen analyysi. Laadusta huolimatta vain yhdessä tutkimuksessa löytyi selvä yhteys selkävaivojen ja istumatyön välillä. Yhteenvedossa tutkimuksen tekijät totesivat, että tämä laaja-alainen epidemiologinen kirjallisuuskatsaus ei tukenut yleistä käsitystä istumatyön ja selkävaivojen yhteydestä. Kanadassa tehtiin tutkimus, jolla haluttiin selvittää terapiapallon päällä istumisen ja tavallisen puujakkaran päällä istumisen eroa. Kahdeksan nuorta miestä, keski-ikä 24 vuotta, istuivat 30 minuuttia terapiapallon päällä sekä 30 minuuttia puujakkaran päällä ja katsoivat tv:tä. Heiltä mitattiin joka viiden minuutin välein EMG:llä keskivartalon lihasten aktiviteetti 14 lihaksesta sekä kolme-dimensionaalinen selän asento, jonka perusteella arvioitiin selkärangan kuormitus ja stabiliteetti. Tutkimuksen tulos oli, ettei lihasten aktivaatiotasoissa ollut eroa terapiapallon ja puujakkaran päällä istuttaessa. Stabiliteetti ja kuormitus mittauksissa ei myöskään tullut selkeää eroa. Tutkijaryhmä totesi tuloksia tulkitessaan, että pitkäkestoinen dynaaminen, epästabiilin alustavan päällä istuminen ei tilastollisesti vaikuta keskivartalon lihasten aktiviteettiin, selkärangan asentoon tai stabiliteettiin eikä muuta selkärangan kuormitusta. (McGill ym. 2005) Selän kuormitustutkimuksissa käytetään usein termiä neutraali selän asento. Clausin työryhmä (2007) selvitti mitä tarkoitetaan selän neutraalilla istuma-asennolla ja miten kolme erilaista istuma-asentoa vaikuttaa selän kaariin ja niitä ympäröivien lihasten

24 aktiviteettiin. Tutkimuksen ensimmäinen osa muodostui kolmen erilaisen ns. normaalin eli neutraalin istuma-asennon 1) lauta selkä 2) pitkä lannenotko 3) lyhyt lannenotko kaarien mittaamisesta. Mittauksessa käytettiin hyväksi kolmedimensionaalista elekromagneettista analyysimenetelmää. Tämän jälkeen tutkimuksen toinen osa koostui näissä kolmessa istuma-asennossa mitatuista vatsa- ja selkälihasten EMG-aktiivisuudesta. Lihasten EMG-aktiivisuuden keskiarvo laskettiin prosentteina suhteutettuna henkilön maksimaaliseen supistukseen. Koehenkilönä oli kymmenen miestä. Tulokseksi saatiin, että multifiduslihaksen syvät sekä pinnalliset säikeet (L 4 nikama taso) aktivoituivat merkitsevästi parhaiten lyhyen lordoosin istuma-asennossa. Iliocostalis lihas aktivoitui parhaiten pitkän lannenotkon istuma-asennossa kun mitattiin EMG rintarangan alueelta ja lihas aktivoitui heikommin lauta selkä asennossa kun mitattiin EMG lannerangan alueelta. Ulommat vinot ja suorat vatsalihakset aktivoituvat pitkän lannenotkon asennossa paremmin kuin lyhyen lannenotkon ja suoran selän asennoissa. Sisemmän vinon vatsalihaksen EMG-aktiviteetti oli korkein lyhyen lannenotkon asennoissa, mutta tämä ei ollut tilastollisesti merkitsevä. Pitkän selkälihaksen ja TrA lihaksen EMG-aktiivisuudessa ei ollut eroa asentojen välillä. Koehenkilöille oli vaikein hahmottaa lyhyt lannenotko istuma-asento ja se vaati eniten manuaalista ohjausta. Tutkijoiden mielestä lyhyt lannenotko asentona soveltuu terapiakäyttöön kun halutaan ohjata hyvä segmentaarinen lanneselän tuki, mutta muuten se vaikuttaa tarpeettoman vaikealta. 2.4.1 EMG lihasten toiminnan tutkimisessa EMG on lihaksen sähköisen aktiivisuuden mittaamista. Lihassolujen pinnalla leviävä aktiopotentiaali välittyy solua ympäröiviin kudoksiin iholle asti (Kangas 1998). Aktiopotentiaali on pitkin hermosolun aksonia tai lihassolun solukalvoa etenevä, informaatiota siirtävä jännitteen muutos (Lääketieteen termit 2002). Lihaksen pinnalta voidaan rekisteröidä aktiopotentiaalit erilaisilla elektrodeilla. Rekisteröityvää signaalia kutsutaan elektromyogammiksi (EMG). EMG-signaali muodostuu yksittäisten motoristen yksiköiden summailmiöstä (Kangas 1998). Lihaksen pinnalta mitattu jännite korreloi lihasjännityksen kanssa: mitä voimakkaammin lihas on jännittynyt, sitä suurempi aktiivisuus ihon pinnalta on mitattavissa. Voiman tuoton lisääntyessä EMG voimistuu lineaarisesti.

25 EMG-signaaliin vaikuttavat motoristen yksiköiden määrä, niiden aktiivisuus, lihaksen ympärillä olevan rasvakudoksen paksuus ja lihaksen lämpötila, poikkipinta-ala ja pituus. Elektrodien tyyppi, koko, asettelu, muoto ja EMG-laitteiden vahvistimet ja suodattimet voivat muuttaa signaalin muotoa ja suuruutta. (Häkkinen 1990). EMG:tä on käytetty urheilussa, työterveyshuollossa ja kuntoutuksessa mittaamaan luurankolihaksen aktiviteettia ja sitä kautta on pyritty määrittelemään lihaksen voima. Tärkeätä on kuitenkin muistaa, että EMG mittaa lihaksen sähköistä toimintaa eikä se ole sama kuin lihaksen mekaaninen toiminta tai manuaalinen palpaatio. EMG-mittauksissa käytetään yleensä pinta-elekrodeja. Ihon pinnalta mitattaessa mittausparametrit kuten ihon paksuus, ihonalainen rasva ja lihasmassan määrä vaikuttavat mittaustulokseen ja sen vuoksi ihon pinnalta pystytään mittaamaan vain suhteellisia arvoja. Vertailua eri kanavien, eri henkilöiden tai edes saman henkilön eri mittauskertojen välillä ei pidä tehdä. (Rauas ja Ketola 1997) Madill ja McLean (2006) tekivät tutkimuksen, jossa selvitettiin vatsalihasten ja lantionpohjan lihasten EMG aktivoitumista intravaginaalisen paineen aikana. Intravaginaalista painetta mitattiin FemiScan elektrodilla. Viisitoista tervettä naista suoritti ensin eri vatsalihaksen sekä lantionpohjan lihasten maksimaaliset supistukset selinmakuulla. Tuloksissa näkyi suuri prosentuaalinen yksilöllinen vaihtelu vaikka kaikki olivat terveitä ja kontinentteja. Maksimi-arvoihin suhteutettuna laskettiin prosentuaalisesti kullekin koehenkilölle lihasten EMG aktiivisuus. Keskiarvoja verrattiin keskenään. Aktiivisimmin lantionpohjan lihasten kanssa toimi yhdessä sisempi vino vatsalihas, TrA ja suora vatsalihas. Aukee (2003) on todennut, että EMG soveltuu hyvin lantionpohjan lihasten toiminnan mittaamiseen. Elektrodin muoto ja sijoitus vaikuttavat tulokseen. Vaaditaan kuitenkin lisää tutkimuksia, jotta EMG:tä voidaan käyttää diagnostisessa mielessä. Modernin teknologian avulla on pystytty kehittämään kotikäyttöön EMG-mittaukseen perustuva lantionpohjan lihasten interaktiivinen biopalaute, FemiScan-harjoittelulaite. (Aukee 2003).

26 3 TUTKIMUKSEN TARKOITUS Tämän tutkimuksen tavoitteena on selvittää elektromyografian avulla vaginaelektrodia käyttäen yhdellä mittauskerralla terveillä naisfysioterapiaopiskelijoilla tapahtuvat lantionpohjan lihasten aktiivisuustasonmuutokset eri istuma-asennoissa. Erityisesti selvitetään 1. Kuinka eri istuma-asennot vaikuttavat lantionpohjan lihasten tooniseen aktiviteettiin 2. Inaktivoiko huono istuma-asento lantionpohjanlihaksia

27 4 AINEISTO JA MENETELMÄT 4.1 Tutkittavat Lupa tutkimuksen tekemiseen on saatu Pirkanmaan ammattikorkeakoulusta (PIRAMK:sta). Tutkimus eteni siten, että lokakuussa 2005 tehtiin pilottimittaukset Tampereen yliopistollisessa keskussairaalassa (TAYS:ssa). Marraskuussa 2005 tapahtui tutkimusryhmäläisten rekrytointi PIRAMK:n fysioterapiaopiskelijoista, jonka jälkeen suoritettiin varsinaiset mittaukset PIRAMK:ssa. Kun PIRAMK:sta oli saatu lupa tutkimuksen tekemiseen, järjestettiin fysioterapeuttiopiskelijoille (ft-opiskelijoille) tutkimukseen rekrytointitilaisuus. Tilaisuudessa luennoitiin aiheesta: " Vartalon syvä lihaksisto ja lantionpohja - The abdominal capsule" ja kerrotiin samalla tutkimuksesta sekä jaettiin kiinnostuneille tutkimustiedotteen (liite1) ja taustatietokyselylomakkeen (liite2). Kelpoisuus tutkimukseen kartoitettiin rekrytointitilaisuudessa taustatietokyselylomakkeella. Tutkimukseen hyväksytyt eivät saaneet olla aktiiviurheilijoita, koska aktiiviurheilijoilla on kliinisesti todettu olevan korkeampi lantiopohjan lihasten EMG-aktiivisuus kuin ei aktiiviurheilijoilla (Kruger ja Murphy 2004). Tutkimukseen hyväksyttyjen tuli olla ollut sukupuoliyhteydessä tai käyttänyt tamponeita, koska mittauksissa käytettiin lantionpohjan lihaksistolle kehitettyä emättimensisäistä vaginamittaria. Rekrytointitilaisuudessa yhdeksäntoista (19) ft-naisopiskelijaa kiinnostui tutkimukseen osallistumisesta ja täytti taustatietolomakkeen. Lomakkeessa kysyttiin ikä, paino, pituus, liikunnan määrä/ laatu, selkävaivat, synnytykset sekä onko ollut sukupuoliyhteydessä / käyttänyt tamponeita. Kaikki yhdeksäntoista lomakkeen palauttajaa täytti kelpoisuusehdot ja heidän kanssaan sovittiin tutkimuksen mittausajankohta rekrytointitilaisuuden päätteeksi. 4.2. Pilottimittaukset Pilottimittaukset suoritettiin TAYS:ssa. Mittaajana toimi kokenut fysioterapeutti, jolla on myös hyvä käytännön tuntemus lantionpohjan lihasten EMG-aktiviteetin mittauksiin. Pilottimittauksiin osallistui kaksi fysioterapiaopiskelijaa, molemmat synnyttämättömiä, terveitä naisia. Pilottimittauksissa fysioterapeutti ohjasi opiskelijoille vaginaeletrodin