Forståelse af Equinus biomekanik

Da equinus er en faktor i mange fod- og ankelforhold, er det bydende nødvendigt at være kyndig i de biomekaniske aspekter af tilstanden. Følgelig diskuterer denne forfatter de biomekaniske kompensationer, der kan forekomme med equinus, nøgler til evaluering og aktuelle begreber i behandlingen.

Læger har impliceret ankelledd equinus i flere fodpatologier. Disse patologier inkluderer plantar fasciitis, skinnebensplinter, Achilles tendinopati, metatarsalgi, metatarsal stressfrakturer, pes planus, anterior og posterior tibial senebetændelse, Charcot neuroarthropathy, hallux valgus, hallux rigidus, ankel ustabilitet, sår i forfoden og mindre cifferdeformiteter.1-4 Equinus er en unik patologi, idet en patient meget sjældent præsenterer en hovedklage over “ankelledsbegrænsning”, men snarere vil have symptomer på en af de ovennævnte sekundære diagnoser. Derfor er det vigtigt, når man behandler disse fod- og ankelproblemer. at genkende tilstedeværelsen og indflydelsen af ankelleddets begrænsning.

Mens mange definitioner af equinus er dukket op, kan vi definere equinus simpelthen som utilstrækkelig dorsiflexion i ankelleddet til normal gangart, hvilket resulterer i kompensation i underekstremiteter, patologi eller en kombination af begge.5 Rapporterede normale værdier for ankelleddets dorsiflexion varieres med områder så store som -10 til +22 grader.2 Despit e denne variation, forfattere er generelt enige om, at en normal gangart kræver mere end 10 grader dorsifleksion med knæet udstrakt.5-7

Charles og kolleger foreslog en to-trins definition af equinus baseret på observationer af funktionsområdet bevægelse, hvor større end 10 graders bevægelse er forbundet uden kompensation og normale forfodstryk.6 Trin 1 equinus med tilgængelig dorsiflexion mellem 5-10 grader er forbundet med minimal gangkompensation og let øget forfodstryk. Stage 2 equinus med tilgængelig dorsiflexion på mindre end 5 grader er forbundet med signifikant gangkompensation og øget forfodstryk, hvilket fører til en større forekomst af patologi.

Kompensationsskader på grund af equinus er veldokumenteret i litteraturen. DiGiovanni og kollegaer fandt ud af, at individer, der præsenterede forfods- eller midfodspatologi, havde signifikant mindre passiv ankelleddorsifleksion end raske individer.1 Armstrong og kolleger blandt andre forfattere anbefalede forlængelse af akillessenen for at reducere forfodstrykket hos patienter med diabetes med risiko for forfod sår.8 Tilsvarende rapporterede Sgarlato og kollegaer lindring af læg- og fodsmerter, keratomer og hallux valgus smerter efter forlængelse af akillessenen.9

Equinus har tidligere været klassificeret på flere måder, herunder via etiologi, apex af equinus, spastiske og ikke-spastiske former. Enklere klassifikationer har fokuseret på årsager til leddebegrænsning hos osseøs versus blødt væv.10 Blævsvæv Equinus inkluderer isoleret gastrocnemius equinus og gastrocnemius soleus (gastroc-soleus) equinus. Hver af disse sorter kan være enten spastiske eller ikke-spastiske. Forskere har længe anerkendt spastisk equinus som en tilknytning til tåvandring, hvilket fører til udviklingen af akillessenen, der forlænges som en af de ældste registrerede ortopædiske procedurer.1,2,4,5,11

I øjeblikket er mest rapporterede form for ankelledsbegrænsning er gastroc-soleus equinus, hvilket skyldes en forkortet sammenføjet sene i gastrocnemius og soleus, da de danner akillessenen. Osseøse former for equinus kan skyldes tibiotalar exostose eller talar hals exostosis, syndesmotisk dysfunktion, pseudoequinus eller en hvilken som helst kombination af ovenstående.11

Genkendelse af de biomekaniske kompensationer, der opstår med Equinus

triceps surae er sammensat af gastrocnemius og soleus muskler i det overfladiske rum i den bageste kalv. Musklerne kombineres for at danne akillessenen med endelig indsættelse i calcaneus. Plantaris er den tredje muskel i det overfladiske rum og har variable indsættelser. Gastrocnemius og plantaris er treledsmuskler, når de krydser knæ-, ankel- og subtalarled. Soleus er en toledsmuskulatur, der kun krydser ankel- og subtalarled. Tibialnerven innerverer triceps surae som en helhed.1-3,11

Når det kommer til ankeldorsiflexionsmangel under svingfasen af gangart, kan man kompensere for dette gennem en steppage gangart for at tillade tilstrækkelig tå -klarering som klinikere kan se hos patienter med fodfald. Stansfasekompensation kan forekomme i flere former. Forskere har beskrevet holdningsfasen af gangen i sig selv til at omfatte tre faser af fremdrift.12 Den første fase, hælvipperen, begynder med hælstrejke. Ankelleddet er let plantarflekseret, da belastning og deceleration opstår.I anden fase drejer ankelvipperne, den nedre ekstremitet over den belastede fod, og ankelleddet begynder at dorsiflex, hvilket giver mulighed for fremad drejelig bevægelse. Denne anden fase kræver den største mængde ankeldorsiflexion lige før hæleløft, når knæet er fuldt udstrakt. Den tredje fase, metatarsal rocker, begynder, når hælen løfter sig fra den vægtbærende overflade, og ankelleddet forbliver dorsiflekset gennem midten, indtil lemmen drejer over metatarsophalangeal leddene som forberedelse til tå off.

Begrænsning af ankelleddets dorsiflexion, specifikt i ankelvippedelen af holdningsfase, vil forårsage posterior forskydning af kroppens tyngdepunkt og derved begrænse fremadgående drejebevægelse. Dette tvinger underekstremiteten til at kompensere for at justere tyngdepunktet igen. Uden en form for kompensation vil en forkortet skridtlængde resultere på grund af utilstrækkelig bevægelsesområde for normal gangart.11,12 I enkle vendinger, hvis der er en begrænsning af bevægelse ved ankelleddet, skal bevægelsen så forekomme ved tilstødende led enten proximalt eller distalt til anklen.

Proximal kompensation gennem øget bevægelsesområde ved knæ eller hofte opstår for at bringe tyngdepunktet fremad for at lette drejelig bevægelse over den plantede fod. Genu recurvatum fra hyperextension i knæet og lumbal lordose med bøjning i hofte og knæ letter hver dette fremadskift af kroppens tyngdepunkt.4,11 Mens disse kompenserende mekanismer genopretter svingningsbevægelse over den begrænsede ankel, kan de resultere i patologiske processer proximalt. Forskere har tidligere korreleret både knædysfunktion og kroniske lændesmerter med begrænsningen af ankelleddets dorsiflexion.7,12,13

Distal kompensation ændrer fodens mekanik for at bringe foden i en mere funktionel position med respekt for benet. Metatarsalgia, callus i forfoden, ulceration i forfoden og adskillige andre patologiske processer i forfoden er kendetegnende for utilstrækkelig equinus kompensation. Forskere har vist, at distal kompensation i den sagittale plade forekommer gennem dorsiflexion ved naviculocuneiform-leddet, hvilket fører til midfoot hypermobilitet, fjederligamentdæmpning og pes planus.2,3,12 Da midfoot-kompensation bliver mere alvorlig, bortførelse af forfoden og dorsiflexion af metatarsocuboid leddene kan føre til yderligere ustabilitet i mellemfoden og resultere i midfodsgigt.2,12 Den mest alvorlige form for denne progressive midfoot sammenbrud forekommer i Charcot neuroarthropati, hvilket resulterer i vippebunddeformitet, der delvis skyldes bidrag fra ankel equinus hos patienter med diabetes.

Distal kompensation ved tarsometatarsal leddet kan bidrage til hallux valgus gennem hypermobilitet af den første stråle. Forskning har vist, at øget spænding i Achilles-senen interfererer med den stabiliserende virkning af peroneus longus på første stråle, hvilket yderligere øger de deformerende kræfter til fordel for metatarsus primus varus og hallux valgus.3

Uden kompensation gennem distal leddorsifleksion, foden kan kompensere gennem tidlig hævstigning eller “hoppende gangart.” Den mest ekstreme form for dette gangmønster forekommer i idiopatisk tågang, hvilket resulterer i tidlig og langvarig belastning af mellemfodene, hvilket bidrager til forfodspatologi og metatarsalgi. , der bidrager til skinnebensskinner eller hammertoe-deformitet gennem ekstenssubstitution.2,12

Nøgleindsigt i evaluering af equinus

Måling af ankelleddets bevægelsesområde sker med forskellige instrumenter, herunder goniometre, dynamometre Der er imidlertid uoverensstemmelse og mangel på standardisering i litteraturen med hensyn til nøjagtig måling samt tvivlsom inter-rater og intra-rater pålidelighed af disse målinger.4,6,14,15 Specialiserede enheder til målingen af ankeldorsiflexion er for nylig kommet frem. Selvom de viser god gyldighed og pålidelighed, kan disse enheder være omkostningskrævende og afhængige af tilgængelighed.14,16

Den mest almindeligt beskrevne metode til dorsiflexionsmåling i ankelleddet er med Silfverskiöld-testen, som måler vinklen mellem det laterale aspekt af foden i forhold til den laterale 11,17 Med hensyn til målinger af goniometer har du den ene arm langs fibulaens lange akse med hængslet lige distalt til lateral malleolus og den anden arm langs det laterale aspekt af hælen.7 Hold i subtalar led i neutral eller let supination for at låse distale kompenserende mekanismer og maksimalt dorsiflexere ankelleddet. Det er vigtigt at måle det laterale aspekt af hælen og ikke forfoden, fordi pronation og midtfodskollaps kan give unøjagtige målinger.18 Gentag denne test med patientens knæ forlænget og bøjet.Dette hjælper med at differentiere gastrocnemius og gastroc-soleus equinus, da gastrocnemius krydser både ankel- og kneleddene, mens soleus kun krydser ankelleddet.7 Hvis begrænsning af dorsiflexion er til stede med både knæet forlænget og bøjet, skal man derefter udelukke osseous equinus ved brug af røntgenbilleder. Osseous equinus kan også præsentere med et “hårdt stop” i slutområdet dorsiflexion.

På grund af den tvivlsomme pålidelighed af Silfverskiöld-testen har forfattere beskrevet flere andre tests, herunder tilbøjelige, liggende, vægtbærende og ikke-vægtbærende måleteknikker.14,15,20

Den vægtbærende lungetest har vist god intra- og inter-rater-pålidelighed for både erfarne og uerfarne raters.19-21 Patienter udfører denne test vendt mod en væg med foden spids lige frem og knæet bøjes fremad, indtil det kommer i kontakt med væggen, alt imens han holder hælen på jorden. Patienten glider anklen, der måles væk fra væggen, indtil hælen ikke længere kan forblive i kontakt med jorden. Man kan tage måling af enten afstanden mellem væggen og den længste tå ved hældningsmåling på skinnebenet eller med goniometermåling mellem fibula og den vægtbærende overflade. Den rapporterede normale afstand mellem væggen og lo neste tå er 9-10 cm, men dette vil variere afhængigt af patientens højde og længden af underekstremiteten. Forskere har dog rapporteret god sammenhæng mellem metoder til vinkel- og afstandsmåling i den vægtbærende lungetest uanset disse variabler.20

Hvad du bør vide om styring af equinus

Der er skrevet meget om behandling af de forskellige former for equinus. Målet med enhver terapi er at genvinde tilstrækkelig ankelledsbevægelse, mens kompensationsmekanismer minimeres. Konservativ behandling af blødt vævshest equinus har form af gangtræning til forkortet skridtlængde, strækning, støbning, fysioterapi, hælelifter og botulinumtoksin (Botox, Allergan) injektion.4,22

Læger har foretaget botulinumtoksininjektioner i forbindelse med seriel støbning.22,23 Botulinuminjektion har dog været kontroversiel på grund af potentielle bivirkninger og tvivlsom effektivitet i styringen af ankelkontraktur i langvarig opfølgning. Engström og kollegaer rapporterede for nylig ingen forskel mellem børn i alderen 5 til 15 år behandlet med seriel casting med eller uden botulinumtoksin.23 De konkluderede, at botulinumtoksininjektion ikke ændrer resultatet af behandlingen, og man bør derfor ikke rutinemæssigt bruge det.

En nylig publikation dokumenterede vellykket ikke-invasiv isoleret seriel casting til behandling i en idiopatisk tåvandrer.24 Mens denne undersøgelse var begrænset til et casestudie hos en 18 måneder gammel, skete der en række bevægelsesforbedringer for 12 måneders opfølgning, hvilket antyder, at isoleret seriel casting faktisk er en levedygtig behandlingsmulighed for børn. På samme måde rapporterede Fox og kolleger forbedring af gang og funktion hos 66 procent af børn i alderen 2 til 14 år, der havde isoleret seriestøbning til behandling af idiopatisk tåvandring.25 Dette antyder, at seriestøbning kan være gavnligt i det mindste op til ungdomsårene.

Strækøvelser er grundpillerne i konservativ behandling af equinus, og det er almindeligt for læger at ordinere strækningsregimer til den indledende behandling af forskellige fod- og ankellidelser. Yoon og Park beskrev sammenhængen mellem overpronation, equinus og kroniske lændesmerter. De fandt ud af, at øvelser i strækning af kalvemuskler tre gange om ugen ud over at forbedre bevægelsesområdet for ankelleddet også forbedrede kroniske lændesmerter og lumbal fleksibilitet.13

Kirurgisk korrektion for equinus skal fokusere på den underliggende ætiologi. I osseous equinus kræver dette opløsning af osseous impingement gennem exostektomi eller ledartroplastik. I tilfælde, hvor osseøs impingement er den formodede kilde til equinus, er det vigtigt at indse, at tilpasning af blødt væv kan have fundet sted, hvilket resulterer i en samtidig equinus af blødt væv. På tidspunktet for tibiotalar eksostektomi er det umagen værd at evaluere tilstedeværelsen af blødt vævskontraktioner og frigive dem efter behov.

Flere forfattere har beskrevet forskellige kirurgiske procedurer for blødt vævskontraktioner, herunder neurektomi, gastrocnemius frigivelse på proksimale eller distale niveauer, fremdrift af akillessenen og forlængelse af akillessenen .8,9,11,26-35 En grundig gennemgang af disse teknikker ligger uden for denne artikels anvendelsesområde. Klinisk undersøgelse er afgørende for præoperativ planlægning og valg af procedure for korrekt behandling af en given equinus-kontraktur.

På trods af sine potentielle mangler har Silfverskiöld-testen værdi ved at differentiere gastrocnemius equinus fra gastroc-soleus equinus, som derefter kan styre procedurevalg.I denne henseende har Baumann-proceduren værdi som en trinvis kirurgisk tilgang til equinus-frigivelse.32 Denne procedure er en intramuskulær forlængelse af gastrocnemius og soleus ved deres aponeuroser. Kirurgen vil oprindeligt indsnævre gastrocnemius aponeurosis. Hvis der er en ufuldstændig frigivelse, kan man også incise soleus aponeurosis for at opnå maksimal forlængelse.

Som konklusion

Ankel equinus kan have skadelige virkninger på gangart og føre til flere patologier. De fleste patienter og endda nogle læger kan betragte equinus som kun et “sekundært fund”, når det faktisk kan være den underliggende ætiologi i mange situationer. At forstå biomekanikken ved ankelledsbegrænsning er afgørende for korrekt konservativ og kirurgisk styring af equinus og dens tilknyttede kompenserende skader.

Dr. Clifford er forskningsdirektør ved Franciscan Foot and Ankle Institute i Federal Way, Wash. Han er tilknyttet Franciscan Orthopedic Associates i Federal Way, Wash. og Franciscan Foot and Ankle Associates i Burien, Wash. Han er tilknyttet American College of Foot and Ankle Surgeons.

1. Digiovanni CW, Kuo R, Tejwani N, et al. Isoleret gastrocnemius-tæthed. J Bone Joint Surg Am. 2002 ; 84-A (6): 962-70.

3. Johnson CH, Christensen JC. Biomekanik fra første stråledel V: Effekten af equinus-deformitet. En 3-dimensionel kinematisk undersøgelse af en kadaver model. J Foot Ankel Surg. 2005; 44 (2): 114-20.

5. Root ML, Orien WP, Weed JH. Klinisk biomekanik. Vol II: Normal og unormal funktion af foden, Clinical Biomechanics Corp, Los Angeles, 1977.

7. Wren TA, Do KP, Kay RM. Gastrocnemius og soleus længder i cerebral parese equinus gangart – forskelle mellem børn med og uden statisk kontraktur og virkningerne af gastrocnemius recession. J Biomech. 2004; 37 (9): 1321-7.

8. Armstrong DG, Stacpoole-Shea S, Nguyen H, et al. Forlængelse af akillessenen hos diabetespatienter, der har høj risiko for sårdannelse i foden. J Bone Joint Surg Am. 1999; 81 (4): 535-8.

10. Tiberio D. Pathomechanics af strukturelle foddeformiteter. Fysioterapi. 1988; 68 (12): 1840-9.

11. Downey MS, Schwartz JM. Ankel equinus. I: McGlamrys omfattende lærebog om fod- og ankelkirurgi. Wolters Kluwer Health / Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, 2013, s. 541-584.

13. Yoon KS, Park SD. Virkningerne af ankelmobilisering og aktiv strækning på forskellen i vægtbærende fordeling, lændesmerter og fleksibilitet hos udpegede fødder. J Træningsrehabilitering. 2013; 9 (2): 292-7.

14. Gatt A, Chockalingam N. Gyldighed og pålidelighed af en ny ankel dorsiflexion måleenhed. Prosthet Orthot Int. 2013; 37 (4): 289-97.

17. Silfverskiöld N. Reduktion af de ikke-krydsede to-led muskler i benet til en-led muskler under spastiske forhold. Acta Chir Scand. 1924; 56: 315-30.

18. Johanson MA, Dearment A, Hines K, et al. Effekten af subtalar ledposition på dorsiflexion af anklen / bagfoden versus midfoden / forfoden under gastrocnemius-strækning. Fod Ankel Int. 2014; 35 (1): 63-70.

21. Munteanu SE, Strawhorn AB, Landorf KB, et al. En vægtbærende teknik til måling af ankelleddets dorsiflexion med udstrakt knæ er pålidelig. J Sci Med Sport. 2009; 12 (1): 54-9.

22. Kaishou XU, Tiebin Y, Jianning M. Et randomiseret kontrolleret forsøg til sammenligning af to botulinumtoksininjektionsteknikker på den funktionelle forbedring af børns ben med cerebral parese. Clin Rehabil. 2009; 23 (9): 800-11.

23. Engström P, Bartonek Å, Tedroff K, et al. Botulinumtoksin A forbedrer ikke resultaterne af støbt behandling til idiopatisk tåvandring: et randomiseret kontrolleret forsøg. J Bone Joint Surg Am. 2013; 95 (5): 400-7.

28. Baker LD. Triceps surae syndrom i cerebral parese: En operation for at hjælpe med dens lindring. Arch Surg. 1954; 68: 216-221.

29. Sølv CM, Simon SD. Gastrocnemius-muskel recessioner (Silfverskiöld operation) for spastisk equinus deformitet i cerebral parese. J Bone Joint Surg Am. 1959; 41-A: 1021-1028.

30. Strayer LM Jr. Recession af gastrocnemius: En operation for at lindre spastisk sammentrækning af lægemusklerne. J Bone Joint Surg Am. 1950; 32-A (3): 671-676.

34. Throop FB, Derosa GP, Reeck C, et al. Korrektion af equinus i cerebral parese ved Murphy-proceduren for tendo calcaneus avancement: en foreløbig meddelelse. Dev Med Child Neurol. 1975; 17 (2): 182-5.