Summary
La estabilidad funcional del núcleo del pie contribuye a la postura estática humana y a las actividades dinámicas. En este trabajo se propone una evaluación exhaustiva de la función del sistema del núcleo del pie, que combina tres subsistemas. Puede proporcionar una mayor conciencia y un protocolo multifacético para explorar la función del pie entre diferentes poblaciones.
Abstract
Como estructura compleja para unir el cuerpo y el suelo, el pie contribuye al control postural en las actividades estáticas y dinámicas humanas. El núcleo del pie tiene sus raíces en la interdependencia funcional de los subsistemas pasivo, activo y neural, que se combinan en el sistema del núcleo del pie que controla el movimiento y la estabilidad del pie. El arco del pie (subsistema pasivo), responsable de la carga, se considera el núcleo funcional del pie, y su estabilidad es necesaria para las funciones normales del pie. Las anomalías funcionales del pie se han descrito ampliamente en los ancianos, como debilidad de los músculos flexores de los dedos de los pies, posturas anormales del pie y disminución de la sensibilidad sensorial plantar. En este artículo, se presenta un enfoque integral para evaluar la función del pie basado en los subsistemas del núcleo del pie. La fuerza y la morfología de los músculos intrínsecos y extrínsecos del pie se utilizaron para evaluar la función del músculo del pie (subsistema activo). La prueba de fuerza de doming se aplicó para determinar la función de los músculos intrínsecos del pie, mientras que la prueba de fuerza de flexión de los dedos del pie se centró más en la función de los músculos extrínsecos. Se aplicó la prueba de caída navicular y el índice de postura del pie para evaluar la función del arco del pie (subsistema pasivo). Para el subsistema neural, se utilizó la prueba de umbral de tacto ligero plantar y la prueba de discriminación de dos puntos para evaluar la sensibilidad táctil plantar en nueve regiones del pie. Este estudio proporciona nuevos conocimientos sobre la función central del pie en los ancianos y otras poblaciones.
Introduction
El pie humano es una estructura muy compleja, formada por huesos, músculos y tendones que se unen al pie. Como segmento de la extremidad inferior, el pie proporciona constantemente contacto directo con la superficie de apoyo y, por lo tanto, contribuye a las tareas de soporte de peso1. Basado en la compleja interacción biomecánica entre los músculos y las estructuras pasivas, el pie contribuye a la absorción de impactos, se ajusta a superficies irregulares y genera impulso. La evidencia muestra que el pie contribuye significativamente a la estabilidad postural, al caminar y al correr 2,3,4.
De acuerdo con un nuevo paradigma propuesto por McKeon5 en 2015, el núcleo del pie tiene sus raíces en la interdependencia funcional de los subsistemas pasivo, activo y neuronal, que se combinan en el sistema del núcleo del pie que controla el movimiento y la estabilidad del pie. En este paradigma, la anatomía ósea del pie forma la media cúpula funcional, que incluye los arcos longitudinales y los arcos metatarsianos transversales y se adapta de manera flexible a los cambios de carga6. Esta media cúpula y las estructuras pasivas, incluidos los ligamentos y las cápsulas articulares, constituyen el subsistema pasivo. Además, el subsistema activo está formado por los músculos intrínsecos del pie, los músculos extrínsecos y los tendones. Los músculos intrínsecos actúan como estabilizadores locales responsables de sostener los arcos del pie, la dependencia de la carga y la modulación 7,8, mientras que los músculos extrínsecos generan el movimiento del pie como motores globales. Para el subsistema neural, varios tipos de receptores sensoriales (p. ej., receptores capsuloligamentosos y cutáneos) en la fascia plantar, los ligamentos, las cápsulas articulares, los músculos y los tendones contribuyen a la deformación de la cúpula del pie, la marcha y el equilibrio 9,10.
Varios investigadores han especulado que el pie contribuye a las actividades diarias de dos maneras principales. Una de ellas es mediante el apoyo mecánico a través del arco funcional y la modulación entre los músculos de las extremidades inferiores. La otra es la entrada de información sensorial plantar sobre la posición11. Con base en el sistema central del pie, los déficits en este sistema, incluida la postura del pie, la fuerza de los músculos intrínsecos y extrínsecos del pie y la sensibilidad a la sensibilidad, pueden predisponer a la debilidad de la movilidad y el equilibrio 9,11,12,13.
Sin embargo, con el avance de la edad, es común que se produzcan alteraciones en el aspecto, la biomecánica, la estructura y la función del pie, incluyendo deformidades del pie o del dedo, debilidad de la fuerza del pie o del dedo, distribución de la presión plantar y reducción de la sensibilidad táctil plantar 14,15,16,17. La presencia de deformidad del dedo del pie y la severidad del hallux valgus se asocian con la movilidad y el riesgo de caídas en el anciano11,18. Además, la fuerza de los músculos flexores de los dedos de los pies, que antes se pasaba por alto, contribuye al equilibrio en las personas mayores19. Mientras tanto, los ancianos también tienen un mayor riesgo de tener afecciones en los pies asociadas a patologías como diabetes, enfermedad arterial periférica, neuropatía y artrosis20,21.
La evaluación, el examen y el cuidado de la salud del pie, especialmente en los ancianos, han atraído una atención creciente14,21. Sin embargo, hay un estudio limitado para explorar la evaluación integral de la función del sistema central del pie. Numerosos estudios tuvieron como objetivo explorar los problemas patológicos de los pies en los ancianos, como el dolor y los trastornos de las uñas, la piel, los huesos y las articulaciones y los trastornos neurovasculares 21,22,23. Es necesario reconocer y evaluar el papel del pie en el soporte mecánico y la entrada sensorial durante las actividades diarias y como sistema central funcional, lo que se ignoró en estudios anteriores. Especialmente, los componentes activos del pie, incluidos los músculos intrínsecos y extrínsecos, funcionan como estabilizadores locales y motores globales y contribuyen a la estabilidad y el comportamiento del pie en la postura estática y el movimiento dinámico5.
Se ha informado que la fuerza de flexión de los dedos del pie representa la fuerza muscular del pie, y también se utiliza para explorar la relación entre la función del pie y otras situaciones de salud, como el equilibrio y la movilidad 24,25,26. Inherentemente, la fuerza muscular del pie se limita a distinguir la acción de los músculos intrínsecos y extrínsecos. Además, varias pruebas, incluyendo la prueba de agarre en papel y una prueba positiva intrínseca, fueron criticadas como pruebas no cuantitativas que tienen poca confiabilidad y validez 7,27. Recientemente, se reportó una nueva evaluación de la fuerza de la cúpula del pie para cuantificar la fuerza muscular intrínseca del pie y se ha demostrado que tiene una buena validez28. Al medir la fuerza de la cúpula (movimiento de pie corto), contribuye a cuantificar directamente la función del músculo intrínseco.
Por lo tanto, se propone un protocolo con el objetivo de explorar las características del pie en los ancianos a partir del sistema del núcleo del pie, especialmente la función del subsistema activo. Este protocolo proporciona una evaluación integral para investigar la estabilidad del núcleo del pie, incluido el subsistema pasivo, activo y neural, en las personas mayores. Además, se han descrito alteraciones en la función del tronco del pie en diversas situaciones de salud, como fascitis plantar, pie plano y diabetes 24,29,30. En estudios futuros, podría ayudar a evaluar la función del pie entre diferentes poblaciones en una medición multidimensional.
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Protocol
Este estudio se llevó a cabo en el Centro de Medicina y Rehabilitación Deportiva de la Universidad del Deporte de Shanghái y ha sido aprobado por el comité de ética de la Universidad del Deporte de Shanghái (n.º 102772020RT001). Antes de la prueba, los participantes recibieron detalles sobre el propósito y los procedimientos experimentales; Todos los participantes firmaron el consentimiento informado.
1. Selección de participantes
- Incluya participantes que (1) tengan más de 60 años; (2) puede mantener la posición de pie solo; (3) puede caminar de forma independiente, sin ayuda de otros, prótesis o ayudas para la movilidad; (4) Puede mostrar una función cognitiva normal y puede comprender los procedimientos e instrucciones de la prueba. Excluir a los participantes que (1) fueron diagnosticados con enfermedad cardiopulmonar grave; (2) diagnosticado con trastornos de la neurona motora, como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson; y (3) tenían antecedentes de traumatismo en miembros inferiores en el último año.
NOTA: Para evaluar la función del sistema central del pie, se reclutaron para este estudio 42 participantes ancianos y 42 participantes jóvenes cuyos datos demográficos coincidían con los del grupo de ancianos (grupo de control). El tamaño de la muestra se calculó para la prueba t con un ajuste de α = 0,05, potencia (1 − β) = 0,95 y tamaño del efecto = 0,8. El resultado muestra que 42 participantes de cada grupo deben ser incluidos en este estudio.
2. Subsistema activo
NOTA: Las pruebas de morfología y fuerza de los músculos intrínsecos y extrínsecos del pie se utilizan para evaluar el subsistema activo.
- Morfología muscular
- Encienda el sistema de ultrasonido musculoesquelético y luego haga clic en el botón Congelar . Enchufe el conector de la sonda en el puerto de conexión en la parte posterior del host y bloquee el botón de bloqueo de la sonda . Haga clic en el botón iStation y luego haga clic en Nuevo paciente. Ingrese la identificación, el nombre, el sexo y la fecha de nacimiento de cada participante.
NOTA: El cable de la sonda debe colocarse correctamente y colocarse en un lugar donde no sea fácilmente pisoteado para garantizar que el cable no se enrede con los otros objetos. Coloque la sonda en un lugar seguro para evitar colisiones y daños. - Abductor del dedo gordo (AbH): Aplicar el gel de acoplamiento ultrasónico en el centro de la línea de exploración de la tuberosidad y la tuberosidad navicular. Coloque la sonda en la tuberosidad calcánea medial hacia la tuberosidad navicular. Mueva la sonda a la vista para capturar la parte más gruesa de la AbH y luego haga clic en el botón Guardar para guardar la imagen fija.
- A continuación, gire la sonda 90° para obtener la imagen de la sección transversal de la AbH y guarde la imagen.
NOTA: Mantener un buen contacto entre la sonda y la piel sin aplicar una presión excesiva en las mediciones de morfología muscular.
- A continuación, gire la sonda 90° para obtener la imagen de la sección transversal de la AbH y guarde la imagen.
- Flexor corto de los dedos (FDB): Alinee la sonda longitudinalmente en la línea desde el tubérculo medial del calcáneo hasta el tercer dedo del pie y escanee el músculo para medir el grosor. Gire la sonda 90° para obtener la imagen de la sección transversal.
- Cuadrado plantar (QP): Alinee la sonda longitudinalmente a lo largo de las fibras musculares en la articulación talocalcaneonavicular. Mueva la sonda a la vista para localizar la parte más gruesa de QP. Capture tres imágenes para la medición del espesor. Gire la sonda 90° para obtener imágenes transversales.
NOTA: QP se encuentra en lo profundo del FDB. - Flexor corto del dedo gordo (FHB): Marque el primer metatarsiano, aplique el gel de acoplamiento de ultrasonido y luego coloque la sonda longitudinalmente a lo largo del eje. Mueva la sonda visualmente para capturar la parte más gruesa del FHB y, a continuación, gire la sonda 90° para obtener la imagen de la sección transversal.
- Peroneus longus and brevis (PER): Instruya a los participantes para que se acuesten en posición supina. Marque la cabeza del peroné y el borde inferior del maléolo lateral, y marque el 50% de la línea que conecta los dos puntos. Aplique el gel de acoplamiento y coloque la sonda para capturar el espesor. Para obtener la imagen de la sección transversal, gire la sonda 90° en el punto donde se tomó la medición del espesor.
- Tibial anterior (AT): Aplicar el gel de acoplamiento delante de la pantorrilla sobre el 20% de la distancia entre la cabeza del peroné y el borde inferior del maléolo lateral. Coloque la sonda longitudinalmente a lo largo del TA para obtener una medida de espesor.
NOTA: Debido al rango de escaneo de la sonda, el CSA del TA no se puede capturar por completo. - Medición de la imagen: Busque las imágenes capturadas anteriormente en el lado derecho de la pantalla. Use la bola de seguimiento para mover el cursor, seleccione una imagen y haga clic en el botón Establecer . A continuación, haga clic en el botón Medir . Los elementos de medición aparecen en el lado izquierdo de la pantalla.
- Grosor: Usa la bola de seguimiento para mover el cursor, selecciona la medida de la distancia y haz clic en el botón Establecer . Marque los dos puntos de la parte más gruesa del músculo en la imagen (Figura 1 y Figura 2). Registre la distancia para el grosor.
- Área de sección transversal (CSA): Utilice el trackball para mover el cursor y trazar la periferia del músculo en la imagen. Después de trazar la sección transversal de todo el músculo, haga clic en el botón Establecer (Figura 1 y Figura 2). Registre el área para el CSA.
- Encienda el sistema de ultrasonido musculoesquelético y luego haga clic en el botón Congelar . Enchufe el conector de la sonda en el puerto de conexión en la parte posterior del host y bloquee el botón de bloqueo de la sonda . Haga clic en el botón iStation y luego haga clic en Nuevo paciente. Ingrese la identificación, el nombre, el sexo y la fecha de nacimiento de cada participante.
- Fuerza muscular
- Inserte la memoria Bluetooth del dinamómetro en la interfaz USB de la computadora. Abra el dinamómetro y el software de recopilación de datos FET y haga clic en el botón Iniciar indicador para esperar el emparejamiento automático.
- Prueba de fuerza de flexión de los dedos del pie (FT1)
- Indique al participante que se siente en una silla con una flexión de 90° de la articulación de la rodilla y el tobillo. Fije el dinamómetro a la parte delantera del marco de madera. Conecte el dedo gordo del pie al dinamómetro mediante un mosquetón (Figura 3B).
NOTA: Ajuste las barras apropiadas para evitar el dolor durante la prueba. - Intercambie los paneles detrás del pie para asegurarse de que el talón a la cabeza del primer metatarsiano esté apoyado y, al mismo tiempo, permita una flexión del dedo del pie sin problemas. Ajuste el mosquetón para que la puntera produzca una fuerza de referencia constante y luego haga clic en el botón Restablecer para poner a cero el dinamómetro.
- Haga clic en el botón Indicador de inicio en el software. Indique al participante que permanezca estable hasta que se le indique que flexione el dedo gordo del pie, tire lo más fuerte posible durante 3 segundos y luego relaje el agarre. Haga clic en el botón Medidor de parada y guarde los datos recopilados.
- Indique al participante que se siente en una silla con una flexión de 90° de la articulación de la rodilla y el tobillo. Fije el dinamómetro a la parte delantera del marco de madera. Conecte el dedo gordo del pie al dinamómetro mediante un mosquetón (Figura 3B).
- Prueba de fuerza de flexión de los dedos del pie (FT2-3 y FT2-5)
- Utilice las barras metálicas en forma de T para sujetarlas al dinamómetro. Indique al participante que flexione el 2º-3º dedo del pie o el 2º-5º dedo del pie. Realice un procedimiento de prueba similar al de la prueba FT1 (Figura 3C, D).
- Prueba de doming
- Coloque el dinamómetro contra el tubérculo escafoides. Instruya al participante para que deslice el antepié hacia el talón o eleve el arco tanto como sea posible sin levantar ni doblar los dedos de los pies, lo que resultaría en un "acortamiento" del pie y un arco longitudinal medial elevado (Figura 3A).
- Luego, pídale al participante que haga la contracción voluntaria máxima durante 3 s. Realice la recopilación de datos como las pruebas de flexión de los dedos de los pies anteriores (pasos 2.2.2 y 2.2.3).
NOTA: Registre tres ensayos exitosos para el proceso de datos y proporcione suficiente tiempo de descanso entre ensayos para evitar la fatiga.
- Abra la ventana de procesamiento del software del programa e importe los archivos CSV de los datos de resistencia originales.
- Fuerza de flexión de los dedos del pie (FT1, FT2-3, FT2-5): Haga clic en el botón Ejecutar , seleccione la opción Cálculo automático en la lista de cálculo y, a continuación, haga clic en el botón Cálculo . El software calculará activamente la fuerza máxima de la empuñadura de la puntera (Figura 4).
- Datos de fuerza de doming: Importe los datos originales en el software y haga clic en el botón Ejecutar . Seleccione la opción Cálculo manual en la lista de cálculos. A continuación, arrastre manualmente la ventana móvil de 0,5 s, donde la curva de fuerza tiene forma de meseta, y el software calculará automáticamente la fuerza media de la ventana (Figura 5).
Figura 1: Imágenes ecográficas representativas de tres músculos intrínsecos. (A) Imagen de espesor del abductor del dedo gordo; (B) área de la sección transversal del abductor del dedo gordo; (C) imagen del grosor del flexor corto de los dedos; (D) área de la sección transversal del flexor corto de los dedos; (E) imagen del espesor del cuadrado plantar; y (F) área de la sección transversal del cuadrado plantar. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 2: Imágenes ecográficas representativas de tres músculos extrínsecos. (A) Imagen de grosor del flexor corto del dedo gordo; (B) área de la sección transversal del flexor corto del dedo gordo; (C) imagen del grosor de los músculos peroneo largo y corto; (D) área de la sección transversal de los músculos peroneo largo y corto; y (E) imagen de espesor del tibial anterior. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 3: Prueba de fuerza muscular del pie. (A) Prueba de doming; (B) prueba de fuerza de flexión de los dedos del pie (FT1); (C) prueba de fuerza de flexión de los dedos del pie (FT2-3); (D) prueba de fuerza de flexión de los dedos del pie (FT2-5). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 4: Gráfico representativo de la fuerza de flexión de los dedos del pie. La fuerza máxima de flexión de la punta del pie se calcula como el valor promedio de seis puntos de datos alrededor del punto máximo seleccionado. En el software personalizado, se programa que 10 puntos, incluida la fuerza máxima, permanezcan relativamente estables para evitar picos falsos, lo que significa que los nueve puntos restantes no superan el ±0,5 del valor máximo. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 5: Gráfico representativo de la resistencia de la cúpula. La fuerza de contracción voluntaria máxima se calcula para la resistencia de la cúpula. Hay una ventana móvil de 0,5 s para determinar dónde está la curva de fuerza en forma de meseta, que podría arrastrarse manualmente. La intensidad del doming está programada para calcular el valor medio de la ventana de selección (0,5 ms). Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
3. Subsistema pasivo
NOTA: Se aplicaron las pruebas de ND e índice de postura del pie-6 (FPI-6) para evaluar la estructura del pie (subsistema pasivo).
- Prueba de caída del navicular (ND)
- Ensamble el calibre vernier de altura con la base, el bloque de fijación y la garra de trazado. Para especificar la tuberosidad navicular, extienda la garra de trazado a través de un palo. Coloque el calibrador vernier de altura en la plataforma horizontal.
NOTA: La prueba ND se realiza en la misma plataforma horizontal. - Indique a los participantes que se sienten en una silla de altura ajustable y giren hacia los lados para permitir la visualización del arco longitudinal medial. Palpar la tuberosidad navicular y marcar su localización. Indique a los participantes que se sienten en una posición en la que las articulaciones de la rodilla, la cadera y el tobillo formen un ángulo de 90°.
- Palpar los aspectos medial y lateral de la cabeza del astrágalo del participante. Supina y prona la articulación subastragalina hasta que los lados medial y lateral del astrágalo estén en la misma posición.
- Alinee la cabeza de la garra de trazado con la tuberosidad navicular marcada. Lea y registre la altura en esta posición que no soporta peso (altura 1).
- Indique a los participantes que se pongan de pie y mantengan la postura normal, bilateral y de soporte de peso. De forma coherente, registre la altura (altura 2).
- Defina el movimiento vertical de la tuberosidad navicular (es decir, altura 1-altura 2) en el plano sagital como ND.
NOTA: En el proceso de la prueba ND, los participantes deben mantenerse rectos y mirar hacia adelante.
- Ensamble el calibre vernier de altura con la base, el bloque de fijación y la garra de trazado. Para especificar la tuberosidad navicular, extienda la garra de trazado a través de un palo. Coloque el calibrador vernier de altura en la plataforma horizontal.
- Índice de postura del pie-6 (FPI-6)
- Realice la prueba FPI-6 en la plataforma horizontal como en la prueba ND (paso 3.1.1).
- Indique a los participantes que den varios pasos, marchando en el lugar, y luego párense en su posición relajada con apoyo de doble extremidad. Infórmeles que se queden quietos durante aproximadamente 2 minutos durante la evaluación.
- Palpar la cabeza del astrágalo y evaluar su posición en los lados lateral y medial.
- Palpar la maleolar lateral y marcar la curvatura maleolar supra e infralateral.
- Observe la posición del plano frontal del calcáneo y marque el ángulo entre la cara posterior del calcáneo y el eje longitudinal del pie.
- Padar la articulación talonavicular (TNJ) y marcar la protuberancia o cóncavo en esta zona.
- Paladar y observar la curva del arco longitudinal medial y puntuar su altura y congruencia.
- Observe el antepié directamente detrás y en línea con el eje largo del talón y marque la posición relativa del antepié en el retropié (abducción/aducción).
NOTA: En esta prueba, cada ítem se califica como -2, -1, 0, 1 y 2 (consulte el Archivo Suplementario 1).
4. Subsistema neuronal
NOTA: En la evaluación del subsistema neural, se aplicó el umbral de contacto con la luz plantar y un discriminador de dos puntos (TPD) para evaluar la sensibilidad plantar.
- Umbral de tacto ligero plantar
- Prepare el kit de monofilamento (SWM) de Semmes-Weinstein, que consta de 20 piezas. Cada kit SWM tiene un número de índice que va de 1,65 a 6,65 (1,65, 2,36, 2,44, 2,83, 3,22, 3,61, 3,84, 4,08, 4,17, 4,31, 4,56, 4,74, 4,93, 5,07, 5,18, 5,46, 5,88, 6,10, 6,45 y 6,65), que está relacionado con una fuerza de rotura calibrada (es decir, el índice 1,65 es el equivalente a 0,008 g de fuerza).
NOTA: Cuanto mayor sea el valor del índice, más rígido y difícil será doblarlo. - Marque las regiones de prueba en la planta plantar, incluido el primer dedo del pie (T1), la cabeza del primer metatarsiano (MT1), la cabeza del tercer metatarsiano (MT3), la cabeza del quinto metatarsiano (MT5), la parte media del pie (M) y el talón (H).
- Aplicar 4,74 SWM a las eminencias tenares de los participantes para sentir el estímulo, que recibirán en la planta plantar en la prueba formal. Indique a los participantes que digan "sí" e informe al examinador del sitio exacto de manera clara y en voz alta cada vez que los participantes perciban el estímulo sensorial de SWM en cualquier sitio probado.
NOTA: Cada región marcada se puede reemplazar por un número específico en la comodidad de la memoria. - Coloque a cada participante en posición prona en una mesa de tratamiento estándar de espaldas al examinador con el pie colgando del borde de la mesa. Indíqueles que cierren los ojos y usen auriculares para evitar la asistencia de la visión y minimizar las distracciones, respectivamente.
- Aplique SWM perpendicularmente a la piel en la región objetivo. La presión es apropiada hasta que el SWM de nailon se dobla para formar una forma de "C". Luego, manténgalo presionado durante 1 s antes de retirarlo. 4.74 En primer lugar, se aplica SWM sobre la región marcada y se utiliza un algoritmo escalonado 4-2-1 para estandarizar la evaluación21. Pruebe seis regiones plantares al azar.
NOTA: Deje unos segundos para descansar en el intervalo de senderos en caso de perturbación sensorial entre las regiones marcadas. El último SWM detectado se considera el umbral para ese sitio.
- Prepare el kit de monofilamento (SWM) de Semmes-Weinstein, que consta de 20 piezas. Cada kit SWM tiene un número de índice que va de 1,65 a 6,65 (1,65, 2,36, 2,44, 2,83, 3,22, 3,61, 3,84, 4,08, 4,17, 4,31, 4,56, 4,74, 4,93, 5,07, 5,18, 5,46, 5,88, 6,10, 6,45 y 6,65), que está relacionado con una fuerza de rotura calibrada (es decir, el índice 1,65 es el equivalente a 0,008 g de fuerza).
- Discriminador de dos puntos (TPD)
- Prepare el dispositivo discriminador de dos puntos. El dispositivo ajustable tiene diferentes distancias, que van desde 1 mm hasta 15 mm.
NOTA: Un lado de la esfera varía de 1 mm a 8 mm, y girar la esfera hacia el otro lado varía de 9 mm a 15 mm. - Marque las seis regiones de prueba en la suela plantar, que son las mismas que en el caso de la prueba de umbral de contacto ligero plantar (paso 4.1.2).
- Para que los participantes se familiaricen con el proceso de prueba, aplique el discriminador de dos puntos en la punta del dedo medio de los participantes. Infórmeles que digan "uno" si perciben un punto o "dos" si perciben dos puntos.
NOTA: La posición de prueba es la misma que en la prueba de umbral de contacto con la luz plantar. Los participantes deben mantener los ojos cerrados. - Comience la prueba desde la mayor distancia (8 mm) y luego disminuya la distancia de ancho en 5 mm hasta que los participantes informen un punto. Mueva el dispositivo en incrementos de 1 mm aplicando aleatorización de uno o dos puntos hasta que los participantes puedan identificar consistentemente dos puntos en un ancho de prueba.
NOTA: Tres veces de identificar correctamente el toque de dos puntos de cada cinco toques se define como positivo. El último valor de dos puntos se registra como el valor de umbral de TPD.
- Prepare el dispositivo discriminador de dos puntos. El dispositivo ajustable tiene diferentes distancias, que van desde 1 mm hasta 15 mm.
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Representative Results
En este estudio, se incluyeron 84 participantes para la medición. El grupo joven estuvo conformado por 42 estudiantes universitarios con una edad promedio de 22,4 ± 2,9 años y una estatura de 1,60 ± 0,05 m. El grupo de ancianos incluyó 42 ancianos que vivían en la comunidad, con una edad promedio de 68,9 ± 3,3 años y una estatura de 1,59 ± 0,05 m.
Resultados representativos del subsistema activo
La morfología y la fuerza de los músculos del pie se utilizan para determinar la función del subsistema activo. Los datos de fuerza muscular se normalizan por peso (N/kg). Como se muestra en la Figura 6, en comparación con los participantes jóvenes, la fuerza muscular del pie fue menor en los ancianos para todas las pruebas (doming, t(82) = -6,81, p < 0,001; FT1, t(82) = -7,48, p < 0,001; FT2-3, t (82) = -5,51, p < 0,001; FT2-5, t(82) = -6,91, p < 0,001).
En cuanto a la morfología muscular (Figura 7), hubo diferencias significativas de grosor en la mayoría de los músculos, excepto en la AT, entre dos grupos (AbH, t(82) = -4,59, p < 0,001; FDB, t(82) = -2,91, p < 0,001; QP, t(82) = -3,83, p < 0,001; FHB, t(82) = -5,57, p < 0,001; PER, t(82) = -3,033, p = 0,003; TA, t(82) = -1,52, p = 0,13). Además, hubo diferencias significativas en la ASC entre los dos grupos (AbH, t(82) = -3,55, p < 0,001; FDB, t(82) = -2,66, p < 0,001; QP, t(82) = -4,09, p < 0,001; FHB, t(82) = -5,70, p < 0,001; PER, t(82) = -3,63, p < 0,001) (Figura 8).
Figura 6: Diferencia en la fuerza muscular del pie entre los grupos. El asterisco denota la diferencia significativa entre los grupos de jóvenes y los de edad avanzada. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 7: Diferencia en el grosor muscular entre grupos. AbH: abductor del dedo gordo; FDB: flexor corto de los dedos; QP, quadratus plantae; FHB: flexor corto del dedo gordo; PER, peroneo largo y corto muscular; TA: tibial anterior. El asterisco denota la diferencia significativa entre los grupos de jóvenes y los de edad avanzada. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Figura 8: Diferencia en el área de la sección transversal muscular entre los grupos. CSA: área de sección transversal; AbH: abductor del dedo gordo; FDB: flexor corto de los dedos; QP, quadratus plantae; FHB: flexor corto del dedo gordo; PER, peroneo largo y músculos cortos. El asterisco denota la diferencia significativa entre los grupos de jóvenes y los de edad avanzada. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Resultados representativos del subsistema pasivo
Para el subsistema pasivo, se aplicaron las pruebas ND y FPI-6 para evaluar la estructura y postura del pie. En comparación con los participantes jóvenes, la distancia de ND y la puntuación FPI-6 fueron mayores en los ancianos (ND, t(82) = 4,01, p < 0,001; FPI-6, t (82) = 2,80, p = 0,006) (Figura 9).
Figura 9: Diferencia en los resultados del subsistema pasivo entre grupos. ND: prueba de caída navicular; FPI-6, índice de postura del pie-6. El asterisco denota la diferencia significativa entre los grupos de jóvenes y los de edad avanzada. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Resultados representativos del subsistema neuronal
En este estudio, se utiliza el umbral de tacto ligero plantar y la TPD para determinar la sensibilidad de la sensación plantar. En total, se seleccionan seis regiones del pie para las mediciones de ambos subsistemas neurales, incluyendo el primer dedo del pie (T1), la primera cabeza metatarsiana (MT1), la tercera cabeza metatarsiana (MT3), la cabeza del quinto metatarsiano (MT5), la parte media del pie (M) y el talón (H)31.
Como se muestra en la Figura 10, en comparación con los participantes jóvenes, los umbrales plantares de tacto ligero de seis regiones fueron mayores en los ancianos (T1, t(82) = 8,12, p < 0,001; MT1, t(82) = 7,98, p < 0,001; MT3, t(82) = 4,07, p < 0,001; MT5, t(82) = 5,14, p < 0,001; M, t(82) = 5,76, p < 0,001; H, t(82) = 4,78, p < 0,001).
Figura 10: Diferencia en el umbral plantar de contacto con la luz entre grupos. T1, el primer dedo del pie; MT1, la primera cabeza metatarsiana; MT3, la cabeza del tercer metatarsiano; MT5, la cabeza del quinto metatarsiano; M, la parte media del pie; H, el talón. El asterisco denota la diferencia significativa entre los grupos de jóvenes y los de edad avanzada. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
Como se muestra en la Figura 11, en comparación con los participantes jóvenes, la TPD de seis regiones fue mayor en los ancianos (T1, t(82) = 7,58, p < 0,001; MT1, t(82) = 7,66, p < 0,001; MT3, t(82) = 7,93, p < 0,001; MT5, t(82) = 7,83, p < 0,001; M, t(82) = 5,36, p < 0,001; H, t(82) = 3,45, p < 0,001).
Figura 11: Diferencia en la discriminación de dos puntos entre grupos. T1, el primer dedo del pie; MT1, la primera cabeza metatarsiana; MT3, la cabeza del tercer metatarsiano; MT5, la cabeza del quinto metatarsiano; M, la parte media del pie; H, el talón. El asterisco denota la diferencia significativa entre los grupos de jóvenes y los de edad avanzada. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
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Discussion
El protocolo presentado se utiliza para medir las características del pie en los ancianos, lo que proporciona una evaluación integral para investigar la estabilidad del núcleo del pie, incluidos los subsistemas pasivo, activo y neural. Este nuevo paradigma ilumina la función del pie que interactúa para estabilizar el pie y mantener la función sensoriomotora en las actividades diarias33. En estudios anteriores, los investigadores prestaron más atención a explorar la deformidad del pie; fuerza de flexión de los dedos de los pies; disminución de la sensibilidad plantar; y otras condiciones patológicas, como diabetes, neuropatía periférica y dolor en el talón, en ancianos 21,34,35,36. La función de los músculos intrínsecos del pie y la interacción entre los tres subsistemas se ignoraron en evaluaciones previas del pie. Con una mayor atención a los músculos intrínsecos del pie, se han utilizado varios métodos cualitativos en la práctica clínica, como las pruebas musculares manuales, el agarre de papel y las pruebas positivas intrínsecas 7,37. Sin embargo, estos métodos son limitados, ya que se centran en la contribución de los músculos intrínsecos en la producción de la flexión de los dedos del pie, más que en la función del arco de soporte, que es más importante5.
Como se hace en este protocolo, el examen de cada subsistema, es decir, a través del umbral de tacto ligero plantar y TPD para el subsistema neuronal, el ND y el FPI-6 para el subsistema pasivo, así como la fuerza de los músculos intrínsecos y extrínsecos del pie para el subsistema activo, puede proporcionar información para identificar diferentes vías para la función del pie desde el punto de vista de un sistema del pie multifuncional. Como se mencionó anteriormente, estos métodos cualitativos son fáciles de implementar en la evaluación funcional clínica. Sin embargo, es necesario aclarar la confiabilidad, validez y calidad de la acción durante el proceso5.
Además, con respecto a los subsistemas pasivo y neural, se han realizado muchos estudios para investigar el efecto del envejecimiento en las características relacionadas, incluida la sensibilidad sensorial plantar y la postura del pie. Es ampliamente aceptado que la sensibilidad plantar disminuye significativamente en los ancianos, y la morfología de su pie es más inclinada a una postura de pronación 38,39. Como evaluación funcional, la prueba de fuerza muscular del pie se considera como una medida directa del subsistema activo.
Debido a la participación simultánea de los músculos intrínsecos y extrínsecos, la fuerza de los músculos intrínsecos es difícil de aislar y evaluar en estudios previos. Por lo tanto, se aplican diferentes evaluaciones de fuerza para separar las contribuciones de los músculos intrínsecos y extrínsecos del pie, incluidas las pruebas de flexión y doming de los dedos de los pies. El movimiento de cúpula, conocido como entrenamiento de pie corto en la práctica clínica, se realiza para cuantificar la fuerza de los músculos intrínsecos con un dinamómetro. Su buena fiabilidad (ICCs, 0,816-0,985) ha sido clarificada en un estudio previo28. El uso del mismo dispositivo de medición de fuerza en un estado fijo, proporciona comparaciones directas entre los músculos intrínsecos y extrínsecos, incluso entre los datos actuales y futuros. Por su parte, como medida indirecta de la musculatura intrínseca del pie, la morfología muscular (grosor y CSA) se determina mediante ecografía, que se ha aplicado en estudios relevantes del pie40,41.
En el presente estudio, los resultados mostraron una diferencia significativa en las características del subsistema activo entre grupos jóvenes y viejos, lo que es consistente con estudios previos41,42. Como se muestra en la Figura 6, en comparación con los adultos jóvenes, los participantes de edad avanzada tuvieron una disminución de alrededor del 29% al 39% en la fuerza muscular del pie (doming, FT1, FT2-3 y FT2-5). Del mismo modo, hubo diferencias significativas entre grupos en la morfología muscular del pie (grosor y ASC) (Figura 7 y Figura 8).
Los siguientes pasos del protocolo son fundamentales para investigar las características del sistema del núcleo del pie y están asociados con una medición precisa. a) Durante las pruebas del subsistema neural, se instruye a los participantes para que respondan de forma clara y fuerte cada vez que perciban la estimulación sensorial. Por lo tanto, realice estas pruebas en una habitación separada y tranquila para garantizar la precisión y asegurarse de que los participantes se hayan familiarizado con la prueba. b) En la prueba de morfología muscular, aplicar una presión mínima a la sonda de ultrasonido para reducir la deformación de los tejidos blandos. El ensayo y el tratamiento de las imágenes deben ser realizados por el mismo evaluador43. c) Corregir la alineación del pie en las pruebas ND y FPI-6 para la correcta medición de la postura del pie. d) En la prueba de resistencia, asegúrese de la configuración correcta del dinamómetro y el marco de fijación de madera. Mida el movimiento de la cúpula y la flexión de los dedos de los pies con buena calidad. e) La fatiga de los músculos plantares intrínsecos del pie aumentará el DE, y luego cambiará aún más la postura del pie44. Aunque no hay evidencia directa que haya explorado la asociación entre la fatiga muscular del pie y la sensorialidad plantar, un estudio previo informó que la capacidad sensorial de la piel se reduce después de inducir fatiga de las extremidades superiores e inferiores45. Por lo tanto, la prueba de fuerza debe realizarse en último lugar, y los participantes deben tener tiempo para descansar entre cada prueba para evitar la carga cognitiva y la fatiga muscular.
Es necesario tener en cuenta varias limitaciones a la hora de implementar la medición. En primer lugar, teniendo en cuenta la configuración anatómica y biomecánica de los músculos intrínsecos del pie, se ha sospechado que estos músculos contribuían a proporcionar información sensorial inmediata a través de los receptores sensoriales, en lugar de producir grandes movimientos articulares5. Sin embargo, debido a la limitación tecnológica, actualmente no existe un método apropiado para evaluar la función sensorial de los músculos intrínsecos del pie y su efecto sobre la función del pie. En segundo lugar, se aplica ultrasonido, en lugar de resonancia magnética, para determinar la morfología, que se considera el método de referencia para cuantificar el tejido del pie46. En estudios futuros, se debe aplicar la resonancia magnética para obtener más información sobre la musculatura del pie. Además, la falta de un enfoque multimodal correspondiente es, de hecho, una limitación de este estudio. Los estudios futuros explorarán más a fondo la asociación de factores relevantes con los resultados de la función física en adultos mayores.
Como interfaz directa entre el cuerpo y el suelo, el pie contribuye a la recolección de información somatosensorial y se adapta a diferentes condiciones de carga a través de la coordinación entre los controles de la actividad muscular y las deformaciones del arco funcional47. Varias características del sistema central del pie se modifican en individuos con pie plano, fascitis plantar, diabetes e incluso en individuos ancianos sanos 14,22,48,49. La estabilidad del núcleo del pie también tiene sus raíces en la interdependencia funcional de estos tres subsistemas. La medición de las características en un subsistema no proporcionaría una visión completa para evaluar la función del pie.
Este protocolo se basa en la composición del sistema del núcleo del pie, lo que podría proporcionar evidencia para la comunidad científica. En la práctica clínica, este protocolo ayudará a evaluar el efecto de los programas de cuidado de la salud del pie y la rehabilitación de los músculos del pie para el tratamiento de afecciones del pie, como el pie plano, la fascitis plantar y el dolor de talón. Como segmento en la extremidad inferior, el pie juega un papel importante en la estabilidad postural en la mayoría de las posturas y actividades dinámicas. Por lo tanto, podría proporcionar información sobre la función del pie en futuras investigaciones sobre la enfermería de la enfermedad y el control neuromuscular.
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Disclosures
Los autores no tienen conflictos de intereses.
Acknowledgments
Los autores agradecen la financiación del Programa de Cría del Décimo Hospital Popular de Shanghái (YNCR2C022).
Materials
| 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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