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Method Article
La stabilità funzionale del piede contribuisce alla postura statica umana e alle attività dinamiche. Questo articolo propone una valutazione completa per la funzione del sistema del nucleo del piede, che combina tre sottosistemi. Può fornire una maggiore consapevolezza e un protocollo sfaccettato per esplorare la funzione del piede tra diverse popolazioni.
Essendo una struttura complessa per collegare il corpo e il suolo, il piede contribuisce al controllo posturale nelle attività statiche e dinamiche umane. Il nucleo del piede è radicato nell'interdipendenza funzionale dei sottosistemi passivo, attivo e neurale, che si combinano nel sistema del nucleo del piede che controlla il movimento e la stabilità del piede. L'arco plantare (sottosistema passivo), responsabile del carico, è considerato il nucleo funzionale del piede e la sua stabilità è necessaria per le normali funzioni del piede. Le anomalie funzionali del piede sono state ampiamente segnalate negli anziani, come la debolezza dei muscoli flessori delle dita dei piedi, posture anormali del piede e diminuzione della sensibilità sensoriale plantare. In questo documento, viene introdotto un approccio completo per la valutazione della funzione del piede basato sui sottosistemi del nucleo del piede. La forza e la morfologia dei muscoli intrinseci ed estrinseci del piede sono stati utilizzati per valutare la funzione del muscolo del piede (sottosistema attivo). Il test di forza doming è stato applicato per determinare la funzione dei muscoli intrinseci del piede, mentre il test di forza di flessione delle dita dei piedi si è concentrato maggiormente sulla funzione dei muscoli estrinseci. Il test di caduta navicolare e l'indice di postura del piede sono stati applicati per valutare la funzione dell'arco plantare (sottosistema passivo). Per il sottosistema neurale, sono stati utilizzati il test della soglia di tocco della luce plantare e il test di discriminazione a due punti per valutare la sensibilità tattile plantare in nove regioni del piede. Questo studio fornisce nuove informazioni sulla funzione del core del piede negli anziani e in altre popolazioni.
Il piede umano è una struttura altamente complessa, costituita da ossa, muscoli e tendini che si attaccano al piede. Come segmento dell'arto inferiore, il piede fornisce costantemente un contatto diretto della fonte con la superficie di appoggio e quindi contribuisce ai compiti di carico1. Sulla base della complessa interazione biomeccanica tra muscoli e strutture passive, il piede contribuisce all'assorbimento degli urti, si adatta alle superfici irregolari e genera slancio. L'evidenza mostra che il piede contribuisce in modo significativo alla stabilità posturale, alla camminata e alla corsa 2,3,4.
Secondo un nuovo paradigma proposto da McKeon5 nel 2015, il nucleo del piede è radicato nell'interdipendenza funzionale dei sottosistemi passivo, attivo e neurale, che si combinano nel sistema del nucleo del piede controllando il movimento e la stabilità del piede. In questo paradigma, l'anatomia ossea del piede forma la semicupola funzionale, che comprende gli archi longitudinali e gli archi metatarsali trasversali e si adatta in modo flessibile alle variazioni di carico6. Questa mezza cupola e le strutture passive, compresi i legamenti e le capsule articolari, costituiscono il sottosistema passivo. Inoltre, il sottosistema attivo è costituito da muscoli intrinseci del piede, muscoli estrinseci e tendini. I muscoli intrinseci agiscono come stabilizzatori locali responsabili del supporto degli archi plantari, della dipendenza dal carico e della modulazione 7,8, mentre i muscoli estrinseci generano il movimento del piede come motori globali. Per il sottosistema neurale, diversi tipi di recettori sensoriali (ad esempio, recettori capsuloligamentosi e cutanei) nella fascia plantare, nei legamenti, nelle capsule articolari, nei muscoli e nei tendini contribuiscono alla deformazione della cupola del piede, all'andatura e all'equilibrio 9,10.
Diversi ricercatori hanno ipotizzato che il piede contribuisca alle attività quotidiane in due modi principali. Uno è il supporto meccanico attraverso l'arco funzionale e la modulazione tra i muscoli degli arti inferiori. L'altro è l'input di informazioni sensoriali plantari sulla posizione11. Sulla base del sistema del core del piede, i deficit in questo sistema, tra cui la postura del piede, la forza dei muscoli intrinseci ed estrinseci del piede e la sensibilità alle sensazioni, possono predisporre alla debolezza della mobilità e dell'equilibrio 9,11,12,13.
Tuttavia, con l'avanzare dell'età, si verificano comunemente alterazioni dell'aspetto, della biomeccanica, della struttura e della funzione del piede, tra cui deformità del piede o delle dita, debolezza della forza del piede o delle dita, distribuzione della pressione plantare e ridotta sensibilità tattile plantare 14,15,16,17. La presenza di deformità delle dita dei piedi e la gravità dell'alluce valgo sono associate alla mobilità e al rischio di caduta negli anziani11,18. Inoltre, la forza dei muscoli flessori delle dita dei piedi, che prima veniva trascurata, contribuisce all'equilibrio nelle persone anziane19. Nel frattempo, gli anziani sono anche a maggior rischio di avere condizioni del piede associate a patologie come diabete, arteriopatia periferica, neuropatia e artrosi20,21.
La valutazione, l'esame e l'assistenza sanitaria del piede, soprattutto negli anziani, hanno attirato un'attenzione crescente14,21. Tuttavia, c'è uno studio limitato per esplorare la valutazione completa della funzione del sistema del core del piede. Numerosi studi miravano a esplorare i problemi patologici del piede negli anziani, come dolore e disturbi delle unghie, della pelle, delle ossa/articolazioni e neurovascolari 21,22,23. Il ruolo del piede nel supporto meccanico e nell'input sensoriale durante le attività quotidiane e come sistema funzionale del core deve essere riconosciuto e valutato, cosa che è stata ignorata negli studi precedenti. In particolare, i componenti attivi del piede, compresi i muscoli intrinseci ed estrinseci, funzionano come stabilizzatori locali e motori globali e contribuiscono alla stabilità e al comportamento del piede nella postura statica e nel movimento dinamico5.
La forza di flessione delle dita dei piedi è singolarmente segnalata per rappresentare la forza muscolare del piede ed è anche utilizzata per esplorare la relazione tra la funzione del piede e altre situazioni di salute, come l'equilibrio e la mobilità 24,25,26. Intrinsecamente, la forza muscolare del piede si limita a distinguere l'azione dei muscoli intrinseci ed estrinseci. Inoltre, diversi test, tra cui il test di presa della carta e un test di positività intrinseca, sono stati criticati come test non quantitativi che hanno scarsa affidabilità e validità 7,27. Recentemente, è stata riportata una nuova valutazione della forza del doming del piede per quantificare la forza muscolare intrinseca del piede ed è stato dimostrato che ha una buona validità28. Misurando la forza del doming (movimento del piede corto), contribuisce a quantificare direttamente la funzione del muscolo intrinseco.
Pertanto, viene qui proposto un protocollo che mira ad esplorare le caratteristiche del piede negli anziani in base al sistema del core del piede, in particolare la funzione del sottosistema attivo. Questo protocollo fornisce una valutazione completa per studiare la stabilità del core del piede, compreso il sottosistema passivo, attivo e neurale, negli anziani. Inoltre, alterazioni della funzione del core del piede sono state segnalate in diverse situazioni di salute, come la fascite plantare, il piede piatto e il diabete 24,29,30. Negli studi futuri, potrebbe aiutare a valutare la funzione del piede tra diverse popolazioni in una misurazione multidimensionale.
Questo studio è stato condotto presso il Centro di Medicina e Riabilitazione dello Sport dell'Università dello Sport di Shanghai ed è stato approvato dal comitato etico dell'Università dello Sport di Shanghai (n. 102772020RT001). Prima del test, ai partecipanti sono stati forniti dettagli sullo scopo e sulle procedure sperimentali; Tutti i partecipanti hanno firmato il consenso informato.
1. Selezione dei partecipanti
2. Sottosistema attivo
NOTA: I test di morfologia e forza dei muscoli intrinseci ed estrinseci del piede sono utilizzati per valutare il sottosistema attivo.
Figura 1: Immagini ecografiche rappresentative di tre muscoli intrinseci. (A) Immagine di spessore dell'allucide abduttore; (B) area della sezione trasversale dell'allucide abduttore; (C) immagine dello spessore del flessore breve delle dita; (D) area della sezione trasversale del flessore breve delle dita; (E) immagine dello spessore del quadrato plantare; e (F) area della sezione trasversale del quadrato plantare. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 2: Immagini ecografiche rappresentative di tre muscoli estrinseci. (A) Immagine dello spessore del flessore breve dell'alluce; (B) area della sezione trasversale del flessore breve dell'alluce; (C) immagine dello spessore dei muscoli peroneo lungo e breve; (D) area della sezione trasversale dei muscoli peroneo lungo e breve; e (E) immagine dello spessore del tibiale anteriore. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 3: Test di forza muscolare del piede. (A) Test di Doming; (B) prova di resistenza alla flessione della punta (FT1); (C) prova di resistenza alla flessione della punta (FT2-3); (D) prova di resistenza alla flessione della punta (FT2-5). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 4: Grafico rappresentativo della forza di flessione della punta. La forza di picco della flessione della punta viene calcolata come il valore medio di sei punti dati attorno al punto di picco selezionato. Nel software personalizzato, è programmato che 10 punti, inclusa la forza di picco, rimangano relativamente stabili per evitare falsi picchi, il che significa che i restanti nove punti non superano ±0,5 del valore di picco. Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
Figura 5: Grafico rappresentativo della forza di doming. La forza di massima contrazione volontaria viene calcolata per la forza di cuping. È presente una finestra mobile di 0,5 s per determinare dove si trova la curva di forza a forma di plateau, che può essere trascinata manualmente. L'intensità del doming è programmata per calcolare il valore medio della finestra di selezione (0,5 ms). Fare clic qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.
3. Sottosistema passivo
NOTA: I test ND e foot posture index-6 (FPI-6) sono stati applicati per valutare la struttura del piede (sottosistema passivo).
4. Sottosistema neurale
NOTA: Nella valutazione del sottosistema neurale, sono stati applicati la soglia di tocco della luce plantare e un discriminatore a due punti (TPD) per valutare la sensibilità plantare.
In questo studio, 84 partecipanti sono stati inclusi per la misurazione. Il gruppo dei giovani comprendeva 42 studenti universitari con un'età media di 22,4 ± 2,9 anni e un'altezza compresa tra 1,60 ± 0,05 m. Il gruppo di anziani comprendeva 42 anziani residenti in comunità con un'età media di 68,9 ± 3,3 anni e un'altezza compresa tra 1,59 ± 0,05 m.
Risultati rappresentativi del sottosistema attivo
La morfologia e la forza dei muscoli del piede vengono utilizzate per...
Il protocollo presentato viene utilizzato per misurare le caratteristiche del piede negli anziani, che fornisce una valutazione completa per studiare la stabilità del core del piede, compresi i sottosistemi passivo, attivo e neurale. Questo nuovo paradigma illumina la funzione del piede che interagisce per stabilizzare il piede e sostenere la funzione sensomotoria nelle attività quotidiane33. In studi precedenti, i ricercatori hanno prestato maggiore attenzione all'esplorazione della deformità ...
Gli autori non hanno conflitti di interesse.
Gli autori riconoscono il finanziamento del Programma di Allevamento del Decimo Ospedale del Popolo di Shanghai (YNCR2C022).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Diagnostic Ultrasound System | Mindray | It is used in clinical ultrasonic diagnostic examination. | |
ergoFet dynamometer | ergoFet | It is an accurate, portable, push/pull force gauge, which is designed to be a stand-alone gauge for capturing individual force measurements under any job condition. | |
Height vernier caliper | It is an accurate measure tool for height. | ||
LabVIEW | It is a customed program software for strength analysis. | ||
Semmes-Weinstein monofilaments | Baseline | It consists of 20 pieces, and each SWM haves an index number ranging from 1.65 to 6.65, that is related with a calibrated breaking force. | |
Two-Point Discriminator | Touch Test | It is a set of two aluminum discs, each containing a series of prongs spaced between 1 to 15 mm apart. |
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