Lonkan loitonnusvoiman ja jalan ojennusvoiman yhteys polven dynaamiseen valgukseen

Lonkan loitonnusvoiman ja jalan ojennusvoiman yhteys polven dynaamiseen valgukseen Janne Välimaa Liikuntalääketiede Itä-Suomenyliopisto Lääketieteen laitos Joulukuu 2015

ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO, Terveystieteiden tiedekunta Lääketieteen laitos Liikuntalääketiede VÄLIMAA, JANNE: Lonkan loitonnusvoiman ja jalan ojennusvoiman yhteys polven dynaamiseen valgukseen Pro gradu -tutkielma, 54 sivua, 1 liite (1 sivua) Ohjaajat: FT, dos Mika Venojärvi, FT Kati Pasanen, LitT Juha-Pekka Kulmala Joulukuu 2015 Polvivammat ovat yleisimpiä tapaturmia ja urheiluvammoja. Ne ovat kalliita hoitokuluiltaan ja lisäävät uusien vammojen riskiä, kuten nivelrikko. Kontaktittomien eturistisidevammojen yhdeksi ennustavaksi tekijäksi on todettu polven dynaaminen valgusliike. Kontaktittomia eturistisidevammoja esiintyy eniten lajeissa, joissa liikesuorituksiin sisältyy hypyistä alastuloja ja toistuvia suunnanmuutoksia. Tämän tutkielman tavoitteena on selvittää onko lonkan loitonnusvoimalla ja jalan ojennusvoimalla yhteyttä polven dynaamiseen valgukseen ja sitä kautta polvenhallintaan. Tutkielman koehenkilöt (n=141) olivat kansallisen tason nuoria urheilijoita (salibandy, koripallo, jääkiekko), joiden iän keskiarvo oli 17,9 vuotta (SD 4,2). Polvenhallinta määritettiin polven abduktiokulman arvoilla yhden jalan kyykyistä sekä yhden että kahden jalan pudotushypyistä. Abduktiokulman määrittämiseen käytettiin videoanalyysiä. Tutkielman toissijainen polvenhallinan arviointi on fysioterapeutin silmämääräinen arviointi samoista liikesuorituksista. Lonkan loitonnusvoima mitattiin käsikäyttöisellä dynamometrillä ja jalan ojennusvoiman mittaukseen käytettiin jalkaprässiä. Polven abduktiokulman keskiarvo kasvoi mitatuissa suorituksissa järjestyksessä yhden jalan kyykky (vasen = 166, oikea = 164 ), yhden jalan pudotushyppy (v = 173, o = 172 ) ja kahden jalan pudotushyppy (v = 174, o = 172 ) kertoen suoritusten haastavuuden järjestyksestä. Fysioterapeutin silmämääräinen arvio korreloi polven abduktiokulman arvojen kanssa merkittävästi (r = -0,417-0,611; p = <0,001). Lonkan loitonnusvoiman keskiarvo koehenkilöryhmällä oli vasemmalla puolella 10 kg (SD 2,4) ja oikealla puolella 10,6 kg (SD 2,5) ja jalan ojennusvoiman 152 kg (SD 49 kg). Polven abduktiokulman ja voima-arvojen korrelaatiot olivat vaihtelevia ja puolieroa oli havaittavissa. Korrelaatio vahvistuu tarkasteltaessa voimien suhteellisia arvoja ja selkein korrelaatio havaitaan kahden jalan pudotushypyssä, jossa lonkanloitonnusvoiman korrelaatio polven abduktiokulman kanssa oli vasemman jalan kohdalla r = -0,227 (p = 0,007) ja oikean r = -0,208 (p = 0,014). Vastaava korrelaatio jalan ojennusvoiman osalta oli r = -0,199 (p = 0,019). Tutkielman tuloksista ei voida todeta, että lonkan loitonnusvoimalla tai jalan ojennusvoimalla olisi suora yhteys polven abduktiokulman arvoihin ja sitä kautta polvenhallintaan. Tuloksia voidaan kuitenkin pitää suuntaa antavina yhteyden suhteen.

UNIVERSITY OF EASTERN FINLAND, Faculty of Health Sciences School of Medicine Exercise Medicine VÄLIMAA, JANNE: Relationship between hip adduction and leg extension strength and dynamic knee valgus. Master s thesis, 54 pages, appendix 1 (1 page) Supervisors: PhD, dos Mika Venojärvi, PhD Kati Pasanen, LitT Juha-Pekka Kulmala December 2015 Knee injuries are common accidents and sport injuries. The treatment expenses are expensive and knee injuries increase risks of following injuries, like osteoarthrosis. One of the risk factors of non-contact anterior cruciate ligament injury is dynamic knee valgus. Non-contact anterior cruciate ligament injuries are most common in sports that include jump-landing tasks and pivoting. Objective of this thesis is to find out if there is relationship between hip adduction strength or leg extension strength and knee abduction angle and knee control. The research subjects (n=141) were top level young athletes (floorball, basketball, ice hockey) and their age average was 17,9 years (SD 4,2). Knee control was descripted by video analysis from one-leg squat and one-leg and two-leg vertical drop jumps. For secondary evaluation of knee control subjective assessment was used from same tasks. Hip adduction strength was measured with handheld dynamometer and leg extension strength was measured with leg press. Knee abduction angle mean value increased in measured tasks in order one-leg squat (left =166, right = 164 ), one-leg vertical drop jump (l = 173, r = 172 ) and two-leg drop jump (l = 174, r = 172 ) reporting difficult order of the tasks. Subjective assessment of knee control correlated significantly with knee abduction angle values (r = -0,417-0,611; p = <0,001). Hip adduction strength mean within subjects was 10,6 kg (SD 2,5) and for leg extension strength it was 152 kg (SD 49 kg). Correlation varied between knee abduction and strength values and emphasis on left side. Correlation was better when examined strength values normalized by subject s weight and strongest values was observed on two-leg drop jump tasks. Here hip adduction strength correlation with knee abduction angle was for the left leg r = -0,227 (p = 0,007) and for the right leg r = -0,208 (p = 0,014). Corresponding correlation for the leg extension strength was r = -0,199 (p = 0,019). For result of this thesis it cannot be said that neither hip adduction strength nor leg extension strength are related to knee abduction angle and there for knee control. Results can be still said to be directional.

SÄLLYSLUETTELO 1 JOHDANTO... 3 2 KIRJALLISUUSKATSAUS... 4 2.1 Polven anatomiaa... 4 2.2 Liikuntavammatyypit... 6 2.2.1 Rasitusvammat... 7 2.2.2 Äkilliset vammat... 7 2.3 Liikuntavammojen riskitekijät... 8 2.4 Liikuntavammojen esiintyvyys... 10 2.5 Vammojen syntymekanismit... 11 2.6 Polven vammautumisen riskitekijät... 11 2.6.1 Polvivammojen tutkimus... 12 2.6.2 Polven vammautumiselle ominaiset suoritukset... 13 2.6.3 Voimatasojen yhteys polven vammautumiseen... 18 2.7 Vammojen ehkäisy... 25 3 TUTKIMUKSEN TARKOITUS... 28 3.1 Tutkimuskysymykset... 28 4 AINEISTO JA MENETELMÄT... 29 5 TULOKSET... 33 6 POHDINTA... 40 6.1 Menetelmien pohdintaa... 40 6.2 Tulosten pohdintaa... 43 LÄHTEET... 50 LIITTEET... 55

1 JOHDANTO Liikunnan katsotaan yleisesti olevan terveydelle eduksi, mutta toisaalta liikunnan aikana sattuu myös paljon vammoja. Liikuntavammat on yleisin tapaturmatyyppi Suomessa ja vammojen määrä on ollut kasvusuuntainen jo 1980 luvulta lähtien. Yleisimmät liikunnan yhteydessä vammautuneet kehon osat ovat nilkka ja polvi (Haikonen ja Lounamaa 2010). Vakavista polven vammoista ongelmallisimpia ovat nivelsidevammat, joiden hoito ja kuntoutus ovat pitkäaikaisia ja kalliita. Liikuntavammoista koituvat välittömät kustannukset vuonna 2001 oli 200 miljoonaa euroa ja vammautumisesta koituneet tuotannonmenetykset olivat 100 miljoonaa euroa (Parkkari 2005). Lisäksi nivelsidevammojen seurauksena nivelrikon riski kasvaa (Parkkari ym. 2008). Polvivammojen epidemiologiaa, riskitekijöitä, syntymekanismeja ja ehkäisyä on tutkittu viime vuosina paljon. Akuutit polvivammat ovat erityisen yleisiä lajeissa, jotka sisältävät intensiivistä monisuuntaista liikkumista, äkkipysähtymisiä, suunnanmuutoksia ja hypyistä alastuloja. Useat tutkimukset ovat antaneet viitteitä siitä, että liikehallinnan puutteet, neuromuskulaarinen kontrolli ja anatomiset tekijät ovat yhteydessä polvivamman riskiin. (Bahr ym. 2005, Hewett ym. 2005, Ford ym. 2006) Tehokkaan vammojen ennaltaehkäisyn tulisi perustua laadukkaisiin tutkimuksiin, joissa perehdyttäisiin lajikohtaisiin vammoihin ja näiden riskitekijöihin ja mekanismeihin (Parkkari 2005). Polven valgusliike on havaittu olevan yhteydessä suurempaan polven, ja erityisesti eturistisiteen kuormitukseen ja sitä kautta suurempaan vammautumisen riskiin (McLean ym. 1999, Hewitt ym. 2005, Ford ym. 2006). Voimatasojen merkitystä polvenhallinnassa pidetään tärkeänä, mutta joiltain osin epäselvänä (Lloyd ym. 2001). Tässä tutkielmassa pyritään selvittämään lonkan loitonnus- ja jalan ojennusvoiman yhteyttä polvenhallintaan ja sitä kautta vammautumisriskiin. 3

2 KIRJALLISUUSKATSAUS 2.1 Polven anatomiaa Polvinivel on reisi- ja sääriluun välinen sarananivel. Reisiluun nivelnastat sopivat sääriluun paksuuntuneen yläosan mataliin kuoppiin. Nivelen muodostamiseen osallistuu myös polvilumpio. Polvinivel on vakaimmillaan ojentuneena, jolloin kiertoliike on lähes täysin estynyt. Polven pääasiallinen liike ovat ojennus ja koukistus, mutta pieniasteinen kiertoliike on mahdollinen polven ollessa koukistettuna. Niveltä koukistaessa nivelen kosketuspinta pienenee ja nivel on epävakaa, jolloin myös kiertoliike mahdollistuu. Polvinivelen nivelpintojen yhteensopivuutta parantavat nivelkierukat. Ne ovat C- kirjaimen muotoiset syyrustoiset rakenteet, jotka mukautuvat ja liikkuvat hieman polven liikkuessa. Niveltä tukevia rakenteita ovat sivusiteet ja ristisiteet. Sivusiteet löytyvät polven ulko- ja sisäsivuilta, se tukevat polvea sivuttaissuuntaista liikettä vastaan. Polven nivelsiderakenteet ovat kuvattu kuvassa 1 ja kuvassa 2. (Niensted ym. 2009) Kuva 1. Oikeapolvi edestä. (Gray 1918) Polvinivelen vakaus riippuu sekä sitä ympäröivistä lihaksista että nivelsiteistä. Lihasten rooli näistä kahdesta on merkittävämpi. Esimerkiksi voimakkaan nelipäisen reisilihaksen 4

avulla nivel voi toimia normaalisti, vaikka nivelen nivelsiteet olisivat vaurioituneet. (Ellis 2006) Kuva 2. Oikean polven poikkileikkaus. (Gray 1918) Ristisiteet ovat reisiluun ja sääriluun voimakkaat sidokset. Eturistiside vastustaa sääriluun liikettä eteenpäin suhteessa reisiluuhun ja on kireänä nivelen yliojennuksessa ja takaristiside vastustaa sääriluun liikettä taaksepäin suhteessa reisiluuhun ja on kireänä ylitaivutuksessa. Tätä havainnollistaa kuva 3. (Ellis 2006) 5

Kuva 3. Eturistiside (i) estää sääriluun liikettä eteenpäin ja takaristisiteiden (ii) taaksepäin reisiluun suhteen. (Gray 1918) 2.2 Liikuntavammatyypit Liikunta- tai urheiluvamma on vaurio, joka syntyy liikuntasuorituksen aikana. Se estää täysipainoisen harjoittelun ja vaatii aikaa parantuakseen. Usein vaurio on tuki- ja liikuntaelimistössä ja kohdekudoksia ovat yleisesti luu, lihas, jänne, nivelside tai rusto. Vammat voidaan jakaa akuutteihin eli äkillisiin vammoihin ja kroonisiin eli rasitusvammoihin. Akuutit vammat ovat yleisiä palloilu- ja kontaktilajeissa (Parkkari ym. 2004) ja syntyvät iskusta tai yksittäisestä tapahtumasta, esimerkkeinä revähdykset ja ruhjevammat. Krooniset vammat ovat yleisiä kestävyyslajeissa ja syntyvät pitkäaikaisen ylikuormituksen seurauksena, esimerkkeinä jännetulehdukset ja rasitusmurtumat. (Kindersley 2011) Liikunta- tai urheiluvammat ovat vammoja, joita esiintyy vain liikunnan ja urheilun parissa. Nämä vammat eivät kuulu normaalisti lääkäreille opetettavaan vammaoppiin ja näitä vammoja tulisi hoitaa erikoistunut urheilulääkäri. Urheilussa voi sattua tapaturmia, jotka olisi mahdollista tapahtua muuallakin tavallisessa elämässä, mutta myös tapaturmia, 6

jotka tapahtuvat tai aiheutuvat vain tietyissä lajissa. Esimerkkinä on syntynyt lajeille nimikkovammoja, kuten hyppääjän polvi tai heittäjän kyynärpää. (Peltokallio 2003) Liikuntavammoilla voidaan myös tarkoittaa vammoja, jotka estävät harjoittelun tai liikunnan harrastamisen, mutta ei välttämättä rajoita normaalia elämää tai työssä käymistä. 2.2.1 Rasitusvammat Rasitusvammoja ei edellä varsinaisesti mikään yksittäinen tapaturma, vaan vamma kehittyy vähitellen toistuvan ylikuormituksen seurauksena, joka aiheuttaa epätasapainon kudoksen sietokyvyn ja kuormituksen välillä. Esimerkiksi rasitusvammaan voi syntyä, jos harjoitellaan liian paljon lyhyessä ajassa tai tietty harjoitus toistuu jatkuvasti samanlaisena tai syntynyttä vammaa ei hoideta perusteellisesti. (Peltokallio 2003) Esimerkiksi juoksulajeissa yleinen rasitusvamma on patellofemoraalinen dysfunktiosyndrooma (PFDS). PFDS on yhteydessä polven hallintaan liittyviin tekijöihin, joita käsitellään myös tässä tutkielmassa. PFDS on yleinen nuorilla ja nuorilla aikuisilla. Yleensä oireet tulevat esille rappusia noustessa tai kyykistyessä. Kipu esiintyy polvilumpion ympärillä tai sen takana. (Heintjes ym. 2009) 2.2.2 Äkilliset vammat Äkilliseksi vammaksi voidaan luokitella vammat, jotka aiheutuvat yksittäisestä tapahtumasta. Tapahtumassa kudoksen kestokyvyn ylittävä voima saa aikaan vammautumisen, joka estää suorituksen jatkamisen. (Peltokallio 2003) Monet äkilliset vammat syntyvät ympäristöstä tulevan ulkoisen tekijän vaikutuksesta. Näitä ulkoisen syyn aiheuttamia vammoja ovat mm. kontaktitilanteissa tapahtuvat loukkaantumiset. Kontakti voi aiheutua toisesta henkilöstä, pelivälineestä tai muusta objektista. Äkillisiä vammoja voi sattua myös ilman ulkoista syytä, jolloin vamma on 7

useimmiten seurausta urheilijasta itsestään johtuvista tekijöistä. Näiden ilman kontaktia tapahtuvien vammojen taustalla on useimmiten puutteet suoritustekniikassa ja kehon osien hallinnassa. (Pasanen 2009) Ilman kontaktia tapahtuvista vammoista vammautumiseen altistavia tekijöitä voi löytyä sisäisistä riskitekijöistä, kuten suoritustekniikasta, mutta myös ulkoisista tekijöistä, kuten alustan pitävyydestä. Tässä tutkielmassa keskitytään ilman kontaktia tapahtuviin akuutteihin polvivammoihin ja niiden riskitekijöihin ja vammamekanismeihin. 2.3 Liikuntavammojen riskitekijät Urheiluvammojen etiologiaan vaikuttavat sekä sisäiset että ulkoiset riskitekijät. Sisäisiä, altistavia tekijöitä ovat muun muassa urheilijan ikä, sukupuoli, aikaisemmat vammat ja voimatasot. Ulkoisia tekijöitä voivat olla esimerkiksi ympäristö ja varusteet. Urheiluvamman taustalla löytyy useita eri riskitekijöitä. Kuviossa 1 esitetään Meeuwisse ym. (2007) urheiluvammojen etiologian vuokaavio. Kaavio on jatkuva sykli, joka kuvaa urheilijan kiertoa tämän kohtaamien tapahtumien ja taustatekijöiden muuttuessa. Ulkoisista tekijöistä merkittävin on kilpailutilanne. Kujala ym. (1995) tutkivat liikuntavammoja suomalaisilla urheilijoilla karatessa, judossa, jääkiekossa, jalkapallossa, koripallossa ja lentopallossa. Vammoja rekisteröitiin 1987 1991 yhteensä 54183 kappaletta, joista joukkuelajeissa 46 59 % ja kamppailulajeissa noin 70 % tapahtui kilpailuissa. Kun verrataan harjoitteluun ja kilpailuun käytettyä aikaa, nousee kilpailun aiheuttama riski todella merkittäväksi. Toinen merkittävä riskitekijä on urheilijan ikä, urheiluvammoja sattuu eniten 15 24 -vuotiaille. Tämä on intensiivisintä aikaa liikunnan parissa (Kujala ym. 1995, Parkkari ym. 2004). Taulukossa 1 on esitetty koonti urheilu- ja liikuntavammojen ulkoisista ja sisäisistä riskitekijöistä. 8

Kuvio 1. Urheiluvammojen etiologia Meeuwisse ym. (2007) mukaan. TAULUKKO 1. Ulkoiset ja sisäiset riskitekijät (Lysens ym. 1991, Meeuwisse ym. 1994, Kujala ym. 1995, Parkkari ym. 2004) Ulkoiset riskitekijät Altistus liikuntamuoto altistusaika kontaktien määrä pelipaikka joukkueessa kilpailu ja sen kesto Harjoittelu tyyppi useus kesto intensiivisyys Ympäristö ja olosuhteet alusta ulkona, sisällä säätila vuodenaika, harjoittelukausi inhimilliset tekijät (valmentaja, vastustaja, tuomari, yleisö) Sisäiset tekijät Fyysiset ominaisuudet sukupuoli ruumiinrakenne aiemmat vammat, sairaudet fyysinen kunto nivelten liikkuvuus lihasvoima, lihasten venyvyys nivelsiteiden kunto anatomiset rakennepoikkeavuudet motorinen kyvykkyys lajikohtaiset taidot Psyykkiset ominaisuudet motivaatiotaso persoonallisuusprofiili elämän vaikeuksien kasaantuminen ahdistuneisuus, depressio stressinsietokyky Varusteet peliväline (esim. pallon koko ja paino) suojaimet jalkineet, vaatetus 9

2.4 Liikuntavammojen esiintyvyys Urheiluvammat ovat yleisin tapaturmatyyppi Suomessa kansallisen uhritutkimuksen 2009 mukaan. Tutkimuksen mukaan noin joka kolmas kyselyä edeltäneen vuoden fyysisen vamman aiheuttaneista tapaturmista oli liikuntatapaturma. Liikuntatapaturmien kehityssuunta suhteutettuna kokoväestöön ja kokonaismääräisesti on ollut nouseva uhritutkimuksissa aina vuodesta 1980 lähtien. Liikuntatapaturmien määrä on puolitoistakertaistunut vuodesta 1980. Intensiivisintä liikunnan harrastaminen on nuorilla ikäryhmillä ja liikuntatapaturmat sattuivat useimmin 15 25-vuotiaille, väheten iän kasvaessa. Nuorten eli 15 25-vuotiaitten osuus liikuntatapaturmista oli kolmannes, vaikka he edustavat väestöstä vain yhtä kuudennesta. Naisten osuus liikuntatapaturmista on noussut, mutta miehille sattuu tapaturmia liikunnan parissa silti useammin. Eniten liikuntaturmia sattui jalkapallossa, salibandyssä ja lenkkeilyssä. Tässä tilastossa nousee esille matalanriskin lajina lenkkeily, koska harrastaja määrät ovat suuria. Kaikista vammautumisista useimmiten vammautunut alue oli nilkka tai polvi, jotka muodostavat yhteensä 43 % kaikista vammoista. (Haikonen ja Lounamaa 2010) Liikuntavammoista ongelmallisimpia ovat polven nivelsidevammat. Polvivammat ovat tavallisesti pitkäaikaisia ja kalliita vammoja hoitaa sekä usein lisäävät nivelrikon riskiä (Deacon ym. 1997). Vammariski lisääntyy liikkumiseen käytettyjen tuntien myötä. Aktiiviurheilussa riskit kasvaa entisestään, esimerkiksi kolme kertaa viikossa osallistuminen järjestettyyn liikuntaan lisää jo riskiä. Neljä tai viisi kertaa viikossa harjoittelevilla polven vammautumisriski on jo merkittävästi suurentunut. (Jacobson ja Tegner 2007, Parkkari ym. 2008) Parkkari ym. (2008) tutkimuksessa seurattiin nuoria 14 16-vuotiaita yhdeksän vuoden ajan. Merkittävimmäksi tekijäksi elämäntapa ja taustamuuttujien joukosta polvenvammautumiselle nousi osallistuminen järjestettyyn urheiluun. Tutkimuksessa todettiin myös naisilla olevan 4-7 -kertaa suurempi mahdollisuus loukata polvensa kuin miehillä. Tätä tukee myös muut vastaavat tutkimukset esim. Shultz ym. (2010). 10

2.5 Vammojen syntymekanismit Vamman syntymekanismia voidaan kuvata eri näkökulmista. Esimerkiksi, jos sanotaan urheilijan loukanneensa polvensa harhautellessaan vastustajaansa sivuttaisliikkeillä päästäkseen parempaan maalintekopaikkaan, kuvataan loukkaantumista pelin ja pelitilanteen näkökulmasta. Näkökulma voi olla myös käyttäytymisen suunnasta, jolloin kuvattaisiin esimerkiksi aggressiivisen puolustamisen aiheuttaneen vastapuolelle vamman. Mekaaninen luokittelu kuvaa vammautumista kuormituksen kannalta, kuten dynaaminen ylikuormitus tai lihaksen venymättömyys. Biomekaniikan näkökulmasta havainnoidessa voidaan raportoida vamman syntyneen sivuttaisliikkeestä kääntyen hyvin pitävällä alustalla jalan pysyessä tiukasti alustassa. (Bahr ym. 2005) Polven vammautumiselle pidetään yhtenä merkittävimpänä biomekaanisena tekijänä dynaamista ja hallitsematonta valguskuormitusta. Useissa tutkimuksissa todetaan loukkaantuneilla taipumusta suureen polven valguskulmaan liikesuorituksissa. (Hewett ym. 2005, Ford ym. 2006) 2.6 Polven vammautumisen riskitekijät Tässä tutkielmassa keskitytään tarkastelemaan polven vammautumista ja tarkemmin polven hallinnasta tai sen heikkoudesta koituviin riskitekijöihin. Seuraavaksi tässä tutkielmassa käsitellään vain polven hallintaan liittyviä voiman ja suoritustekniikan tutkimustuloksia. Polven vammautumiselle on löydetty useita ennustavia tekijöitä, mutta yhtäkään ei voida itsenäisesti nostaa esille. Loukkaantuminen on yleensä monien tekijöiden summa. Polven vammautumisalttiutta voidaan ennustaa testitulosten perusteella, kuten pudotushyppyjen alastulotekniikoista, lihasvoimasta ja voimaepätasapainoista sekä anatomisista tekijöistä. Tietyt urheilulajit ovat selkeitä riskitekijöitä polven loukkaantumiselle, kuten jalkapallo ja koripallo. (McLean ym. 1999, Lloyd ym. 2001, Pollard ym. 2004, Hewett ym. 2005, Ford ym. 2006, Snyder ym. 2009, Boling ym. 2009, Thijs ym. 2011) 11

Polven loukkaantumisen kannalta, etenkin eturistisiteen osalta, vaarallisiksi lajeiksi luokitellaan sellaiset, joissa urheilija joutuu tekemään toistuvia suunnanmuutoksia tai hypyistä alastuloja (Hewett ym. 2005). Tutkimukset ovatkin keskittyneet tulkitsemaan juuri näistä liikesuorituksista löytyviä eroavaisuuksia vammautuneiden ja eivammautuneiden urheilijoiden välillä. 2.6.1 Polvivammojen tutkimus Polvivammojen tutkimus on perusteltua niiden esiintyvyyden ja seurausten perusteella (Deacon ym. 1997, Haikonen ja Lounamaa 2010). Etenkin nuorten urheilijoiden loukkaantumiset tietyissä lajeissa on herättänyt tutkijoiden kiinnostuksen. Polvivammoihin kohdistuvat tutkimukset etenkin eturistiside vammoihin kohdistuvat tutkimukset ovat keskittyneet tutkimaan polven vammautumiselle olennaista dynaamista valgusta ja siihen yhteydessä olevia voimatasoja. Polven abduktiokulman arvoja, joka määrittelee polven valgus asentoa, on tutkittu loukkaantumistilanteille ominaisista liikkeistä. Liikkeet ovat ominaisia lajeille, joissa tapahtuu usein polven ja eturistisiteen loukkaantumisia. Nämä liikkeet ovat hypyistä alastuloja ja nopeita suunnanmuutoksia. Naisurheilijoiden on todettu loukkaavan polven miehiä useammin. Tämän vuoksi tutkimuksissa on etsitty myös sukupuolten välisiä eroja. Tästä suuntauksesta on kuitenkin toivottu luovuttavan ja keskittyvän tutkimuksissa vammautumisen muihin tekijöihin. Keskittymistä suoraan vammojen ehkäisyyn suositellaan. Tutkimusala tarvitsisi lisää tietoa polven vammautumisen riskitekijöistä, kuten neuromuskulaarisista tekijöistä. (Shultz ym. 2010) Tutkimusta sukupuolten välillä on kuitenkin pidetty perusteltuna suurten erojen vammautumisesiintyvyyksien kesken. Tutkimusten mukaan naisilla sattuu 4-6 kertaa enemmän polven eturistisidevammoja kuin miehillä saman lajin piirissä. Sukupuolten välinen eroavaisuus on kuitenkin pystytty osittain kumoamaan ja selittäväksi tekijäksi on nostettu kokemustaso ja harjaantuneisuus (McLean ym. 1999). Naisilla on miehiä enemmän taipumus suurempaan polven frontaalitason projektio kulmaan eli valgus asentoon sekä seisoessa että yhdenjalan kyykyissä (Wilson ym. 2006). 12

Tämä saattaa olla yksi mahdollisuus loukkaantumisten ilmentyminen useammin naisilla kuin miehillä. Lonkanloitontajien voimatason vaikutuksesta polven valgukseen on vain suhteellisen vähän näyttöä. Lonkanloitontajien voimatason ja suurentuneen polven valguksen välinen yhteys löytyi vain neljästä tutkimuksesta yhdestätoista (11). Lisäksi yksi tutkimus antoi oletusta päinvastaisen tuloksen. Cashmanin systemaattisen kirjallisuuskatsauksen valintakriteerit olivat englanninkieli, terveet koehenkilöt, dynamometrillä mitatut lonkan voimatasot, kameran käyttö analyysissä sekä tutkimuksissa täytyi olla statistiset analyysit lonkan voimatason ja polven valguksen välillä. Tässä yhteydessä tulos voiman vaikutuksesta valgukseen jäi Cashmanin mielestä epävarmaksi ja ehdottaa, että asiaa tulisi tutkia lisää. (Cashman 2012) Polvivammojen tutkimuksessa polvenhallintaa tarkastellaan liikeanalyysillä käyttäen joko kolmiulotteista liikeanalyysiä tai kaksiulotteista liikeanalyysiä. Kolmiulotteinen liikeanalyysi mahdollistaa voimasuureiden määrittämisen tietokoneen avulla ja on näistä kahdesta menetelmästä monipuolisempi. Kaksiulotteisen liikeanalyysin mahdollisuudet ovat rajatummat kuin kolmiulotteisen liikeanalyysin ja mahdollisia mittaussuureita ovat esimerkiksi polven abduktiokulma tai polvi/nilkka-suhde. Kaksiulotteisen videoanalyysin vahvuudet ovat helppous ja se on merkittävästi edullisempi kolmiulotteiseen videoanalyysiin verrattaessa. Kaksiulotteisen videoanalyysin on todettu olevan luotettava metodi polven frontaalitason dynaamisen valguksen määrittämisessä (Munro ym. 2012). Tässä tutkielmassa käytetään kaksiulotteista videoanalyysiä sekä silmämääräistä tarkastelua, jonka luotettavuus polvenhallinan arvioinnissa on myös todistettu (Stensrud ym. 2011, Räisänen ym. 2014). 2.6.2 Polven vammautumiselle ominaiset suoritukset Hypyistä alastuloissa tapahtuva dynaaminen valgusliike on osoitettu olevan yhteydessä polven ja eturistisiteen vammautumiselle. Hewett ym. (2005) tutkivat eturistisiteen vammautumiselle riskialttiiden lajien naisurheilijoita. Tutkimuksen oletuksena urheilijat, joilla oli heikko polven hallinta ja suurentunut polven valgusrasitus, olivat alttiimpia eturistisiteen vammautumiselle. Polven valgus ja varus virheasentoja havainnollistaa kuva 4. 13

Hewettin ym. (2005) tutkimuksessa polven valgusta määrittävä polven abduktiokulma mitattiin kahden jalan pudotushypyn 3D-liikeanalyysillä, joka mahdollisti niveleen kohdistuvan kuormituksen analysoinnin nivelmomenttien määrittämisen avulla. Tutkimuksessa havaittiin eturistisiteensä loukanneiden koehenkilöiden ja loukkaantumattomien välillä merkittäviä eroja. Merkittävin eroavaisuus oli polven abduktiokulman maksimiarvo koko suorituksen aikana sekä abduktiokulman arvo hypystä alastulon hetkellä. Loukkaantuneilla ne olivat 7,6 ja 8,4 suuremmat kuin loukkaantumattomilla. Polven abduktiokulma määritettiin polven lävistävän vertikaalisen linjan ja säären muodostamasta kulmasta. Hewettin ym. (2005) tutkimuksessa loukkaantuneilla oli alastulossa pienempi polven koukistuskulman maksimiarvo (10,5 ) kuin loukkaantumattomilla urheilijoilla eli loukkaantuneet tulivat alas suoremmalla jalalla. Pudotushypyn kontaktiaika oli loukkaantuneilla 16 % lyhempi. Loukkaantuneilla mitattiin myös polveen kohdistuva abduktiomomentti 2,5 kertaa suuremmaksi kuin loukkaantumattomilla. Eturistisiteen loukkaantuneilla havaittiin myös reaktiovoiman, ground reaction force (GFR), olevan 20 % suurempi kuin loukkaantumattomilla. Tuloksissa huomattiin myös merkittävä korrelaatio loukkaantuneilla polven abduktiomomentin, abduktiokulman ja GFRhuippuarvon välillä. Myös lonkan ulkoisen koukistusmomentin huippuarvo oli suurempi loukkaantuneilla. Eturistisiteensä loukanneilla urheilijoilla oli myös ominaista merkittävä puoliero polvien kuormituksessa, tarkemmin polven abduktiomomentissa. Puoliero oli 6,4-kertainen loukkaantuneilla kuin loukkaantumattomilla. Hewettin ym. (2005) tutkimus osoittaa selkeästi kuinka huonoalastulotekniikka, jota polven valgus kuvastaa, kohdistaa polveen suuremman voiman hyvään alastulotekniikkaan verrattaessa ja on näin loukkaantumisen kannalta selkeä riskitekijä. Hewett ym. (2005) osoittivat polven abduktiomomentin ja -kulman olevan merkittäviä ennustavia tekijöitä eturistisiteen vammautumiselle. Polven abduktiomomentin, joka on suoraan yhteydessä alaraajan dynaamiseen valgukseen ja polvinivelen kuormitukseen. Tulokset kertovat alastulotekniikassa olevista eroista. Loukkaantuneet urheilijat pudottautuivat suoremmalla sagittaalitason polvikulmalla ja polvi oli suuremmassa valgusasennossa. Tästä erilaisesta tekniikasta koituvat epäedulliset mekanismit polveen, jotka tekevät polvesta loukkaantumisalttiin. Tutkimuksen tuloksen perusteella, merkittävänä ennustavana tekijänä voidaan pitää siis polven abduktiokulman eli 14

valguskulman arvoa pudotushypyssä. Suurentunut valguskulma kohdistaa polveen rasituksen, joka saattaa aiheuttaa vamman mm. eturistisiteeseen. Kuva 4. Polven frontaalitason virheasennot valgus (i) ja varus (iii) sekä frontaalitason neutraali polven asento (ii). Huonon alastulotekniikan on osoitettu kertovan myös huonoa suorittamista muissakin polvenhallintaa haastavissa tehtävissä. Jones ym. (2014) vertasi polven abduktiokulman arvoja yhden jalan alastuloissa ja suunnanmuutoksissa, 90 ja 180. Tulokset osoittivat selkeän yhteyden polven abduktiokulman eri suorituksista mitattujen arvojen välillä. Tulos puoltaa alastulotekniikan tarkkailun käyttöä vammautumisriskin selvittämisessä. Jonesin ym. (2014) saamissa tuloksissa polven abduktiokulma ja liike laajuus oli suurempi suunnanmuutos tehtävissä kuin alastulosuorituksissa, mikä kertoo suoritusten eroista vaativuuden ja voimakkuuksien osalta. Suunnanmuutoksissa koehenkilöt tulivat juosten vauhdin ollessa n. 4 m/s, ja yhden jalan alastulossa pudotuskorkeus oli 30 cm. Polvenhallinnan arvioinnissa käytetään yleisesti yhden jalan kyykkyä. Ugalde ym. (2015) jakoivat koehenkilönsä kahteen ryhmään yhden jalan kyykky suoritusten perusteella. Koehenkilöt saivat joko positiivisen, joka kuvasi hyvää polven hallintaa, tai negatiivisen 15

tuloksen, joka kertoi huonosta polvenhallinnasta. Määritys tapahtui fysioterapeutin silmämääräisellä arvioinnilla yhden jalan kyykystä, jossa koehenkilö piti kädet lanteilla ja kyykkäsi 30 :en polven koukistus kulmaan vapaan jalan ollessa koukistuneena 90 :en kulmaan. Suoritus loppui koehenkilön palatessa lähtöasentoon tukijalan suoristuessa. Negatiivisen tulokseen saamiseen vaikuttivat poikkeavat liikkeet, kuten käsien irrottaminen lanteilta. Koehenkilöt jakautuivat kahteen edellä mainittuun kategoriaan tasaisesti, 49 % ja 51 %. Ryhmät eivät eronneet iän, sukupuolen tai painon osalta. Kun positiivisen ja negatiivisen tuloksen saaneita ryhmiä verrattiin yhden jalan pudotushypystä (32 cm) tehtyyn kaksiulotteisen videoanalyysin tulokseen, huomattiin huonon polvenhallinnan ryhmään kuuluvien esittävän suurempaa polven dynaamista valgusta. Tämä tulos puoltaa yksinkertaisen yhden jalan kyykky suorituksen käyttöä polvenhallinnan arvioinnissa ja vammautumisriskissä olevien urheilijoiden löytämisessä. Ugalden ym. (2015) koehenkilöt (n=142) olivat nuoria (13,8 vuotta, ±1,8) urheilijoita, joista naisia oli 92 ja miehiä 50. Tutkimusryhmä vertasi vielä sukupuolten eroa pudotushypyn tuloksissa ilman fysioterapeutin tekemää jaottelua ja huomasi naisurheilijoilla ilmenevän dynaamista valgusta selkeästi miehiä enemmän. Vastaava tulos fysioterapeutin silmämääräisen polvenhallinnan arvion ja polven dynaamista valgusta kuvaavan polven abduktiokulman välillä saatiin suomalaisessa tutkimuksessa (Räisänen ym. 2014). Räisäsen ym. (2014) tutkimuksessa koehenkilöt jaettiin kolmeen ryhmään silmämääräisen arvion perusteella. Yhden jalan pudotus hypystä (30 cm) tehdyn kaksiulotteisin videoanalyysin perusteella polven abduktiokulman arvot olivat suuremmat mitä huonompi arvio polvenhallinnasta oli. Räisäsen ym. (2014) koehenkilöt (n=480) olivat nuoria urheilijoita, joista naisia oli 283 (iän keskiarvo 17 vuotta ±4) ja miehiä 197 (iän keskiarvo 16 vuotta ±2). Ugalden ym. (2015) ja Räisäsen ym. (2014) tutkimusten eroina olivat, miten dynaaminen valgus määritettiin sekä edellä mainittu ryhmittelyjen ero. Ugalde ym. (2015) määrittivät dynaamisen valguksen lantio-polvi suhteen avulla, kun taas Räisänen ym. (2014) polven abduktiokulman perusteella. Räisänen ym. (2014) tutkimuksessa arvioitiin myös polvenhallintaa useammasta liikesuorituksesta; yhden jalan kyykystä, yhden sekä kahden jalan pudotushypystä. Polvivammojen ilmaantuvuudessa on eroja sukupuolten välillä. Tutkimusten mukaan naisilla sattuu 4-6 kertaa enemmän polven eturistisidevammoja kuin miehillä saman lajin piirissä (Hewett ym. 2005, Shultz ym. 2010). Ford ym. (2006) tutkivat miksi naiset 16

loukkaavat eturistisiteensä miehiä herkemmin ja he saivat samankaltaisia tuloksia Hewett ym. (2005) tutkimuksen kanssa. Ford ym. (2006) tutki miesten ja naisten polven ja lonkan liikelaajuutta frontaalitasossa lateraalisissa ja mediaalisissa pudotushypyn alastuloissa. Tutkimuksen koehenkilöasettelussa naisurheilijat olivat sovitettu pituuden ja painon mukaan miesurheilijoiden kanssa. Tuloksissa havaittiin naisurheilijoilla suuremmat arvot liikelaajuudessa sekä polven että lonkan osalta molemmissa alastuloissa. Fordin ryhmä (2006) havaitsi loukkaantuneilla suuremman polven abduktiokulman kuin loukkaantumattomilla, saman tuloksen sai Hewett ym. (2005). Pollard ym. (2004) tutki myös miesten ja naisten tekniikkaeroja satunnaisissa suunnanmuutoksissa. Tutkimuksessa tarkasteltiin kinematiikkaa polven koukistuksen ensimmäisen 40º:n aikana. Tutkimuksessa oli urheilijoita, joilla oli yli kymmenen vuoden kokemus lajistaan. Tämä oli erona vastaaviin tutkimuksiin, joissa oli samankaltainen tutkimusasetelma. Tutkimuksen tulos poikkesi muista kaltaisistaan, sillä eroa polven ja lonkan kinematiikasta ei löydetty miesten ja naisten välillä. Erona havaittiin kuitenkin naisurheilijoiden taipumus lonkan adduktioon. Pollard ym. (2007) havaitsivat samankaltaisella tutkimusasetelmalla naisurheilijoilla merkittävästi suurempaa lonkan sisäkiertoa suunnanmuutoksen jälkeisessä kiihdytyksessä kuin miesurheilijoilla. Myös suorituksessa ennen suunnanmuutosta naisten lonkan koukistus oli vähäisempää kuin mieskontrolleilla. Suoremman lonkan kulman lisäksi Pollard ym. (2007) havaitsivat lonkan koukistusmomentin olevan naisilla miehiä pienempi. Tutkimusryhmä arvelee tämän kertovan miesurheilijoiden paremmasta lonkanojentajan voimantuotosta ja sitä kautta paremmasta jarrutusvaiheen liikehallinnasta suunnanmuutoksessa.. McLean ym. (1999) tutkivat myös satunnaisia suunnanmuutoksia tarkoituksena löytää sukupuolten välisiä polven kinematiikan eroja. Kuten edellä mainituissa tutkimuksissa, naisurheilijoilla todettiin taipumus polven abduktioon. Tutkimusryhmä ei pidä tätä kuitenkaan tutkimuksensa merkittävimpänä tekijänä. Merkittävämpää tuloksissa oli miesurheilijoiden pidempi kontaktiaika suunnanmuutosaskeleessa verrattuna naisiin. McLean ym. (1999) tulkitsivat miesurheilijoiden käyttävän enemmän aikaa polven hallitsemiseen ja tasapainottamiseen. McLean ym. (1999) totesivat tutkimuksessaan, että loukkaantumisalttius naisilla on selitettävissä kokemustason vähyydellä. Tutkimuksessa oli mukana sekä mies- että 17

naisurheilijoita, kun koko koehenkilöjoukkoa tarkasteltiin, todettiin kokemuksen suunnanmuutoksia ja sivuttaisliikkeitä sisältävistä lajeista kertovan paremmasta polvenhallinnasta. Kokemattomampien urheilijoiden suoritustekniikka oli vaihtelevampi suunnanmuutoksissa ja tutkimusryhmä piti tätä riskitekijänä polven loukkaantumiselle. Tutkimuksessa naisurheilijat sijoittuivat koko koehenkilöjoukossa kokemattomampiin ja tutkimusryhmän mielestä tämä oli myös selitys naisten vamma-alttiudelle loukkaantumiselle. 2.6.3 Voimatasojen yhteys polven vammautumiseen Polveen kohdistuvia valgus- tai varusmomentteja (VV) pyritään hallitsemaan pääsääntöisesti polvenkoukistajien (HAMs) ja -ojentajien (QUADs) yhteisvaikutuksella nivelsiteiden tuen lisäksi. Molemmat lihasryhmät aktivoituvat, kun polveen kohdistuu ulkoinen VV-momentti. Vaikka ko. lihasryhmien tehtävä on koukistaa tai ojentaa polvea, ne saavat aikaan polven mekaniikan kautta momentin, joka on VV-momentin suuntaa vastaan. Eli yhteisvaikutuksen tehtävä on stabiloida polvea. Polven ojentuessa sisäisen VV-momentin suuruus kasvaa, kun taas lihasten aktivaatiotaso ojentajissa ja koukistajissa pysyy samana. Ainoastaan tensor fasciae lata - (TFL) ja gracilis-lihaksen (GR) aktivaatio on riippuvainen polven kulmasta. Molempien näiden pienten lihasten aktivaatio kasvaa polven ojentuessa, jolloin myös kokonaislihasaktivaatio kasvaa. TFL vaikuttaa varuksen ja GR valguksen suuntaisesti. TFL:n ja GR:n pienestä koosta johtuen, niiden tuottama voima HAMs- ja QUADs-lihasryhmiin verrattuna on pieni, joten niiden suhteellinen osuus polvenhallinnassa on vähäinen voimakkuuksia verrattaessa. (Lloyd ym. 2001) Edellä mainitun polven hallintamekanismin valgus- ja varusmomentteja vastaan kannalta on oleellista polven ojentajien ja koukistajien voimataso. Myerin ym. (2009) tutkimusryhmä totesi tutkimuksessaan tähän liittyen polven koukistajien ja ojentajien suhteellisen voimantuottotasapainon (H/Q) olevan yksi merkittävä ennustava tekijä polven vammautumisen kannalta. Tutkimuksessa havaittiin loukkaantuneilla naisurheilijoilla heikentynyt voimantuottotaso polven koukistajissa, mutta ei polven ojentajissa verrattaessa tutkimuksessa mukana olleisiin miesurheilijakontrolliryhmään. Loukkaantumattomien naisten kohdalla todettiin polven ojentajien voimatason olevan alempi kuin miesverrokeilla ja polven koukistajien voimantuottotasossa ei ollut eroa. 18

Snyder ym. (2009) selvitti tutkimuksellaan lonkanloitontajan (gluteus medius) roolia polvenhallinnassa. Tulos vahvistaa Lloyd ym. (2001) olettamusta lonkanloitontajien roolista polvenhallinnassa. Tutkimuksensa tuloksissaan Snyder ym. (2009) havaitsivat alaraajan ja samalla polven kuormituksen vähentyneen, kun tutkimuksen alkutilanteesta vahvistettiin vastusharjoittelulla koehenkilöiden lonkanloitontajia ja -kiertäjiä. Voimataso lisääntyi 13 % lonkanloitontajissa ja 23 % kiertäjissä, jolloin jalkaterän inversiomomentti pieneni 53 % ja polven abduktiomomentti 10 %. Wilson ym. (2006) totesivat lonkanloitontajan voiman lisäksi lonkan ulospäin kiertävän voiman olevan myös merkittävässä yhteydessä polven frontaalitason projektioon yhden jalan kyykky -suorituksia tarkasteltaessa. Wilsonin ym. (2006) tutkimuksen kohteena olivat nuoret urheilija naiset (n=22, iän keskiarvo 19,4 vuotta) ja miehet (n=22, iän keskiarvo 19,9 vuotta). Urheilijat olivat aktiivisia 1. tai 2. divisioonatason kori-, lento- tai jalkapalloilijoita. Tutkimuksen tuloksena merkittävämmässä yhteydessä polven frontaalitason projektioon olivat kiertäjä lihakset (r=0,40; p=0,004) kuin loitontajat (r=0,23; p=0,07). Tutkimukseen kuului myös muita keskivartalon ja lantionseudun voimatasomittauksia ja liikeanalyysit tehtiin kahdessa ulottuvuudessa. Tarkasteltavia voimatasoja olivat keskivartalon ojennus ja koukistus sekä sivutaivutus, lonkan loitonnus, lonkan uloskierto sekä polven ojennus ja koukistus. Kaikilla edellä mainituilla voimatasoilla oli yhteys polven frontaalitason projektioon yhden jalan kyykky - suorituksissa. Wilsonin ym. (2006) tulokset on esitetty taulukossa 2. TAULUKKO 2. Mukailtu Wilson ym. (2006) mukaan, keskivartalon voimatasojen yhteys polven frontaalitason projektioon yhden jalan kyykyissä. Taulukossa käytetyt lyhenteet ovat polven frontaalitason projektio (PFP) ja keskivartalo (KV). PFP KV koukistus KV ojennus KV koukistus sivulle Lonkan Abduktio Lonkan uloskierto Polven koukistus Polven ojennus r 0.03 0.26 0.27 0.23 0.40 0.33 0.18 p 0.42 0.05 0.04 0.07 0.004 0.02 0.12 Lonkanloitontajien voimatasolla on selkeä yhteys juoksun tukivaiheen polven abduktiokulmaan. Tähän johtopäätökseen päätyi Heinert ym. (2008), kun he tarkkailivat 19

juoksua 3D-liikeanalyysin avulla. Koehenkilöinä olivat kolmekymmentä naista, jotka oli jaettu kahteen ryhmään. Puolella koehenkilöryhmästä oli heikko lonkanloitontajan voima taso ja toisella puoliskolla se oli vahva. Lonkanloitontajan voiman perusteella jaettiin tutkittavat kahteen ryhmään. Koehenkilöt oli valikoitui ominaisuuksiensa perusteella 110 henkilön otannan joukosta. Kaikki osallistujat olivat aktiivisia liikunnan harrastajia (3-7 kertaa/viikko). Tutkimuksen tuloksena lonkanloitontajan voimataso vaikuttaa polven linjaukseen juoksun tukivaiheessa. Koehenkilöt, joilla oli voimakkaammat lonkanloitontajat, osoittivat tutkimuksen suorituksissa pienempää polven abduktiokulmaa (p=0.008). Suurin eroavaisuus oli kontaktivaiheessa, jossa polven abduktiokulman arvo oli heikommalla ryhmällä 4,57 suurempi kuin voimakkaammalla ryhmällä. Ryhmien perustiedoissa ei ollut eroavaisuuksia muuten paitsi painon osalta. Heikomman lonkanloitontajan voiman omaavien ryhmän painon keskiarvo oli noin 10 kg enemmän kuin paremman lonkanloitontajan voiman omaavien ryhmän. Ero oli nähtävissä myös BMI-arvoissa, heikon ryhmän vaihteluväli BMI:n arvoissa oli 24.2 28.9 kg/m2 ja voimakkaamman ryhmän 20.7 22.2 kg/m2. Samanlaisen ryhmäjaottelun, heikot vs. vahvat, teki Lawrence ym. (2008) alastulotekniikkaa yhden jalan alastuloa tarkastelevassa tutkimuksessaan. Jaotteleva voima oli lonkan ulkoisten kiertäjien voima. Koehenkilöitä oli 72, joista 16 vahvinta ja 16 heikointa valikoitui jatkotutkimuksiin. Koehenkilöt olivat kaikki noin 20-vuotiaita naisia ja aktiivisia liikkujia, joilla ei ollut vammautumishistoriaa. Ryhmien välillä ei ollut perustietojen osalta eroavaisuuksia. Jatkoon valitut koehenkilöt suorittivat pudottautumisen yhdelle jalalle 40 cm:n tasolta voimalevylle ja suorituksesta tehtiin 3Dliikemallinnus. Tuloksia vertaillessa Lawrence ym. (2008) havaitsivat heikolla ryhmällä merkittävästi suuremman alustasta kohdistuvan vertikaalisen vastavoiman. Suurempi vastavoima kertoo alastulotekniikan epäedullisesta erosta tutkimuksen ryhmien välillä mm. polven rasituksen kannalta. Vastavoimassa ilmennyttä eroa selitetään lihasten kyvyllä absorboida törmäysvoimaa, heikot lihakset eivät pysty tähän ja vastavoima siirtyy muitten rakenteiden vastuulle. Voimakkaalla ryhmällä havaittiin myös pienempi valgusmomentti kuin heikolla ryhmällä, mikä on myös polven loukkaantumisen kannalta merkittävä tekijä. Tutkimusryhmä ei kuitenkaan havainnut eroja valguskulmassa. Sigward ym. (2008) tutkivat lonkanloitontajien ja -lähentäjien sekä lonkan ulkoistenkiertäjien yhteyttä kahden jalan pudotushypyn frontaalitason polven liikkeeseen. Lisäksi tutkittavia suureita oli lonkan ulkoistenkiertäjien ja nilkan 20

dorsifleksion passiivinen liikelaajuus. Koehenkilöt olivat nuoria jalkapalloilija naisia (n=39, iän keskiarvo 15,5 ± 1,0 vuotta). Pudotushyppyä tarkkailtiin 3D-liikemallinnuksen sekä voimalevyn avulla. Sigward ym. (2008) saivat poikkeuksellisen tuloksen mitattujen voimien sekä polven frontaalitason liikkeen yhteyden osalta, sillä voimilla ei todettu olevan merkitystä tässä tutkimuksessa. Poikkeuksellista tulosta perusteltiin sillä, että tutkimukseen valittu liikesuoritus, kahden jalan pudotushyppy 46 cm:n korkeudelta, ei ollut tarpeeksi vaativa haastaakseen koehenkilöiden suorituskykyä. Polven frontaalitason liikkeeseen todettiin vaikuttavan mitatut liikelaajuudet lonkassa ja nilkassa. Näiden yhteinen selittävyys polven frontaalitason liikkeelle oli 27 %. Tutkimuksen merkittävänä tuloksena voidaan käyttää tulosta, että polven frontaalitason liikelaajuuteen dynaamisissa suorituksissa vaikuttavat sekä polvesta distaalisen ja proksimaalisen nivelen liikelaajuus. Claiborne ym. (2006) tarkastelivat yhden jalan kyykkysuorituksia 3D-liikemallinnuksen avulla ja totesivat lonkan lihasten olevan merkittäviä ennustajia polven liikelaajuuteen frontaalitasossa. Claibornen ym. (2006) koehenkilöt olivat 15 miestä (iän keskiarvo 26,4 ± 5,2 vuotta) ja 15 naista (iän keskiarvo 23,5 ± 3,7), jotka olivat vapaehtoisia ja terveitä. Tutkimuksessa käytetyt voima-arvot olivat polven ojennuksen ja koukistuksen eksentrinen ja konsentrinen voimat, lonkan ulospäin sekä sisäänpäin kiertävät eksentriset ja konsentriset voimat sekä lonkan ojennuksen, koukistuksen, lähennyksen ja loitonnuksen eksentriset ja konsentriset voimat. Voimien arvoista merkittävimmiksi frontaalitason polven liikkeen ennustajiksi nousivat lonkan loitonnusvoima, polven ojennus ja koukistus sekä lonkan sisäänpäin kiertävä voima. Lisäksi Claibornen ym. (2006) tuloksista kävi selville, että näiden merkittävien voimatasojen noustessa polven liike valguksen suuntaan väheni. Tutkimuksessa todettiin myös merkittävät erot voimatasoissa sukupuolten välillä kaikissa mitatuissa voiman arvoissa, paitsi eksentrisessä lonkan sisäänpäin kiertävässä voimassa sekä koehenkilön massaan normalisoiduissa arvoissa lonkan lähennys ja koukistus, polven koukistus ja ojennus sekä eksentrisessä lonkan ojennus voimien huippu arvoissa. Claibornen ym. (2006) tulosten mukaan polven frontaalitason liikkeestä yhden jalan kyykyssä polven ojennus voima selitti liikkeen vaihtelusta 13,6 % ja koukistus voima 18,1 %. Tämän tutkielman kannalta oleellisin tulos oli, että suurempi lonkan loitonnusvoima vähensi polven liikettä valguksen suuntaan ja Claiborne ym. (2006) ehdottavat tämän lihasryhmän olevan tärkeässä roolissa polven tasapainottamisessa. Polven valguksen 21

arvoja tarkasteltaessa Claibornen ym. (2006) koehenkilöissä ei sukupuolten välillä ollut eroja. Muihin tutkimuksiin (Hewett ym. 2005, Shultz ym. 2010) verrattaessa tulos oli poikkeava ja tutkimusryhmä perustelee tulosta tutkimukseen valitun liikkeen vaativuustasolla. Yhden jalan kyykyssä verrattaessa muissa tutkimuksissa käytettyihin juoksusta tehtyihin suunnan muutoksiin tai pudotus hyppyihin ulkoiset voimat ovat pienempiä ja mahdolliset sukupuolten eroja aikaan saavat ulkoiset momentit ovat näin ollen pienempiä. Eli tutkimuksessa heikkoja voimatasoja ja polvenhallintaa ei näin ollen haastettu tarpeeksi, jotta olisi saatu aikaan epäedullisia muutoksia polvenhallinnassa. Väsymyksen seurauksena vähentynyt voimantuotto lonkanloitontajissa saa aikaan muutoksia polvenhallinnassa, jotka vastaavat edellä mainittuja eturistisiteen loukkaantumiselle ominaisia liikesuorituksia. Lonkanloitontajien väsymyksen seurauksena hypystä alas tullessa on havaittavissa lisääntynyttä polven valgusliikkeen laajuutta sekä lonkan abduktiota ja polven adduktiota alastulon hetkellä (Geiser ym. 2010). Geiser ym. (2010) selvittivät lonkanloitontajien väsymisen ja sitä kautta voiman tuoton heikkenemisen merkitystä polvenhallinnassa 3D-liikemallinnuksen avulla. Geiserin ym. (2010) tutkimusryhmä tarkkaili polvenhallintaa kolmessa eri liikesuorituksessa. Kaikki kolme liikettä alkoi pudottautumisella laatikon päältä. Laatikon korkeus oli säädetty kunkin koehenkilön (n=20, ikä 20,7 ±1,7 vuotta) maksimihyppykorkeuden mukaisesti. Pudottautumisesta alastulon jälkeen koehenkilöt suorittivat nopean hypyn suoraan ylös, loikan sivulle ja juoksu pyrähdyksen eteenpäin. Suoritteet tehtiin ilman väsymystä sekä lonkanloitontajan väsytyksen jälkeen. Väsyneenä tehdyissä suorituksissa oli havaittavissa suurentunut polven abduktio alastulon hetkellä (1,4 ± 1,3, p<0,001) sekä suurentunut sisäinen adduktiomomentti (erotus 7,4 ± 13,4 Nm, p<0,001). Suoritusten aikana tarkkailtu valgusliike ennen väsytysprotokolaa oli 0,7 ±1,5 ja väsyneenä tehdyissä suorituksissa arvot olivat 2,1 ±1,6. Patrek ym. (2011) saivat vastaavat tulokset Geiserin ym. (2010) kanssa. Tutkimuksen tulokset osoittivat koehenkilöiden (naisia 20, iän keskiarvo 20 ±1,3 vuotta) taipumusta polven valgukseen väsymyksen seurauksena. Patrek ym. (2011) käyttivät myös 3Dliikeanalyysiä sekä lisänä Geiserin ym. (2010) tutkimusasetelmaan voimalevyä. Koeasetelman eroina oli myös, että Patrek ym. (2011) tarkastelivat vain alastulon kontaktihetkeä kuuden millisekunnin ajan kun taas Geiser ym. (2010) tarkastelivat arvoja suorituksessa alastulosta seuraavaan liikkeeseen saakka. Patrekin ym. (2011) 22

tarkastelemat suoritukset olivat kahdenjalan suorituksien sijasta yhdenjalan suorituksia. Schmitz ym. (2014) tutkivat biomekaniikkaa hypyn alastulossa jalkapallo-ottelun kaltaisessa väsymysympäristössä. Koekoehenkilöt (n=30 miestä, iän keskiarvo 20,3 ± 2,0 vuotta; n=29 naista, iän keskiarvo 20,5 ± 2,3 vuotta) suorittivat keskiraskaan 90 minuuttia kestävän jalkapallo-ottelua vastaavan liikunnan aikana 15 minuutin välein mittaussession, jossa määritettiin polvenhallinnan biomekaniikkaa mm. pudotushypyissä. Tutkimuksen tuloksena väsymyksen seurauksena koehenkilöt suorittivat alastulot suoremmalla sagittaalitason lonkan ja polven kulmalla, mikä on eturistisiteen loukkaantumisen kannalta merkittävää. Väsymyksen seurauksena lonkassa havaittiin pienentynyt liikkeen laajuus ja Schmitz ym. (2014) totesivat tämän vähentävän lonkan törmäysvoimia absorboivaa vaikutusta. Palmer ym. (2015) vertasivat lonkanloitontajien voimaharjoittelun (VH) ja motorisen harjoittelun (MH) vaikutuksia polven dynaamiseen valgukseen yhdenjalan kyykyissä ja alastuloissa. Tutkimuksessa käytettiin hyppy-alastulo -suorituksissa 20 cm lähtökoroketta ja tutkimusdata kerättiin kaikista suorituksista kahden liikesensorin avulla. Liikesensorit olivat kiinnitetty mitattavaan jalkaan lateraalisesti reiden puoliväliin sekä säären puoliväliin. Tutkimuksen koehenkilöt (n=11 miestä, iän keskiarvo 30,3 ± 8,8 vuotta; n=10 naista, iän keskiarvo 29,6 ± 9,7 vuotta) jaettiin kahteen ryhmään, joista toinen suoritti lonkanloitontajan voimaharjoittelua ja toinen motorisia harjoitteita. Kaikki osallistuja olivat terveitä, mutta kaikilla oli taipumus polven valgukseen sekä polven sisäkiertoon. Viiden harjoitteluviikon jälkeen molempien ryhmien lonkanloitontajien voimataso oli noussut. VH-ryhmällä voimatason nousu oli 35 % (3,8 kg) ja MH-ryhmällä 27 % (2,9 kg). Voimatason noususta seurasi muutoksia liikesuorituksista mitattuihin arvoihin. Dynaaminen valgus pieneni MH-ryhmällä 10 ja VH-ryhmällä 5 sekä polven sisäkierto pieneni MH-ryhmällä 9 ja VH-ryhmällä 18. Chaudhari ja Andriacchi (2004) rakensivat mekaanisen mallin jalasta selvittääkseen lonkanlihasten voiman merkitystä polvenhallinnassa ja eturistisiteen loukkaantumisessa. Malli kuvasti hypystä alastuloa ja tarkastelu tapahtui kahdessa ulottuvuudessa frontaalitasossa. Malli koostui nilkasta, polvesta ja lonkasta. Nivelet olivat toiminnaltaan sarana-mallisia ja niihin vaikuttavia lihasten voimia kuvattiin jousilla. Mekaaninen malli rakennettiin vastaamaan todellisuutta erittäin tarkasti käyttäen viimeisimpiä tuloksia ja arvoja fysiologisista tekijöistä. Mallin polvi oli lähes suorana, joka on eturistisiteen 23

loukkaantumisen yhteydessä ominaista. Tutkimuksessa käytettiin eturistisiteen loukkaantumisen raja-arvona polvinivelen aukeamista 8 joko mediaalisesti tai lateraalisesti. Raja-arvo perustui Markofin ym. (1976) tutkimuksessa saatuihin tuloksiin. Chaudharin ja Andriacchin (2004) tutkimuksessa mitattiin alustasta kohdistuvaa reaktiovoimaa (ground reaction force, GFR) eri polven frontaalitason kulmilla, varus sekä valgus, sekä suoralla polven linjalla. Kun suorituksessa alastulon seurauksena polvi avautui 8, joko lateraalisesti tai mediaalisesti, todettiin polvi loukkaantuneeksi ja tällöin suorituksesta saatiin nivelen sietokyvyn ylittävä voiman arvo. Tutkimuksen tuloksena todettiin suoralla polven linjalla polvinivelen kestävän noin 5,1 kertaisen kehon painon. Sietokyky putosi merkittävästi polven ollessa varus tai valgus asennossa. Kymmenen asteen polven valguskulmalla sietokyky oli enää 2,1 kertaa kehon paino. Kun tutkimusasetelmassa vahvistettiin lonkanlihasten voimaa, loukkaantumisen sietokyky mekaanisella mallilla kasvoi kaikilla polven varus ja valgus alastulon kulmilla sekä suoralla polven alastulo linjalla. 50 % lisäys lonkan lihaksia kuvaavaan jousen jäykkyyteen nosti loukkaantumisen sietokykyä suoralla polven linjalla 5,4 kertaiseen kehonpainoon. Tutkimusasetelmasta on huomioitava, että mallissa mekaaniset lihakset eli jouset olivat aktivoituja jo ennen alastuloa ja ihmiseen verrattuna neuromuskulaarinenkontrolli oli näin ollen suljettu pois. Voimatasojen yhteyttä polvenhallintaan tutkittaessa usein käytetään voimatuloksia, jotka eivät ole niin sanotusti kehonpainoa kannattelevia tuloksia vaan esimerkiksi eristettyjä yhden nivelen ylittävän lihaksen voimatasoja. McCurdy ym. (2014) pyrkivät paikkaamaan tätä puutetta tutkimuskentällä selvittämällä erityyppisten maksimi voimatasojen, eksentristen ja isometristen, sekä kehonpainoa kannattelevien suoritusten, kahden (2JK) ja yhden jalan kyykkyjen (1JK), voimatulosten yhteyttä polven valgukseen. Tutkimukseen osallistuneet koehenkilöt olivat 26 nuorta (iän keskiarvo 20,9 vuotta, ±1,62) tervettä naista. Koehenkilöiltä mitatut voimatasot sisälsi polven ojennuksen ja koukistuksen eksentriset sekä isometriset voimat, lonkan abduktio- ja ojennusvoima sekä yhden- ja kahdenjalan kyykyt. Voimatuloksia verrattiin pudotushypyn tuloksiin sekä kahdenjalan (60 cm) että yhdenjalan (30 cm) suorituksista. Pudotushyppysuorituksissa koehenkilöt pudottautuivat laatikolta ja alastulossa ponnistivat mahdollisimman korkealle. Suorituksista analysoitiin arvot asteina 3D-liikkeentallennusjärjestelmän 24