Forstå biomekanikken til Equinus

Gitt at equinus er en faktor i mange fot- og ankelforhold, er det viktig å være kunnskapsrik i de biomekaniske aspektene av tilstanden. Følgelig diskuterer denne forfatteren de biomekaniske kompensasjonene som kan oppstå med equinus, nøkler til evaluering og nåværende konsepter i behandlingen.

Leger har implisert ankelledd equinus i flere fotpatologier. Disse patologiene inkluderer plantar fasciitt, skinnebensskinn, akilles tendinopati, metatarsalgi, metatarsal stressfrakturer, pes planus, anterior og posterior tibial senebetennelse, Charcot neuroarthropathy, hallux valgus, hallux rigidus, ankelinstabilitet, sår i forfoten og mindre sifferdeformiteter.1-4 Equinus er en unik patologi ved at en pasient svært sjelden vil presentere en hovedklage om «ankelleddsbegrensning», men heller vil presentere symptomer på en av de nevnte sekundærdiagnosene. Derfor er det viktig når man behandler disse fot- og ankelproblemene. å gjenkjenne tilstedeværelsen og innflytelsen av ankelleddsbegrensning.

Selv om mange definisjoner av equinus har dukket opp, kan vi definere equinus rett og slett som utilstrekkelig dorsiflexion i ankelleddet for normal gangart, noe som resulterer i kompensasjon i underekstremiteter, patologi eller en kombinasjon av begge.5 Rapporterte normale verdier av ankelleddets diffleksjon varieres med områder så store som -10 til +22 grader.2 Despit e denne variabiliteten er forfatterne generelt enige om at en normal gangart krever mer enn 10 grader dorsifleksjon med kneet utvidet. 5-7

Charles og kollegaer foreslo en to-trinns definisjon av equinus basert på observasjoner av funksjonsområdet bevegelse, der større enn 10 graders bevegelse er forbundet uten kompensasjon og normalt forfottrykk.6 Trinn 1 equinus med tilgjengelig dorsiflexion mellom 5-10 grader er assosiert med minimal gangkompensasjon og litt økt forfottrykk. Stage 2 equinus med tilgjengelig dorsiflexion på mindre enn 5 grader er assosiert med betydelig gangkompensasjon og økt trykk i forfoten, noe som fører til en større forekomst av patologi.

Kompensasjonsskader på grunn av equinus er godt dokumentert i litteraturen. DiGiovanni og kollegaer fant at individer som presenterte forfot- eller midtfotpatologi hadde betydelig mindre passiv leddorsfleksjon enn friske individer.1 Armstrong og kolleger, blant andre forfattere, anbefalte forlengelse av akillessenen for å redusere forfotstrykket hos pasienter med diabetes med risiko for forfot. sår.8 Tilsvarende rapporterte Sgarlato og kollegaer lindring av smerter i kalv og føtter, keratomer og hallux valgus smerter etter forlengelse av akillessenen.9

Equinus har tidligere vært klassifisert på flere måter, inkludert via etiologi, toppunkt på equinus, spastiske og ikke-spastiske former. Enklere klassifiseringer har fokusert på årsakene til leddrestriksjon mot myse versus bløtvev.10 Bløtvev equinus inkluderer isolert gastrocnemius equinus og gastrocnemius soleus (gastroc-soleus) equinus. Hver av disse variantene kan være enten spastiske eller ikke-spastiske. Forskere har lenge anerkjent at spastisk equinus har en tilknytning til tåvandring, noe som fører til at utviklingen av akillessenen forlenger seg som en av de eldste registrerte ortopediske prosedyrene.1,2,4,5,11 vanligst rapporterte form for ankelleddbegrensning er gastroc-soleus equinus, som skyldes en forkortet sammenføyet sene til gastrocnemius og soleus når de danner akillessenen. Osseøse former for equinus kan skyldes tibiotalar eksostose eller talar hals exostosis, syndesmotisk dysfunksjon, pseudoequinus eller en hvilken som helst kombinasjon av det ovennevnte.11

Erkjenning av de biomekaniske kompensasjonene som forekommer med Equinus

triceps surae består av gastrocnemius og soleus muskler i det overflatiske rommet i den bakre kalven. Musklene kombineres for å danne akillessenen med endelig innsetting i calcaneus. Plantaris er den tredje muskelen i det overfladiske rommet og har varierende innsettinger. Gastrocnemius og plantaris er treleddsmuskulatur når de krysser kne-, ankel- og subtalarledd. Sålen er en toleddsmuskulatur som bare krysser ankelen og subtalare ledd. Tibialnerven innerverer triceps surae som helhet.1-3,11

Når det kommer til ankeldorsifleksjonsmangel under svingfasen av gangen, kan man kompensere for dette gjennom en steppage gangart for å tillate tilstrekkelig tå bakkeklaring som klinikere kan se hos pasienter med fotfall. Holdningsfase-kompensasjon kan forekomme i flere former. Forskere har beskrevet holdningsfasen av gangen til å omfatte tre faser av fremdrift.12 Den første fasen, hælvipperen, begynner med hælstreik. Ankelleddet er litt plantarfleksert ettersom belastning og retardasjon oppstår.I den andre fasen, ankelvipperen, svinger underekstremiteten over den belastede foten og ankelleddet begynner å dorsifleks, noe som gir mulighet for fremover dreiebevegelse. Denne andre fasen krever den største mengden ankeldorsifleksjon like før hælløft når kneet er helt utvidet. Den tredje fasen, metatarsal rocker, begynner når hælen løfter seg fra den vektbærende overflaten, og ankelleddet forblir dorsifleksert gjennom midten til lemmen svinger over metatarsophalangeal leddene som forberedelse til tå av.

Begrensning av ankelleddorsifleksjon, spesielt i ankelvippedelen av holdningsfasen, vil forårsake bakre forskyvning av kroppens tyngdepunkt, og derved begrense fremadgående svingbevegelse. Dette tvinger underekstremiteten til å kompensere for å justere tyngdepunktet. Uten noen form for kompensasjon vil en forkortet skrittlengde resultere på grunn av utilstrekkelig bevegelsesområde for normal gangart.11,12 Enkelt sagt, hvis det er en bevegelsesbegrensning ved ankelleddet, må bevegelsen forekomme ved tilstøtende ledd enten proksimal eller distal til ankelen.

Proksimal kompensasjon gjennom økt bevegelsesområde ved kne eller hofte oppstår for å bringe tyngdepunktet fremover for å lette svingbevegelse over den plantede foten. Genu recurvatum fra hyperextensjon i kneet og lumbal lordose med bøyning i hofte og kne, hver forenkler dette fremoverforskyvningen av kroppens tyngdepunkt.4,11 Mens disse kompenserende mekanismene gjenoppretter svingbevegelse over den begrensede ankelen, kan de resultere i patologiske prosesser nærmest. Forskere har tidligere korrelert både knedysfunksjon og kroniske korsryggsmerter med begrensningen av ankelleddets dorsifleksjon.7,12,13

Distal kompensasjon endrer fotmekanikken for å bringe foten i en mer funksjonell stilling med respekt for beinet. Metatarsalgia, callus i forfoten, sårdannelse i forfoten og mange andre patologiske prosesser i forfoten er kjennetegnet på utilstrekkelig equinus kompensasjon. Forskere har vist at distal kompensasjon i sagittalplaten oppstår gjennom dorsiflexion ved naviculocuneiform-leddet, noe som fører til midtfot hypermobilitet, fjærligamentdemping og pes planus.2,3,12 Når midfotkompensasjonen blir mer alvorlig, bortføring av forfoten og dorsiflexion av metatarsokuboide ledd kan føre til ytterligere ustabilitet i midtfoten og resultere i leddgikt i midtfoten.2,12 Den alvorligste formen for denne progressive midtfotkollapsen forekommer ved Charcot neuroarthropati, noe som resulterer i rockerbunndeformitet som delvis skyldes bidrag fra ankel equinus hos pasienten med diabetes.

Distal kompensasjon ved tarsometatarsalleddet kan bidra til hallux valgus gjennom hypermobilitet i første stråle. Forskning har vist at økt spenning i akillessenen forstyrrer den stabiliserende effekten av peroneus longus på første stråle, og ytterligere øker de deformerende kreftene til fordel for metatarsus primus varus og hallux valgus.3

Uten kompensasjon gjennom distal leddorsfleksjon, kan foten kompensere gjennom tidlig hælstigning eller «sprettende gangart.» Den mest ekstreme formen for dette gangmønsteret forekommer i idiopatisk tåganging, noe som resulterer i tidlig og langvarig belastning av mellomfothodene, noe som bidrar til forfotpatologi og metatarsalgi. , som bidrar til skinnebensskinn eller hammertoe-deformitet gjennom ekstensursubstitusjon.2,12

Key Insights On Evaluating Equinus

Måling av ankelleddets bevegelsesområde skjer med forskjellige instrumenter, inkludert goniometre, dynamometre Det er imidlertid inkonsekvens og mangel på standardisering i litteraturen angående nøyaktig måling, så vel som tvilsom inter-rater og intra-rater pålitelighet av disse målingene.4,6,14,15 Spesialiserte enheter for måling av ankeldorsifleksjon har nylig dukket opp. Selv om de viser god gyldighet og pålitelighet, kan disse enhetene være kostnadseffektive og avhengig av tilgjengelighet.14,16

Den mest beskrevne metoden for dorsifleksjonsmåling i ankelleddet er med Silfverskiöld-testen, som måler vinkelen mellom det laterale aspektet av foten i forhold til den laterale 11,17 Når det gjelder målinger av goniometer, har du en arm langs fibulaens lange akse med hengslet bare distalt til lateral malleolus, og den andre armen langs lateral aspekt av hælen.7 Hold i subtalar ledd i nøytral eller svak supinasjon for å låse distale kompenserende mekanismer, og maksimalt dorsifleksere ankelleddet. Det er viktig å måle det laterale aspektet av hælen og ikke forfoten fordi pronasjon og midtfotkollaps kan gi unøyaktige målinger.18 Gjenta denne testen med pasientens kne utvidet og bøyd.Dette hjelper til med å skille gastrocnemius og gastroc-soleus equinus ettersom gastrocnemius krysser både ankel- og kneledd, mens soleus bare krysser ankelleddet.7 Hvis det er begrensning av dorsiflexion med både kneet utvidet og bøyd, må man da utelukke osseous equinus med bruk av røntgenbilder. Osseous equinus kan også ha en «hard stopp» ved endeforskjæring.

På grunn av den tvilsomme påliteligheten til Silfverskiöld-testen, har forfatterne beskrevet flere andre tester, inkludert utsatt, liggende, vektbærende og ikke-vektbærende. målteknikker.14,15,20

Den vektbærende lungetesten har vist god intra- og inter-rater-pålitelighet for både erfarne og uerfarne ratere.19-21 Pasienter utfører denne testen mot en vegg med foten spiss rett frem og kneet bøyes fremover helt til det kommer i kontakt med veggen, alt mens du holder hælen på bakken. Pasienten skyver ankelen som måles vekk fra veggen til hælen ikke lenger kan forbli i kontakt med bakken. Man kan ta måling av enten avstanden mellom veggen og den lengste tåen ved måling av skråmåler på tibia, eller med goniometermåling mellom fibula og den vektbærende overflaten. Den rapporterte normale avstanden mellom veggen og lo neste tå er 9-10 cm, men dette vil variere avhengig av pasientens høyde og lengde på underekstremiteten. Forskere har imidlertid rapportert god sammenheng mellom metoder for vinkel- og avstandsmåling i vektbærende lungetest uavhengig av disse variablene.20

Hva du bør vite om å håndtere Equinus

Mye har blitt skrevet på behandling for de forskjellige former for equinus. Målet med enhver terapi er å gjenvinne tilstrekkelig bevegelse i ankelleddet samtidig som kompensasjonsmekanismer minimeres. Konservativ behandling for bløtvev equinus har form av gangtrening for kortere skrittlengde, tøying, støping, fysioterapi, hælløft og botulinumtoksin (Botox, Allergan) injeksjon.4,22

Leger har gjort injeksjoner av botulinumtoksin i forbindelse med seriell avstøpning.22,23 Botulinuminjeksjon har imidlertid vært kontroversiell på grunn av potensielle bivirkninger og tvilsom effektivitet i håndteringen av ankelen i langvarig oppfølging. Engström og kolleger rapporterte nylig ingen forskjell mellom barn i alderen 5 til 15 år behandlet med seriell avstøpning med eller uten botulinumtoksin.23 De konkluderte med at botulinumtoksininjeksjon ikke endrer resultatet av behandlingen, og man bør derfor ikke rutinemessig bruke det.

En nylig publikasjon dokumenterte vellykket ikke-invasiv isolert seriell avstøpning for behandling i en idiopatisk tåvandrer.24 Mens denne studien var begrenset til en case-studie hos en 18 måneder gammel, skjedde det en rekke bevegelsesforbedringer for 12 måneders oppfølging, noe som tyder på at isolert seriekastering virkelig er et levedyktig behandlingsalternativ for barn. På samme måte rapporterte Fox og kollegaer forbedring av gangart og funksjon hos 66 prosent av barna i alderen 2 til 14 år som hadde isolert seriekastering for behandling av idiopatisk tågang.25 Dette antyder at seriekasting kan være gunstig i det minste frem til ungdomsårene.

Strekkøvelser er bærebjelken i konservativ behandling av equinus, og det er vanlig for leger å foreskrive tøyningsregimer for den første håndteringen av ulike fot- og ankelforstyrrelser. Yoon og Park beskrev sammenhengen mellom overpronasjon, equinus og kroniske smerter i korsryggen. De fant at øvelser for strekk i leggmuskulaturen tre ganger i uken i tillegg til å forbedre bevegelsesområdet for bevegelse, også forbedret kroniske korsryggsmerter og lumbal fleksibilitet. I osseous equinus krever dette oppløsning av osseous impingement gjennom exostectomy eller leddartroplastikk. I tilfeller der benhindring er den antatte kilden til equinus, er det viktig å innse at tilpasning av bløtvev kan ha skjedd, noe som resulterer i en samtidig mykvev equinus. På tidspunktet for tibiotalar eksostektomi er det verdt å evaluere tilstedeværelsen av bløtvevskontrakturer og frigjøre dem etter behov.

Flere forfattere har beskrevet forskjellige kirurgiske prosedyrer for bløtvevskontrakturer, inkludert nevroktomi, gastrocnemius-frigjøring på proksimale eller distale nivåer, fremdrift av akillessenen og forlengelse av akillessenen .8,9,11,26-35 En grundig gjennomgang av disse teknikkene er utenfor omfanget av denne artikkelen. Klinisk undersøkelse er avgjørende for preoperativ planlegging og prosedyrevalg for å behandle en gitt equinus-kontraktur på riktig måte.

Til tross for potensielle mangler holder Silfverskiöld-testen verdien av å skille gastrocnemius equinus fra gastroc-soleus equinus, som deretter kan lede prosedyrevalg.I denne forbindelse holder Baumann-prosedyren verdi som en trinnvis kirurgisk tilnærming til equinus-frigjøring.32 Denne prosedyren er en intramuskulær forlengelse av gastrocnemius og soleus ved aponeurosen. Kirurgen vil i utgangspunktet incise gastrocnemius aponeurosis. Hvis det er en ufullstendig frigjøring, kan man også incise soleus aponeurosis for å oppnå maksimal forlengelse.

I konklusjonen

Ankel equinus kan ha skadelige effekter på gangart og føre til flere patologier. De fleste pasienter og til og med noen leger kan se på equinus som bare et «sekundært funn», mens det faktisk kan være den underliggende etiologien i mange situasjoner. Å forstå biomekanikken til ankelleddsbegrensning er avgjørende for riktig konservativ og kirurgisk behandling av equinus og den tilhørende kompenserende skader.

Dr. Clifford er forskningsdirektør ved Franciscan Foot and Ankle Institute i Federal Way, Wash. Han er tilknyttet Franciscan Orthopedic Associates in 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. Isolert gastrocnemius tetthet. J Bone Joint Surg Am. 2002 ; 84-A (6): 962-70.

3. Johnson CH, Christensen JC. Biomekanikk fra første stråledel V: Effekten av equinus deformitet. En 3-dimensjonal kinematisk studie på en kadaver modell. J Foot Ankle Surg. 2005; 44 (2): 114-20.

5. Root ML, Orien WP, Weed JH. Klinisk biomekanikk. Vol II: Normal and Abnormal Function Of the Foot, Clinical Biomechanics Corp, Los Angeles, 1977.

7. Wren TA, Do KP, Kay RM. Gastrocnemius og soleus lengder i cerebral parese equinus gangart – forskjeller mellom barn med og uten statisk kontraktur og effekter av gastrocnemius resesjon. J Biomech. 2004; 37 (9): 1321-7.

8. Armstrong DG, Stacpoole-Shea S, Nguyen H, et al. Forlengelse av akillessenen hos diabetespasienter som har høy risiko for sårdannelse i foten. J Bone Joint Surg Am. 1999; 81 (4): 535-8.

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

11. Downey MS, Schwartz JM. Ankel equinus. I: McGlamry’s Comprehensive Textbook of Foot and Ankle Surgery. Wolters Kluwer Health / Lippincott Williams & Wilkins, Philadelphia, 2013, s. 541-584.

13. Yoon KS, Park SD. Effektene av ankelmobilisering og aktiv tøyning på forskjellen i vektbærende fordeling, korsryggsmerter og fleksibilitet hos personer med pronated-foots. J Treningsrehabilitering. 2013; 9 (2): 292-7.

14. Gatt A, Chockalingam N. Gyldighet og pålitelighet til en ny ankel dorsiflexion måleenhet. Prosthet Orthot Int. 2013; 37 (4): 289-97.

17. Silfverskiöld N. Reduksjon av de to kryssede leddmusklene i benet til enleddsmuskulaturen under spastiske forhold. Acta Chir Scand. 1924; 56: 315-30.

18. Johanson MA, Dearment A, Hines K, et al. Effekten av subtalar leddposisjon på dorsiflexion av ankelen / bakfoten versus midtfoten / forfoten under gastrocnemius-strekking. Fot ankel Int. 2014; 35 (1): 63-70.

21. Munteanu SE, Strawhorn AB, Landorf KB, et al. En vektbærende teknikk for måling av dorsiflexion i ankelleddet med forlenget kne er pålitelig. J Sci Med Sport. 2009; 12 (1): 54-9.

22. Kaishou XU, Tiebin Y, Jianning M. En randomisert kontrollert studie for å sammenligne to botulinumtoksininjeksjonsteknikker på funksjonell forbedring av beinet til barn med cerebral parese. Clin Rehabil. 2009; 23 (9): 800-11.

23. Engström P, Bartonek Å, Tedroff K, et al. Botulinumtoksin A forbedrer ikke resultatene av støpt behandling for idiopatisk tåvandring: en randomisert kontrollert studie. J Bone Joint Surg Am. 2013; 95 (5): 400-7.

28. Baker LD. Triceps surae syndrom i cerebral parese: En operasjon for å hjelpe til med lindring. Arch Surg. 1954; 68: 216-221.

29. Sølv CM, Simon SD. Gastrocnemius-muskelresesjon (Silfverskiöld-operasjon) for spastisk equinusdeformitet ved cerebral parese. J Bone Joint Surg Am. 1959; 41-A: 1021-1028.

30. Strayer LM Jr. Resesjon av gastrocnemius: En operasjon for å lindre spastisk kontraktur av leggmusklene. J Bone Joint Surg Am. 1950; 32-A (3): 671-676.

34. Throop FB, Derosa GP, Reeck C, et al. Korrigering av equinus i cerebral parese ved Murphy-prosedyren for tendo calcaneus avancement: en foreløpig kommunikasjon. Dev Med Child Neurol. 1975; 17 (2): 182-5.