Importance and challenges of measuring intrinsic foot muscle strength

A MEDLINE, PubMed, SCOPUS, Cochrane Library és CINAHL elektronikus adatbázisokban 2012. május 21. és június 21. között kerestünk tudományos cikkeket az intrinsic foot muscle és az izomerő méréséről. A fő keresési kifejezéseket és a megtalált cikkek számát az 1., 2., 3., 4. és 5. táblázat tartalmazza. A PEDro keresőmotorhoz is hozzáfértünk, és a keresési eredmények között egy cikket találtunk. További cikkek azonosítása a kinyert cikkek hivatkozási listáinak kézi keresésével történt. A Google Scholar keresőprogramot is átkutatták, hogy azonos keresőkifejezésekkel, mint amilyeneket az adatbázisokban végzett keresések során használtak, megtalálják a releváns, még nem publikált vagy sajtóban megjelenő cikkeket. A megtalált cikkek összefoglalóit elolvasták, hogy kiválasszák a megfelelő cikkeket, majd a cikkek teljes példányait megvizsgálták, ha a tanulmány releváns volt a kutatási cél szempontjából.

Ötvenhárom olyan kutatási cikket azonosítottak, amelyek az intrinzik lábizmokkal és az erőméréssel kapcsolatosak. A cikkeknek meg kellett felelniük bizonyos kritériumoknak a felvételhez. A befogadási kritériumok a következők voltak:

1. (i)

   Az intrinsic lábizmok szerepével kapcsolatos kutatások

2. (ii)

   Az intrinsic lábizmok anatómiájával kapcsolatos kutatások

3. (iii)

   Az intrinsic izmok és a lábujjizmok erejének vagy gyengeségének mérését leíró kutatások. Az intrinsic lábizomzat erejével kapcsolatos dolgozatokat kezdetben figyelembe vettük, de nyilvánvalóvá vált, hogy kevés dolgozat létezik. Ezért a keresést kiterjesztették a lábujjizmok mérésével kapcsolatos cikkekre

4. (iv)

   Korreferált folyóiratokban való publikálás

5. (v)

   Teljesen-szöveges angol nyelvű cikkek

A talpi intrinsic izmok anatómiája

A talpi és háti intrinsic izmok eredete és behelyeződése egyaránt a talpon belül van . Az intrinsic lábizmok különböznek az extrinsic lábizmoktól, amelyek eredete a lábszárban van, és a hosszú inak keresztezik a bokaízületi komplexumot . A talpi intrinsic lábizmok négy rétegbe szerveződnek . A legfelületesebb réteg a talpi aponeurosis mélyén helyezkedik el, és az abductor hallucis, a flexor digitorum brevis és az abductor digiti minimi izomzatot foglalja magában. A második réteget a quadratus plantae és a lumbricalis alkotja. A harmadik réteg az adductor hallucis transverse, az adductor hallucis oblique, a flexor hallucis brevis és a flexor digiti minimi brevisből áll. A legmélyebb réteget a három plantaris interossei alkotja. A talpi intrinsic izmok mindegyikét a nervus tibialis medialis és lateralis plantaris ágai innerválják .

A lábfej háti intrinsic izmai két rétegre oszthatók . A legfelületesebb réteget a extensor hallucis brevis és a extensor digitorum brevis alkotja. A mély réteget a dorsalis interossei izmok alkotják. A extensor hallucis brevis-t és a extensor digitorum brevis-t a mély fibularis ideg, míg a dorsalis interossei-t a lateralis plantaris ideg ingerli, az első és második dorsalis interossei pedig a mély fibularis idegből kapja ingerlésének egy részét . A dorsalis intrinsic izmokat ritkán írták le a tudományos irodalomban, és funkciójuk a lábfejben továbbra is nagyrészt ismeretlen . A korai EMG-vizsgálatok kimutatták, hogy a extensor hallucis brevis és a extensor digitorum brevis rekrutációs mintázata járás közben jelentősen változott a résztvevők között, néhány résztvevőnél a extensor digitorum brevis nem aktiválódott járás közben . Az extensor hallucis brevis és az extensor digitorum brevis izmokat ma már széles körben használják a szövetátültetésekben, például a szigeti lebenyben a lágyrészdefektusok fedezésére a disztális lábszár és a boka területén . Ezért nagyon keveset tudunk a dorsalis intrinsic izmok specifikus szerepéről, és ebben az áttekintésben nem tárgyaljuk tovább.

A láb intrinsic izmainak evolúciója

A feltételezések szerint az emberi evolúció során a lábujjhajlító erő és funkció fokozatosan csökken, és ezért a talpi intrinsic izmok nagyrészt redundánssá válnak a lábfejben . A majom főemlősöknél a lábujjak hosszabbak és speciális funkciókkal rendelkeznek, a lábujjakat fára mászásra használják . Ezzel szemben az embereknek rövidebbek a lábujjpercek, ami morfológiai alkalmazkodás lehet a lábujjak csökkent előrenyúló használatához a cipőt viselő modern embereknél . Az emberi evolúció során bekövetkezett adaptív változások elméletét alátámasztja egy 3,6 millió éves részleges emberi lábfej lelet, ahol a lábujjak rövidebbek voltak, mint az afrikai majomé, de hosszabbak és ívesebbek, mint a modern emberi lábfejé . Egyes szerzők felvetették, hogy egyes belső izmok folyamatos működése hiányos evolúciós folyamatokat tükrözhet . Az olyan izmok, mint a quadratus plantae létezése azonban cáfolja ezt a hipotézist. A quadratus plantae izom mediális és laterális rögzítési helye a calcaneusban egyedülálló az emberre, és a quadratus plantae egyedülálló a lábra, mivel a kézben nincs analóg izom . Mivel a flexor digitorum longus ín a medialis oldalról lép be a lábfejbe és medialisan húzza a lábujjakat , az egyik elmélet szerint a quadratus plantae egyidejű összehúzódása a flexor digitorum longus húzásának átirányításával lehetővé teszi a lábujjak hajlítását a sagittalis síkban. Ez a kétlábú járáshoz szükséges fejlődés . Ezért az intrinsic izmok speciális funkcióinak létezése arra utalhat, hogy az intrinsic lábizmoknak továbbra is van szerepük a modern lábban.

A láb intrinsic izmainak szerepe

Járás

Számos tanulmányok azt mutatják, hogy az intrinsic lábizmok csoportosan aktívak járás közben . Egy 12 résztvevőn végzett klasszikus elektromiográfiás (EMG) vizsgálat kimutatta, hogy az abductor digiti minimi, az abductor hallucis, a flexor digitorum brevis, a dorsalis interossei és a lumbricalis izmok mind aktívak voltak a járás állásfázisában, és a lábujj leállásáig folytatódtak . Jacob 2001-es tanulmánya antropometriai és talpi nyomásadatokat kombinálva kimutatta, hogy a flexor hallucis brevis (az abductor hallucisszal együtt) és a flexor digitorum brevis izmok a járás propulzív fázisában a testsúly körülbelül 36%-át és 13%-át kitevő erőt képesek kifejteni . Nem ismert azonban, hogy ezek az izmok koncentrikusan vagy excentrikusan hatnak-e, vagy más hatásuk is van, beleértve a lábujjak abdukcióját . Mann és Inman azt javasolta, hogy az intrinzik lábizmok szerepe a lábfej stabilizálása a propulzió során. Az intrinzikus izomaktivitás a járás propulziós fázisa során egybeesik a metatarsophalangeális (MTP) ízület passzív dorziflexiójával, mivel a tömegközéppont a metatarsophalangeális ízület előtt mozog. Rolian és munkatársai, valamint Goldmann és Bruggemann azt állították, hogy az intrinsic és extrinsic lábujjhajlító izmok szerepe az, hogy ellensúlyozzák a talajreakciós erő dorsziflexiós mozzanatát a lábközépcsont ízületben, a járás kitolási fázisában. Ezt a hosszú és rövid lábujjhajlító izmok excentrikus összehúzódásával lehet elérni, hogy szabályozzák a dorsziflexiót az MTP-ízületben és fenntartsák az interphalangeális ízület nyújtását, hogy a lábujjak a talajon maradhassanak a lábujj leérkezéséig . Ezért a talajjal érintkező felület növelésével javulna a nyomáseloszlás a lábközépcsontfejek alatt járás közben.

A boltozat alátámasztása

Az intrinsic izmok szerepét a medialis hosszanti boltozat alátámasztásában állva és járás közben is vizsgálták . A korai EMG vizsgálatok kimutatták, hogy az intrinsic lábizmok nem aktívak állás közben, és a plantaris aponeurosis széles körben elfogadott volt, hogy a boltozat alátámasztásáért felelős elsődleges struktúra nyugalomban . Egy nemrégiben végzett EMG-vizsgálat azonban kis mértékű aktivitást mutatott ki az abductor hallucis, a flexor digitorum brevis és a quadratus plantae izmokban nyugodt állás közben, az aktivitás jelentős növekedésével a testtartási követelmények növekedésével . Reeser és munkatársai azt javasolták, hogy az intrinzik lábizmok a hosszanti boltozat merevítőjeként működnek, hogy járás közben aktívan ellenálljanak a hajlító igénybevételeknek. Ezt a hipotézist alátámasztják azok a megállapítások, hogy a plantar aponeurosis feszültsége jelentősen csökken a késői állás során, miközben a boltozat magassága növekszik . A késői állás alatti feszültség hiánya arra utal, hogy más struktúrák, például az intrinsic lábizmok hozzájárulhatnak a boltozat megtámasztásához a haladás során. Továbbá a láb virtuális vizsgálata a végeselem-módszer segítségével kimutatta, hogy a mediális és laterális boltozatra ható mechanikai feszültségek a talpi intrinsic izmok által szabályozhatók . Ezért bizonyíték van arra, hogy az intrinzikus izmok fontos szerepet játszanak a mediális hosszanti boltozat támasztásában járás közben, és kis szerepet játszanak a nyugodt állásban.

A láb intrinzikus izomgyengeségének következményei

A következő fejezetben áttekintjük az intrinzikus izomgyengeség hatását a pes cavus kialakulásában Charcot-Marie-Tooth betegségben, a kislábujj deformitásában, a hallux valgusban és a sarokfájdalomban.

Charcot-Marie-Tooth betegség

A Charcot-Marie-Tooth betegség (CMT) egy perifériás neuropátia, ahol az anatómiailag disztális izmok, beleértve az intrinsic izmokat is, előnyösen érintettek . Az intrinsic lábizmok gyengesége a CMT széles körben elfogadott patológiai leletének számít, és a mágneses rezonancia képalkotó (MRI) vizsgálatok az intrinsic lábizmok jelentős atrófiáját jelezték . Számos szerző feltételezte, hogy az intrinzikus izmok gyengesége fontos szerepet játszik a pes cavus deformitás kialakulásában. Az egyik elmélet szerint az intrinsic izomsorvadás az MTP ízületek dorsiflexióját okozza, a lábujj hosszú extenzorainak ellenállás nélküli húzása miatt . A dorsalflexió az MTP ízületekben a hosszanti boltozatot a csörlőhatás révén megemeli. A folyamatos egyensúlyhiány a talpi fascia és az intrinsic izmok összehúzódásához vezet, ami aztán az elülső lábfejet talpflexióba húzza, ami fokozatosan merev cavus lábfejhez vezet . Az intrinzikus izomgyengeség és a pes cavus lábfej kialakulása közötti egyértelmű okozati összefüggést azonban nem sikerült megállapítani, és léteznek más etiológiai elméletek is, mint például az extrinsic invertor-evertor izomzat egyensúlyhiánya . Az intrinsic izomerő értékelésének pontos eszközei nélkül az intrinsic izomsorvadás szerepe a pes cavus deformitás kialakulásában ismeretlen marad.

Kisebb lábujj deformitások

Az intrinsic és extrinsic lábizmok közötti izomegyensúlyhiányt javasolták a kisebb lábujj deformitás lehetséges okaként . A karmos lábujj deformitást az MTP ízület nyújtása jellemzi a proximalis és distalis interphalangeális ízületek flexiójával . A kalapácsujjra jellemző a megnyúlt MTP ízület, a proximalis interphalangeális ízület flexiója és a normál vagy megnyúlt distalis interphalangeális ízület . A karom- és kalapácsujj deformitások gyakoriak a diabéteszes neuropátiában szenvedő betegeknél .

Egy nem érintett lábfejben a hosszú és rövid lábujjhajlító izmok által az MTP-ízületben kifejtett erős extenziós erőket a hosszú és rövid lábujjhajlítók által kifejtett hajlító erők ellensúlyozzák . Az intrinsic izomsorvadás azonban az MTP-ízületben az extenzor erők kiegyensúlyozatlanságát eredményezi, ami a lábujj deformitásának kialakulásához vezet . Kwon és munkatársai eredményei alátámasztják ezt az elméletet, ahol a kalapácsujjdeformitásban szenvedő résztvevőknél nagyobb eltérés volt a lábujjnyújtó és a lábujjhajlító izomerő arányában, mint a nem érintett résztvevőknél. Azonban a lábujjdeformitás kialakulásának más mechanizmusait is javasolták, mint például a korlátozó lábbeli , a talpi aponeurozis és az ízületi kapszula szakadása . Ezeket az alternatív elméleteket alátámasztják Bus és munkatársai diabéteszes neuropátiában szenvedő résztvevőkkel kapcsolatos megállapításai, amelyek szerint nem találtak különbséget az izomsorvadás mértékében a karomdeformitással rendelkező és a karomdeformitással nem rendelkező betegek között. Ledoux és munkatársai kísérleti vizsgálata azonban arról számolt be, hogy mind az intrinzikus izomsorvadás, mind a megnövekedett talpi aponeurozis vastagság jelen volt a karmos lábujj deformitással rendelkező résztvevőknél. Ezért több tényező is hozzájárulhat a lábfej- és lábujjdeformitáshoz. A jövőbeni prospektív vizsgálatok, amelyek az intrinsic izomerő és a plantar aponeurosis vastagságának mérésével segíthetnek ennek az összefüggésnek a tisztázásában.

Hallux valgus

A hallux valgus, vagy bütyök, olyan lábdeformitást ír le, amelyet a nagylábujj oldalirányú eltérése jellemez az MTP ízületben a test középvonalától . A hallux valgus deformitás egyik javasolt oka az abductor hallucis erőegyensúlyhiánya az adductor hallucis transversushoz és az adductor hallucis oblique-hoz képest. Ha az abductor izmok gyengék, azt feltételezik, hogy az adductor erő válik dominánssá, és a nagylábujjat oldalra húzza az MTP-ízületnél . Ezt az elméletet alátámasztják az izombiopsziás leletek, amelyek szövettani eltéréseket és izomrost-atrófiát mutattak ki az abductor hallucis izomban a tünetekkel járó hallux valgus deformitásban szenvedő betegeknél . A hallux valgus patogenezisének jobb megértéséhez további, az egyes intrinsic izmok izomerejét felmérő vizsgálatokra van szükség.

Sarkfájás

Az intrinsic izomgyengeség szerepe a talpi sarokfájdalom vagy a talpi fasciitis kialakulásában nem egyértelmű. Az Allen és Gross által javasolt egyik elmélet olyan összefüggést ír le, amely szerint a gyenge intrinzikus izmok nem nyújtanak elegendő dinamikus támasztékot a medialis hosszanti boltozatnak, ami a plantáris aponeurozis fokozott terhelését okozza. Chang és munkatársai MRI-vizsgálata krónikus egyoldali plantáris fasciitisben szenvedő résztvevőkön a tüneteket mutató lábfej elülső részén az intrinzikus izmok keresztmetszeti területének csökkenéséről számolt be a fájdalommentes lábfejhez képest. Az intrinsic lábizom keresztmetszeti területének kiválasztott csökkenése az elülső lábfejben és nem a hátsó lábfejben érdekes, mivel sok intrinsic izom az első sugárban kapcsolódik. Az intrinsic izmok sorvadása befolyásolhatja a medialis hosszanti boltozat stabilitását, és ezért a plantaris aponeurosis további megterhelésével akadályozhatja a gyógyulási folyamatot . Ezért az intrinzikus izmok gyengesége jelentős szerepet játszhat a krónikus sarokfájdalomban. Ennek a hipotézisnek a megerősítéséhez azonban további, az intrinzikus izomerő prospektív mérésére irányuló kutatásokra van szükség.

A talp intrinzik izomerő mérése

A következő részben áttekintjük az intrinzik izomerő mérésének “közvetlen” és “közvetett” módszereit. Az “intrinsic/extrinsic izomerő mérésének közvetlen módszerei” alcím azokat a módszereket tekinti át, amelyekkel közvetlenül mérhető egy erő- vagy teljesítményegység. Ezek a “közvetlen” módszerek azonban valójában a lábujjhajlító erőt mérik, amely az intrinsic és extrinsic izomerő kombinációja. A “közvetett módszerek az intrinsic izomerő értékelésére” alcím olyan módszereket tekint át, amelyek nem képesek közvetlenül mérni az erőt, de információt nyújtanak az intrinsic izom szerkezetéről és aktivitásáról.

Direkt módszerek az intrinsic/extrinsic izomerő értékelésére

A szakirodalomban ismertetett direkt módszerek között számos klinikai teszt és laboratóriumi alapú vizsgálat szerepel. Egyértelmű, hogy a szakirodalomban közölt közvetlen módszerek elsősorban a lábujjhajlító izmok erejét mérik, míg más műveleteket, mint például a lábujjnyújtás és az abdukciós erő, ritkán mérnek. Mivel a lábujjhajlító erő az intrinsic és extrinsic izomtevékenység kombinációja, minden “közvetlen” módszer valójában az intrinsic és extrinsic lábujjizom-erőt méri. Különböző módszereket írtak le, amelyek a lábujjhajlító erő mérésére szolgálnak: lábujj kézi dinamometria; papírfogás teszt; talpi nyomás és az Intrinsic Positive Test.

Toe dynamometry

A lábujjdinamometria a lábujjhajlító erő mérésére használt objektív eszköz. A lábujjdinamometria használatának különböző módszereiről számoltak be, beleértve a kézi dinamometriát , a rögzített dinamometriát , a mandzsetta alapú rögzített dinamometriát és a módosított kézfogás erőmérőjét . Valamennyi vizsgálatban a “make” technikát alkalmazták, amelynek során a dinamométert egy vizsgáló vagy egy külső rögzítőelem tartja mozdulatlanul, és a résztvevők a lábujjaikkal maximálisan lenyomják a dinamométert. A rögzített dinamometria kivételével valamennyi módszer megbízhatóságáról beszámoltak (6. és 7. táblázat). A lábujjdinamometria következetesen kiváló intravizsgálói megbízhatóságot mutatott, az összes ICC-érték > 0,83 . Az értékelők közötti megbízhatóságról azonban csak a kézi dinamometriával kapcsolatban számoltak be, amely kiváló értékelők közötti megbízhatóságot mutatott (ICC 0,82 – 0,88) .

A különböző típusú lábujjdinamométerek lehetővé teszik a lábujjak különböző működésének vizsgálatát. A lábujjhajlító erő kézi dinamometriával történő mérésére használt eljárás során a dinamométert a hallux interphalangeus ízülete alá kell helyezni a nagyobb lábujjerő vagy a kisebb lábujjerő méréséhez a kettes-ötös interphalangeus ízület alá . A kézi dinamometria lehetővé teszi a hajlítást az MTP-ízületekben, és korlátozza a hajlítást az interphalangeális ízületben, mivel a dinamométert az interphalangeális ízületek alá helyezik. Ezzel szemben a módosított kézi fogóerőmérő egy rúddal rendelkezik, amely körül a lábujjak hajlíthatóak . A mandzsetta alapú rögzített dinamometria során egy bőrmandzsettát helyeznek a mérendő lábujj proximalis falanxa köré . A mandzsetta alapú dinamometriát a lábujjhajlító és -nyújtó izmok erejének mérésére is használják, mivel a mandzsetta elhelyezése és a dinamométer beállítása megváltoztatható. A rögzített dinamometria egy rögzített érzékelőlemezből áll, amelyre a résztvevők rányomják a lábujjaikat .

A különböző típusú lábujjdinamometriák különböző mértékben aktiválhatják az intrinzik izmokat, mivel mindegyik modell a lábujjak különböző mozgását segíti elő. A mandzsetta alapú rögzített dinamometria, a módosított kézfogásmérő és a rögzített dinamometria mind lehetővé teszi a hajlítást az MTP ízületben, de nem biztosítanak módot a túlzott hajlítás korlátozására az interphalangeális ízületekben. A lábujjhajlító vizsgálat során előfordulhat a lábujjak görbülése, amely feltételezhetően a hosszú (extrinsic) lábujjhajlító izmokat aktiválja. Az intrinsic lábizmok, elsősorban az interossei és a lumbricalis izmok anatómiai elhelyezkedése alapján Garth és Miller azt feltételezte, hogy az intrinsic lábizmok csoportosan húzódnak össze, hogy flexiót hozzanak létre az MTP-ízületben és extenziót az interphalangeális ízületben. Ez ellentétben áll a hajlítással mind az MTP-ízületben, mind a lábközépízületben, amely a lábujjak hosszú (extrinsic) hajlítóinak hatása. A kéz intrinsic izmainak vizsgálata azt mutatja, hogy az interossei és a lumbricalis izmok elektromosan stimulálhatók, hogy flexiót idézzenek elő az MTP-ízületben és extenziót az interphalangeális ízületben . Az interossei és a lumbricalis hasonló anatómiája alapján a kézben és a lábban a hajlítás az MTP ízületben és a nyújtás az interphalangealis ízületben valószínűleg a láb intrinsic izmainak hatása. Ezért a kézi dinamometria hatékonyabban aktiválhatja az intrinzik izmokat, mint a lábujjdinamometria más típusai, mivel elősegíti a hajlítást az MTP ízületben és a nyújtást az interphalangeális ízületben.

A másik fontos szempont az intrinzik izomerő mérésekor a boka helyzete. Spink és munkatársai azt feltételezték, hogy a boka maximális plantarflexióban való passzív tartásával az extrinsic lábujjhajlítók kevésbé befolyásolják a mérést, mivel ezek az izmok maximálisan rövidített helyzetben vannak, és ezért kevésbé képesek erőt kifejteni. Ezt a hipotézist alátámasztják Goldmann és Bruggemann eredményei, akik kimutatták, hogy a metatarsophalangeális ízületek körül akkor keletkeztek a legkisebb erőnyomatékok, amikor a lábujjak extrinsicus hajlítóizmai a boka és a metatarsophalangeális ízület maximális plantáris hajlítása során rövidített helyzetben voltak. A szerzők azt feltételezték, hogy az alacsonyabb nyomatékok azért voltak, mert az intrinzikus lábujjhajlító izmok, és nem az extrinsic lábujjhajlító izmok állították elő elsősorban a metatarsophalangealis ízület körüli nyomatékokat.

Papírfogás teszt

A papírfogás teszt során a résztvevő megpróbál egy szabványos papírlapot, például egy névjegykártyát tartani a hallux vagy a kislábujjak alatt, miközben a vizsgáló megpróbálja elhúzni a kártyát. A Paper Grip Testet először a leprások intrinsic izomgyengeségének szűrőeszközeként használták . Azóta a lábujjak talpi hajlítóerejének mérésére használják egy talpi nyomásplatformmal együtt, ahol a résztvevő a Paper Grip tesztet úgy végzi el, hogy a lábát a platformon ülve tartja, amely egyidejűleg a lábujjak alatti erőket rögzíti. A Paper Grip teszt kiváló interrater (ICC 0,87) és mérsékelt intrarater megbízhatóságot (ICC 0,56) mutatott leprás és egészséges kontrollszemélyek vizsgálatakor (7. táblázat).

A Paper Grip tesztnek mint az intrinsic izomerő mérésének korlátozott számú validációs vizsgálata van. De Win és munkatársai egyidejű EMG-vizsgálatot végeztek a Paper Grip teszt során, és kimutatták, hogy a lábfej és a boka intrinzik és extrinsic izmai egyaránt aktívak voltak. A boka plantarflexor izomaktivitás a stabilizáció hiányából adódhat, mivel a vizsgálat során sem a vizsgáló által végzett kézi stabilizációt, sem hevedereket nem használtak a boka mozgásának minimalizálására. Továbbá a résztvevők talán behajlították a lábujjaikat, hogy megragadják a névjegykártyát, ami a feltételezések szerint aktiválja a hosszú extrinsic lábujjhajlító izmokat . Ezért, bár a Paper Grip Test megismételhető, az intrinzik gyengeség méréseként megkérdőjelezhető az érvényessége, mivel valószínűleg mind az intrinzik, mind az extrinsic izomerőt értékeli.

Plantáris nyomás

Alantáris nyomásérzékelőkkel értékelhető a lábujjak alatti erő. A plantáris nyomásmérés általában kétféle formában érhető el: (1) cipőbe épített rendszerek, mint a Novel Pedar®, TekScan F-Scan®, RS-Scan Insole®, IVB Biofoot ® és; (2) platform rendszerek, mint a Novel Emed®, RSScan Footscan® és TekScan Mat Scan® . A lábujjhajlító erő mérésére nemrégiben alkalmazták a plantáris nyomást mérő műszereket. A lábujjhajlító erő kiszámítása olyan szoftver segítségével történt, amely a lábujjak alatti nyomásadatokat csúcserőre alakította át, amelyet aztán a testsúlyra normalizáltak a lábujjhajlító erő meghatározásához. A lábujjhajlító erőt a nyomóplatformon két különböző művelettel értékeltük: (1) a lábujj közvetlen benyomása a platformba, és (2) a Paper Grip teszttel együtt. A talpi nyomásplatform teszt-reteszt megbízhatósága mindkét módszerrel kiváló volt mind a nagylábujj, mind a kislábujj erejének értékelésére (8. táblázat).

A talpi nyomások használatának érvényessége az intrinsic izomerő meghatározására kérdéses, mivel az extrinsic izmok hozzájárulása a nyomásmérés során nem ismert. A Paper Grip Test során végzett elektromiográfia kimutatta, hogy néhány extrinsic lábujjhajlító izom, különösen a hosszú lábujjhajlító izmok és a boka plantáris hajlító izmai aktívak voltak. Ezért a Paper Grip Test a talpi nyomásméréssel együtt alkalmazva inkább az extrinsic izmok, mint az intrinsic izmok erejét tükrözheti. Ezért, bár a plantáris nyomásplatform megbízható eszköz, nem vizsgálták széles körben az intrinzik izomerő érvényes méréseként.

Intrinsic pozitív teszt

Az intrinzik pozitív teszt egy kvalitatív teszt, amelyet a kislábujjak intrinzik izomfunkciójának értékelésére terveztek . A teszt során a résztvevő kinyújtja a nagylábujját, miközben egyidejűleg megpróbálja hajlítani a kislábujjakat az MTP ízületben és kinyújtani az interphalangeális ízületeket. Az intrinsic izmok erejét a kislábujj hajlítási mintázatának típusa határozza meg, amely magában foglalja a következőket: (1) intrinzikus pozitív minta, amely magában foglalja a hajlítást az MTP ízületben és a nyújtást az ujjpercek közötti ízületekben; (2) intrinzikus negatív minta, amikor a résztvevő nem képes aktívan hajlítani az MTP ízületet és nyújtani az ujjpercek közötti ízületeket. Garth és Miller azt javasolta, hogy az intrinzik negatív mintázat intrinzik izomgyengeséget mutat. Az intrinsic pozitív pozíció végrehajtásához szükséges erőszint azonban nem ismert. Továbbá az intrinsic pozitív teszt érvényességét és megbízhatóságát nem vizsgálták, és ezt a tesztet eddig egyetlen más cikk sem idézte. Nyilvánvaló, hogy az intrinsic pozitív tesztet mint az intrinsic izomerő mérőeszközét nem vizsgálták alaposan, és további kutatásokra van szükség a teszt validálásához.

Az intrinsic izomerő értékelésének közvetett módszerei

Az áttekintésre kerülő közvetett módszerek a következők: Mágneses rezonancia képalkotás (MRI); számítógépes tomográfia (CT); ultrahangvizsgálat; elektromiográfia (EMG) és izombiopszia. A közvetett módszereket általában az izomszerkezet (fiziológiai keresztmetszeti terület és térfogat) , az aktivitás (EMG) és a szövettani tulajdonságok becslésére használják. A közvetett módszerek képesek megkülönböztetni az intrinsic és extrinsic izmokat, de nem képesek közvetlenül meghatározni az erőt vagy az erőt.

Mágneses rezonancia képalkotás

A lágyrészek szerkezetének és rendellenességeinek kimutatására a mágneses rezonancia képalkotás (MRI) a választott módszer . Széles körben használják az intrinsic izmok vizualizálására, mivel nagy térbeli felbontással rendelkezik . Az intrinsic izomzat képalkotására leggyakrabban használt MRI-paraméter a T1-súlyozott, amely kiváló kontrasztot biztosít az izom és a zsír megkülönböztetéséhez .

A MRI-t három fő módon használták az intrinsic izomsorvadás értékelésére: (1) az izomsorvadás minőségi megfigyelése ; (2) ötpontos skála ; (3) az izom keresztmetszeti területe és térfogata . Az MR-felvételek kvalitatív értékelése 60 CMT-ben szenvedő résztvevőnél valamennyi résztvevőnél bizonyos fokú zsíros beszűrődést és intrinzikális izomsorvadást mutatott ki . Bus és munkatársai diabetes mellitusban szenvedő betegek intrinsic izomsorvadását is vizualizálták egy ötpontos skála segítségével, ahol a 0 az egészséges, sorvadás nélküli szövetet jelzi, a 4 pedig olyan lábat, ahol szinte semmilyen izomszövet nem látható. Ez a módszer jó megbízhatóságúnak bizonyult (Kappa = 0,94) (9. táblázat).

Az izomsorvadás kvalitatív megfigyelésének és az intrinsic izomsorvadás értékelésére szolgáló ötpontos skála alkalmazásának jelentős korlátja, hogy a következtetések egy kiválasztott képen alapulnak, amely nem biztos, hogy az egész izomra jellemző. Az intrinzikus lábizmok MR-felvételei koronális , transzverzális és sagittális síkban készíthetők. Mivel a legtöbb nagy intrinzik lábizom a calcaneusból ered és a proximalis lábszárcsontokra helyeződik, közvetlenül nem fekszenek a transzverzális vagy sagittális síkban. Ezért a kiértékelésre kiválasztott képek nem feltétlenül reprezentálják az egész izmot, mivel a kép az izom egy ferde szeletéről készült.

A lábközépizmok teljes térfogata úgy számítható ki, hogy az izom teljes keresztmetszeti területét, amelyet az MRI alapján határozunk meg, megszorozzuk a szelvények közötti távolsággal, ami az egyes MRI-szeletek közötti távolságot jelenti . A teljes izomtérfogat reprezentatívabb lehet az izomra nézve, mivel az egyes MRI-szeletekből származó teljes izomkeresztmetszeti felületen és nem egyetlen képen alapul. Továbbá az MR-kép digitalizálható, hogy az egyes szeletekben az egyes izmok körvonalazódjanak. Egy diabéteszes neuropátiában szenvedő résztvevőkön végzett vizsgálat azonban arról számolt be, hogy az egyes intrinzikus izmok szegmentálása nem volt lehetséges, mivel a legtöbb izom a kifejezett intrinzikus izomsorvadás miatt nem volt egyértelműen definiált . Az MRI-vizsgálat felbontásának növelésével a jövőbeni tanulmányok talán képesek lesznek az egyes intrinzikus lábizmok térfogatának vizsgálatára.

A MRI az intrinzikus izmok fiziológiai keresztmetszeti területének (PCSA) becslésére is használható . A PCSA-t az izomdinamika biomechanikai modelljeiben, például a Hill-típusú izommodellben használták az izomerő és a nyomaték előrejelzésére a boka- és térdízület körül , de nem a lábfej ízületeiben. Az izommodellek számos különböző paramétert igényelnek, beleértve a PCSA-t, az inak rugalmas tulajdonságait és az EMG jeleket, amelyeket numerikusan integrálnak az izomerő becsléséhez. A PCSA kiszámítható az izomtérfogat, a rostok pennációs szöge és az izomrostok hossza segítségével. Ledoux et al. azonban kimutatta, hogy az intrinsic lábizmok nagyon kis pennációs szöggel rendelkeznek, és kevéssé befolyásolnák a PCSA-t . Továbbá az intrinsic lábizmok rosthosszát cadaver vizsgálatokban vizsgálták, és azt sugallják, hogy a jövőben a PCSA-t és az izommodelleket használó vizsgálatok lehetővé tehetik az intrinsic izomerő mérését.

Az MRI fontos előrelépése a gyors-cine fáziskontraszt (vagy dinamikus MRI), amely lehetővé teszi a képek felvételét, miközben a résztvevő végrehajt egy műveletet . A dinamikus MRI különbözik a funkcionális MRI-től, amelyet az agyműködés feltérképezésére használnak a vér-oxigén jelek és az agyi véráramlás segítségével. Jelenleg csak a lábfej kinematikai tulajdonságait, elsősorban a talocruralis és subtalaris ízületek forgástengelyét vizsgálták . Emellett ebben a szakaszban a dinamikus MRI-t zárt egységben végzik, és a résztvevőnek hanyatt kell feküdnie . Ezért a felvett kép nem reprezentálhatja a teljes terheléses terhelést, és az MRI-egységen belül csak korlátozott műveletek végezhetők, mint például a boka plantarflexiója/dorsiflexiója. A dinamikus MRI-technológia fejlődésével azonban olyan tanulmányok válhatnak elérhetővé, amelyek az intrinzikális izmok valós idejű képalkotását vizsgálják olyan tevékenységek során, mint az állás és a járás. Így a dinamikus MRI a jövőben az intrinsic izmok tevékenység közbeni pontosabb megítéléséhez és az intrinsic izmok működésének jobb megértéséhez vezethet.

Computeres tomográfia

A számítógépes tomográfia (CT) olyan képalkotó eljárás, amely ionizáló sugárzás segítségével háromdimenziós képeket készít a vázizomzat struktúráiról. A CT-felvételek elegendő felbontással rendelkeznek a csontok és az izmok megkülönböztetéséhez, és számos korábbi tanulmányban használták őket az izmok méretének becslésére . Robertson és munkatársai, valamint Mueller és munkatársai CT-vizsgálatokat végeztek a második lábközépcsont tengelye alatti lágyrészek sűrűségének felmérésére, az intrinzikális izomméret helyettesítő mérőszámaként egy diabéteszes neuropátiában szenvedő betegnél. Mindkét vizsgálat azonban nehézségekről számolt be az intrinsic izmok határainak meghatározásában, ami az MRI-hez képest a CT-felvételek elégtelen kontrasztfelbontásával függhet össze . Továbbá a CT fő korlátja az intrinsic izomméret értékelésére a káros ionizáló sugárzásnak való kitettség.

Ultraszonográfia

Az ultraszonográfia olyan technika, amely mechanikusan előállított hosszanti hanghullámokat használ képalkotásra . Az ultraszonográfiát az intrinsic lábizmok méretparamétereinek mérésére használták , beleértve a keresztmetszeti területet , a dorso-plantáris vastagságot és a medio-laterális szélességet . Az ultrahangot használták az intrinsic izmok mint csoport vizsgálatára, mint például az első és második lábközépcsont közötti izmok, beleértve az első dorsalis interosseus izmot, az adductor hallucis izmot és az első lumbricalis izmot . Újabban egyes intrinzikus izmokat is vizsgálnak: abductor hallucis, abductor digiti minimi, flexor hallucis brevis, quadratus plantae, extensor digitorum brevis. Az intrinsic izom paramétereinek mérésére ultrahanggal végzett vizsgálatok következetesen kiváló intra-rater megbízhatóságot mutattak (9., 10. és 11. táblázat). A Hing és munkatársai által végzett vizsgálat jó és kiváló intra-rater megbízhatóságot (ICC 0,64-0,97 között) mutatott ki mind egy felső kategóriás, mind egy hordozható ultrahangkészülékkel, amikor az abductor hallucis izmok keresztmetszeti területének és izomvastagságának értékelésére használták.

Az ultrahangvizsgálatnak két fő korlátja van; a kép alacsony térbeli felbontása , és a mérés minősége operátorfüggő . Az ultrahangvizsgálat alacsony felbontóképessége azt jelenti, hogy nem tudja azonosítani az izmokban a zsíros beszűrődésű területeket, és ezért túlbecsülheti az intrinsic izom méretét és alulbecsülheti az intrinsic izomsorvadást. Az intrinsic izom ultrahangvizsgálattal történő mérésének megbízhatósági vizsgálatai az ülésen belüli és az ülésen belüli intra-rater megbízhatóságot vizsgálták. Azonban csak a hát nagyobb intrinsic izmainak ultrahangvizsgálatával végzett vizsgálatok mutattak ki kiváló inter-rater megbízhatóságot (ICC 0,85-0,97 között). Ezért további, az értékelők közötti megbízhatóságot értékelő és az izmok méretét MRI-vel összehasonlító kutatásokra van szükség, mielőtt az ultrahangvizsgálat megbízható és érvényes eszközzé válna a láb intrinzikus izomparamétereinek értékelésére.

Elektromiográfia

Az elektromiográfiát (EMG) nem invazív felületi elektródákkal és invazív intramuszkuláris elektródákkal értékelték . A felszíni EMG az elektródákat közvetlenül a bőrre helyezi, ezért a jel a bőrelektródák alatt lévő izmokban fellépő összes izomrost akciós potenciál kombinációja . Az Arinci és munkatársai által végzett felszíni EMG-vizsgálat az EMG-jel átlagos amplitúdóját rögzítette, hogy következtetéseket lehessen levonni a belső izomaktivitás szintjére vonatkozóan. Az EMG amplitúdó és az izomaktivitás mennyisége közötti kapcsolat problematikus, mivel az EMG jel amplitúdója túlnyomórészt az elektróda felvevő hegyéhez legközelebbi izomrostok akciós potenciáljaiból áll, és nem feltétlenül rögzíti az összes aktív izomrost aktivitását . Ezért az EMG jel átlagos amplitúdója nem biztos, hogy pontosan méri az izomaktivitás szintjét vagy az izomerősséget.

Az intramuszkuláris EMG közvetlenül az izomba helyezett tűelektródákat tartalmaz. Az intrinsic lábizmok intramuszkuláris EMG-vizsgálatainak többsége tűelektródákat helyez az egyes izmok hasába . Azonban csak egy nemrégiben végzett vizsgálat igazolta az izom azonosságát valós idejű ultrahangvizsgálattal . Az intramuszkuláris EMG képes kimutatni az intrinsic izom aktivációs mintákat, és ezért értékes betekintést nyújt az intrinsic izmok működésébe egy adott feladat során. Egy nemrégiben végzett EMG-vizsgálat az abductor hallucis, flexor digitorum brevis, dorsalis interossei és quadratus plantae aktivációs mintázatát és átlagos EMG-jel amplitúdóját vizsgálta növekvő testtartási nehézségű álló feladat során. A vizsgálat kimutatta az EMG jelamplitúdó növekedését minden izomban a feladat növekvő testtartási igénybevételével, amit a nyomásközéppont eltérése alapján értékeltek. A tűelektródák használatának korlátja, hogy kisebb számú izomrost aktivitását rögzítik, és ezért előfordulhat, hogy nem észlelik a finom izomösszehúzódásokat . Ezért az EMG képes az egyéni intrinsic izomaktivitás kimutatására, de nem használható az intrinsic izomerő értékelésére.

izombiopszia

Az izombiopszia használható az izom szövettani és ultrastrukturális változásainak kimutatására . A biopsziás mintákat meg lehet festeni, hogy értékelni lehessen a rostok relatív számát, méretét és eloszlását a mintán belül, és ki lehet mutatni az elsorvadt izomrostokat . Hoffmeyer és munkatársai izombiopsziát végeztek az abductor hallucis izmokon tüneteket mutató hallux valgusban szenvedő résztvevőknél, és szövettani rendellenességekről számoltak be, beleértve az izomrostok sorvadását, a lipidekkel terhelt rostokat és a mitokondriumok ultrastrukturális változásait. Az izombiopsziák korlátja azonban az, hogy a leletek nem feltétlenül reprezentatívak a teljes izomhasra nézve . Ezért kizárólag az izombiopsziából korlátozottan lehet következtetéseket levonni a teljes izom viselkedésére és működésére vonatkozóan.