Halter sporcuları üzerinde birçok araĢtırma yapılmıĢtır. Elit haltercilerde biyomekanik çalıĢmalar, kaldırma evrelerinde vücut ile barın sistem olarak yüzeye uyguladığı kuvvetin ölçüldüğü kinetik değerleri, eklem açısı ile bar yörüngesinin araĢtırıldığı açısal ve doğrusal kinematiği ve bar üzerinde yapılan iĢ, güç ve enerji hesaplamaları üzerinde çalıĢılmıĢtır (Isaka ve ark 1996; Stone ve ark 1998; Gourgoulis ve ark 2002; Schilling ve ark 2002; Souza ve ark 2002). Eckstein ve ark 2006’da haltercilerde ve sedanterlerde yapmıĢ olduğu çalıĢmalarda; kesitsel bir tasarımla farklı diz hareketlerinin akut etkilerini karĢılaĢtırmıĢlardır. Elit haltercilerin columna vertebralis’lerinden alınan BT görüntülerinin detaylı değerlendirmeleri ve üç boyutlu rekonstrüksiyonu ile ilgili herhangi bir çalıĢmaya rastlanmamıĢtır.
Columna vertebralis’in istatistik sonuçları incelendiğinde, elit haltercilerde ve sedanterlerde, sadece pars lumbalis’in uzunluklarında L3 ve L5 omurları arasında istatistiksel açıdan önemli farklar (P<0.05) kaydedildi. Elit haltercilerde L3 21.8±0.4 mm iken sedanterlerde 20.2±0.6 mm olarak ölçüldü. Elit haltercilerde L3 omurdaki büyümenin kemiğe uygulanan stresin sedanterlere göre daha fazla olmasını akla getirmektedir. Pettersson ve ark (1998) spor ve egzersiz yapanlarda hem kas kuvveti, hem de kemik parametrelerinde artıĢ olacağı bildirimleriyle bu yorumumuz desteklenebilir. Kalaycı (2008) elit judocularda ve sedanterlerde yapmıĢ olduğu çalıĢmada, elit judocuların metacarpal ve phalangeal kemiklerinin biyometrik oranlarının istatistiksel olarak sedanterlerden daha büyük olduğunu bildirmiĢtir. Biz benzer bir kemik proliterasyon’un haltercilerde L3’te Ģekillendiğini kaydettik.
L5 segmentinde elit haltercilerde 19.9±1.0 mm iken sedanterlerde 20.9±0.4 mm olarak istatistikî önem tespit edildi (P<0.05). Elit haltercilerde L5 segmentindeki
32 azalma omurdaki deformasyonu düĢündürmektedir. Bu da gösteriyor ki haltercilerin aĢırı yük kaldırmasının kemiklerde deformasyona neden olabileceğini akla getirmektedir.
Canalis vertebralis’in istatistik sonuçları incelendiğinde, elit haltercilerde ve sedanterlerde, pars cervicalis’in hacim; C7, yüzey alanı; C5, C6 ve C7 ve uzunluk; C7 segmentlerinde istatistiksel açıdan önemli farklılıklar (P<0.05) kaydedildi. Pars thoracalis’in hacim; T2, T7 ve T8 ve uzunluk; T4, T7 ve T8 segmentlerinde istatistiksel açıdan önemli farklılıklar (P<0.05) kaydedildi. Pars lumbalis’in hacim; L5, yüzey alanı; L2, L3 ve L5 ve uzunluk; L3 ve L5 segmentlerinde istatistiksel açıdan önemli farklılıklar (P<0.05) kaydedildi.
Elit haltercilerde pars cervicalis’in C7 segmentinin biyometrik ölçümlerinin sedanterlerden düĢük olması; pars thoracalis’in hacim ve uzunluk olarak T7 ve T8 segmentlerinin sedanterlerden düĢük olması da bu bölgelerde deformasyonun olduğunu düĢündürmektedir. Yine pars lumbalis’in yüzey alanı L2 ve L3 ve uzunluk L3 segmentlerinin değerleri elit haltercilerde sedanterlere göre yüksek olduğu tespit edilmiĢtir. Ancak L5 segmentinde sedanterlerin biyometrik ölçümleri elit haltercilerden yüksek bulunmuĢtur.
Bütün biyometrik ölçümler değerlendirildiğinde; haltercilerde columna vertebralis’in ve canalis vertebralis’in sedanterlere kıyasla sadece L5 segmentinde belirgin bir deformitenin Ģekillendiği tespit edilmiĢtir (P<0.05).
33
5. SONUÇ ve ÖNERİLER
Yapılan araĢtırmada, elit haltercilerin ve diğer elit sporcuların columna vertebralis’ine ait biyometrik ölçülerin ve üç boyutlu görüntülerin; ilgili kanal ve kemiklerle iliĢkili patolojik formasyonların (vertebral exostosis, vertebral kanal stenozu, vertebral kanal tümörü, intervertebral hernia vs.) tanı ve yorumlanmasını kolaylaĢtırarak ortopedist ve nörologların uygun terapatik yaklaĢımına pozitif yönde katkı sağlayacağı düĢünülmektedir.
Sedanterlere ait üç boyutlu omurga verileri ıĢığında ise gerçek boyutlu vertebral kanal modelleri geliĢtirilebilecektir.
ÇalıĢmada kullanılan metodun ve bu metottan elde edilen verilerin gerek gelecekte yapılacak anatomik araĢtırmalara zemin teĢkil edeceği gerekse anatomi eğitimi alan öğrencilere modern bir eğitim anlayıĢı ve bakıĢ açısı oluĢturacağı da bir gerçektir.
Ayrıca çalıĢmadan elde edilen bilgisayar çıkıĢlı verilerin elit sporcuların ve sedanterlerin columna vertebralis’inin morfolojik açıdan karĢılaĢtırılmasına bilimsel bir dayanak teĢkil edeceği ve böylece spor hekimliğine önemli katkı sağlayacağı öngörülmektedir.
34
6. ÖZET
T.C.
SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ SAĞLIK BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ
Elit Erkek Haltercilerde Columna Vertebralis’in Multidedektör Bilgisayarlı Tomografi Görüntülerinin Üç Boyutlu Rekonstrüksiyonu
Alparslan İNCE
Danışman: Prof. Dr. Emrullah EKEN Anatomi (Vet.) Anabilim Dalı DOKTORA TEZİ / KONYA-2010
Sunulan çalıĢma; elit erkek haltercilerden ve sedanter (kontrol) grubundan multidedektör bilgisayarlı tomografi (MDBT) ile alınan columna vertebralis kesitlerinden, fotogrametrik yöntemlerle üç boyutlu veri ve modeller elde edilerek, elit haltercilerin ve sedanter grubunun omurga yapısının biyometrik özelliklerini ortaya koymak amacıyla gerçekleĢtirilmiĢtir. ÇalıĢmada 8 adet elit erkek haltercinin ve 8 adet sedanterin columna vertebralis’i yüksek çözünürlüklü diagnostik MDBT cihazıyla tarandı. Elde edilen 2B’li axial görüntüler DICOM formatında CD’lere aktarıldıktan sonra, içerisinde üç boyutlu modelleme programı olan 3D-Doctor 4.0 yüklü kiĢisel bilgisayara aktarıldı. 3D- Doctor sayesinde, ilk aĢamada 2D’li görüntüler üzerinde yarı-otomatik segmentesyon prosedürü gerçekleĢtirildi. Ġkinci aĢamada bu prosedürde çıkması muhtemel olan düzensiz noktaların modifiye edilmesi için aynı görüntüler üzerinde interaktif düzeltme rutiniyle manuel segmentasyon yapıldı. Manuel olarak segmente edilmiĢ görüntüler bloklaĢtırılıp üst üste bindirildikten sonra ilgili programlar sayesinde üç boyutlu hale getirildi. Tüm ölçümler adı geçen program yardımıyla otomatik olarak hesaplandı ve istatistiki analizler SPSS 15.0 paket programında (SPSS For Windows 2006) t- testi ile belirlendi. Columna vertebralis’in istatistik sonuçları incelendiğinde, elit haltercilerde ve sedanterlerde, sadece Pars lumbalis’in uzunluklarında L3-L5 omurları arasında istatistiksel açıdan önemli farklar (P<0.05) kaydedildi. Canalis vertebralis’in istatistik sonuçları incelendiğinde, elit haltercilerde ve sedanterlerde, Pars cervicalis’ in hacim; C7, yüzey alanı; C5, C6 ve C7 ve uzunluk; C7 segmentlerinde istatistiksel açıdan önemli farklılıklar (P<0.05) kaydedildi. Pars thoracalis’in hacim; T2, T7 ve T8 ve uzunluk; T4, T7 ve T8 segmentlerinde istatistiksel açıdan önemli farklılıklar (P<0.05) kaydedildi. Pars lumbalis’in hacim; L5, yüzey alanı; L2-L3-L5 segmentlerinde istatistiksel açıdan önemli farklılıklar (P<0.05) kaydedildi. Bütün volumetrik ölçümler değerlendirildiğinde; columna vertebralis’in ve canalis vertebralis’in sadece L5 segmentindeki deformasyonun daha dikkate değer olduğu tespit edildi.
Sonuç olarak, bu tekniklerin ve üç boyutlu rekonstrüksiyon prosedürlerinin spor hekimliğinde kullanım alanına girmesinin gerekliliği düĢüncesinden hareketle, MDBT tekniğiyle halter sporcuları üzerinde gerçekleĢtirilecek alt yapı çalıĢmalarının bu tür araĢtırmalarla destekleneceği düĢünülmektedir.
Anahtar Sözcükler: Columna vertebralis, Üç boyutlu rekonstrüksiyon, Elit halterciler,
35
7. SUMMARY
T.C.
UNIVERSITY OF SELCUK INSTITUTE OF HEALTH SCIENCES
Three-Dimensional Reconstruction of the Vertebral Column in Elite Male Powerlifters by Multidetector Computed Tomography Images
By
Alparslan İNCE Supervisor
Prof. Dr. Emrullah EKEN ANATOMY DEPARTMENT (VET.)
DOCTOR OF PHILOSOPHY THESIS / KONYA-2010
The aim of his study is to present biometrical features of spine structures of elite powerlifters and sedentary men by acquiring three-dimensional data and models using photogrammetric survey from vertebra column sections that derived from elite male powerlifters and sedentary men by using multidetector computed tomography (MDCT). In this study, vertebra columns of eight elit male powerlifters and eight sedentary men were scanned by means of high resolution diagnostic device MDCT. After transferring the obtained 2D axial images to CDs in DICOM format, these images were transmitted to personal computer that has a three dimensional modelling programme, 3D-Doctor 4.0 in the first stage, semi-automatic segmentation procedure was performed on 2D images thanks to 3D- Doctor. During the second stage, manuel segmentation with interactive adjustement was carried out on the same images in order to modify the uneven places that were possible to emerge. After the images mounted manually were configured and overlapped, they were rendered in three dimensional by means of the related programme. All measurements were figured up automatically by means of the aforenamed programme and the statistical analyses were designated by using the t-test in SPSS 15.0 packeged software. When the statistical inferences of vertebra columns are examined, in elite powerlifters and sedentary men, statistically remarkable differences (P<0.05) were only detected in the lenghts of pars lumbalis between L3 and L5 vertabras. When the statistical inferences of Canalis Vertabralis are examined, in elite powerlifters and sedentary men, statistically remarkable differences (P<0.05) were detected in some segments of pars cervicalis: in terms of volume; C7, surface area; C5, C6 and C7 and the lenght; C7. Also some other statistically important differences (P<0.05) were detected in pars thorocalis: in terms of volume; T2, T7 and T8 and in terms of lenght; T4, T7 and T8. Once again, in the volume; L5 and in surface area; L2,L3 and L5 segments of pars lumbalis, remarkable differences (P<0.05) were detected. When the all volumetric measurements were assessed, it was determined that the deformation is more significant in only L5 segments of vertebra columns and vertabra canal.
As a consequence, considering the fact that these techniques and three dimensional reconstruction procedures should be in sports medicine, it is thought that infrastructure works which will be performed by using MDCT and related to powerlifters will be supported by such researches.
Key Words: Vertebra columns; Three dimensional reconstruction; Powerlifter; Computed
36
8. KAYNAKLAR
1. Ablesw. http://www.ablesw.com/3d-doctor/volume.html. EriĢim tarihi: 23-07-2009.
2. Alıcı E. Omurga Hastalıkları ve Deformiteleri. T.C. Dokuz Eylül Üniversitesi Yayını. 1991. Ġzmir. 3. Barutçu H, Mihmanlı Ġ. Alt ekstremite venöz trombozlarında multidedektör BT direk venografi ile renkli doppler us inceleme yöntemlerinin karĢılaĢtırılması. Uzmanlık Tezi, Ġstanbul Üniversitesi CerrahpaĢa Tıp Fak. Radyodiagnostik A.B.D. 2005. Ġstanbul.
4. Bazille A, Guttman MA, McVeigh ER, Zerhouni EA. Impact of semiautomated versus manual image segmentation errors on myocardial strain calculation by magnetic resonance tagging. Invest Radiol. 1994;29: 427–33.
5. Brown EW, Abani K. Kinematics and kinetics of the dead lift in adolescent power lifters. Med. and Sci. in Sports and Exerc. 1985;17: 554-566.
6. Dere F. Anatomi, Ders kitabı, Kendi Yayını, Adana. 1996; 119-204.
7. Eckstein F, M. Hudelmaier, Putz R. The effects of exercise on human articular cartilage. J Anat. 2006;208: 491–512.
8. Ege R. Vertebralarm Anatomisi, Vertebra-Omurga, Ed. R. Ege, Türk Hava Kurumu Basımevi, Ankara, 1992; 21-44.
9. Elmacı S. Spor anatomisi, Bağırgan Yayın Evi. 1998, Ankara.
10. Grant JCB. Grant Anatomi Atlası. Güven Kitabevi Yayınları. Ankara. 1977.
11. Gourgoulis V, Aggeloussis N, Antonıou P, Chritoforidis C, Mavromatis G, Garas, A. Comparative 3-Dimensional kinematic analysis of the snatch technique in elite male and female Greek weightlifters. J Strength Cond. Res. 2002;16: 359-366.
12. Hadi G, AkkuĢ H, Harbili E. Farklı bar ağırlıklarının kaldırıldığı koparma tekniğinin üç boyutlu biyomekanik analizi. Spor Bil Derg. Hacettepe J Sport Sci. 2008; 19: 139–156.
13. Hall RK. The role of CT, MRI and 3D imaging in the diagnosis of temporomandibular joint and other orofacial disorders in children. Aust Orthod J. 1994; 13: 86–94.
14. Halter. http://www.halter.gov.tr/sayfa.asp?id=60. EriĢim tarihi: 13-04-2009. 15. Halter. http://www.halter.gov.tr/sayfa.aspx?id=145. EriĢim tarihi: 09.04.2010.
16. Harbili E, Arıtan S. Elit haltercilerde koparma tekniğinin karĢılaĢtırmalı biyomekanik analizi. Spor Bil Derg Hacettepe J Sport Sci. 2005;16: 124-134.
17. Hoek van Dijke GA, Snijders CJ, Stoeckart R, Henk J, Stam H. A biomechanical model on muscle forces in the transfer of spinal load to the pelvis and legs. J Biomechanics. 1999: 32, 927-933. 18. Hu H, He HD, Foley WD, Fox SH. Four multidetector-row helical CT: image quality and volume
coverage speed. Radiology. 2000;215: 55–62.
19. Isaka T, Okada T, Fuanto K. Kinematic analysis of the barbell during the snatch movement in elite asian weightlifters. J Appl Biomech. 1996;12: 508-516.
37 21. Kalaycı Ġ. 3D Reconstruction of phalangeal and metacarpal bones of male judo players and
sedentary men by MDCT images. J Sport Sci Med. 2008;7: 544-8.
22. Kalra MK, Maher MM, Toth TL, Hamberg LM, Blake MA, Shepard J, Saini S. Strategies for CT radiation dose optimization. Radiology. 2004;230: 619-28.
23. Kaya T. Radyolojik görüntüleme yöntemleri ve ana prensipleri. In: Kaya T, editör. Temel Radyoloji Tekniği. Ġstanbul. GüneĢ& Nobel Yayınevi. 1996; 7-15.
24. Krupa P, Krsek P, Cernochova P, Molitor M. 3D real modelling and CT biomodels application in facial surgery. In: Neuroradiology European Society of Neuroradiology. ISBN 0028-3940. Berlin: 2004; 141-1.
25. Marchocka M, Smuk E. Analysis of body build of senior weightlifters with particular regard for proportions. Biol Sport, 1984;1: 55-71.
26. Odar ĠV. Anatomi Ders Kitabı, Hareket Sistemi. 1984; 1-82.
27. Özkurt A. Üç boyutlu örneksel veriden yüzey modeli üretimi, DEÜ Mühendislik Fak Fen ve Mühendislik Derg. 2002;4: 27–36.
28. Pazarözyurt Ġ, Ġnce G. Elit Bayan Basketbolcularda Antropometrik Özellikler, Dikey Sıçrama ve Omurga Esnekliğinin Mevkilere Göre Ġncelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Adana. 2008.
29. Pettersson U, Alfredson H, Nordström P, Henriksson K, Lorentzon R. Bone mass in female cross- country skiers, reletionship between muscle strenth and different bmd sites. Sport Med Unit, Orthopaedics, Universtiy of Umea. 1998;67: 199–206.
30. Prokop M. General principles of MDCT. Eur J Radiol. 2003;45: 4-10.
31. Schilling BK, Stone MH, O’Braynt HS, Fry AC, Coglianese RH, Pierce KC. Snatch technique of collegiate national level weightlifters. J Strength Cond. Res. 2002;16: 551-555.
32. Stone MH, O’Braynt HS, Williams FE, Johnson RL. Analysis of bar paths during the snatch in elite male weightlifters. NSCA. August. 1998; 30-38.
33. Souza AL., Shimada SD, Koontz A. Ground reaction forces during the power clean. J Strength Cond. Res. 2002;16: 423-427.
34. Tolun R. Minareci Ö. Nöroradyoloji, http://itfnoroloji.org/nororad/nororad.htm. EriĢim tarihi: 04.04.2007.
35. Topçu V. Bilgisayarlı tomografide imaj oluĢumu ve gösterimi. Üç boyutlu (3D) imaj iĢletme ve gösterim teknikleri. T.C. Sağlık bakanlığı taksim eğitim ve araĢtırma hastanesi radyodiagnostik kliniği. Uzmanlık tezi. 2005;11–15.
36. Turkrad. http://www.turkrad.org.tr/toplum.php#19. EriĢim tarihi: 18.03.2010. 37. Wordpress. http://ispor.wordpress.com/halter/tarihce/. EriĢim tarihi: 24.04.2010.
38
9. ÖZGEÇMİŞ
1978 yılında Kayseri'de doğdu. Ġlkokul, ortaokul ve lise eğitimini Kayseri’de tamamladı. 1998 yılında Selçuk Üniversitesi Beden Eğitimi ve Spor Yüksekokulu’na baĢladı, 2001 yılında mezun oldu. Selçuk Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü’nde 2005 yılında Yüksek Lisansını tamamladı. Selçuk Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsünde 2005-2006 bahar döneminde doktora eğitimine baĢladı.