Förstå biomekaniken i Equinus

Med tanke på att equinus är en faktor i många fot- och fotledsförhållanden, är det absolut nödvändigt att vara kunnig i de biomekaniska aspekterna av tillståndet. Följaktligen diskuterar denna författare de biomekaniska kompensationer som kan uppstå med equinus, nycklar till utvärdering och aktuella begrepp i behandlingen.

Läkare har inblandat fotleds equinus i flera fotpatologier. Dessa patologier inkluderar plantar fasciit, skenben, Achilles tendinopati, metatarsalgi, metatarsal stressfrakturer, pes planus, främre och bakre tibial tendinit, Charcot neuroartropati, hallux valgus, hallux rigidus, ankelinstabilitet, sår i framfoten och mindre siffra deformiteter.1-4 Equinus är en unik patologi genom att en patient mycket sällan kommer att presentera ett huvudklagomål om ”fotledsbegränsning” utan snarare kommer att presentera symtom på en av de ovan nämnda sekundära diagnoserna. Det är därför viktigt när man behandlar dessa fot- och fotledsproblem. för att känna igen närvaron och inflytandet av fotledsbegränsning.

Även om många definitioner av equinus har dykt upp, kan vi definiera equinus helt enkelt som otillräcklig fotledsdorsiflexion för normal gång, vilket resulterar i kompensering i nedre extremiteter, patologi eller en kombination av båda. 5 Rapporterade normala värden på fotledsdorsiflexion varierar med intervall så stora som -10 till +22 grader.2 Despit e denna variation, författare är i allmänhet överens om att en normal gång kräver mer än 10 grader av dorsiflexion med knäet utsträckt.5-7

Charles och kollegor föreslog en tvåstegsdefinition av equinus baserat på observationer av funktionellt intervall rörelse, där mer än 10 graders rörelse är förknippad med ingen kompensation och normala framfotstryck.6 Steg 1-equinus med tillgänglig dorsiflexion mellan 5-10 grader är associerad med minimal gångkompensation och något ökade framfotstryck. Steg 2-equinus med tillgänglig dorsiflexion på mindre än 5 grader är förknippad med betydande gångkompensation och ökat framfotstryck, vilket leder till en större förekomst av patologi.

Kompensationsskador på grund av equinus är väl dokumenterade i litteraturen. DiGiovanni och kollegor fann att individer som presenterade framfot- eller mittfotpatologi hade signifikant mindre passiv fotledsdorsiflexion än friska individer.1 Armstrong och kollegor, bland andra författare, rekommenderade förlängning av akillessenen för att minska framfotstrycket hos patienter med diabetes med risk för framfoten ulceration.8 På samma sätt rapporterade Sgarlato och kollegor lindring av kalv- och fotvärk, keratom och hallux valgus-smärta efter förlängning av Achilles sena.9

Equinus har tidigare varit klassificeras på flera sätt, inklusive via etiologi, spets av equinus, spastiska och icke-spastiska former. Enklare klassificeringar har fokuserat på osseous kontra mjukvävnadsorsaker till ledrestriktion.10 Mjukvävnads equinus inkluderar isolerad gastrocnemius equinus och gastrocnemius soleus (gastroc-soleus) equinus. Var och en av dessa sorter kan vara antingen spastisk eller icke-spastisk. Forskare har länge erkänt att spastisk equinus har ett samband med tåvandring, vilket leder till utvecklingen av akillessenan som förlängs som en av de äldsta registrerade ortopediska procedurerna. 1, 2, 4, 5, 11

För närvarande är vanligast rapporterad form av fotledsbegränsning är gastroc-soleus equinus, vilket härrör från en förkortad sammanfogad sena i gastrocnemius och soleus eftersom de bildar Achilles-senan. Osseösa former av equinus kan bero på tibiotalar exostos eller talar halsexostos, syndesmotisk dysfunktion, pseudoequinus eller någon kombination av ovanstående.11

Erkännande av de biomekaniska kompensationer som förekommer med Equinus

triceps surae består av gastrocnemius- och soleus-musklerna i den ytliga delen av den bakre kalven. Musklerna kombineras för att bilda Achilles senan med slutlig införing i calcaneus. Plantaris är den tredje muskeln i det ytliga facket och har olika infogningar. Gastrocnemius och plantaris är tre-lediga muskler när de korsar knäleden, fotleden och subtalära lederna. Sålen är en tvåledsmuskulatur som endast passerar fotled och subtalära leder. Tibialnerven innerverar triceps surae som helhet.1-3,11

När det gäller brist på ankel dorsiflexion under gångens svängningsfas kan man kompensera för detta genom en steggång för att möjliggöra adekvat tå markfrigång som kliniker kan se hos patienter med fotfall. Stansfaskompensation kan förekomma i flera former. Forskare har beskrivit själva gångens fas för att inkludera tre faser av framdrivning. 12 Den första fasen, hälvipparen, börjar med hälen. Fotledet är något plantarflexerat då belastning och retardation uppstår.I den andra fasen, vristvippan, svänger nedre extremiteten över den belastade foten och fotleden börjar dorsiflex, vilket möjliggör framåt svängningsrörelse. Den andra fasen kräver den största mängden vristdorsiflexion strax före hällyft när knäet är helt utsträckt. Den tredje fasen, metatarsal rocker, börjar när hälen lyfter av den viktbärande ytan och fotleden förblir dorsiflexerad genom mitten tills lemmen svänger över metatarsophalangeal lederna som förberedelse för tå av.

Begränsning av fotledsdorsiflexion, speciellt i fotledsvipppartiet i hållningsfas, kommer att orsaka bakre förskjutning av kroppens tyngdpunkt och därigenom begränsa framåt svängrörelse. Detta tvingar nedre extremiteten att kompensera för att justera tyngdpunkten. Utan någon form av kompensation kommer en förkortad steglängd att resultera på grund av otillräckligt rörelseomfång för normal gång.11,12 I enkla termer, om det finns en begränsning av rörelse vid fotleden, måste rörelsen ske vid angränsande leder antingen proximalt eller distalt mot fotleden.

Proximal kompensation genom ökat rörelseomfång vid knä eller höft sker för att föra tyngdpunkten framåt för att underlätta svängningsrörelse över den planterade foten. Genu recurvatum från hyperextension i knäet och ländryggen med flexion i höft och knä underlättar vardera denna framåtförskjutning av kroppens tyngdpunkt.4,11 Medan dessa kompenserande mekanismer återställer svängrörelsen över den begränsade fotleden, kan de resultera i patologiska processer proximalt. Forskare har tidigare korrelerat både knädysfunktion och kronisk ryggsmärta med begränsningen av fotledsdorsiflexion.7,12,13

Distal kompensation förändrar fotens mekanik för att få foten till en mer funktionell position med respekt för benet. Metatarsalgia, förhårdnader i framfoten, sår i framfoten och många andra patologiska processer i framfoten är kännetecknet för otillräcklig kompensation för equinus. Forskare har visat att distal kompensation i sagittalplattan inträffar genom dorsiflexion vid naviculocuneiform-leden, vilket leder till midfoot hypermobilitet, fjäderligamentdämpning och pes planus.2,3,12 När midfotkompensationen blir svårare, bortförande av framfoten och dorsiflexion av metatarsocuboid leder kan leda till ytterligare instabilitet i mitten av foten och leda till artrit i mitten av foten.2,12 Den allvarligaste formen av denna progressiva mittfotkollaps förekommer vid Charcot neuroartropati, vilket resulterar i vippbottendeformitet, delvis beroende på ankel equinus hos patienten med diabetes.

Distal kompensation vid tarsometatarsalfogen kan bidra till hallux valgus genom hypermobilitet i första strålen. Forskning har visat att ökad spänning i Achilles senan stör den stabiliserande effekten av peroneus longus på första strålen, vilket ytterligare ökar de deformerande krafterna till förmån för metatarsus primus varus och hallux valgus.3

Utan kompensation genom distal leddorsiflexion, kan foten kompensera genom tidig hälhöjning eller ”studsande gång.” Den mest extrema formen av detta gångmönster förekommer vid idiopatisk tåvandring, vilket resulterar i tidig och långvarig belastning av mellanfotshuvuden, vilket bidrar till framfotpatologi och metatarsalgi.2,4 Dessutom kan främre fackmuskler rekryteras för att övervinna de täta bakre musklerna , som bidrar till skenben eller deformation av hammertoe genom extensorsubstitution.2,12

Key Insights On Evaluating Equinus

Mätning av fotleds rörelseomfång sker med olika instrument, inklusive goniometrar, dynamometrar Det finns dock inkonsekvens och brist på standardisering i litteraturen när det gäller noggranna mätningar, liksom tvivelaktiga inter-rater och intra-rater tillförlitlighet för dessa mätningar.4,6,14,15 Specialiserade enheter för mätningen av ankel dorsiflexion har nyligen uppstått. Även om de visar god validitet och tillförlitlighet, kan dessa enheter vara kostnadsförbjudna och beroende på tillgänglighet.14,16

Den mest beskrivna metoden för fotledsdorsiflexionsmätning är med Silfverskiöld-testet, som mäter vinkeln mellan fotens laterala aspekt i förhållande till lateral aspekt av benet.11,17 När det gäller mätningar av goniometer har du en arm längs fibulans långa axel med gångjärnet bara distalt mot lateral malleolus och den andra armen längs hälens laterala aspekt.7 Håll i subtalar led i neutral eller lätt supination för att låsa distala kompenserande mekanismer, och maximalt dorsiflexa fotleden. Det är viktigt att mäta hälens laterala aspekt och inte framfoten eftersom pronation och mittfot kollapsar kan ge felaktiga mätningar.18 Upprepa detta test med patientens knä utsträckt och böjt.Detta hjälper till att differentiera gastrocnemius och gastroc-soleus equinus eftersom gastrocnemius korsar både fotled och knäleder medan soleus bara korsar fotleden.7 Om dorsiflexionsbegränsning är närvarande med både knäförlängt och böjt, måste man då utesluta osseous equinus med användning av röntgenbilder. Osseous equinus kan också presentera ett ”svårt stopp” vid dorsiflexion i slutområdet.

På grund av Silfverskiöld-testets tvivelaktiga tillförlitlighet har författare beskrivit flera andra tester, inklusive benägna, liggande, viktbärande och icke-viktbärande mättekniker.14,15,20

Det viktbärande lungtestet har visat god intra- och inter-rater-tillförlitlighet för både erfarenhet och oerfarna raters.19-21 Patienter utför detta test inför en vägg med foten spetsig rakt framåt och knäet böjer sig framåt tills det kommer i kontakt med väggen, samtidigt som hälen bibehålls på marken. Patienten glider fotleden som mäts bort från väggen tills hälen inte längre kan förbli i kontakt med marken. Man kan ta mätning av antingen avståndet mellan väggen och den längsta tån genom lutningsmätningsmätning på tibia, eller med goniometermätning mellan fibula och den viktbärande ytan. Det rapporterade normala avståndet mellan väggen och lo ngest tån är 9-10 cm, men detta varierar beroende på patientens höjd och längden på underbenet. Forskare har dock rapporterat god korrelation mellan vinkelmetoder och avståndsmätningsmetoder i viktbärande lungtest oavsett dessa variabler.20

Vad du borde veta om att hantera Equinus

Mycket har skrivits på behandling för de olika formerna av equinus. Målet med all terapi är att återfå adekvat fotledsrörelse samtidigt som kompenserande mekanismer minimeras. Konservativ behandling för mjukvävnads equinus har form av gångträning för förkortad steglängd, stretching, gjutning, sjukgymnastik, hällyft och botulinumtoxin (Botox, Allergan) injektion.4,22

Läkare har gjort botulinumtoxininjektioner i samband med seriell gjutning.22,23 Botulinuminjektion har emellertid varit kontroversiell på grund av potentiella biverkningar och tvivelaktiga effektivitet vid hantering av fotledskontrakt i långvarig uppföljning. Engström och kollegor rapporterade nyligen ingen skillnad mellan barn i åldrarna 5 till 15 år som behandlades med seriegjutning med eller utan botulinumtoxin.23 De drog slutsatsen att botulinumtoxininjektion inte förändrar resultatet av behandlingen och därför bör man inte använda det rutinmässigt.

En nyligen publicerad publikation dokumenterade framgångsrik icke-invasiv isolerad gjutning för behandling i en idiopatisk tåvandrare.24 Medan denna studie var begränsad till en fallstudie på en 18 månader gammal, skedde en rad rörelsesförbättringar för 12 månaders uppföljning, vilket tyder på att isolerad seriegjutning verkligen är ett livskraftigt behandlingsalternativ för barn. På samma sätt rapporterade Fox och kollegor förbättring av gång och funktion hos 66 procent av barn i åldern 2 till 14 år som hade isolerad gjutning för behandling av idiopatisk tåvandring.25 Detta tyder på att seriegjutning kan vara fördelaktigt åtminstone fram till tonåren.

Sträckövningar är grundpelaren i konservativ behandling av equinus och det är vanligt för läkare att ordinera sträckningsregimer för den initiala hanteringen av olika fot- och fotledssjukdomar. Yoon och Park beskrev korrelationen mellan överpronation, equinus och kronisk ryggsmärta. De fann att övningar i vadmuskelförlängningar tre gånger per vecka förutom att förbättra fotledens rörelseomfång också förbättrade kronisk ryggsmärta och ländryggsflexibilitet.13

Kirurgisk korrigering för equinus måste fokusera på den underliggande etiologin. I osseous equinus kräver detta upplösning av osseous impingement genom exostektomi eller ledartroplastik. I fall där osseous impingement är den antagna källan till equinus, är det viktigt att inse att mjukvävnadsanpassning kan ha inträffat, vilket resulterar i en samtidig mjukvävnads equinus. Vid tidpunkten för tibiotalar exostektomi är det värt att utvärdera förekomsten av mjukvävnadskontrakturer och släppa dem efter behov.

Flera författare har beskrivit olika kirurgiska ingrepp för mjukvävnadskontrakturer, inklusive neurektomi, gastrocnemiusfrisättning på proximala eller distala nivåer, framkallning av akillessenen och förlängning av akillessenen .8,9,11,26-35 En fördjupad granskning av dessa tekniker ligger utanför denna artikel. Klinisk undersökning är avgörande för preoperativ planering och procedurval för att behandla en viss equinus-kontraktur på lämpligt sätt.

Trots sina potentiella brister har Silfverskiöld-testet värde i att skilja gastrocnemius equinus från gastroc-soleus equinus, som sedan kan styra procedurval.I detta avseende har Baumann-proceduren värde som ett stegvis kirurgiskt tillvägagångssätt för equinusfrisättning.32 Detta förfarande är en intramuskulär förlängning av gastrocnemius och soleus vid deras aponeuroser. Kirurgen kommer initialt att incitera gastrocnemius aponeurosis. Om det finns en ofullständig frisättning kan man också incise soleus aponeurosis för att uppnå maximal förlängning.

Sammanfattningsvis

Ankel equinus kan ha skadliga effekter på gång och leda till flera patologier. De flesta patienter och till och med vissa läkare kan betrakta equinus som bara en ”sekundär upptäckt” när det i själva verket kan vara den underliggande etiologin i många situationer. skador.

Dr. Clifford är forskningsdirektör vid Franciscan Foot and Ankle Institute i Federal Way, Wash. Han är ansluten till Franciscan Orthopedic Associates i Federal Way, Wash. och Franciscan Foot and Ankle Associates i Burien, Wash. Han är associerad vid American College of Foot and Ankle Surgeons.

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

3. Johnson CH, Christensen JC. Biomekanik från första stråldelen V: Effekten av equinusdeformitet. En tredimensionell kinematisk studie på en kadaver modell J Foot Ankle Surg. 2005; 44 (2): 114-20.

5. Root ML, Orien WP, Weed J H. Klinisk biomekanik. Vol II: Normal och onormal funktion av foten, Clinical Biomechanics Corp, Los Angeles, 1977.

7. Wren TA, Do KP, Kay RM. Gastrocnemius och soleus längder i cerebral pares equinus gång – skillnader mellan barn med och utan statisk kontraktur och effekterna av gastrocnemius recession. J Biomech. 2004; 37 (9): 1321-7.

8. Armstrong DG, Stacpoole-Shea S, Nguyen H, et al. Förlängning av akillessenen hos diabetespatienter som har hög risk för sår i foten. J Bone Joint Surg Am. 1999; 81 (4): 535-8.

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

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

13. Yoon KS, Park SD. Effekterna av fotledsmobilisering och aktiv sträckning på skillnaden i viktbärande fördelning, ryggsmärta och flexibilitet hos personer med uttalad fot. J Övningsrehabilitering. 2013; 9 (2): 292-7.

14. Gatt A, Chockalingam N. Giltighet och tillförlitlighet hos en ny ankel dorsiflexion mätanordning. Prosthet Orthot Int. 2013; 37 (4): 289-97.

17. Silfverskiöld N. Reduktion av de okorsade tvåledsmusklerna i benet till enledsmuskler vid spastiska förhållanden. Acta Chir Scand. 1924; 56: 315-30.

18. Johanson MA, Dearment A, Hines K, et al. Effekten av subtalär ledposition på dorsiflexion av fotleden / bakfoten kontra mittfoten / framfoten under gastrocnemiussträckning. Fot Fotled Int. 2014; 35 (1): 63-70.

21. Munteanu SE, Strawhorn AB, Landorf KB, et al. En viktbärande teknik för mätning av fotledsdorsiflexion med knäet utsträckt är tillförlitligt. J Sci Med Sport. 2009; 12 (1): 54-9.

22. Kaishou XU, Tiebin Y, Jianning M. En randomiserad kontrollerad studie för att jämföra två botulinumtoxininjektionstekniker på den funktionella förbättringen av benet hos barn med cerebral pares. Clin Rehabil. 2009; 23 (9): 800-11.

23. Engström P, Bartonek Å, Tedroff K, et al. Botulinumtoxin A förbättrar inte resultaten av gjutbehandling vid idiopatisk tåvandring: en randomiserad kontrollerad studie. J Bone Joint Surg Am. 2013; 95 (5): 400-7.

28. Baker LD. Triceps surae syndrom i cerebral pares: En operation för att hjälpa till med dess lättnad. Arch Surg. 1954; 68: 216-221.

29. Silver CM, Simon SD. Gastrocnemius-muskelnedgångar (Silfverskiöld-operation) för spastisk equinusdeformitet vid cerebral pares. J Bone Joint Surg Am. 1959; 41-A: 1021-1028.

30. Strayer LM Jr. Gastrocnemius lågkonjunktur: En operation för att lindra spastisk sammandragning av vadmusklerna. 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 pares genom Murphy-proceduren för tendo calcaneus avancement: en preliminär kommunikation. Dev Med Child Neurol. 1975; 17 (2): 182-5.