Motor control in whiplash and chronic non-traumatic neck pain

Abstract

Motorisk kontroll ved whiplash og kroniske ikke-traumatiske nakkesmerter

Whiplash volder betydelige helsemessige og økonomiske konsekvenser både for individet og for samfunnet. Kroniske whiplash-relaterte plager er blitt forbundet med endringer i koordinasjon og bevegelse, men det er uklart hvorvidt det eksisterer forskjeller mellom whiplash pasienter og pasienter med ikke-traumatiske nakkesmerter.

Det overordnede formålet med denne studien var å undersøke koordinasjon og bevegelse hos 59 whiplash-pasienter sammenliknet med 57 pasienter med kroniske ikke-traumatiske nakkesmerter og 57 friske kontrollpersoner. Vi undersøkte ”ledigheten” av nakkebevegelser, nakkens leddsans, nakkens/hodets stødighet og evnen til å koordinere hodets bevegelser. Vi undersøkte også sammenhenger mellom våre bevegelsesmål og pasientenes opplevelse av smerteintensitet og svimmelhet.

Registrering av hodets bevegelser gjort ved 3-dimensjonal bevegelsesregistrering. Vi målte nakkens bevegelsesutslag og registrerte ”bevegelsesledighet”  ved å måle bevegelsens medbevegelse; altså bevegelsesutslag i utslaget i tre plan samtidig. Vi fant at medbevegelse var redusert i begge de to smertegruppene, noe som indikerer redusert ”ledighet” – eller stivere og mer forsiktige bevegelsesmønster – hos personer med nakkesmerter, uavhengig av om plagene er whiplash-relatert eller ikke. Det ble ikke funnet forskjeller i leddsans mellom noen av gruppene.

Hodets stødighet - eller evne til å holde hodet stabilt opp mot tyngdekraften - ble målt ved lav og høy belastning. Whiplash-gruppen viste en redusert evne til å holde hodet stødig sammenliknet med begge de to andre gruppene ved lav belastning. Redusert stødighet var forbundet med høyt nivå av smerte og svimmelhet. Ingen signifikante forskjeller mellom gruppene ble funnet ved test av stødighet med høy belastning.

For å registrere koordinasjon ble en ”åttetallstest” introdusert. En laserpeker ble festet til toppen av hodet og testpersonen ble instruert i å bevege hodet slik at lysstrålen skulle følge linjen til en horisontal åttetallsfigur som ble vist på veggen tre meter unna. Testen ble utført i tre hastigheter. Åttetallstesten avslørte uregelmessige bevegelsesmønster i whiplashgruppen sammenliknet med de to andre gruppene ved langsom og moderat hastighet. Dette ble tolket som redusert bevegelsesflyt, og var også forbundet med høyt nivå av smerte og svimmelhet. Lave og moderate nivå av smerte og svimmelhet viste ingen sammenheng med stødighet og bevegelsesflyt i denne studien.

Denne studien fant endringer i koordinasjon og bevegelse hos pasienter med nakkesmerter. Et bevegelsesmønster preget av mindre ”ledighet” ble registrert i begge smertegruppene, noe som sannsynligvis reflekterer en langvarig smertesituasjon. To av våre tester avslørte imidlertid funn i whiplash-gruppen alene og synes dermed å kunne relateres til et whiplash traume; redusert evne til å holde hodet stødig og redusert bevegelsesflyt i en krevende koordinasjonsøvelse. Disse hadde også sammenheng med høy intensitet av nakkesmerter og svimmelhet og er muligens mer sensitiv for de pasientene med størst plager.

Whiplash inflicts substantial health and economic burden upon both the individual and the society. Persistent whiplash associated disorders (WAD) have been associated with alterations in kinesthetic sense and motor control. The evidence is however inconclusive, particularly for differences between WAD patients and patients with chronic non-traumatic neck pain.

The aim of this study was to investigate motor control in WAD (n=59) compared to chronic non-traumatic neck pain (n=57) and healthy controls (n=57) with respect to head movement ‘freedom’, kinaesthetic sense, head steadiness and movement smoothness. Research and clinical observations indicated that some of these factors may distinguish patients with symptoms following a whiplash trauma. The contributions of neck pain and dizziness to motor control were also investigated.

Head motion was recorded with a 3Dimensional motion tracking system (Fastrak). Movement freedom was investigated by computing the cervical range of motion in the three cardinal planes and concurrent motion in the two associated planes (conjunct motion) during primary plane movements. Kinaesthetic sense was registered as joint position error; the difference in neutral head positions before and after cervical rotations. Head steadiness was computed as head motion velocity during two 40 seconds isometric neck flexion tests; a high load task and a low load task. Movement smoothness was studied with a “figure-of-eight” trajectory task; a laser pointer was attached to the head and the subjects asked to trace a figure of eight displayed on the wall at three different paces (slow, moderate and fast).

We found significant differences between all three study groups in primary cervical range of motion with significant lower values in the WAD group compared to the nontraumatic neck pain group. Reduced conjunct motion was found in both pain groups, indicating less flexible movement patterns. This was most evident during cervical rotation. No group differences were found in joint position error. In low load isometric holding, the WAD group showed significantly decreased head steadiness compared to the other two groups. Head steadiness was associated with severe levels of neck pain and dizziness. No group differences in head steadiness were found in the high load task. The “figure-of-eight” trajectory task revealed irregular movement patterns (3-5 Hz frequency range) that consistently discriminated the WAD group from the two other groups for the slow and the moderate paced tests. Irregular movement patterns were also associated with severe levels of pain and dizziness. Low or moderate levels of pain and dizziness were not associated with decreased head steadiness or movement smoothness.

This study found altered movement patterns in the cervical spine in neck pain patients, indicating changes in motor control strategies. Less flexible, “guarded”, movement patterns were found in both pain groups, possibly an adaptation to long-standing pain rather than a history of trauma. Reduced head steadiness and lack of movement smoothness were found in the WAD group only, indicating that some motor control deficits seem to particularly associate with a traumatic onset of neck pain. Both decreased head steadiness and decreased movement smoothness were associated with high levels of neck pain intensity and dizziness, but not with low and moderate levels. Cause-effect relationships need further investigation.