Importance et défis de la mesure de la force musculaire intrinsèque du pied

Les bases de données électroniques MEDLINE, PubMed, SCOPUS, Cochrane Library et CINAHL ont été consultées entre le 21 mai et le 21 juin 2012 pour trouver des articles scientifiques sur les muscles intrinsèques du pied et la mesure de la force musculaire. Les principaux termes de recherche et le nombre d’articles retrouvés sont listés dans les tableaux 1, 2, 3, 4 et 5. Le moteur de recherche PEDro a également été consulté et un article a été retrouvé dans les résultats de recherche. D’autres articles ont été identifiés en recherchant manuellement les listes de référence des articles extraits. Une recherche dans Google Scholar a également été effectuée pour identifier tout article pertinent non publié ou sous presse en utilisant les mêmes termes de recherche que ceux utilisés dans les bases de données. Les résumés des articles localisés ont ensuite été lus pour sélectionner les articles appropriés, avec des copies complètes des articles examinés si l’étude était pertinente pour l’objectif de la recherche.

On a identifié cinquante-trois articles de recherche qui se rapportaient aux muscles intrinsèques du pied et à la mesure de la force. Les articles devaient répondre à certains critères d’inclusion. Les critères d’inclusion étaient les suivants.

1. (i)

   Recherche liée au rôle des muscles intrinsèques du pied

2. (ii)

   Recherche liée à l’anatomie des muscles intrinsèques du pied

3. (iii)

   Recherche décrivant la mesure des muscles intrinsèques et la force ou la faiblesse des muscles des orteils. Les articles relatifs à la force des muscles intrinsèques du pied ont été considérés dans un premier temps, mais il est apparu que peu d’articles existaient. Par conséquent, la recherche a été élargie pour inclure les articles relatifs à la mesure des muscles des orteils

4. (iv)

   Publication dans des revues évaluées par des pairs

5. (v)

   Articles en anglais en texte intégral

6. .textes en anglais

Anatomie des muscles intrinsèques du pied

Les muscles intrinsèques plantaires et dorsaux du pied ont à la fois leur origine et leur insertion dans le pied . Les muscles intrinsèques du pied diffèrent des muscles extrinsèques du pied, qui ont leur origine dans la jambe et les longs tendons traversent le complexe articulaire de la cheville . Les muscles intrinsèques plantaires du pied sont organisés en quatre couches. La couche la plus superficielle est profonde par rapport à l’aponévrose plantaire et comprend l’abducteur hallucis, le flexor digitorum brevis et l’abducteur digiti minimi. La deuxième couche est constituée du quadratus plantae et des lombricaux. La troisième couche est constituée de l’adducteur hallucis transversal, de l’adducteur hallucis oblique, du flexor hallucis brevis et du flexor digiti minimi brevis. La couche la plus profonde est constituée des trois interossei plantaires. Tous les muscles intrinsèques plantaires sont innervés par les branches plantaires médiales et latérales du nerf tibial .

Les muscles intrinsèques dorsaux du pied peuvent être divisés en deux couches . La couche la plus superficielle est constituée de l’extenseur hallucis brevis et de l’extenseur digitorum brevis. La couche profonde est constituée des muscles interosseux dorsaux. L’extensor hallucis brevis et l’extensor digitorum brevis sont innervés par le nerf fibulaire profond, tandis que les interossei dorsaux sont innervés par le nerf plantaire latéral, les premier et deuxième interossei dorsaux recevant également une partie de leur innervation du nerf fibulaire profond. Les muscles intrinsèques dorsaux ont rarement été décrits dans la littérature scientifique et leur fonction dans le pied reste largement inconnue. Les premières études EMG ont révélé que le schéma de recrutement de l’extenseur hallucis brise et de l’extenseur digitorum brise pendant la marche variait considérablement d’un participant à l’autre, certains participants ne montrant aucune activation de l’extenseur digitorum brise pendant la marche. Les muscles extensor hallucis brevis et extensor digitorum brevis sont maintenant largement utilisés dans les greffes de tissus, comme le lambeau d’île pour couvrir les défauts de tissus mous dans les régions distales de la jambe et de la cheville. Par conséquent, on sait très peu de choses sur les rôles spécifiques des muscles intrinsèques dorsaux et ils ne seront pas discutés plus avant dans cette revue.

Évolution des muscles intrinsèques du pied

On a émis l’hypothèse qu’au cours de l’évolution humaine, la force et la fonction des fléchisseurs des orteils diminuent progressivement et que, par conséquent, les muscles intrinsèques plantaires deviennent largement redondants dans le pied . Chez les primates simiens, les orteils sont plus longs et ont des fonctions spécialisées, les orteils étant utilisés pour grimper aux arbres. À l’inverse, les humains ont des phalanges plus courtes, ce qui pourrait être une adaptation morphologique à l’utilisation préhensile réduite des orteils chez les humains modernes chaussés. Cette théorie des changements adaptatifs au cours de l’évolution humaine est soutenue par les découvertes d’un pied humain partiel vieux de 3,6 millions d’années, dont les orteils étaient plus courts que ceux du singe africain mais plus longs et plus courbés que ceux de l’homme moderne . Certains auteurs ont suggéré que le maintien de la fonction de certains muscles intrinsèques pourrait refléter des processus évolutifs incomplets. Cependant, l’existence de muscles comme le quadratus plantae réfute cette hypothèse. Les sites d’attachement médial et latéral du muscle quadratus plantae dans le calcanéum sont uniques à l’homme et le quadratus plantae est unique au pied car il n’existe aucun muscle analogue dans la main. Étant donné que le tendon du muscle fléchisseur du grand dorsal pénètre dans le pied par le côté médial et tire les orteils en direction médiale, une théorie suggère que la contraction simultanée du quadratus plantae permet aux orteils de fléchir dans le plan sagittal en redirigeant la traction du muscle fléchisseur du grand dorsal. Il s’agit d’un développement nécessaire à la déambulation bipède. Par conséquent, l’existence de fonctions spécialisées pour les muscles intrinsèques, peut suggérer que les muscles intrinsèques du pied continuent à avoir un rôle dans le pied moderne.

Rôle des muscles intrinsèques du pied

Marche

Un certain nombre d’études révèlent que les muscles intrinsèques du pied sont actifs en tant que groupe pendant la marche . Une étude classique d’électromyographie (EMG) sur 12 participants a montré que l’abducteur digiti minimi, l’abducteur hallucis, le fléchisseur digitorum brevis, les interossei dorsaux et les muscles lombricaux étaient tous actifs pendant la phase de stance de la marche et continuaient jusqu’à l’orteil . Une étude réalisée par Jacob en 2001 a combiné des données anthropométriques et de pression plantaire pour révéler que les muscles flexor hallucis brevis (en combinaison avec abductor hallucis) et flexor digitorum brevis sont capables d’exercer des forces d’environ 36% et 13% du poids du corps pendant la phase propulsive de la marche. Cependant, on ne sait pas si ces muscles agissent de manière concentrique ou excentrique ou s’ils ont d’autres actions, notamment l’abduction des orteils . Mann et Inman ont suggéré que le rôle des muscles intrinsèques du pied est la stabilisation du pied pendant la propulsion. L’activité des muscles intrinsèques pendant la phase de propulsion de la marche coïncide avec la dorsiflexion passive de l’articulation métatarsophalangienne (MTP), car le centre de masse se déplace en avant de l’articulation métatarsophalangienne. Rolian et al. et Goldmann et Bruggemann ont postulé que le rôle des muscles fléchisseurs intrinsèques et extrinsèques des orteils est de contrebalancer le moment de dorsiflexion de la force de réaction au sol au niveau de l’articulation métatarsophalangienne, dans la phase de poussée de la marche. Cela peut être réalisé par la contraction excentrique des muscles fléchisseurs des orteils longs et courts pour contrôler la dorsiflexion au niveau de l’articulation MTP et maintenir l’extension de l’articulation interphalangienne, afin de permettre aux orteils de rester à plat sur le sol jusqu’à l’appui sur les orteils. Par conséquent, en augmentant la surface en contact avec le sol, cela améliorerait la distribution de la pression sous les têtes métatarsiennes pendant la marche.

Soutien de l’arche

Le rôle des muscles intrinsèques dans le soutien de l’arche longitudinale médiale a été étudié à la fois en position debout et en marche . Les premières études EMG ont révélé que les muscles intrinsèques du pied ne sont pas actifs en position debout et l’aponévrose plantaire a été largement acceptée comme étant la principale structure responsable du soutien de la voûte plantaire au repos . Cependant, une étude EMG récente a révélé une petite activité dans l’abducteur hallucis, le fléchisseur digitorum brevis et les muscles quadratus plantae pendant une position debout détendue, avec une augmentation significative de l’activité lorsque la demande posturale augmente. Reeser et al. ont suggéré que les muscles intrinsèques du pied agissent comme des fermes pour les arches longitudinales, afin de résister activement aux contraintes de flexion pendant la marche. Cette hypothèse est soutenue par les résultats qui montrent que la tension de l’aponévrose plantaire diminue de manière significative pendant la phase finale de la posture, alors que la hauteur de l’arche augmente. L’absence de tension pendant la fin de la phase d’appui suggère que d’autres structures, telles que les muscles intrinsèques du pied, peuvent contribuer au soutien de la voûte plantaire pendant la propulsion. En outre, une étude virtuelle du pied utilisant la méthode des éléments finis a montré que les contraintes mécaniques sur l’arche médiale et latérale peuvent être ajustées par les muscles intrinsèques plantaires. Par conséquent, il existe des preuves que les muscles intrinsèques jouent un rôle important dans le soutien de la voûte longitudinale médiale pendant la marche et un petit rôle dans la station debout détendue.

Implications de la faiblesse des muscles intrinsèques du pied

La section suivante examinera l’influence de la faiblesse des muscles intrinsèques dans le développement du pes cavus dans la maladie de Charcot-Marie-Tooth, les déformations du petit orteil, l’hallux valgus et les douleurs au talon.

Maladie de Charcot-Marie-Tooth

La maladie de Charcot-Marie-Tooth (CMT) est une neuropathie périphérique, où les muscles anatomiquement distaux, y compris les muscles intrinsèques, sont préférentiellement affectés . La faiblesse des muscles intrinsèques du pied est un résultat pathologique largement accepté de la CMT et des études d’imagerie par résonance magnétique (IRM) ont indiqué une atrophie significative des muscles intrinsèques du pied . Plusieurs auteurs ont émis l’hypothèse que la faiblesse des muscles intrinsèques contribue de manière importante au développement de la déformation du pes cavus. Une théorie suggère que l’atrophie des muscles intrinsèques provoque une dorsiflexion des articulations MTP, en raison de la traction sans opposition des longs extenseurs de l’orteil. La dorsiflexion des articulations MTP élève la voûte longitudinale par l’effet de guindeau. Le déséquilibre continu entraîne une contracture du fascia plantaire et des muscles intrinsèques, qui tire ensuite l’avant-pied en flexion plantaire, ce qui conduit à un pied cavus progressivement rigide. Cependant, une relation de cause à effet claire entre la faiblesse des muscles intrinsèques et le développement du pied cavus n’a pas été établie et d’autres théories d’étiologie existent, comme le déséquilibre extrinsèque des muscles inverseurs et inverseurs. Sans moyens précis d’évaluation de la force musculaire intrinsèque, le rôle de l’atrophie des muscles intrinsèques dans le développement de la déformation du pes cavus restera inconnu.

Déformations du petit orteil

Des déséquilibres musculaires entre les muscles intrinsèques et extrinsèques du pied ont été proposés comme cause possible de la déformation du petit orteil . La déformation de l’orteil en griffe est caractérisée par une extension au niveau de l’articulation MTP avec une flexion des articulations interphalangiennes proximales et distales . L’orteil en marteau se caractérise par une extension de l’articulation MTP, une flexion de l’articulation interphalangienne proximale et une articulation interphalangienne distale normale ou étendue. Les déformations de l’orteil en griffe et de l’orteil en marteau sont fréquentes chez les patients atteints de neuropathie diabétique .

Dans un pied non affecté, les fortes forces d’extension au niveau de l’articulation MTP par l’extenseur digitorum longus et brevis sont équilibrées par les forces de flexion produites par les fléchisseurs des orteils longs et courts . Cependant, l’atrophie des muscles intrinsèques entraîne un déséquilibre des forces d’extension au niveau de l’articulation MTP, ce qui conduit au développement d’une déformation des orteils. Les résultats de Kwon et al. soutiennent cette théorie, car les participants présentant une déformation de l’orteil en marteau présentaient une plus grande disparité dans le rapport entre la force musculaire des extenseurs d’orteil et celle des fléchisseurs d’orteil par rapport aux participants non affectés. Cependant, d’autres mécanismes de développement de la déformation des orteils ont également été suggérés, comme des chaussures restrictives, la rupture de l’aponévrose plantaire et de la capsule articulaire. Ces théories alternatives sont soutenues par les résultats de Bus et ses collègues chez des participants atteints de neuropathie diabétique, où aucune différence dans le degré d’atrophie musculaire n’a été trouvée chez les patients avec et sans déformation des griffes. Cependant, une étude pilote menée par Ledoux et ses collaborateurs a révélé que l’atrophie des muscles intrinsèques et l’augmentation de l’épaisseur de l’aponévrose plantaire étaient toutes deux présentes chez les participants présentant une déformation de l’orteil en griffe. Par conséquent, de multiples facteurs peuvent contribuer à la déformation du pied et des orteils. De futures études prospectives, mesurant la force musculaire intrinsèque et l’épaisseur de l’aponévrose plantaire, pourraient aider à clarifier cette relation.

Hallux valgus

L’hallux valgus, ou oignon, décrit une déformation du pied caractérisée par une déviation latérale du gros orteil au niveau de l’articulation MTP loin de la ligne médiane du corps . Une des causes proposées de la déformation de l’hallux valgus est un déséquilibre de la force de l’abducteur hallucis par rapport à l’adducteur hallucis transverse et à l’adducteur hallucis oblique. Lorsque les muscles abducteurs sont faibles, il a été suggéré que la force de l’adducteur devient dominante, tirant le gros orteil latéralement au niveau de l’articulation MTP. Cette théorie est soutenue par les résultats de biopsies musculaires qui ont révélé des anomalies histologiques et une atrophie des fibres musculaires dans le muscle abducteur hallucis chez des patients présentant une déformation symptomatique de l’hallux valgus . D’autres études, évaluant la force musculaire des différents muscles intrinsèques, sont nécessaires pour mieux comprendre la pathogenèse de l’hallux valgus.

Douleurs au talon

Le rôle de la faiblesse des muscles intrinsèques dans le développement des douleurs plantaires au talon, ou fasciite plantaire, n’est pas clair. Une théorie proposée par Allen et Gross décrit une relation selon laquelle des muscles intrinsèques faibles fournissent un soutien dynamique insuffisant à l’arche longitudinale médiane, ce qui entraîne une augmentation de la tension sur l’aponévrose plantaire. Une étude IRM menée par Chang et al. sur des participants souffrant d’une fasciite plantaire unilatérale chronique a révélé une réduction de la section transversale des muscles intrinsèques dans l’avant-pied du pied symptomatique par rapport au pied indolore. La réduction sélectionnée de la surface de section transversale des muscles intrinsèques du pied dans l’avant-pied et non dans l’arrière-pied est intéressante car de nombreux muscles intrinsèques ont des attaches dans le premier rayon. L’atrophie des muscles intrinsèques peut affecter la stabilité de l’arc longitudinal médian et donc entraver le processus de guérison en sollicitant davantage l’aponévrose plantaire. Par conséquent, la faiblesse des muscles intrinsèques peut jouer un rôle important dans la douleur chronique du talon. Cependant, d’autres recherches, mesurant la force des muscles intrinsèques de manière prospective, sont nécessaires pour confirmer cette hypothèse.

Mesure de la force musculaire intrinsèque du pied

La section suivante passe en revue les méthodes « directes » et « indirectes » de mesure de la force musculaire intrinsèque. Le sous-titre  » méthodes directes d’évaluation de la force musculaire intrinsèque/extrinsèque  » passe en revue les méthodes qui permettent de mesurer directement une unité de force ou de puissance. Cependant, ces méthodes « directes » mesurent en fait la force de flexion des orteils, qui est une combinaison de la force musculaire intrinsèque et extrinsèque. Le sous-titre « méthodes indirectes d’évaluation de la force musculaire intrinsèque » passe en revue les méthodes qui ne peuvent pas mesurer directement la force mais qui fournissent des informations concernant la structure et l’activité des muscles intrinsèques.

Méthodes directes d’évaluation de la force musculaire intrinsèque/extrinsèque

Les méthodes directes rapportées dans la littérature comprennent une variété de tests cliniques et de tests en laboratoire . Il est clair que les méthodes directes rapportées dans la littérature mesurent principalement la force des muscles fléchisseurs des orteils, alors que d’autres actions telles que la force d’extension et d’abduction des orteils sont rarement mesurées. La force des fléchisseurs des orteils étant une combinaison de l’activité musculaire intrinsèque et extrinsèque, toutes les méthodes « directes » mesurent en fait la force des muscles intrinsèques et extrinsèques des orteils. Une variété de méthodes ont été décrites qui prétendent mesurer la force des fléchisseurs des orteils : dynamométrie manuelle des orteils ; test de prise de papier ; pression plantaire et le test positif intrinsèque .

Dynamométrie des orteils

La dynamométrie des orteils est un outil objectif utilisé pour mesurer la force des fléchisseurs des orteils. Différentes méthodes d’utilisation de la dynamométrie des orteils ont été rapportées, notamment la dynamométrie manuelle , la dynamométrie fixe , la dynamométrie fixe basée sur la manchette et un testeur de force de préhension modifié . La technique du « faire » a été utilisée dans toutes les études : le dynamomètre est maintenu immobile par un examinateur ou un accessoire externe et les participants poussent au maximum sur le dynamomètre avec leurs orteils. La fiabilité de toutes les méthodes, à l’exception de la dynamométrie fixe, a été rapportée (tableaux 6 et 7). La dynamométrie des orteils a toujours démontré une excellente fiabilité intra-juges, avec toutes les valeurs ICC > 0,83 . Cependant, la fiabilité inter-juges n’a été rapportée qu’avec la dynamométrie manuelle, qui a montré une excellente fiabilité inter-juges (ICC 0,82 – 0,88) .

Les différents types de dynamomètres d’orteils permettent de tester différentes actions des orteils. La procédure utilisée pour mesurer la force des fléchisseurs des orteils avec la dynamométrie manuelle implique que le dynamomètre soit positionné sous l’articulation interphalangienne de l’hallux pour mesurer soit la plus grande force des orteils, soit les articulations interphalangiennes deux à cinq, pour la moins grande force des orteils . En tant que telle, la dynamométrie manuelle permet la flexion au niveau des articulations MTP et limite la flexion au niveau de l’articulation interphalangienne parce que le dynamomètre est placé sous les articulations interphalangiennes. En revanche, le dynamomètre à main modifié possède une barre autour de laquelle les orteils peuvent être fléchis. La dynamométrie fixe à brassard consiste à placer un brassard en cuir autour de la phalange proximale de l’orteil à mesurer. La dynamométrie basée sur la manchette a été utilisée pour mesurer la force des muscles fléchisseurs et extenseurs des orteils, car le placement de la manchette et l’alignement du dynamomètre peuvent être modifiés. La dynamométrie fixe consiste en une plaque de capteur fixe sur laquelle les participants appuient leurs orteils .

Les différents types de dynamométrie des orteils peuvent activer les muscles intrinsèques à des degrés divers, car chaque modèle favorise différentes actions des orteils. La dynamométrie fixe à brassard, le testeur de prise en main modifié et la dynamométrie fixe permettent tous une flexion au niveau de l’articulation MTP, mais ne fournissent pas de moyen de limiter une flexion excessive au niveau des articulations interphalangiennes. Une action d’enroulement des orteils peut se produire pendant le test de flexion des orteils, une action qui est supposée activer les longs fléchisseurs (extrinsèques) des orteils. En se basant sur les insertions anatomiques des muscles intrinsèques du pied, principalement les muscles interosseux et lombricaux, Garth et Miller ont postulé que les muscles intrinsèques du pied se contractent en groupe pour produire une flexion au niveau de l’articulation MTP et une extension au niveau de l’articulation interphalangienne. Cela contraste avec la flexion au niveau de l’articulation MTP et de l’articulation interphalangienne, qui est une action des longs fléchisseurs (extrinsèques) des orteils. Des études sur les muscles intrinsèques de la main révèlent que les muscles interosseux et lombricaux peuvent être stimulés électriquement pour produire une flexion au niveau de l’articulation MTP et une extension au niveau de l’articulation interphalangienne. Compte tenu de l’anatomie similaire des interossei et des lombricaux de la main et du pied, la flexion de l’articulation MTP et l’extension de l’articulation interphalangienne sont probablement des actions des muscles intrinsèques du pied. Par conséquent, la dynamométrie manuelle pourrait activer les muscles intrinsèques plus efficacement que d’autres types de dynamométrie des orteils, car elle favorise la flexion à l’articulation MTP et l’extension à l’articulation interphalangienne.

Une autre considération importante lors de la mesure de la force musculaire intrinsèque est la position de la cheville. Spink et ses collègues ont émis l’hypothèse qu’en maintenant passivement la cheville en plantarflexion maximale, les fléchisseurs extrinsèques des orteils sont moins susceptibles d’influencer la mesure, car ces muscles seraient dans une position de raccourcissement maximal et donc moins capables de générer une force. Cette hypothèse est soutenue par les résultats de Goldmann et Bruggemann qui ont révélé que les moments de force les plus faibles étaient générés autour des articulations métatarsophalangiennes lorsque les muscles fléchisseurs extrinsèques des orteils étaient en position raccourcie pendant la flexion plantaire maximale de la cheville et de l’articulation métatarsophalangienne. Les auteurs ont suggéré que les moments plus faibles étaient dus au fait que les muscles fléchisseurs intrinsèques des orteils, plutôt que les muscles fléchisseurs extrinsèques des orteils, produisaient principalement les moments autour de l’articulation métatarsophalangienne.

Test de préhension du papier

Le test de préhension du papier implique que le participant tente de tenir un morceau de papier standard, comme une carte de visite, sous l’hallux ou le petit orteil, tandis que l’examinateur tente de tirer la carte loin . Le Paper Grip Test a d’abord été utilisé comme outil de dépistage de la faiblesse musculaire intrinsèque dans la lèpre. Il a depuis été utilisé comme mesure de la force de flexion plantaire des orteils en conjonction avec une plate-forme de pression plantaire, où le participant effectue le Paper Grip Test en étant assis avec les pieds sur la plate-forme, qui enregistre simultanément les forces sous les orteils. Le Paper Grip Test a démontré une excellente fiabilité inter-juges (ICC 0,87) et une fiabilité intra-juges modérée (ICC 0,56) lors de l’évaluation de participants atteints de la lèpre et de témoins sains (tableau 7).

Il existe un nombre limité d’études de validation du Paper Grip test en tant que mesure de la force musculaire intrinsèque. De Win et al. ont effectué un test EMG simultané pendant le test de prise de papier et ont révélé que les muscles intrinsèques et extrinsèques du pied et de la cheville étaient actifs. L’activité des muscles plantaires de la cheville peut être due à l’absence de stabilisation, car ni la stabilisation manuelle par l’examinateur ni les sangles n’ont été utilisées pour minimiser le mouvement de la cheville pendant l’étude. De plus, les participants peuvent avoir courbé leurs orteils pour saisir la carte de visite, une action qui, selon l’hypothèse, active les longs fléchisseurs extrinsèques des orteils. Par conséquent, bien que le test de prise de papier soit répétable, sa validité est discutable en tant que mesure de la faiblesse intrinsèque car il est susceptible d’évaluer à la fois la force musculaire intrinsèque et extrinsèque.

Pressions plantaires

Les capteurs de pression plantaire peuvent évaluer la force sous les orteils. La mesure de la pression plantaire est généralement disponible sous deux formes différentes : (1) les systèmes dans la chaussure tels que Novel Pedar®, TekScan F-Scan®, RS-Scan Insole®, IVB Biofoot ® et ; (2) les systèmes de plateforme tels que le Novel Emed®, RSScan Footscan® et TekScan Mat Scan® . L’instrumentation de pression plantaire a été récemment utilisée pour mesurer la force de flexion des orteils. La force de flexion des orteils a été calculée à l’aide d’un logiciel qui a converti les données de pression sous les orteils en force maximale, qui a ensuite été normalisée par rapport au poids du corps pour déterminer la force de flexion des orteils. La force de flexion des orteils a été évaluée sur la plate-forme de pression en utilisant deux actions différentes : (1) en poussant directement l’orteil dans la plate-forme et (2) en conjonction avec le test de prise de papier. La fiabilité test-retest de la plateforme de pression plantaire était excellente dans les deux méthodes pour évaluer la force du grand orteil et du petit orteil (tableau 8).

La validité de l’utilisation des pressions plantaires pour déterminer la force musculaire intrinsèque est discutable car la contribution des muscles extrinsèques pendant la mesure de la pression est inconnue. L’électromyographie réalisée pendant le Paper Grip Test a révélé que certains muscles fléchisseurs extrinsèques des orteils, notamment les muscles fléchisseurs des orteils longs et les muscles fléchisseurs plantaires de la cheville étaient actifs. Par conséquent, le Paper Grip Test, lorsqu’il est utilisé conjointement avec la mesure de la pression plantaire, peut refléter la force des muscles extrinsèques plus que celle des muscles intrinsèques. Par conséquent, bien que la plateforme de pression plantaire soit un outil fiable, elle n’a pas été étudiée de manière approfondie en tant que mesure valide de la force musculaire intrinsèque.

Test positif intrinsèque

Le test positif intrinsèque est un test qualitatif conçu pour évaluer la fonction musculaire intrinsèque des petits orteils . Le test implique que le participant étende le gros orteil tout en essayant simultanément de fléchir les petits orteils au niveau de l’articulation MTP et d’étendre les articulations interphalangiennes. La force des muscles intrinsèques est déterminée par le type de schéma de flexion du petit orteil démontré, qui comprend soit : (1) un schéma positif intrinsèque, qui implique une flexion au niveau de l’articulation MTP et une extension au niveau des articulations interphalangiennes ; (2) un schéma négatif intrinsèque, où le participant est incapable de fléchir activement l’articulation MTP et d’étendre les articulations interphalangiennes. Garth et Miller ont suggéré que le schéma négatif intrinsèque démontrait une faiblesse musculaire intrinsèque. Cependant, le niveau de force requis pour réaliser la position positive intrinsèque est inconnu. De plus, la validité et la fiabilité du test positif intrinsèque n’ont pas été étudiées et ce test n’a pas été cité dans d’autres articles à ce jour. Il est clair que le test positif intrinsèque n’a pas été étudié de manière approfondie en tant que mesure de la force musculaire intrinsèque et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour valider ce test.

Méthodes indirectes d’évaluation de la force musculaire intrinsèque

Les méthodes indirectes qui seront examinées sont : L’imagerie par résonance magnétique (IRM) ; la tomographie informatisée (CT) ; l’ultrasonographie ; l’électromyographie (EMG) et la biopsie musculaire. Les méthodes indirectes sont généralement utilisées pour évaluer la structure musculaire (section transversale physiologique et volume), l’activité (EMG) et les propriétés histochimiques. Les méthodes indirectes peuvent discriminer les muscles intrinsèques et extrinsèques, mais sont incapables de déterminer directement la force ou la puissance.

Imagerie par résonance magnétique

L’imagerie par résonance magnétique (IRM) est la méthode de choix pour détecter la structure et les anomalies des tissus mous . Elle a été largement utilisée pour visualiser les muscles intrinsèques car elle a une haute résolution spatiale . Le paramètre IRM le plus couramment utilisé pour l’imagerie des muscles intrinsèques est la pondération T1, qui permet un contraste supérieur pour discriminer le muscle et la graisse .

L’IRM a été utilisée de trois manières principales pour évaluer l’atrophie des muscles intrinsèques : (1) observation qualitative de l’atrophie musculaire ; (2) échelle en cinq points ; (3) surface et volume de la section transversale du muscle . L’évaluation qualitative des images IRM de 60 participants atteints de CMT a révélé un certain degré d’infiltration graisseuse et d’atrophie musculaire intrinsèque chez tous les participants. Bus et al. ont également visualisé l’atrophie musculaire intrinsèque chez des patients atteints de diabète sucré, en utilisant une échelle en cinq points où 0 indique un tissu sain sans atrophie et 4 un pied où presque aucun tissu musculaire n’est visible. Cette méthode s’est avérée avoir une bonne fiabilité (Kappa = 0,94) (tableau 9).

La limitation importante des observations qualitatives de l’atrophie musculaire et de l’utilisation de l’échelle à cinq points pour évaluer l’atrophie des muscles intrinsèques est que les conclusions sont basées sur une image sélectionnée, qui peut ne pas être représentative de l’ensemble du muscle. Les images RM des muscles intrinsèques du pied peuvent être prises dans les plans coronal, transversal et sagittal. Comme la plupart des principaux muscles intrinsèques du pied prennent naissance au niveau du calcanéum et s’insèrent sur les phalanges proximales, ils ne sont pas directement situés dans les plans transversal ou sagittal. Par conséquent, les images sélectionnées pour l’évaluation peuvent ne pas être représentatives de l’ensemble du muscle, car l’image est une tranche oblique du muscle.

Le volume total des muscles intrinsèques du pied peut être calculé en multipliant la surface totale de la section transversale du muscle, déterminée à partir de l’IRM, par la distance entre les sections, qui est l’écart entre chaque tranche d’IRM . Le volume musculaire total peut être plus représentatif du muscle car il est basé sur la surface totale de la section transversale du muscle de chaque coupe IRM et non d’une seule image. En outre, l’image IRM peut être numérisée pour délimiter les muscles individuels dans chaque coupe. Cependant, une étude sur des participants atteints de neuropathie diabétique a montré que la segmentation des muscles intrinsèques individuels n’était pas possible, car la plupart des muscles n’étaient pas clairement définis en raison de l’atrophie marquée des muscles intrinsèques. Avec l’augmentation de la résolution du balayage IRM, les études futures pourraient être en mesure d’étudier les volumes des muscles intrinsèques individuels du pied.

L’IRM peut également être utilisée pour estimer la surface de section transversale physiologique (PCSA) des muscles intrinsèques . La PCSA a été utilisée dans des modèles biomécaniques de dynamique musculaire tels que le modèle musculaire de type Hill pour prédire la force et le couple musculaire autour de l’articulation de la cheville et du genou , mais pas des articulations du pied. Les modèles musculaires requièrent l’entrée d’un certain nombre de paramètres différents, y compris le PCSA, les propriétés élastiques des tendons et les signaux EMG, qui sont intégrés numériquement pour produire une estimation de la force musculaire. Le PCSA peut être calculé en utilisant le volume du muscle, l’angle de pennation des fibres et la longueur des fibres musculaires. Cependant, Ledoux et al. ont montré que les muscles intrinsèques du pied ont de très petits angles de pennation et n’ont que peu d’influence sur le PCSA. En outre, la longueur des fibres des muscles intrinsèques du pied a été étudiée dans des études sur des cadavres et suggère que de futures études utilisant le PCSA et des modèles musculaires pourraient permettre de mesurer la force des muscles intrinsèques.

Une avancée importante en IRM est le contraste de phase à ciné rapide (ou IRM dynamique), qui permet d’acquérir des images pendant que le participant effectue une action . L’IRM dynamique est différente de l’IRM fonctionnelle, qui est utilisée pour cartographier la fonction cérébrale à l’aide des signaux sang-oxygène et du flux sanguin cérébral. À l’heure actuelle, seules les propriétés cinématiques du pied, principalement l’axe de rotation des articulations talo-crurale et sous-talienne, ont été étudiées. De plus, à ce stade, l’IRM dynamique est réalisée dans une unité fermée et le participant doit être en position couchée. Par conséquent, l’image acquise ne peut pas représenter une mise en charge complète et seules des actions limitées peuvent être réalisées à l’intérieur de l’unité d’IRM, comme la plantarflexion/dorsiflexion de la cheville. Cependant, à mesure que la technologie de l’IRM dynamique s’améliore, des études portant sur l’imagerie en temps réel des muscles intrinsèques pendant des activités comme la station debout et la marche pourraient devenir disponibles. Ainsi, l’IRM dynamique pourrait conduire à une appréciation plus précise des muscles intrinsèques pendant les activités et à une meilleure compréhension de l’action des muscles intrinsèques dans le futur.

Tomographie informatisée

La tomographie informatisée (CT) est une technique d’imagerie qui utilise des rayonnements ionisants pour générer des images tridimensionnelles des structures musculo-squelettiques . Les tomodensitogrammes ont une résolution suffisante pour distinguer les os et les muscles et ont été utilisés dans de nombreuses études antérieures pour estimer la taille des muscles . Robertson et al. et Mueller et al. ont réalisé des tomodensitométries pour évaluer la densité des tissus mous sous la diaphyse du deuxième métatarse, comme mesure approximative de la taille des muscles intrinsèques chez un patient atteint de neuropathie diabétique. Cependant, les deux études ont signalé des difficultés à définir les limites des muscles intrinsèques, ce qui peut être lié à la résolution de contraste insuffisante des tomodensitogrammes par rapport à l’IRM. En outre, la principale limitation de la tomodensitométrie pour évaluer la taille des muscles intrinsèques est l’exposition aux rayonnements ionisants nocifs .

Ultrasonographie

L’ultrasonographie est une technique qui utilise des ondes sonores longitudinales produites mécaniquement pour créer une image . L’ultrasonographie a été utilisée pour mesurer les paramètres dimensionnels des muscles intrinsèques du pied, notamment la surface de section transversale , l’épaisseur dorso-plantaire et la largeur médio-latérale . L’échographie a été utilisée pour étudier les muscles intrinsèques en tant que groupe, comme les muscles situés entre le premier et le deuxième métatarse, notamment le premier muscle interosseux dorsal, le muscle adducteur hallucis et le premier muscle lombaire. Plus récemment, des muscles intrinsèques individuels ont également été étudiés : abducteur hallucis, abducteur digiti minimi, flexor hallucis brevis, quadratus plantae, extensor digitorum brevis. Les études utilisant l’échographie pour mesurer les paramètres musculaires intrinsèques ont toujours démontré une excellente fiabilité intra-juges (tableaux 9, 10 et 11). Une étude de Hing et al. a révélé une bonne-excellente fiabilité intra-juges (ICC entre 0,64-0,97) dans un appareil à ultrasons haut de gamme et portable lorsqu’il est utilisé pour évaluer la surface de section transversale et l’épaisseur musculaire des muscles abducteurs hallucis.

L’ultrasonographie a deux limitations principales ; une faible résolution spatiale de l’image , et la qualité de la mesure dépend de l’opérateur . Les capacités de faible résolution de l’ultrasonographie signifient qu’elle ne peut pas identifier les zones d’infiltration graisseuse dans les muscles et peut donc surestimer la taille des muscles intrinsèques et sous-estimer l’atrophie des muscles intrinsèques. Les études de fiabilité de la mesure des muscles intrinsèques par échographie ont évalué la fiabilité intra-juges entre et au sein d’une même session. Cependant, seules les études d’échographie portant sur la mesure des plus grands muscles intrinsèques du dos ont démontré une excellente fiabilité inter-juges (ICC entre 0,85-0,97). Par conséquent, d’autres recherches évaluant la fiabilité inter-juges, et comparant à l’IRM de la taille des muscles sont nécessaires avant que l’échographie puisse être établie comme un outil fiable et valide pour évaluer les paramètres des muscles intrinsèques du pied.

Electromyographie

L’électromyographie (EMG) a été évaluée par des électrodes de surface non invasives et des électrodes intramusculaires invasives . L’EMG de surface place les électrodes directement sur la peau et le signal est donc une combinaison de tous les potentiels d’action des fibres musculaires se produisant dans les muscles sous-jacents aux électrodes cutanées . Dans une étude sur l’EMG de surface, Arinci et al. ont enregistré l’amplitude moyenne du signal EMG pour en déduire le niveau d’activité musculaire intrinsèque. La relation entre l’amplitude de l’EMG et la quantité d’activité musculaire est problématique car l’amplitude du signal EMG est principalement constituée de potentiels d’action provenant des fibres musculaires les plus proches de la pointe d’enregistrement de l’électrode et peut ne pas enregistrer l’activité de toutes les fibres musculaires actives. Par conséquent, l’amplitude moyenne du signal EMG peut ne pas être une mesure précise du niveau d’activité ou de la force musculaire.

L’EMG intramusculaire implique des électrodes à aiguille placées directement dans le muscle. La plupart des études EMG intramusculaires des muscles intrinsèques du pied insèrent des électrodes à aiguille dans les ventres musculaires individuels . Cependant, une seule étude récente a confirmé l’identité du muscle en utilisant l’échographie en temps réel . L’EMG intramusculaire peut détecter les schémas d’activation des muscles intrinsèques et donc fournir des informations précieuses sur la fonction des muscles intrinsèques pendant une tâche particulière. Une étude EMG récente a évalué les schémas d’activation et l’amplitude moyenne du signal EMG dans l’abducteur hallucis, le fléchisseur digitorum brevis, l’interossei dorsal et le quadratus plantae pendant une tâche debout avec une difficulté posturale croissante. L’étude a révélé une augmentation de l’amplitude du signal EMG dans tous les muscles avec l’augmentation des exigences posturales de la tâche, évaluée par la déviation du centre de pression. La limitation de l’utilisation d’électrodes à aiguille est qu’elles enregistrent l’activité d’un plus petit nombre de fibres musculaires et peuvent donc ne pas détecter les contractions musculaires subtiles. Par conséquent, l’EMG peut détecter l’activité musculaire intrinsèque individuelle, mais ne peut pas être utilisé pour évaluer la force musculaire intrinsèque.

Biopsie musculaire

La biopsie musculaire peut être utilisée pour détecter les changements dans l’histologie et l’ultrastructure du muscle . Les échantillons de biopsie peuvent être colorés pour évaluer le nombre relatif, la taille et la distribution des fibres dans l’échantillon et détecter les fibres musculaires atrophiées . Hoffmeyer et al. ont effectué des biopsies musculaires sur les muscles abducteurs de l’hallucine chez des participants présentant un hallux valgus symptomatique et ont signalé des anomalies histologiques, notamment une atrophie des fibres musculaires, des fibres chargées de lipides et des modifications ultrastructurales des mitochondries. Cependant, la limite des biopsies musculaires est que les résultats peuvent ne pas être représentatifs de l’ensemble du ventre du muscle. Par conséquent, des déductions limitées peuvent être faites concernant le comportement et la fonction du muscle entier uniquement à partir de la biopsie musculaire.