Height loss
Abstract
Height loss is caused by spinal loading activities in daily life. Deformation and dehydration of the intervertebral discs are physically changes from the loading on spine. It finds that human height is gradually decreased during the daytime approximately 1.1% of total body height, which is mostly attributable changing at lumbar disc. However, the recumbent position can reduce loading on the spine and intra-discal osmotic pressure, thus spinal fluid return into the intervertebral discs. For this reason, the normal height level is considerately restored, however levels of height loss are depended on influence factors. Once the factors affected height loss with statistically significance, it possibly caused permanent distortion of intervertebral disc in consequence of low back pain. Low back pain also has an impact on the quality of life and economic burden. Therefore, this review article concluded about knowledge of structures and biomechanics of the intervertebral disc, and influence factors significantly affected to height loss. The main objective is to promote awareness of the activities and influence factors that affected height loss significantly during the day, and this may cause low back pain in the future.
ความสูงที่หายไป (height loss) เป็นผลจากการทำกิจกรรมที่มีแรงกระทำต่อลำกระดูกสันหลัง (spinal loading) ในชีวิตประจำวัน เป็นผลจากการเปลี่ยนแปลงรูปร่าง และการลดลงของปริมาณน้ำของหมอนกระดูกสันหลัง (intervertebral disc) ซึ่งพบว่าความสูงของมนุษย์จะลดลงเรื่อยๆ เมื่อเวลาผ่านไปในช่วงวัน โดยความสูงที่หายไปจะเกิดขึ้นประมาณร้อยละ 1.1 ของความสูงของร่างกาย ซึ่งความสูงที่หายไปส่วนใหญ่นั้นเกิดขึ้นบริเวณของหมอนกระดูกสันหลังส่วนเอว แต่อย่างไรก็ตามเมื่ออยู่ในท่านอนราบ (recumbent position) จะส่งผลให้เกิดการลดลงของแรงที่กระทำต่อลำกระดูกสันหลัง และแรงดันภายในหมอนกระดูกสันหลัง และเกิดการดูดกลับของสารน้ำ (fluid) เข้าสู่หมอนกระดูกสันหลัง จึงทำให้ความสูงสามารถกลับมาอยู่ในระดับปกติได้ แต่อย่างไรก็ตามระดับของความสูงที่หายไปนั้นจะขึ้นอยู่กับผลของปัจจัยต่างๆ โดยพบว่าหากปัจจัยที่ส่งผลให้เกิดการลดลงของความสูงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ อาจจะทำให้เกิดการสูญเสียคุณสมบัติของหมอนกระดูกสันหลัง และส่งผลให้เกิดอาการปวดหลังส่วนล่าง ซึ่งจะส่งผลกระทบต่อคุณภาพของการทำงาน และภาระทางด้านเศรษฐกิจ ดังนั้นบทความนี้จึงได้ทำการรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้าง และชีวกลศาสตร์ของหมอนกระดูกสันหลัง รวมถึงปัจจัยต่างๆที่มีผลกระทบให้เกิดความสูงที่หายไปอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติ โดยมีวัตถุประสงค์หลักเพื่อให้เกิดความตระหนักในการหลีกเลี่ยงการทำกิจกรรม และปัจจัยที่มีผลกระทบให้เกิดการหายไปของความสูงอย่างมีนัยสำคัญทางสถิติในระหว่างวัน ซึ่งอาจทำให้เกิดอาการปวดหลังส่วนล่างได้ในอนาคต
References
Eklund JA, Corlett EN. Shrinkage as a measure of the effect of load on the spine. Spine. 1984; 9(2):189–94.
Puntumetakul R, Trott P, Williams M, Fulton I. Effect of time of day on the vertical spinal creep response. Appl Ergon. 2009; 40(1):33–8.
Healey EL, Burden AM, McEwan IM, Fowler NE. Diurnal variation in stature: Do those with chronic low-back pain differ from asymptomatic controls? Clin Biomech. 2011; 26(4):331–6.
Adirek-udomrat J, Puntumetakul R, Siritaratiwat W, Kanlayanaphotporn R. Reliability of height loss measuring stadiometer. Thai J of Phys Ther. 2011; 32(3):153-161.
Lewis S, Holmes P, Woby S, Hindle J, Fowler N. Changes in muscle activity and stature recovery after active rehabilitation for chronic low back pain. Man Ther. 2014; 19(3):178–83.
Steele J, Bruce-Low S, Smith D, Jessop D, Osborne N. Determining the reliability of a custom built seated stadiometry set-up for measuring spinal height in participants with chronic low back pain. Appl Ergon. 2016; 53(-):203–8.
Phimphasak C, Swangnetr M, Puntumetakul R, Chatchawan U, Boucaut R. Effects of seated lumbar extension postures on spinal height and lumbar range of motion during prolonged sitting. Ergonomics. 2016; 59(1):112–20.
Cannon J, Emond D, McGill SM. Evidence on the Ability of a Pneumatic Decompression Belt to Restore Spinal Height Following an Acute Bout of Exercise. J Manipulative Physiol Ther. 2016; 39(4):304–10.
Schmidt H, Reitmaier S, Graichen F, Shirazi-Adl A. Review of the fluid flow within intervertebral discs - How could in vitro measurements replicate in vivo? J Biomech. 2016; 49(14):3133–46.
Healey EL, Burden AM, McEwan IM, Fowler NE. Stature loss and recovery following a period of loading: effect of time of day and presence or absence of low back pain. Clin Biomech Bristol Avon. 2008; 23(6):721–6.
Bogduk N, Twomey L. Clinical anatomy of the lumbar spine. 2nd ed. Melbourne: Livingstone; 1991.
Neumann D. Kinesiology of the musculoskeletal system: foundations for rehabilitation. 2nd ed. Philadephia: Saunder and Mosby; 2010.
Lewis SE, Fowler NE. Changes in intervertebral disk dimensions after a loading task and the relationship with stature change measurements. Arch Phys Med Rehabil. 2009; 90(10):1795–9.
Adams MA, Bogduk N, Burton K, Dolan P. The Biomechanics of Back Pain. 3rd ed. Churchill: Livingstone; 2013.
Ahrens SF. The effect of age on intervertebral disc compression during running. J Orthop Sports Phys Ther. 1994; 20(1):17–21.
Kanlayanaphotporn R, Lam L, Williams M, Trott P, Fulton I. Adolescent versus adult responses to vertical spinal loading. Ergonomics. 2001; 44(15):1384–91.
Kanlayanaphotporn R, Trott P, Williams M, Fulton I. Effects of chronic low back pain, age and gender on vertical spinal creep. Ergonomics. 2003; 46(6):561–73.
Reilly T, Freeman KA. Effects of loading on spinal shrinkage in males of different age groups. Appl Ergon. 2006; 37(3):305–10
Stålhammar HR, Leskinen TP, Rautanen MT, Troup JD. Shrinkage and psychophysical load ratings in self-paced and force-paced lifting work and during recovery. Ergonomics. 1992; 35(1):1–5.
Magnusson M, Pope MH. Body height changes with hyperextension. Clin Biomech Bristol Avon. 1996; 11(4):236–8.
Owens SC, Brismée J-M, Pennell PN, Dedrick GS, Sizer PS, James CR. Changes in spinal height following sustained lumbar flexion and extension postures: a clinical measure of intervertebral disc hydration using stadiometry. J Manipulative Physiol Ther. 2009; 32(5):358–63.
Rodacki ALF, Fowler NE, Provensi CLG, Rodacki C de LN, Dezan VH. Body mass as a factor in stature change. Clin Biomech Bristol Avon. 2005; 20(8):799–805.
Yar T. Spinal shrinkage as a measure of spinal loading in male Saudi university students and its relationship with body mass index. Saudi Med J. 2008; 29(10):1453–7.
Althoff I, Brinckmann P, Frobin W, Sandover J, Burton K. An improved method of stature measurement for quantitative determination of spinal loading. Application to sitting postures and whole body vibration. Spine. 1992; 17(6):682–93.
Fowler NE, Rodacki ALF, Rodacki CD. Changes in stature and spine kinematics during a loaded walking task. Gait Posture. 2006; 23(2):133–41.
Fryer JCJ, Quon JA, Smith FW. Magnetic resonance imaging and stadiometric assessment of the lumbar discs after sitting and chair-care decompression exercise: a pilot study. Spine J Off J North Am Spine Soc. 2010; 10(4):297–305.
Nahhas Rodacki CL, Luiz Felix Rodacki A, Ugrinowitsch C, Zielinski D, Budal da Costa R. Spinal unloading after abdominal exercises. Clin Biomech Bristol Avon. 2008; 23(1):8–14.
Demura S, Yamada T, Kitabayashi T, Uchiyama M. Change in stature by walking and running at a preferred transition speed. Health (N Y). 2010; 2(12):1377.
Beynon C, Reilly T. Spinal shrinkage during a seated break and standing break during simulated nursing tasks. Appl Ergon. 2001; 32(6):617–22.
Magnusson M, Hansson T, Pope MH. The effect of seat back inclination on spine height changes. Appl Ergon. 1994; 25(5):294–8.
Bonney RA, Corlett EN. Vibration and spinal lengthening in simulated vehicle driving. Appl Ergon. 2003; 34(2):195–200.
McGill SM, Axler CT. Changes in spine height throughout 32 hours of bedrest. Arch Phys Med Rehabil. 1996; 77(10):1071–3.
Vergroesen P-PA, van der Veen AJ, Emanuel KS, van Dieën JH, Smit TH. The poro-elastic behaviour of the intervertebral disc: A new perspective on diurnal fluid flow. J Biomech. 2016; 49(6):857–63.
Van Dieën JH, Toussaint HM. Spinal shrinkage as a parameter of functional load. Spine. 1993; 18(11):1504–14.
Kourtis D, Magnusson ML, Smith F, Hadjipavlou A, Pope MH. Spine height and disc height changes as the effect of hyperextension using stadiometry and MRI. Iowa Orthop J. 2004; 24(-):65–71.
Sánchez-Zuriaga D, Adams MA, Dolan P. Is activation of the back muscles impaired by creep or muscle fatigue? Spine. 2010; 35(5):517–25.
Fowler NE, Rodacki C de L, Rodacki AL. Spinal shrinkage and recovery in women with and without low back pain. Arch Phys Med Rehabil. 2005; 86(3):505–11.
Roopsawang I, Aree-Ue S, Putwatana P. A Follow-Up Study of Health Status in Patients with Chronic Low Back Pain before and after Spinal Surgery. Ramathibodi Nurs J. 2009; 15(3): 344-360
Sivan SS, Wachtel E, Roughley P. Structure, function, aging and turnover of aggrecan in the intervertebral disc. Biochim Biophys Acta. 2014; 1840(10):3181–9.
Magnusson M, Hult E, Lindström I, Lindell V, Pope M, Hansson T. Measurement of time-dependent height-loss during sitting. Clin Biomech Bristol Avon. 1990; 5(3):137–42.
