Importanța și provocările legate de măsurarea forței musculare intrinseci a piciorului

Bazele de date electronice MEDLINE, PubMed, SCOPUS, Cochrane Library și CINAHL au fost căutate între 21 mai și 21 iunie 2012 pentru a găsi articole științifice despre mușchii intrinseci ai piciorului și măsurarea forței musculare. Principalii termeni de căutare și numărul de articole recuperate sunt enumerate în tabelele 1, 2, 3, 3, 4 și 5. Motorul de căutare PEDro a fost, de asemenea, accesat, iar în rezultatele căutării a fost recuperat un articol. Alte articole au fost identificate prin căutarea manuală în listele de referințe ale articolelor extrase. Google Scholar a fost, de asemenea, căutat pentru a identifica orice articole relevante nepublicate sau în curs de publicare, utilizând aceiași termeni de căutare ca și cei utilizați în căutările din bazele de date. Rezumatele articolelor localizate au fost apoi citite pentru a selecta articolele corespunzătoare, iar copiile complete ale articolelor au fost examinate dacă studiul era relevant pentru obiectivul cercetării.

Au fost identificate 53 de articole de cercetare care se refereau la mușchii intrinseci ai piciorului și măsurarea forței. Articolele trebuiau să îndeplinească anumite criterii pentru a fi incluse. Criteriile de includere au fost următoarele:

1. (i)

   Rezultate legate de rolul mușchilor intrinseci ai piciorului

2. (ii)

   Rezultate legate de anatomia mușchilor intrinseci ai piciorului

3. (iii)

   Rezultate care descriu măsurarea mușchilor intrinseci și a forței sau slăbiciunii mușchilor degetelor. Inițial au fost luate în considerare lucrările referitoare la forța mușchilor intrinseci ai piciorului, dar a devenit evident că existau puține lucrări. Prin urmare, căutarea a fost extinsă pentru a include articole referitoare la măsurarea mușchilor degetelor de la picioare

4. (iv)

   Publicare în reviste de specialitate

5. (v)

   Publicare în reviste de specialitate

6. (v)

   Full…text în limba engleză

Anatomia mușchilor intrinseci ai piciorului

Mușchii intrinseci plantari și dorsali ai piciorului își au atât originea cât și inserția în interiorul piciorului . Mușchii intrinseci ai piciorului diferă de mușchii extrinseci ai piciorului, care își au originea în picior și tendoanele lungi traversează complexul articular al gleznei . Mușchii intrinseci plantari ai piciorului sunt organizați în patru straturi . Stratul cel mai superficial se află în profunzimea aponevrozei plantare și include abductorul hallucis, flexorul digitorum brevis și abductorul digiti minimi. Al doilea strat este format din quadratus plantae și lumbricali. Al treilea strat este format din adductor hallucis transverse, adductor hallucis oblic, flexor hallucis brevis și flexor digiti minimi brevis. Stratul cel mai profund este format din cei trei interosoși plantari. Toți mușchii intrinseci plantari sunt inervați de ramurile plantară medială și laterală a nervului tibial .

Mușchii intrinseci dorsali ai piciorului pot fi împărțiți în două straturi . Stratul cel mai superficial este format din extensor hallucis brevis și extensor digitorum brevis. Stratul profund este format din mușchii interosoși dorsali. Mușchii extensor hallucis brevis și extensor digitorum brevis sunt inervați de nervul fibular profund, în timp ce interosoșii dorsali sunt inervați de nervul plantar lateral, primul și al doilea interosoși dorsali primind, de asemenea, o parte din inervația lor de la nervul fibular profund. Mușchii intrinseci dorsali au fost rareori descriși în literatura științifică, iar funcția lor la nivelul piciorului rămâne în mare parte necunoscută . Studiile EMG timpurii au arătat că modelul de recrutare a extensor hallucis brevis și a extensor digitorum brevis în timpul mersului a variat semnificativ de la un participant la altul, unii participanți nu au demonstrat nicio activare a extensor digitorum brevis în timpul mersului . Mușchii extensor hallucis brevis și extensor digitorum brevis sunt în prezent utilizați pe scară largă în grefele de țesut, cum ar fi clapeta de insulă pentru a acoperi defectele de țesut moale în regiunile distale ale piciorului și gleznei . Prin urmare, se cunosc foarte puține lucruri despre rolurile specifice ale mușchilor intrinseci dorsali și nu vor fi discutate în continuare în această recenzie.

Evoluția mușchilor intrinseci ai piciorului

A fost emisă ipoteza că, în timpul evoluției umane, forța și funcția de flexie a degetelor de la picioare se diminuează treptat și, prin urmare, mușchii intrinseci plantari devin în mare măsură redundanți în picior . La primatele simiene, degetele de la picioare sunt mai lungi și au funcții specializate, degetele fiind folosite pentru a se cățăra în copaci . În schimb, oamenii au falangele mai scurte, ceea ce poate fi o adaptare morfologică la utilizarea prehensilă redusă a degetelor de la picioare la oamenii moderni încălțați . Această teorie a schimbărilor adaptative în timpul evoluției umane este susținută de descoperirile unui picior uman parțial vechi de 3,6 milioane de ani, în care degetele erau mai scurte decât la maimuțele africane, dar mai lungi și mai curbate decât la piciorul omului modern . Unii autori au sugerat că funcția continuă a unor mușchi intrinseci poate reflecta procese evolutive incomplete . Cu toate acestea, existența unor mușchi precum quadratus plantae infirmă această ipoteză. Locurile de atașare medială și laterală a mușchiului quadratus plantae în calcaneu sunt unice la om, iar quadratus plantae este unic la picior, deoarece nu există un mușchi analog la mână . Deoarece tendonul flexorului digitorum longus intră în picior dinspre partea medială și trage degetele de la picioare medial, o teorie sugerează că contracția concomitentă a mușchiului quadratus plantae permite degetele de la picioare să se flexeze în plan sagital prin redirecționarea tracțiunii flexorului digitorum longus. Aceasta este o dezvoltare necesară pentru deambularea bipedă . Prin urmare, existența unor funcții specializate pentru mușchii intrinseci, poate sugera că mușchii intrinseci ai piciorului continuă să aibă un rol în piciorul modern.

Rolul mușchilor intrinseci ai piciorului

Mersul

O serie de studii arată că mușchii intrinseci ai piciorului sunt activi ca grup în timpul mersului . Un studiu clasic de electromiografie (EMG) efectuat pe 12 participanți a arătat că abductorul digiti minimi, abductorul hallucis, flexorul digitorum brevis, mușchii interosoși dorsali și mușchii lombrici au fost toți activi în timpul fazei de sprijin a mersului și au continuat până la desprinderea degetelor . Un studiu realizat de Jacob în 2001 a combinat date antropometrice și de presiune plantară pentru a arăta că mușchii flexor hallucis brevis (în combinație cu abductor hallucis) și flexor digitorum brevis sunt capabili să exercite forțe de aproximativ 36% și 13% din greutatea corporală în timpul fazei de propulsie a mersului . Cu toate acestea, nu se știe dacă acești mușchi acționează concentric sau excentric sau dacă au alte acțiuni, inclusiv abducția degetelor de la picioare . Mann și Inman au sugerat că rolul mușchilor intrinseci ai piciorului este stabilizarea piciorului în timpul propulsiei. Activitatea mușchilor intrinseci în timpul fazei de propulsie a mersului coincide cu dorsiflexia pasivă a articulației metatarsofalangiene (MTP), deoarece centrul de greutate se deplasează anterior față de articulația metatarsofalangiană. Rolian et al. și Goldmann și Bruggemann au postulat că rolul mușchilor flexori intrinseci și extrinseci ai degetelor de la picioare este de a contrabalansa momentul de dorsiflexie al forței de reacție la sol la nivelul articulației metatarsofalangiene, în faza de împingere a mersului. Acest lucru poate fi realizat prin contracția excentrică a mușchilor flexori lungi și scurți ai degetelor de la picioare pentru a controla dorsiflexia la nivelul articulației MTP și pentru a menține extensia articulației interfalangiene, pentru a permite ca degetele de la picioare să fie plate pe sol până la ieșirea din picioare. Prin urmare, prin creșterea suprafeței în contact cu solul, acest lucru ar îmbunătăți distribuția presiunii sub capetele metatarsiene în timpul mersului.

Susținerea arcului

Rolul mușchilor intrinseci în susținerea arcului longitudinal medial a fost investigat atât în picioare cât și la mers . Primele studii EMG au arătat că mușchii intrinseci ai piciorului nu sunt activi în timpul stării în picioare, iar aponevroza plantară a fost acceptată pe scară largă ca fiind structura primară responsabilă pentru susținerea arcului în timpul repausului . Cu toate acestea, un studiu EMG recent a relevat o activitate redusă a mușchilor abductor hallucis, flexor digitorum brevis și quadratus plantae în timpul stării relaxate în picioare, cu o creștere semnificativă a activității odată cu creșterea solicitărilor posturale . Reeser et al. au sugerat că mușchii intrinseci ai piciorului acționează ca niște ferme pentru arcurile longitudinale, pentru a rezista în mod activ la solicitările de îndoire în timpul mersului. Această ipoteză este susținută de constatările conform cărora tensiunea aponevrozei plantare scade semnificativ în timpul stării de sprijin târzii, în timp ce înălțimea arcului este în creștere . Lipsa de tensiune în timpul mersului târziu sugerează că alte structuri, cum ar fi mușchii intrinseci ai piciorului, pot contribui la susținerea arcului în timpul propulsiei. Mai mult, un studiu virtual al piciorului folosind metoda elementelor finite a arătat că tensiunile mecanice asupra arcului medial și lateral pot fi ajustate de mușchii intrinseci plantari . Prin urmare, există dovezi că mușchii intrinseci joacă un rol important în susținerea arcului longitudinal medial în timpul mersului și un rol mic în statul relaxat în picioare.

Implicații ale slăbiciunii mușchilor intrinseci ai piciorului

Secțiunea următoare va trece în revistă influența slăbiciunii mușchilor intrinseci în dezvoltarea piciorului cavus în boala Charcot-Marie-Tooth, deformări ale degetului mic, hallux valgus și dureri de călcâi.

Boala Charcot-Marie-Tooth

Boala Charcot-Marie-Tooth (CMT) este o neuropatie periferică, în care mușchii distali din punct de vedere anatomic, inclusiv mușchii intrinseci, sunt afectați în mod preferențial . Slăbiciunea mușchilor intrinseci ai piciorului este o constatare patologică larg acceptată a CMT, iar studiile de imagistică prin rezonanță magnetică (IRM) au indicat o atrofie semnificativă în mușchii intrinseci ai piciorului . Mai mulți autori au emis ipoteza că slăbiciunea mușchilor intrinseci este un factor important care contribuie la dezvoltarea deformării piciorului cavus. O teorie sugerează că atrofia mușchilor intrinseci cauzează dorsiflexia articulațiilor MTP, datorită tracțiunii neopuse a extensorilor lungi ai degetului de la picior . Dorsiflexia la nivelul articulațiilor MTP ridică bolta longitudinală prin efectul de troliu . Dezechilibrul continuu duce la contractura fasciei plantare și a mușchilor intrinseci, care apoi trage antepiciorul în flexie plantară, ceea ce duce la un picior cavus progresiv rigid . Cu toate acestea, nu s-a stabilit o relație cauzală clară între slăbiciunea mușchilor intrinseci și dezvoltarea piciorului pes cavus și există și alte teorii de etiologie, cum ar fi dezechilibrul extrinsec al mușchilor inversori-evertori . Fără mijloace precise de evaluare a forței mușchilor intrinseci, rolul atrofiei mușchilor intrinseci în dezvoltarea deformării piciorului cavus va rămâne necunoscut.

Deformări ale degetului mic de la picior

Dezechilibrele musculare între mușchii intrinseci și extrinseci ai piciorului au fost propuse ca posibilă cauză a deformării degetului mic de la picior . Deformarea degetului de la picior în gheară se caracterizează prin extensie la nivelul articulației MTP cu flexia articulațiilor interfalangiene proximale și distale . Degetul în ciocan este caracterizat de o articulație MTP extinsă, o articulație interfalangiană proximală flexată și o articulație interfalangiană distală normală sau extinsă . Deformările degetelor în gheară și în ciocan sunt frecvente la pacienții cu neuropatie diabetică .

Într-un picior neafectat, forțele puternice de extensie la nivelul articulației MTP de către extensor digitorum longus și brevis sunt echilibrate de forțele de flexie produse de flexorii degetelor lungi și scurte . Cu toate acestea, atrofia musculară intrinsecă are ca rezultat un dezechilibru al forțelor extensoare la nivelul articulației MTP, ceea ce duce la apariția deformării degetelor . Constatările lui Kwon et al. susțin această teorie, unde participanții cu deformare a degetului în ciocan au avut o disparitate mai mare în raportul dintre forța mușchilor extensori și flexori ai degetului de la picior în comparație cu participanții neafectați. Cu toate acestea, au fost sugerate și alte mecanisme de dezvoltare a deformării degetului de la picior, cum ar fi încălțămintea restrictivă , ruptura aponevrozei plantare și a capsulei articulare . Aceste teorii alternative sunt susținute de constatările lui Bus și ale colegilor la participanții cu neuropatie diabetică, prin care nu s-a constatat nicio diferență în ceea ce privește gradul de atrofie musculară la pacienții cu și fără deformare a ghearelor. Cu toate acestea, un studiu pilot realizat de Ledoux și colab. a raportat că atât atrofia musculară intrinsecă, cât și grosimea crescută a aponevrozei plantare au fost prezente la participanții cu deformare a degetelor în gheară. Prin urmare, mai mulți factori pot contribui la deformarea piciorului și a degetelor. Studiile prospective viitoare, care măsoară forța musculară intrinsecă și grosimea aponevrozei plantare, pot ajuta la clarificarea acestei relații.

Hallux valgus

Hallux valgus, sau bunion, descrie o deformare a piciorului caracterizată prin devierea laterală a degetului mare de la nivelul articulației MTP departe de linia mediană a corpului . Una dintre cauzele propuse pentru deformarea hallux valgus este un dezechilibru de forță a abductorului hallucis în comparație cu adductorul hallucis transversal și adductorul hallucis oblic. Atunci când mușchii abductori sunt slabi, s-a sugerat că forța aductorului devine dominantă, trăgând degetul mare de la picior lateral la articulația MTP . Această teorie este susținută de rezultatele biopsiei musculare care au evidențiat anomalii histologice și atrofia fibrelor musculare în mușchiul abductor hallucis la pacienții cu deformare hallux valgus simptomatică . Sunt necesare studii suplimentare, care să evalueze forța musculară a mușchilor intrinseci individuali, pentru a înțelege mai bine patogeneza hallux valgusului.

Durerea de călcâi

Rolul slăbiciunii mușchilor intrinseci în apariția durerii de călcâi plantar, sau a fasciitei plantare, este neclar. O teorie propusă de Allen și Gross descrie o relație prin care mușchii intrinseci slabi oferă un suport dinamic insuficient pentru arcada longitudinală medială, provocând o tensiune crescută asupra aponevrozei plantare. Un studiu RMN realizat de Chang et al. asupra participanților cu fasceită plantară unilaterală cronică, a raportat o reducere a suprafeței secțiunii transversale a mușchilor intrinseci în antepiciorul piciorului simptomatic în comparație cu piciorul fără durere. Reducerea selectată a suprafeței secțiunii transversale a mușchilor intrinseci ai piciorului în antepicior și nu în antepicior este interesantă, deoarece mulți mușchi intrinseci au atașamente în primul raion . Atrofia mușchilor intrinseci poate afecta stabilitatea arcului longitudinal medial și, prin urmare, poate împiedica procesul de vindecare prin solicitarea suplimentară a aponevrozei plantare . Prin urmare, slăbiciunea mușchilor intrinseci poate juca un rol semnificativ în durerile cronice ale călcâiului. Cu toate acestea, sunt necesare cercetări suplimentare, care să măsoare prospectiv forța musculară intrinsecă, pentru a confirma această ipoteză.

Măsurarea forței musculare intrinseci a piciorului

Secțiunea următoare va trece în revistă metodele „directe” și „indirecte” de măsurare a forței musculare intrinseci. Subtitlul „metode directe de evaluare a forței musculare intrinseci/extrinseci” trece în revistă metodele care pot măsura direct o unitate de forță sau de putere. Cu toate acestea, aceste metode „directe” măsoară de fapt forța de flexie a degetelor de la picioare, care este o combinație de forță musculară intrinsecă și extrinsecă. Subtitlul „metode indirecte de evaluare a forței musculare intrinseci” trece în revistă metodele care nu pot măsura direct forța, dar care oferă informații privind structura și activitatea musculară intrinsecă.

Metode directe de evaluare a forței musculare intrinseci/extrinseci

Metodele directe raportate în literatura de specialitate includ o varietate de teste clinice și teste bazate pe teste de laborator . Este clar că metodele directe raportate în literatura de specialitate măsoară în principal forța mușchilor flexori ai degetelor de la picioare, în timp ce alte acțiuni, cum ar fi forța de extensie și abducție a degetelor de la picioare, sunt rareori măsurate. Deoarece forța flexorilor degetelor de la picioare este o combinație de activitate musculară intrinsecă și extrinsecă, toate metodele „directe” măsoară de fapt forța musculară intrinsecă și extrinsecă a degetelor de la picioare. Au fost descrise o varietate de metode care pretind să măsoare forța flexorilor degetelor de la picioare: dinamometrie manuală a degetelor de la picioare; testul de prindere a hârtiei; presiunea plantară și testul pozitiv intrinsec.

Dinamica degetelor de la picioare

Dinamica degetelor de la picioare este un instrument obiectiv utilizat pentru a măsura forța flexorilor degetelor de la picioare. Au fost raportate diferite metode de utilizare a dinamometriei degetelor de la picioare, inclusiv dinamometrie manuală , dinamometrie fixă , dinamometrie fixă pe bază de manșetă și un tester de forță de prindere a mâinii modificat . În toate studiile a fost utilizată tehnica „face”, prin care dinamometrul este ținut nemișcat de un examinator sau de un accesoriu extern, iar participanții împing la maximum pe dinamometru cu degetele de la picioare . A fost raportată fiabilitatea tuturor metodelor, cu excepția dinamometriei fixe (tabelele 6 și 7). Dinamometria degetelor de la picior a demonstrat în mod constant o fiabilitate intra-evaluator excelentă, cu toate valorile ICC > 0,83 . Cu toate acestea, fiabilitatea inter-evaluator a fost raportată numai cu dinamometrie manuală, care a demonstrat o fiabilitate inter-evaluator excelentă (ICC 0,82 – 0,88) .

Diferitele tipuri de dinamometre pentru degete de la picioare permit testarea diferitelor acțiuni ale degetelor de la picioare. Procedura utilizată pentru a măsura forța flexorilor degetelor de la picioare cu ajutorul dinamometrului portabil implică poziționarea dinamometrului sub articulația interfalangică a halluxului pentru a măsura fie forța mai mare a degetelor de la picioare, fie articulațiile interfalangice de la doi la cinci, pentru forța mai mică a degetelor de la picioare . Ca atare, dinamometria manuală permite flexia la articulațiile MTP și limitează flexia la articulația interfalangică, deoarece dinamometrul este plasat sub articulațiile interfalangice. În schimb, testerul de forță de prindere manuală modificat are o bară în jurul căreia degetele de la picioare pot fi flexate . Dinamometria fixă bazată pe manșetă presupune plasarea unei manșete din piele în jurul falangei proximale a degetului de la picior care trebuie măsurat . Dinamometria bazată pe manșetă a fost utilizată pentru a măsura atât forța mușchilor flexori cât și cea a mușchilor extensori ai degetelor de la picioare , deoarece plasarea manșetei și alinierea dinamometrului pot fi modificate. Dinamometria fixă constă într-o placă senzorială fixă pe care participanții își apasă degetele de la picioare .

Diferitele tipuri de dinamometrie a degetelor de la picioare pot activa mușchii intrinseci în grade diferite deoarece fiecare model promovează diferite acțiuni ale degetelor de la picioare. Dinamometria fixă bazată pe manșetă, testerul de prindere a mâinii modificat și dinamometria fixă permit toate flexia la nivelul articulației MTP, dar nu oferă o modalitate de a limita flexia excesivă la nivelul articulațiilor interfalangiene. În timpul testării flexorilor degetelor de la picioare poate apărea o acțiune de încovoiere a degetelor de la picioare, o acțiune care se presupune că activează flexorii lungi (extrinseci) ai degetelor de la picioare . Pe baza inserțiilor anatomice ale mușchilor intrinseci ai piciorului, în primul rând mușchii interosoși și lumbricali, Garth și Miller au postulat că mușchii intrinseci ai piciorului se contractă în grup, pentru a produce flexie la articulația MTP și extensie la articulația interfalangică. Acest lucru este în contrast cu flexia atât la nivelul articulației MTP, cât și la nivelul articulației interfalangiene, care este o acțiune a flexorilor lungi (extrinseci) ai degetelor de la picioare . Studiile asupra mușchilor intrinseci ai mâinii arată că mușchii interosoși și lumbricali pot fi stimulați electric pentru a produce flexie la articulația MTP și extensie la articulația interfalangică . Pe baza anatomiei similare a mușchilor interosoși și lumbricali de la mână și de la picior, flexia la articulația MTP și extensia articulației interfalangiene sunt acțiuni probabile ale mușchilor intrinseci ai piciorului. Prin urmare, dinamometria manuală ar putea activa mușchii intrinseci mai eficient decât alte tipuri de dinamometrie a degetelor de la picioare, deoarece promovează flexia la articulația MTP și extensia la articulația interfalangică.

Un alt considerent important atunci când se măsoară forța musculară intrinsecă este poziția gleznei. Spink și colaboratorii au emis ipoteza că, prin menținerea pasivă a gleznei în plantarflexie maximă, este mai puțin probabil ca flexorii extrinseci ai degetelor de la picioare să influențeze măsurarea, deoarece acești mușchi s-ar afla într-o poziție scurtată la maxim și, prin urmare, ar fi mai puțin capabili să genereze forță. Această ipoteză este susținută de constatările lui Goldmann și Bruggemann, care au arătat că cele mai mici momente de forță au fost generate în jurul articulațiilor metatarsofalangiene atunci când mușchii flexori extrinseci ai degetelor de la picioare se aflau într-o poziție scurtată în timpul flexiei plantare maxime a gleznei și a articulației metatarsofalangiene. Autorii au sugerat că momentele mai mici se datorau faptului că mușchii flexori intrinseci ai degetelor de la picioare, mai degrabă decât mușchii flexori extrinseci ai degetelor de la picioare produceau în primul rând momentele din jurul articulației metatarsofalangiene.

Testul de prindere a hârtiei

Testul de prindere a hârtiei presupune ca participantul să încerce să țină o bucată de hârtie standard, cum ar fi o carte de vizită, sub hallux sau sub degetele de la picioare mai mici, în timp ce examinatorul încearcă să îndepărteze cartea . Testul Paper Grip Test a fost folosit pentru prima dată ca instrument de screening pentru slăbiciunea musculară intrinsecă în lepră . De atunci, acesta a fost utilizat ca măsură a forței flexorilor plantari ai degetelor de la picioare împreună cu o platformă de presiune plantară, unde participantul efectuează testul de prindere a hârtiei în timp ce stă cu picioarele pe platformă, care înregistrează simultan forțele sub degetele de la picioare . Testul Paper Grip Test a demonstrat o excelentă fiabilitate interrater (ICC 0,87) și o fiabilitate moderată intrarater (ICC 0,56) la evaluarea participanților cu lepră și a controalelor sănătoase (Tabelul 7).

Există un număr limitat de studii de validare a testului Paper Grip ca măsură a forței musculare intrinseci. De Win et al. au efectuat un test EMG concomitent în timpul testului de prindere a hârtiei și au arătat că atât mușchii intrinseci, cât și cei extrinseci ai piciorului și gleznei erau activi. Activitatea mușchilor plantarflexori ai gleznei se poate datora lipsei de stabilizare, deoarece nici stabilizarea manuală de către examinator, nici curelele nu au fost utilizate pentru a minimiza mișcarea gleznei în timpul studiului . În plus, este posibil ca participanții să își fi îndoit degetele de la picioare pentru a prinde cartea de vizită, o acțiune care se presupune că activează flexorii lungi extrinseci ai degetelor de la picioare . Prin urmare, în timp ce testul de prindere a hârtiei este repetabil, acesta are o validitate discutabilă ca măsură a slăbiciunii intrinseci, deoarece este probabil să evalueze atât forța musculară intrinsecă, cât și cea extrinsecă.

Presiuni plantare

Senzorii de presiune plantare pot evalua forța de sub degetele de la picioare. Măsurarea presiunii plantare este, în general, disponibilă în două forme diferite: (1) sisteme în pantofi, cum ar fi Novel Pedar®, TekScan F-Scan®, RS-Scan Insole®, IVB Biofoot ® și; (2) sisteme de platformă, cum ar fi Novel Emed®, RSScan Footscan® și TekScan Mat Scan® . Instrumentarul de presiune plantară a fost utilizat recent pentru a măsura rezistența flexorilor degetelor de la picioare . Rezistența flexorilor degetelor de la picioare a fost calculată cu ajutorul unui software care a convertit datele de presiune sub degetele de la picioare în forță maximă, care a fost apoi normalizată în funcție de greutatea corporală pentru a determina rezistența flexorilor degetelor de la picioare. Rezistența flexorilor degetelor de la picioare a fost evaluată pe platforma de presiune folosind două acțiuni diferite: (1) împingând direct degetul de la picior în platformă și; (2) în combinație cu testul Paper Grip Test . Fiabilitatea test-retest a platformei de presiune plantară a fost excelentă în ambele metode pentru a evalua atât forța degetului mare, cât și a degetului mic (tabelul 8).

Valabilitatea utilizării presiunilor plantare pentru a determina forța musculară intrinsecă este discutabilă, deoarece contribuția mușchilor extrinseci în timpul măsurării presiunii este necunoscută. Electromiografia efectuată în timpul Paper Grip Test a arătat că unii mușchi extrinseci flexori ai degetelor, în special mușchii flexori ai degetelor lungi și mușchii flexori plantari ai gleznei au fost activi. Prin urmare, Paper Grip Test, atunci când este utilizat împreună cu măsurarea presiunii plantare, poate reflecta mai mult forța musculară extrinsecă decât cea intrinsecă. Prin urmare, în timp ce platforma de presiune plantară este un instrument fiabil, acesta nu a fost investigat pe scară largă ca o măsură validă a forței musculare intrinseci.

Testul pozitiv intrinsec

Testul pozitiv intrinsec este un test calitativ conceput pentru a evalua funcția musculară intrinsecă a degetelor mici de la picioare . Testul presupune ca participantul să extindă degetul mare de la picior în timp ce încearcă simultan să flexeze degetele inferioare la nivelul articulației MTP și să extindă articulațiile interfalangiene. Forța mușchilor intrinseci este determinată de tipul de model de flexie a degetului mic demonstrat, care include fie: (1) un model intrinsec pozitiv, care implică flexia la articulația MTP și extensia la articulațiile interfalangiene; (2) un model intrinsec negativ, în care participantul nu este capabil să flexeze în mod activ articulația MTP și să extindă articulațiile interfalangiene . Garth și Miller au sugerat că modelul negativ intrinsec demonstrează slăbiciunea musculară intrinsecă. Cu toate acestea, nu se cunoaște nivelul de forță necesar pentru a efectua poziția pozitivă intrinsecă. În plus, validitatea și fiabilitatea testului pozitiv intrinsec nu au fost investigate, iar acest test nu a fost citat de nicio altă lucrare până în prezent. În mod clar, testul pozitiv intrinsec nu a fost investigat pe scară largă ca măsură a forței musculare intrinseci și sunt necesare cercetări suplimentare pentru a valida acest test.

Metode indirecte de evaluare a forței musculare intrinseci

Metodele indirecte care vor fi analizate sunt: Imagistica prin rezonanță magnetică (IRM); tomografia computerizată (CT); ultrasonografia; electromiografia (EMG) și biopsia musculară. Metodele indirecte sunt în general utilizate pentru a estima structura musculară (suprafața fiziologică a secțiunii transversale și volumul) , activitatea (EMG) și proprietățile histochimice . Metodele indirecte pot discrimina între mușchii intrinseci și extrinseci, dar nu pot determina direct forța sau rezistența.

Rezonanța magnetică

Rezonanța magnetică (RMN) este metoda de elecție pentru detectarea structurii și anomaliilor țesuturilor moi . Aceasta a fost utilizată pe scară largă pentru a vizualiza mușchii intrinseci, deoarece are o rezoluție spațială ridicată . Cel mai frecvent utilizat parametru IRM pentru vizualizarea mușchilor intrinseci este cel ponderat T1, care permite un contrast superior pentru a discrimina între mușchi și grăsime .

IRM a fost utilizat în trei moduri principale pentru a evalua atrofia mușchilor intrinseci: (1) observarea calitativă a atrofiei musculare ; (2) scala în cinci puncte ; (3) suprafața și volumul secțiunii transversale a mușchiului . Evaluarea calitativă a imaginilor RM la 60 de participanți cu CMT a relevat un anumit grad de infiltrare grasă și atrofie musculară intrinsecă la toți participanții . Bus et al. a vizualizat, de asemenea, atrofia musculară intrinsecă la pacienții cu diabet zaharat, utilizând o scală în cinci puncte în care 0 indică un țesut sănătos, fără atrofie, iar 4 indică un picior în care nu este vizibil aproape niciun țesut muscular. Această metodă s-a dovedit a avea o bună fiabilitate (Kappa = 0,94) (Tabelul 9).

Limitarea semnificativă a observațiilor calitative ale atrofiei musculare și a utilizării scalei de cinci puncte pentru a evalua atrofia musculară intrinsecă este aceea că concluziile se bazează pe o imagine selectată, care poate să nu fie reprezentativă pentru întregul mușchi. Imaginile RM ale mușchilor intrinseci ai piciorului pot fi realizate în planurile coronal , transversal și sagital . Deoarece majoritatea mușchilor intrinseci majori ai piciorului își au originea în calcaneu și se inserează pe falangele proximale , aceștia nu se află direct în planurile transversal sau sagital. Prin urmare, este posibil ca imaginile selectate pentru evaluare să nu fie reprezentative pentru întregul mușchi, deoarece imaginea reprezintă o felie oblică a mușchiului.

Volumul total al mușchilor intrinseci ai piciorului poate fi calculat prin înmulțirea suprafeței totale a secțiunii transversale a mușchiului, determinată prin RMN, cu distanța dintre secțiuni, care este distanța dintre fiecare felie RMN . Volumul total al mușchiului poate fi mai reprezentativ pentru mușchi, deoarece se bazează pe suprafața totală a secțiunii transversale a mușchiului din fiecare felie RMN și nu pe o singură imagine. În plus, imaginea RM poate fi digitizată pentru a contura mușchii individuali în fiecare felie . Cu toate acestea, un studiu efectuat pe participanți cu neuropatie diabetică a raportat că segmentarea mușchilor intrinseci individuali nu a fost posibilă, deoarece majoritatea mușchilor nu au fost clar definiți din cauza atrofiei musculare intrinseci marcate . Odată cu creșterea rezoluției de scanare IRM, studiile viitoare ar putea fi capabile să investigheze volumele mușchilor intrinseci individuali ai piciorului.

IRM poate fi, de asemenea, utilizat pentru a estima aria fiziologică a secțiunii transversale (PCSA) a mușchilor intrinseci . PCSA au fost utilizate în modele biomecanice ale dinamicii musculare, cum ar fi modelul muscular de tip Hill, pentru a prezice forța și cuplul muscular în jurul articulației gleznei și genunchiului , dar nu și articulațiile piciorului. Modelele musculare necesită introducerea unui număr de parametri diferiți, inclusiv PCSA, proprietățile elastice ale tendoanelor și semnalele EMG, care sunt integrate numeric pentru a produce o estimare a forței musculare . PCSA poate fi calculată folosind volumul mușchiului, unghiul de penalizare a fibrelor și lungimea fibrelor musculare . Cu toate acestea, Ledoux et al. a arătat că mușchii intrinseci ai piciorului au unghiuri de pennație foarte mici și ar avea o influență redusă asupra PCSA. Mai mult decât atât, lungimea fibrelor mușchilor intrinseci ai piciorului au fost investigate în studii pe cadavre și sugerează că studiile viitoare care utilizează PCSA și modele musculare ar putea permite măsurarea forței musculare intrinseci.

Un progres important în IRM este contrastul de fază fast-cine (sau IRM dinamic), care permite obținerea de imagini în timp ce participantul efectuează o acțiune . RMN-ul dinamic este diferit de RMN-ul funcțional, care este utilizat pentru a cartografia funcțiile creierului folosind semnalele de sânge-oxigen și fluxul sanguin cerebral. În prezent, au fost investigate doar proprietățile cinematice ale piciorului, în primul rând axa de rotație a articulațiilor talocrurale și subtalare. De asemenea, în acest stadiu, RMN-ul dinamic se efectuează într-o unitate închisă, iar participantul trebuie să fie în decubit dorsal . Prin urmare, imaginea dobândită nu poate reprezenta o susținere completă a greutății și doar acțiuni limitate pot fi efectuate în interiorul unității RMN, cum ar fi plantarflexia/dorsiflexia gleznei. Cu toate acestea, pe măsură ce tehnologia RMN dinamic se îmbunătățește, ar putea deveni disponibile studii care să investigheze imagistica în timp real a mușchilor intrinseci în timpul activităților precum statul în picioare și mersul. Astfel, RMN-ul dinamic ar putea duce la o apreciere mai precisă a mușchilor intrinseci în timpul activităților și la o mai bună înțelegere a acțiunii mușchilor intrinseci în viitor.

Tomografia computerizată

Tomografia computerizată (CT) este o tehnică de imagistică care utilizează radiații ionizante pentru a genera imagini tridimensionale ale structurilor musculo-scheletice . Tomografiile computerizate au o rezoluție suficientă pentru a discrimina osul și mușchii și au fost utilizate în multe studii anterioare pentru a estima dimensiunea mușchilor . Robertson et al. și Mueller et al. au efectuat tomografii computerizate pentru a evalua densitatea țesutului moale sub arborele celui de-al doilea metatarsian, ca o măsură indirectă a dimensiunii musculare intrinseci la un pacient cu neuropatie diabetică. Cu toate acestea, ambele studii au raportat dificultăți în definirea granițelor mușchilor intrinseci, care pot fi legate de rezoluția insuficientă a contrastului din scanările CT, în comparație cu IRM . În plus, principala limitare a CT pentru evaluarea dimensiunii mușchilor intrinseci este expunerea la radiații ionizante dăunătoare .

Ultrasonografie

Ultrasonografia este o tehnică care utilizează unde sonore longitudinale produse mecanic pentru a crea o imagine . Ultrasonografia a fost utilizată pentru a măsura parametrii dimensionali ai mușchilor intrinseci ai piciorului, inclusiv aria secțiunii transversale , grosimea dorso-plantar și lățimea medio-laterală . Ultrasunetele au fost utilizate pentru a investiga mușchii intrinseci ca grup, cum ar fi mușchii dintre primul și al doilea os metatarsian, inclusiv primul mușchi interosos dorsal, mușchiul adductor hallucis și primul mușchi lumbrical . Mai recent, au fost investigați și mușchii intrinseci individuali: abductor hallucis, abductor digiti minimi, flexor hallucis brevis, quadratus plantae, extensor digitorum brevis. Studiile care utilizează ultrasonografia pentru a măsura parametrii mușchilor intrinseci au demonstrat în mod constant o fiabilitate intra-rater excelentă (tabelul 9, 10 și 11). Un studiu realizat de Hing et al. a evidențiat o fiabilitate intra-rater bună-excelentă (ICC între 0,64-0,97) atât la un aparat cu ultrasunete de înaltă calitate, cât și la un aparat portabil, atunci când a fost utilizat pentru a evalua suprafața secțiunii transversale și grosimea mușchilor abductor hallucis.

Ultrasonografia are două limitări principale; rezoluția spațială scăzută a imaginii , iar calitatea măsurătorilor este dependentă de operator . Capacitățile scăzute de rezoluție ale ultrasonografiei înseamnă că nu poate identifica zonele de infiltrare a grăsimii în mușchi și, prin urmare, poate supraestima dimensiunea musculară intrinsecă și subestima atrofia musculară intrinsecă. Studiile de fiabilitate a măsurării mușchilor intrinseci cu ajutorul ultrasunetelor au evaluat fiabilitatea intra-evaluator între sesiuni și în cadrul acestora. Cu toate acestea, numai studiile de ultrasonografie privind măsurarea mușchilor intrinseci mai mari ai spatelui au demonstrat o fiabilitate inter-rater excelentă (ICC între 0,85-0,97) . Prin urmare, sunt necesare cercetări suplimentare care să evalueze fiabilitatea inter-evaluator și să compare cu RMN-ul dimensiunea mușchilor înainte ca ultrasonografia să poată fi stabilită ca un instrument fiabil și valid pentru evaluarea parametrilor mușchilor intrinseci ai piciorului.

Electromiografie

Electromiografia (EMG) a fost evaluată prin electrozi de suprafață neinvazivi și electrozi intramusculari invazivi . EMG de suprafață plasează electrozii direct pe piele și, prin urmare, semnalul este o combinație a tuturor potențialelor de acțiune ale fibrelor musculare care au loc în mușchii care stau la baza electrozilor de piele . Un studiu EMG de suprafață realizat de Arinci et al. a înregistrat amplitudinea medie a semnalului EMG, pentru a face deducții cu privire la nivelul de activitate musculară intrinsecă. Relația dintre amplitudinea EMG și cantitatea de activitate musculară este problematică, deoarece amplitudinea semnalului EMG constă în mod predominant din potențialele de acțiune din fibrele musculare cele mai apropiate de vârful de înregistrare al electrodului și este posibil să nu înregistreze activitatea tuturor fibrelor musculare active . Prin urmare, este posibil ca amplitudinea medie a semnalului EMG să nu fie o măsură precisă a nivelului de activitate musculară sau a forței musculare.

EMG intramuscular implică electrozi cu ac plasați direct în mușchi. Majoritatea studiilor EMG intramusculare ale mușchilor intrinseci ai piciorului inserează electrozi cu ac în pântecele mușchilor individuali . Cu toate acestea, doar un studiu recent a confirmat identitatea mușchiului folosind ultrasonografia în timp real . EMG intramuscular poate detecta modelele de activare a mușchilor intrinseci și, prin urmare, oferă o perspectivă valoroasă asupra funcției mușchilor intrinseci în timpul unei anumite sarcini. Un studiu EMG recent a evaluat modelele de activare și amplitudinea medie a semnalului EMG în abductor hallucis, flexor digitorum brevis, interosoșii dorsali și quadratus plantae în timpul sarcinii în picioare cu dificultate posturală crescândă. Studiul a evidențiat creșterea amplitudinii semnalului EMG în toți mușchii odată cu creșterea cerințelor posturale ale sarcinii, evaluată prin devierea centrului de presiune . Limitarea utilizării electrozilor cu ac este că aceștia înregistrează activitatea unui număr mai mic de fibre musculare și, prin urmare, este posibil să nu detecteze contracțiile musculare subtile . Prin urmare, EMG poate detecta activitatea musculară intrinsecă individuală, dar nu poate fi utilizată pentru a evalua forța musculară intrinsecă.

Biopsie musculară

Biopsia musculară poate fi utilizată pentru a detecta modificări în histologia și ultrastructura musculară . Probele de biopsie pot fi colorate pentru a evalua numărul relativ, dimensiunea și distribuția fibrelor în cadrul probei și pentru a detecta fibrele musculare atrofiate . Hoffmeyer et al. au efectuat biopsii musculare pe mușchii abductor hallucis la participanții cu hallux valgus simptomatic și au raportat anomalii histologice, inclusiv atrofia fibrelor musculare, fibre încărcate cu lipide și modificări ultrastructurale în mitocondrii. Cu toate acestea, limitarea biopsiilor musculare este că este posibil ca rezultatele să nu fie reprezentative pentru întreaga burtă musculară . Prin urmare, se pot face inferențe limitate cu privire la comportamentul și funcția întregului mușchi numai din biopsia musculară.

.