Importance and challenges of measuring intrinsic foot muscle strength

Der blev søgt i de elektroniske databaser MEDLINE, PubMed, SCOPUS, Cochrane Library og CINAHL mellem 21. maj og 21. juni 2012 for at finde videnskabelige artikler om intrinsiske fodmuskler og måling af muskelstyrke. De vigtigste søgetermer og antallet af fundne artikler er anført i tabel 1, 2, 3, 4 og 5. Søgemaskinen PEDro blev også anvendt, og der blev fundet én artikel i søgeresultaterne. Yderligere artikler blev identificeret ved at søge i referencelisterne i de uddragne artikler i hånden. Google Scholar blev også gennemsøgt for at identificere relevante artikler, der ikke er offentliggjort eller er under tryk, ved hjælp af de samme søgetermer som dem, der blev anvendt i databasesøgningerne. Resuméerne af de fundne artikler blev derefter læst for at udvælge de relevante artikler, og de fulde kopier af artiklerne blev gennemgået, hvis undersøgelsen var relevant for forskningsformålet.

Der blev identificeret 53 forskningsartikler, der relaterede sig til intrinsiske fodmuskler og styrkemåling. Artiklerne skulle opfylde visse kriterier for at blive inkluderet. Inklusionskriterierne var følgende:

1. (i)

   Forskning relateret til de intrinsiske fodmusklers rolle

2. (ii)

   Forskning relateret til anatomien af intrinsiske fodmuskler

3. (iii)

   Forskning, der beskriver måling af intrinsiske muskler og tåmuskelstyrke eller -svaghed. I første omgang blev artikler vedrørende den intrinsiske fodmuskelstyrke overvejet, men det viste sig, at der kun fandtes få artikler. Derfor blev søgningen udvidet til at omfatte artikler vedrørende måling af tåmuskler

4. (iv)

   Publikation i peer-reviewed tidsskrifter

5. (v)

   Fuldstændig-tekst engelsksprogede artikler

Anatomi af de intrinsiske fodmuskler

De plantare og dorsale intrinsiske muskler i foden har både deres oprindelse og insertion i foden . Intrinsiske fodmuskler adskiller sig fra extrinsiske fodmuskler, som har deres udspring i benet og de lange sener krydser ankelledskomplekset . De plantare intrinsiske fodmuskler er organiseret i fire lag . Det mest overfladiske lag ligger dybt i forhold til den plantare aponeurose og omfatter abductor hallucis, flexor digitorum brevis og abductor digiti minimi . Det andet lag består af quadratus plantae og lumbricals. Det tredje lag består af adductor hallucis transversus, adductor hallucis oblique, flexor hallucis brevis og flexor digiti minimi brevis. Det dybeste lag består af de tre plantar interossei. Alle de plantære intrinsiske muskler er innerveret af de mediale og laterale plantære grene af nervus tibialis.

De dorsale intrinsiske muskler i foden kan opdeles i to lag . Det mest overfladiske lag består af extensor hallucis brevis og extensor digitorum brevis. Det dybe lag består af de dorsale interossei-muskler . Extensor hallucis brevis og extensor digitorum brevis innerveres af den dybe fibularisnerve, mens de dorsale interossei innerveres af den laterale plantare nerve, idet den første og anden dorsale interossei også får en del af deres innervation fra den dybe fibularisnerve . De dorsale intrinsiske muskler er sjældent blevet beskrevet i den videnskabelige litteratur, og deres funktion i foden er stort set ukendt . Tidlige EMG-undersøgelser viste, at rekrutteringsmønstret for extensor hallucis brevis og extensor digitorum brevis under gang varierede betydeligt fra deltager til deltager, idet nogle deltagere ikke udviste nogen aktivering af extensor digitorum brevis under gang . Musklerne extensor hallucis brevis og extensor digitorum brevis anvendes nu i vid udstrækning i forbindelse med vævstransplantationer som f.eks. ø-flappen til at dække bløddelsdefekter i distale ben- og ankelregioner . Derfor ved man meget lidt om de specifikke roller for dorsale intrinsiske muskler og vil ikke blive diskuteret yderligere i denne gennemgang.

Evolution af de intrinsiske fodmuskler

Der er blevet opstillet en hypotese om, at i løbet af den menneskelige evolution er tåbøjningskraften og -funktionen gradvist aftagende, og derfor bliver de plantare intrinsiske muskler stort set overflødige i foden . Hos aberne er tæerne længere og har specialiserede funktioner, idet tæerne bruges til at klatre i træer . Omvendt har mennesker kortere phalanges, hvilket kan være en morfologisk tilpasning til den reducerede brug af tæerne som følge af den reducerede brug af tæerne i skodder hos moderne mennesker . Denne teori om adaptive ændringer i løbet af menneskets udvikling understøttes af fund af en 3,6 millioner år gammel delvis menneskelig fod, hvor tæerne var kortere end hos den afrikanske abe, men længere og mere krumme end hos det moderne menneskes fod . Nogle forfattere har foreslået, at den fortsatte funktion af nogle intrinsiske muskler kan afspejle ufuldstændige evolutionære processer . Eksistensen af muskler som f.eks. quadratus plantae modbeviser imidlertid denne hypotese. Musklen quadratus plantaes mediale og laterale fastgørelsessteder i calcaneus er unikke for mennesker, og quadratus plantae er unik for foden, da der ikke findes nogen tilsvarende muskel i hånden . Da flexor digitorum longus-senen går ind i foden fra den mediale side og trækker tæerne medialt, foreslår en teori, at den samtidige sammentrækning af quadratus plantae gør det muligt for tæerne at bøje i sagittalplanet ved at omdirigere flexor digitorum longus’ træk. Dette er en nødvendig udvikling for at kunne bevæge sig tobenet . Derfor kan eksistensen af specialiserede funktioner for intrinsiske muskler, antyde, at intrinsiske fodmuskler fortsat har en rolle i den moderne fod.

Rolle for intrinsiske fodmuskler

Gåen

En række undersøgelser afslører, at intrinsiske fodmuskler er aktive som en gruppe under gang . En klassisk elektromyografisk (EMG) undersøgelse af 12 deltagere viste, at abductor digiti minimi, abductor hallucis, flexor digitorum brevis, dorsal interossei og lumbrical musklerne alle var aktive under gangens standfase og fortsatte indtil tåafgang . En undersøgelse af Jacob 2001 kombinerede antropometriske og plantare trykdata for at afsløre, at flexor hallucis brevis (i kombination med abductor hallucis) og flexor digitorum brevis-musklerne er i stand til at udøve kræfter på henholdsvis ca. 36 % og 13 % af kropsvægten i den fremadgående fase af gangen . Det er imidlertid ukendt, om disse muskler virker koncentrisk eller excentrisk eller har andre handlinger, herunder tåabduktion . Mann og Inman foreslog, at de intrinsiske fodmuskler har til opgave at stabilisere foden under fremdrift. Intrinsisk muskelaktivitet i gangens fremdriftsfase falder sammen med passiv dorsiflexion af det metatarsophalangeale (MTP) led, idet massemidlet bevæger sig anterior mod det metatarsophalangeale led. Rolian et al. og Goldmann og Bruggemann postulerede, at de intrinsiske og extrinsiske tåbøjemuskler har til opgave at udligne dorsalfleksionsmomentet af jordreaktionskraften i metatarsophalangealleddet i afsætningsfasen under gangen. Dette kan opnås ved excentrisk kontraktion af de lange og korte tåbøjemuskler for at kontrollere dorsalfleksion i MTP-leddet og opretholde interphalangeal leddets ekstension for at muliggøre flade tæer på jorden indtil tåafsæt . Ved at øge overfladen i kontakt med jorden ville dette derfor forbedre trykfordelingen under metatarsalhovederne under gang.

Bueunderstøttelse

Rollen af intrinsiske muskler i understøttelsen af den mediale længdebue er blevet undersøgt både i stående og gående . Tidlige EMG-undersøgelser afslørede, at intrinsiske fodmuskler ikke er aktive i stående stilling, og det blev bredt accepteret, at plantar aponeurose var den primære struktur, der var ansvarlig for støtte af fodbuen i hvile . En nyere EMG-undersøgelse afslørede imidlertid en lille aktivitet i abductor hallucis, flexor digitorum brevis og quadratus plantae-musklerne under afslappet stående med en betydelig stigning i aktiviteten ved øgede posturale krav . Reeser et al. foreslog, at de intrinsiske fodmuskler fungerer som spær for de langsgående hvælvinger for aktivt at modstå bøjningspåvirkninger under gang. Denne hypotese understøttes af resultaterne af, at spændingen i plantar aponeurose falder betydeligt under sen stand, mens fodbuens højde øges . Den manglende spænding under den sene stand antyder, at andre strukturer som f.eks. intrinsiske fodmuskler kan bidrage til at støtte fodbuen under fremdrift. Endvidere har en virtuel undersøgelse af foden ved hjælp af Finite Element Method vist, at de mekaniske belastninger på den mediale og laterale bue kan justeres af de intrinsiske plantarmuskler . Der er derfor tegn på, at intrinsiske muskler spiller en vigtig rolle i støtten af den mediale længdebue under gang og en lille rolle i afslappet stand.

Implikationer af svaghed i intrinsiske fodmuskler

Det næste afsnit vil gennemgå indflydelsen af svaghed i intrinsiske muskler på udviklingen af pes cavus ved Charcot-Marie-Tooth-sygdom, lilletå-deformiteter, hallux valgus og hælsmerter.

Charcot-Marie-Tooth sygdom

Charcot-Marie-Tooth sygdom (CMT) er en perifer neuropati, hvor anatomisk distale muskler, herunder de intrinsiske muskler, fortrinsvis er påvirket . Svaghed i de intrinsiske fodmuskler er et bredt accepteret patologisk fund ved CMT, og undersøgelser med magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) har vist betydelig atrofi i de intrinsiske fodmuskler . Flere forfattere har opstillet en hypotese om, at svaghed i de intrinsiske muskler er en vigtig medvirkende årsag til udviklingen af pes cavus-deformitet. En teori går ud på, at intrinsisk muskelatrofi forårsager dorsalfleksion af MTP-leddene på grund af det uhæmmede træk fra tåens lange ekstensorer . Dorsalfleksion i MTP-leddene hæver den langsgående hvælving ved hjælp af en vindmølleeffekt . Den fortsatte ubalance fører til kontrakturer i fascia plantaris og intrinsiske muskler, som derefter trækker forfoden i plantarfleksion, hvilket fører til en progressivt stiv cavusfod . Der er imidlertid ikke blevet fastslået en klar årsagssammenhæng mellem svaghed i de intrinsiske muskler og udviklingen af pes cavus-fod, og der findes andre teorier om ætiologi, såsom extrinsisk ubalance mellem invertor- og invertormuskler . Uden nøjagtige midler til at evaluere intrinsisk muskelstyrke vil den rolle, som intrinsisk muskelatrofi spiller for udviklingen af pes cavus-deformitet, forblive ukendt.

Mindre tådeformiteter

Muskelubalancer mellem de intrinsiske og extrinsiske fodmuskler er blevet foreslået som mulig årsag til mindre tådeformitet . Kløetå-deformitet er karakteriseret ved ekstension i MTP-leddet med flexion af de proximale og distale interphalangeale led . Hammertå er kendetegnet ved et udvidet MTP-led, bøjet proximalt interphalangeal led og normalt eller udvidet distalt interphalangeal led . Klo- og hammertådeformiteter er almindelige hos patienter med diabetisk neuropati .

I en uberørt fod afbalanceres de stærke ekstensionskræfter i MTP-leddet fra extensor digitorum longus og brevis af de flexionskræfter, der frembringes af lang- og korttåens flexorer . Imidlertid resulterer intrinsisk muskelatrofi i en ubalance af ekstensionskræfterne ved MTP-leddet, hvilket fører til udvikling af tådeformitet . Resultaterne af Kwon et al. understøtter denne teori, hvor deltagere med hammertå-deformitet havde større ulighed i forholdet mellem tåens ekstensions- og tåbøjemuskelstyrke sammenlignet med de upåvirkede deltagere . Der er dog også blevet foreslået andre mekanismer for udvikling af tådeformitet, såsom restriktivt fodtøj , brud på plantar aponeurose og ledkapsel . Disse alternative teorier understøttes af Bus og kollegers resultater hos deltagere med diabetisk neuropati, hvor der ikke blev fundet nogen forskel i graden af muskelatrofi hos patienter med og uden kløedeformitet. En pilotundersøgelse af Ledoux et al. rapporterede imidlertid, at både intrinsisk muskelatrofi og øget plantar aponeurose-tykkelse var til stede hos deltagere med klo-tå-deformitet. Derfor kan flere faktorer bidrage til fod- og tådeformitet. Fremtidige prospektive undersøgelser, der måler intrinsisk muskelstyrke og plantar aponeurose tykkelse, kan bidrage til at klarlægge dette forhold.

Hallux valgus

Hallux valgus, eller ballen, beskriver en foddeformitet, der er karakteriseret ved lateral afvigelse af storetåen ved MTP-leddet væk fra kroppens midterlinje . En foreslået årsag til hallux valgus-deformitet er en styrkeubalance i abductor hallucis i forhold til adductor hallucis transversus og adductor hallucis oblique. Når abduktormusklerne er svage, er det blevet foreslået, at adduktorkraften bliver dominerende og trækker storetåen lateralt ved MTP-leddet . Denne teori støttes af muskelbiopsifund, der afslørede histologiske abnormiteter og muskelfibrenes atrofi i abductor hallucis-musklen hos patienter med symptomatisk hallux valgus-deformitet . Der er behov for yderligere undersøgelser, der vurderer muskelstyrken i de enkelte intrinsiske muskler, for bedre at forstå patogenesen for hallux valgus.

Hælsmerter

Den rolle, som svaghed i de intrinsiske muskler spiller for udviklingen af plantar hælsmerter eller plantar fasciitis, er uklar. En teori foreslået af Allen og Gross beskriver et forhold, hvor svage intrinsiske muskler giver utilstrækkelig dynamisk truss-støtte til den mediale længdebue, hvilket medfører øget belastning af den plantar aponeurose. En MRI-undersøgelse af Chang et al. af deltagere med kronisk unilateral plantar fasciitis rapporterede en reduktion af intrinsisk muskels tværsnitsareal i forfoden af den symptomatiske fod i sammenligning med den smertefri fod. Den valgte reduktion af tværsnitsarealet af de intrinsiske fodmuskler i forfoden og ikke i bagfoden er interessant, fordi mange intrinsiske muskler har fæste i den første stråle . Atrofi af de intrinsiske muskler kan påvirke stabiliteten af den mediale længdebue og dermed hindre helingsprocessen ved at belaste den plantære aponeurose yderligere . Svaghed i de intrinsiske muskler kan derfor spille en væsentlig rolle i forbindelse med kroniske hælsmerter. Der er dog behov for yderligere forskning med måling af intrinsisk muskelstyrke prospektivt for at bekræfte denne hypotese.

Måling af intrinsisk muskelstyrke i foden

Det næste afsnit vil gennemgå de “direkte” og “indirekte” metoder til måling af intrinsisk muskelstyrke. I underrubrikken “direkte metoder til vurdering af intrinsisk/ekstrinsisk muskelstyrke” gennemgås de metoder, der direkte kan måle en enhed af kraft eller effekt. Disse “direkte” metoder måler imidlertid faktisk tåbøjningsstyrken, som er en kombination af intrinsisk og extrinsisk muskelstyrke. Underrubrikken “indirekte metoder til vurdering af intrinsisk muskelstyrke” gennemgår metoder, der ikke kan måle kraft direkte, men som giver oplysninger om intrinsisk muskelstruktur og -aktivitet.

Direkte metoder til vurdering af intrinsisk/ekstrinsisk muskelstyrke

De direkte metoder, der er rapporteret i litteraturen, omfatter en række kliniske tests og laboratoriebaserede tests . Det er klart, at de direkte metoder, der er rapporteret i litteraturen, primært måler tåbøjemuskulaturens kraft, mens andre handlinger som f.eks. tåekstension og abduktionskraft sjældent måles. Da tåbøjningsstyrke er en kombination af intrinsisk og extrinsisk muskelaktivitet, måler alle “direkte” metoder i virkeligheden intrinsisk og extrinsisk tåmuskelstyrke. Der er beskrevet en række metoder, der hævdes at måle tåbøjningskraften: håndholdt dynamometri af tåen, papirgrebstest, plantartryk og den intrinsiske positive test.

Tå-dynamometri

Tå-dynamometri er et objektivt værktøj, der anvendes til at måle tåbøjningsstyrke. Der er blevet rapporteret om forskellige metoder til brug af tå-dynamometri, herunder håndholdt dynamometri , fast dynamometri , manchetbaseret fast dynamometri og en modificeret håndgrebsstyrketester . I alle undersøgelser blev der anvendt “make”-teknikken, hvorved dynamometeret holdes stationært af en undersøger eller et eksternt tilbehør, og deltagerne trykker maksimalt ned på dynamometeret med deres tæer . Der er redegjort for pålideligheden af alle metoderne undtagen fast dynamometri (tabel 6 og 7). Tå-dynamometri har konsekvent udvist fremragende pålidelighed inden for bedømmeren, med alle ICC-værdier > 0,83 . Der er imidlertid kun blevet rapporteret om interbedømmernes pålidelighed med håndholdt dynamometri, som har vist fremragende interbedømmernes pålidelighed (ICC 0,82 – 0,88) .

De forskellige typer af tå-dynamometre giver mulighed for at teste forskellige handlinger af tæerne. Den procedure, der anvendes til måling af tåbøjningsstyrke med håndholdt dynamometri, indebærer, at dynamometeret placeres under hallux interphalangeal leddet for at måle enten større tåstyrke eller interphalangeal led to til fem, for mindre tåstyrke . Håndholdt dynamometri tillader således fleksion i MTP-leddene og begrænser fleksion i det interphalangeale led, fordi dynamometeret er placeret under de interphalangeale led. I modsætning hertil har den modificerede håndgrebsstyrketester en stang, som tæerne kan bøjes omkring . Ved fastmonteret dynamometri med manchet anbringes en lædermanchet omkring den proximale phalanx af den tå, der skal måles . Mantelbaseret dynamometri er blevet anvendt til at måle både tåbøjnings- og tåstrækningsmuskelstyrken , da manchettens placering og dynamometerets indstilling kan ændres. Fast dynamometri består af en fastmonteret sensorplade, som deltagerne trykker deres tæer på .

De forskellige typer tå-dynamometri kan aktivere intrinsiske muskler i varierende grad, fordi hver model fremmer forskellige handlinger af tæerne. Muffebaseret fast dynamometri, den modificerede håndgrebstester og fast dynamometri tillader alle fleksion i MTP-leddet, men giver ikke mulighed for at begrænse overdreven fleksion i de interphalangeale led. Der kan forekomme en tåkrøllende bevægelse under tåbøjningstestning, en bevægelse, som formodes at aktivere de lange (extrinsiske) tåbøjere . På grundlag af de anatomiske indsætninger af de intrinsiske fodmuskler, primært de interosseiske og lumbricale muskler, postulerede Garth og Miller, at de intrinsiske fodmuskler trækker sig sammen som en gruppe for at frembringe fleksion i MTP-leddet og ekstension i interphalangealleddet. Dette står i modsætning til fleksion i både MTP-leddet og interphalangealleddet, som er en handling af de lange (ekstrinsiske) bøjere i tæerne . Undersøgelser af de intrinsiske muskler i hånden viser, at interossei- og lumbricalmuskler kan stimuleres elektrisk for at frembringe fleksion i MTP-leddet og ekstension i interphalangealleddet . På grundlag af den ensartede anatomi af interossei og lumbrical i hånden og foden er det sandsynligt, at fleksion i MTP-leddet og ekstension i interphalangealleddet er handlinger, der udføres af intrinsiske fodmuskler. Derfor kan hånddynamometri muligvis aktivere intrinsiske muskler mere effektivt end andre typer tå-dynamometri, fordi den fremmer fleksion i MTP-leddet og ekstension i interphalangealleddet.

En anden vigtig overvejelse ved måling af intrinsisk muskelstyrke er anklens position. Spink og medarbejdere opstillede den hypotese, at ved passivt at holde anklen i maksimal plantarfleksion er det mindre sandsynligt, at de ekstrinsiske tåfleksorer påvirker målingen, fordi disse muskler ville være i en maksimalt forkortet position og derfor mindre i stand til at generere kraft. Denne hypotese understøttes af Goldmann og Bruggemanns resultater, som viste, at de laveste kraftmomenter blev genereret omkring de metatarsophalangeale led, når de extrinsiske tåbøjemuskler var i en forkortet position under maksimal plantarfleksion af anklen og metatarsophalangeale led. Forfatterne foreslog, at de lavere momenter skyldtes, at de intrinsiske tåbøjemuskler snarere end de extrinsiske tåbøjemuskler primært producerede momenterne omkring metatarsophalangealleddet.

Papirgrebstest

Papirgrebstesten indebærer, at deltageren forsøger at holde et standardpapir, som et visitkort, under hallux- eller lilletåen, mens undersøgeren forsøger at trække kortet væk. Paper Grip Test blev først brugt som et screeningsredskab for intrinsisk muskelsvaghed ved spedalskhed . Den er siden blevet anvendt som et mål for tæernes plantare bøjningsstyrke i forbindelse med en platform til plantartryk, hvor deltageren udfører Paper Grip Test, mens han sidder med fødderne på platformen, som samtidig registrerer kræfter under tæerne . Paper Grip Test har vist fremragende interrater (ICC 0,87) og moderat intrarater pålidelighed (ICC 0,56) ved vurdering af deltagere med lepra og raske kontroller (tabel 7).

Der findes et begrænset antal valideringsundersøgelser af Paper Grip Test som et mål for intrinsisk muskelstyrke. De Win et al. gennemførte en samtidig EMG-test under papirgrebstesten og viste, at både intrinsiske og extrinsiske muskler i fod og ankel var aktive. Ankelplantarflexormuskelaktiviteten kan skyldes den manglende stabilisering, da der hverken blev anvendt manuel stabilisering af undersøgeren eller stropper for at minimere ankelbevægelsen under undersøgelsen . Desuden kan deltagerne have krummet tæerne for at gribe visitkortet, en handling, som formodes at aktivere de lange extrinsiske tåbøjere . Derfor, mens Paper Grip Test er gentagelig, har den tvivlsom validitet som et mål for intrinsisk svaghed, fordi den sandsynligvis vurderer både intrinsisk og extrinsisk muskelstyrke.

Plantar pres

Plantar tryksensorer kan vurdere kraften under tæerne. Plantar trykmåling findes generelt i to forskellige former: (1) systemer i skoen såsom Novel Pedar®, TekScan F-Scan®, RS-Scan Insole®, IVB Biofoot® og (2) platformssystemer såsom Novel Emed®, RSScan Footscan® og TekScan Mat Scan® . Plantare trykinstrumenter er for nylig blevet anvendt til at måle tåbøjningsstyrken . Tåbøjningsstyrken blev beregnet ved hjælp af software, der konverterede trykdataene under tæerne til spidskraft, som derefter blev normaliseret til kropsvægt for at bestemme tåbøjningsstyrken. Tåbøjningsstyrken blev vurderet på trykplatformen ved hjælp af to forskellige handlinger: (1) ved at skubbe tåen direkte ind i platformen og (2) i forbindelse med Paper Grip Test . Test-retest-pålideligheden af den plantariske trykplatform var fremragende ved begge metoder til vurdering af både storetå- og lilletåstyrke (tabel 8).

Gyldigheden af at bruge plantariske tryk til at bestemme intrinsisk muskelstyrke er tvivlsom, fordi bidraget fra de extrinsiske muskler under trykmålingen er ukendt. Elektromyografi udført under Paper Grip Test har afsløret, at nogle extrinsiske tåbøjemuskler, især de lange tåbøjemuskler og ankelplantarbøjemuskler var aktive. Derfor kan Paper Grip Test, når den anvendes sammen med plantare trykmåling, afspejle ekstrinsisk muskelstyrke mere end intrinsisk muskelstyrke. Derfor er plantartryksplatformen et pålideligt redskab, men den er ikke blevet grundigt undersøgt som et gyldigt mål for intrinsisk muskelstyrke.

Intrinsisk positiv test

Den intrinsiske positive test er en kvalitativ test, der er designet til at vurdere intrinsisk muskelfunktion i lilletæerne . Testen indebærer, at deltageren strækker storetåen, mens han samtidig forsøger at bøje de mindre tæer i MTP-leddet og strække de interphalangeale led. Styrken af de intrinsiske muskler bestemmes af den type bøjningsmønster i lilletåen, der viser sig, og som omfatter enten: (1) et positivt intrinsisk mønster, som omfatter fleksion i MTP-leddet og ekstension i de interphalangeale led, (2) et negativt intrinsisk mønster, hvor deltageren ikke er i stand til aktivt at flekse MTP-leddet og ekstendere de interphalangeale led . Garth og Miller mente, at det intrinsisk negative mønster viste intrinsisk muskelsvaghed. Det er imidlertid ukendt, hvilken styrke der kræves for at udføre den intrinsiske positive position. Desuden er validiteten og pålideligheden af den intrinsisk positive test ikke blevet undersøgt, og denne test er ikke blevet citeret i andre artikler til dato. Det er klart, at den intrinsiske positive test ikke er blevet undersøgt i vid udstrækning som et mål for intrinsisk muskelstyrke, og der er behov for yderligere forskning for at validere denne test.

Indirekte metoder til vurdering af intrinsisk muskelstyrke

De indirekte metoder, der vil blive gennemgået, er: Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI); computertomografi (CT); ultralyd; elektromyografi (EMG) og muskelbiopsi. Indirekte metoder anvendes generelt til at vurdere muskelstruktur (fysiologisk tværsnitsareal og volumen) , aktivitet (EMG) og histokemiske egenskaber . Indirekte metoder kan skelne mellem intrinsiske og extrinsiske muskler, men kan ikke direkte bestemme kraft eller styrke.

Magnetisk resonansbilleddannelse

Magnetisk resonansbilleddannelse (MRI) er den foretrukne metode til påvisning af struktur og abnormiteter i blødt væv . Den er blevet anvendt i vid udstrækning til at visualisere intrinsiske muskler, fordi den har en høj rumlig opløsning . Den mest almindeligt anvendte MRI-parameter til billeddannelse af intrinsiske muskler er T1-vægtet, som giver en overlegen kontrast til at skelne mellem muskler og fedt .

MRI er blevet anvendt på tre hovedmetoder til at vurdere intrinsisk muskelatrofi : (1) kvalitativ observation af muskelatrofi ; (2) fempunktsskala ; (3) musklens tværsnitsareal og volumen . Kvalitativ vurdering af MR-billeder hos 60 deltagere med CMT har afsløret en vis grad af fedtinfiltrering og intrinsisk muskelatrofi hos alle deltagere . Bus et al. har også visualiseret intrinsisk muskelatrofi hos patienter med diabetes mellitus ved hjælp af en fempunktsskala, hvor 0 angiver sundt væv uden atrofi, og 4 angiver en fod med næsten intet muskelvæv synligt. Denne metode har vist sig at have en god pålidelighed (Kappa = 0,94) (Tabel 9) (Tabel 9).

Den væsentlige begrænsning ved kvalitative observationer af muskelatrofi og ved brug af 5-punktsskalaen til vurdering af intrinsisk muskelatrofi er, at konklusionerne er baseret på et udvalgt billede, som måske ikke er repræsentativt for hele musklen. MR-billeder af intrinsiske fodmuskler kan tages i det koronale , tværgående og sagittale plan . Da de fleste af de større intrinsiske fodmuskler har deres udspring ved calcaneus og sætter sig ind på de proximale phalanges , ligger de ikke direkte i det tværgående eller sagittale plan. Derfor er de billeder, der er udvalgt til evaluering, muligvis ikke repræsentative for hele musklen, fordi billedet er af et skråt snit af musklen.

Det samlede volumen af intrinsiske fodmuskler kan beregnes ved at multiplicere musklens samlede tværsnitsareal, bestemt ved MRT, med afstanden mellem snittene, som er afstanden mellem hvert MRT-snit . Det samlede muskelvolumen kan være mere repræsentativt for musklen, fordi det er baseret på det samlede muskeltværsnitsareal fra hvert MRI-skive og ikke på et enkelt billede. Desuden kan MR-billedet digitaliseres for at skitsere de enkelte muskler i hvert snit . I en undersøgelse af deltagere med diabetisk neuropati blev det imidlertid rapporteret, at det ikke var muligt at segmentere de enkelte intrinsiske muskler, fordi de fleste muskler ikke var klart defineret på grund af den udprægede intrinsiske muskelatrofi . Med stigende MR-scanningsopløsning vil fremtidige undersøgelser måske kunne undersøge de enkelte intrinsiske fodmusklers volumen.

MRI kan også bruges til at estimere det fysiologiske tværsnitsareal (PCSA) af intrinsiske muskler . PCSA er blevet anvendt i biomekaniske modeller af muskeldynamik såsom Hill-type muskelmodellen til at forudsige muskelkraft og drejningsmoment omkring ankel- og knæleddet , men ikke i fodleddene. Muskelmodellerne kræver input af en række forskellige parametre, herunder PCSA, senernes elastiske egenskaber og EMG-signaler, som integreres numerisk for at give et skøn over muskelkraften . PCSA kan beregnes ved hjælp af muskelvolumen, fiberpennationsvinkel og muskelfiberlængde . Ledoux et al. har imidlertid vist, at intrinsiske fodmuskler har meget små pennationsvinkler og derfor kun har ringe indflydelse på PCSA. Desuden er fiberlængden af intrinsiske fodmuskler blevet undersøgt i kadaverundersøgelser, og det tyder på, at fremtidige undersøgelser med PCSA og muskelmodeller kan gøre det muligt at måle intrinsisk muskelkraft.

Et vigtigt fremskridt inden for MRI er fast-cine-fasekontrast (eller dynamisk MRI), som gør det muligt at optage billeder, mens deltageren udfører en handling . Dynamisk MRI adskiller sig fra funktionel MRI, som bruges til at kortlægge hjernens funktion ved hjælp af blod-oxygen-signaler og hjernens blodgennemstrømning. På nuværende tidspunkt er kun fodens kinematiske egenskaber, primært rotationsaksen for talokrural- og subtalarleddene, blevet undersøgt . På nuværende tidspunkt udføres dynamisk MRT også i en lukket enhed, og deltageren skal ligge på ryggen . Derfor kan det optagne billede ikke repræsentere fuld vægtbæring, og der kan kun udføres begrænsede handlinger i MRI-enheden, som f.eks. plantarfleksion/dorsalfleksion af anklen. Efterhånden som den dynamiske MRI-teknologi forbedres, kan der imidlertid blive tale om undersøgelser, der undersøger realtidsafbildning af intrinsiske muskler under aktiviteter som at stå og gå. Dynamisk MRT kan således føre til en mere præcis vurdering af intrinsiske muskler under aktiviteter og en bedre forståelse af intrinsiske musklers virkemåde i fremtiden.

Computertomografi

Computertomografi (CT) er en billeddannelsesteknik, der anvender ioniserende stråling til at generere tredimensionelle billeder af muskuloskeletale strukturer . CT-skanninger har tilstrækkelig opløsning til at skelne mellem knogler og muskler og er blevet anvendt i mange tidligere undersøgelser til at vurdere muskelstørrelsen . Robertson et al. og Mueller et al. foretog CT-scanninger for at vurdere blødvævstætheden under det andet metatarsale skaft som et proxy-mål for intrinsisk muskelstørrelse hos en patient med diabetisk neuropati. Begge undersøgelser rapporterede imidlertid om vanskeligheder med at definere grænserne for de intrinsiske muskler, hvilket kan være relateret til den utilstrækkelige kontrastopløsning af CT-scanninger sammenlignet med MRI . Desuden er den største begrænsning ved CT til vurdering af intrinsisk muskelstørrelse eksponeringen for skadelig ioniserende stråling .

Ultrasonografi

Ultrasonografi er en teknik, der anvender mekanisk producerede langsgående lydbølger til at skabe et billede . Ultrasonografi er blevet anvendt til at måle dimensionelle parametre af intrinsiske fodmuskler, herunder tværsnitsareal , dorso-plantar tykkelse og medio-lateral bredde . Ultralyd er blevet anvendt til at undersøge intrinsiske muskler som en gruppe, f.eks. musklerne mellem første og anden metatarsal knogle, herunder den første dorsale interosseusmuskel, musculus adductor hallucis og den første lumbrical muskel . På det seneste er der også blevet undersøgt individuelle intrinsiske muskler: abductor hallucis, abductor digiti minimi, flexor hallucis brevis, quadratus plantae og extensor digitorum brevis. Undersøgelser, der anvender ultralyd til måling af intrinsiske muskelparametre, har konsekvent vist en fremragende pålidelighed inden for bedømmeren (tabel 9, 10 og 11). En undersøgelse af Hing et al. viste en god-fremragende pålidelighed inden for bedømmere (ICC mellem 0,64-0,97) i både en high-end og en bærbar ultralydsenhed, når den blev brugt til at vurdere tværsnitsareal og muskeltykkelse i abductor hallucis-musklerne.

Ultralydsundersøgelser har to hovedbegrænsninger; lav rumlig opløsning af billedet , og kvaliteten af målingen er operatørafhængig . Ultralydsografiens lave opløsningsevne betyder, at den ikke kan identificere områder med fedtinfiltration i musklerne og derfor kan overvurdere intrinsisk muskelstørrelse og undervurdere intrinsisk muskelatrofi. Undersøgelserne af pålideligheden af måling af intrinsiske muskler ved hjælp af ultralyd har vurderet pålideligheden mellem og inden for sessioner inden for bedømmere. Kun ultralydsundersøgelser om måling af større intrinsiske muskler i ryggen har imidlertid vist fremragende interbedømmelsestilid (ICC mellem 0,85-0,97) . Der er derfor behov for yderligere forskning, der vurderer interbedømmernes pålidelighed og sammenligner med MRI af muskelstørrelse, før ultralydsundersøgelse kan etableres som et pålideligt og gyldigt værktøj til vurdering af intrinsiske fodmuskelparametre.

Elektromyografi

Elektromyografi (EMG) er blevet vurderet ved hjælp af ikke-invasive overfladeelektroder og invasive intramuskulære elektroder . Ved overflade-EMG placeres elektroderne direkte på huden, og signalet er derfor en kombination af alle de aktionspotentialer fra muskelfibre, der forekommer i de muskler, der ligger under hudelektroderne . I en overflade-EMG-undersøgelse af Arinci et al. registrerede Arinci et al. EMG-signalets gennemsnitlige amplitude med henblik på at drage konklusioner om niveauet af intrinsisk muskelaktivitet. Forholdet mellem EMG-amplitude og omfanget af muskelaktivitet er problematisk, fordi EMG-signalamplituden overvejende består af aktionspotentialer fra de muskelfibre, der er tættest på elektrodens optagelsesspids, og måske ikke registrerer aktivitet fra alle aktive muskelfibre . Derfor er EMG-signalets gennemsnitlige amplitude måske ikke et nøjagtigt mål for muskelaktivitetsniveauet eller muskelstyrken.

Intramuskulær EMG involverer nåleelektroder, der er placeret direkte i musklen. De fleste intramuskulære EMG-undersøgelser af intrinsiske fodmuskler indsætter nåleelektroder i de enkelte muskelmaver . Kun én nylig undersøgelse har imidlertid bekræftet musklens identitet ved hjælp af ultrasonografi i realtid . Intramuskulær EMG kan påvise intrinsiske muskelaktiveringsmønstre og giver derfor værdifuld indsigt i de intrinsiske musklers funktion under en bestemt opgave. En nyere EMG-undersøgelse vurderede aktiveringsmønstre og den gennemsnitlige EMG-signalamplitude i abductor hallucis, flexor digitorum brevis, dorsal interossei og quadratus plantae under en stående opgave med stigende postural vanskelighed. Undersøgelsen afslørede en øget EMG-signalamplitude i alle muskler med stigende posturale krav i forbindelse med opgaven, som vurderet ved afvigelse af trykcentret . Begrænsningen ved at anvende nåleelektroder er, at de registrerer aktivitet fra et mindre antal muskelfibre og derfor muligvis ikke registrerer subtile muskelsammentrækninger . EMG kan derfor påvise individuel intrinsisk muskelaktivitet, men kan ikke anvendes til at vurdere intrinsisk muskelstyrke.

Muskelbiopsi

Muskelbiopsi kan anvendes til at påvise ændringer i musklernes histologi og ultrastruktur . Biopsiprøver kan farves for at vurdere det relative antal, størrelse og fordeling af muskelfibrene i prøven og påvise atrofierede muskelfibre . Hoffmeyer et al. udførte muskelbiopsier på abductor hallucis-musklerne hos deltagere med symptomatisk hallux valgus og rapporterede om histologiske abnormiteter, herunder muskelfiberatrofi, lipidbelastede fibre og ultrastrukturelle ændringer i mitokondrierne . Begrænsningen ved muskelbiopsier er imidlertid, at resultaterne måske ikke er repræsentative for hele muskelsvulsten . Der kan derfor kun i begrænset omfang drages konklusioner om hele musklens adfærd og funktion alene ud fra muskelbiopsier.