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Neuroscience

Évaluation de la fonction du système central du pied chez les personnes âgées

Published: March 11, 2022 doi: 10.3791/63479
Automatic Translation
1, 1, 1, 1, 1
1Shanghai Frontiers Science Research Base of Exercise and Metabolic Health, Shanghai University of Sport

Summary

La stabilité fonctionnelle du tronc du pied contribue à la posture statique humaine et aux activités dynamiques. Cet article propose une évaluation complète de la fonction du système central du pied, qui combine trois sous-systèmes. Il peut fournir une sensibilisation accrue et un protocole multidimensionnel pour explorer la fonction du pied parmi différentes populations.

Abstract

En tant que structure complexe pour relier le corps et le sol, le pied contribue au contrôle postural dans les activités statiques et dynamiques humaines. Le noyau du pied est enraciné dans l’interdépendance fonctionnelle des sous-systèmes passif, actif et neuronal, qui se combinent dans le système du noyau du pied contrôlant le mouvement et la stabilité du pied. La voûte plantaire (sous-système passif), responsable de la charge, est considérée comme le noyau fonctionnel du pied, et sa stabilité est nécessaire aux fonctions normales du pied. Les anomalies fonctionnelles du pied ont été largement rapportées chez les personnes âgées, telles que la faiblesse des muscles fléchisseurs des orteils, les postures anormales du pied et la diminution de la sensibilité sensorielle plantaire. Dans cet article, une approche globale est introduite pour évaluer la fonction du pied basée sur les sous-systèmes du noyau du pied. La force et la morphologie des muscles intrinsèques et extrinsèques du pied ont été utilisées pour évaluer la fonction du muscle du pied (sous-système actif). Le test de force de doming a été appliqué pour déterminer la fonction des muscles intrinsèques du pied, tandis que le test de force de flexion des orteils s’est davantage concentré sur la fonction des muscles extrinsèques. Le test de chute naviculaire et l’indice de posture du pied ont été appliqués pour évaluer la fonction de la voûte plantaire (sous-système passif). Pour le sous-système neural, le test de seuil de toucher de la lumière plantaire et le test de discrimination en deux points ont été utilisés pour évaluer la sensibilité tactile plantaire dans neuf régions du pied. Cette étude fournit de nouvelles informations sur la fonction centrale du pied chez les personnes âgées et d’autres populations.

Introduction

Le pied humain est une structure très complexe, composée d’os, de muscles et de tendons qui s’attachent au pied. En tant que segment du membre inférieur, le pied est constamment en contact direct avec la surface d’appui et contribue ainsi aux tâches de mise en charge1. Basé sur l’interaction biomécanique complexe entre les muscles et les structures passives, le pied contribue à l’absorption des chocs, s’adapte aux surfaces irrégulières et génère de l’élan. Les preuves montrent que le pied contribue de manière significative à la stabilité posturale, à la marche et à la course 2,3,4.

Selon un nouveau paradigme proposé par McKeon5 en 2015, le noyau du pied est enraciné dans l’interdépendance fonctionnelle des sous-systèmes passif, actif et neuronal, qui se combinent dans le système du noyau du pied contrôlant le mouvement et la stabilité du pied. Dans ce paradigme, l’anatomie osseuse du pied forme le demi-dôme fonctionnel, qui comprend les arcs longitudinaux et les arcs métatarsiens transversaux et s’adapte de manière flexible aux changements de charge6. Ce demi-dôme et les structures passives, y compris les ligaments et les capsules articulaires, constituent le sous-système passif. De plus, le sous-système actif se compose des muscles intrinsèques du pied, des muscles extrinsèques et des tendons. Les muscles intrinsèques agissent comme des stabilisateurs locaux responsables du soutien de la voûte plantaire, de la dépendance à la charge et de la modulation 7,8, tandis que les muscles extrinsèques génèrent le mouvement du pied en tant que moteurs globaux. Pour le sous-système neural, plusieurs types de récepteurs sensoriels (par exemple, les récepteurs capsuloligaments et cutanés) dans le fascia plantaire, les ligaments, les capsules articulaires, les muscles et les tendons contribuent à la déformation du dôme du pied, à la démarche et à l’équilibre 9,10.

Plusieurs chercheurs ont émis l’hypothèse que le pied contribue aux activités quotidiennes de deux manières principales. L’une est par soutien mécanique via la voûte plantaire fonctionnelle et la modulation entre les muscles des membres inférieurs. L’autre est l’entrée d’informations sensorielles plantaires sur la position11. Sur la base du système central du pied, les déficits de ce système, y compris la posture du pied, la force des muscles intrinsèques et extrinsèques du pied et la sensibilité aux sensations, peuvent prédisposer à la faiblesse de la mobilité et de l’équilibre 9,11,12,13.

Cependant, avec l’âge, des altérations de l’aspect, de la biomécanique, de la structure et de la fonction du pied se produisent fréquemment, notamment des déformations du pied ou des orteils, une faiblesse de la force du pied ou des orteils, une répartition de la pression plantaire et une sensibilité tactile plantaire réduite 14,15,16,17. La présence d’une déformation des orteils et la sévérité de l’hallux valgus sont associées à la mobilité et au risque de chute chez les personnes âgées11,18. De plus, la force des muscles fléchisseurs des orteils, qui était autrefois négligée, contribue à l’équilibre chez les personnes âgées19. Pendant ce temps, les personnes âgées courent également un risque plus élevé d’avoir des affections du pied associées à des pathologies telles que le diabète, la maladie artérielle périphérique, la neuropathie et l’arthrose20,21.

L’évaluation, l’examen et les soins de santé du pied, en particulier chez les personnes âgées, ont attiré de plus en plus d’attention14,21. Cependant, il existe une étude limitée pour explorer l’évaluation complète de la fonction du système central du pied. De nombreuses études visaient à explorer les problèmes pathologiques du pied chez les personnes âgées, tels que la douleur et les troubles des ongles, de la peau, des os / articulations et neurovasculaires 21,22,23. Le rôle du pied dans le soutien mécanique et l’entrée sensorielle pendant les activités quotidiennes et en tant que système fonctionnel doit être reconnu et évalué, ce qui a été ignoré dans les études précédentes. En particulier, les composants actifs du pied, y compris les muscles intrinsèques et extrinsèques, agissent comme des stabilisateurs locaux et des mouvements globaux et contribuent à la stabilité et au comportement du pied dans une posture statique et un mouvement dynamique5.

La force de flexion des orteils est singulièrement rapportée comme représentant la force musculaire du pied, et elle est également utilisée pour explorer la relation entre la fonction du pied et d’autres situations de santé, telles que l’équilibre et la mobilité 24,25,26. Intrinsèquement, la force musculaire du pied se limite à distinguer l’action des muscles intrinsèques et extrinsèques. De plus, plusieurs tests, dont le test de préhension du papier et un test intrinsèquement positif, ont été critiqués comme des tests non quantitatifs dont la fiabilité et la validité sont médiocres 7,27. Récemment, une nouvelle évaluation de la force du doming du pied a été rapportée pour quantifier la force musculaire intrinsèque du pied et il a été démontré qu’elle avait une bonne validité28. En mesurant la force du doming (mouvement du pied court), il contribue à quantifier directement la fonction du muscle intrinsèque.

Par conséquent, un protocole est proposé ici visant à explorer les caractéristiques du pied chez les personnes âgées en se basant sur le système central du pied, en particulier la fonction du sous-système actif. Ce protocole fournit une évaluation complète pour étudier la stabilité du tronc du pied, y compris le sous-système passif, actif et neuronal, chez les personnes âgées. De plus, des altérations de la fonction centrale du pied ont été rapportées dans plusieurs situations de santé, telles que la fasciite plantaire, le pied plat et le diabète 24,29,30. Dans les études futures, il pourrait être utile d’évaluer la fonction du pied parmi différentes populations dans une mesure multidimensionnelle.

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Protocol

Cette étude a été menée au Centre de médecine sportive et de réadaptation de l’Université du sport de Shanghai et a été approuvée par le comité d’éthique de l’Université du sport de Shanghai (n° 102772020RT001). Avant le test, les participants ont reçu des détails sur le but et les procédures de l’expérience ; Tous les participants ont signé le consentement éclairé.

1. Sélection des participants

  1. Inclure les participants qui (1) sont âgés de plus de 60 ans ; (2) peut maintenir une position debout seule ; (3) peut marcher de manière autonome, sans aide d’autrui, de prothèses ou d’aides à la mobilité ; (4) peut afficher une fonction cognitive normale et peut comprendre les procédures et les instructions du test. Exclure les participants qui (1) ont reçu un diagnostic de maladie cardiopulmonaire grave ; (2) diagnostiqué avec des troubles des motoneurones, tels que la maladie d’Alzheimer et la maladie de Parkinson ; et (3) avaient des antécédents de traumatisme des membres inférieurs au cours de l’année précédente ont été exclus.
    NOTE : Pour évaluer la fonction du système central du pied, 42 participants âgés et 42 jeunes participants dont les données démographiques correspondaient au groupe âgé (groupe témoin) ont été recrutés pour cette étude. La taille de l’échantillon a été calculée pour le test t avec un réglage de α = 0,05, puissance (1 − β) = 0,95 et taille de l’effet = 0,8. Le résultat montre que 42 participants de chaque groupe devraient être inclus dans cette étude.

2. Sous-système actif

REMARQUE : Les tests de morphologie et de force des muscles intrinsèques et extrinsèques du pied sont utilisés pour évaluer le sous-système actif.

  1. Morphologie musculaire
    1. Allumez le système d’échographie musculo-squelettique, puis cliquez sur le bouton Geler . Branchez le connecteur de la sonde dans le port de connexion situé à l’arrière de l’hôte et verrouillez le bouton de verrouillage de la sonde . Cliquez sur le bouton iStation , puis cliquez sur Nouveau patient. Entrez l’identifiant, le nom, le sexe et la date de naissance de chaque participant.
      REMARQUE : Le câble de la sonde doit être correctement disposé et placé dans un endroit où il ne sera pas facilement piétiné pour s’assurer que le câble n’est pas emmêlé avec les autres objets. Placez la sonde dans un endroit sûr pour éviter les collisions et les dommages.
    2. Abductor hallucis (AbH) : Appliquer le gel de couplage à ultrasons au milieu de la ligne de balayage de la tubérosité et de la tubérosité naviculaire. Placez la sonde au niveau de la tubérosité calcanéenne médiale vers la tubérosité naviculaire. Déplacez la sonde vers la vue pour capturer la partie la plus épaisse de l’AbH, puis cliquez sur le bouton Enregistrer pour enregistrer l’image fixe.
      1. Ensuite, faites pivoter la sonde de 90° pour obtenir l’image en coupe de l’AbH et enregistrez l’image.
        REMARQUE : Maintenez un bon contact entre la sonde et la peau sans appliquer de pression excessive sur les mesures de morphologie musculaire.
    3. Fléchisseur des doigts (FDB) : Alignez la sonde longitudinalement sur la ligne allant du tubercule médial du calcanéum au troisième orteil et scannez le muscle pour mesurer l’épaisseur. Faites pivoter la sonde de 90° pour obtenir l’image en coupe.
    4. Quadratus plantae (QP) : Alignez la sonde longitudinalement le long des fibres musculaires au niveau de l’articulation talocalcanéonaviculaire. Déplacez la sonde vers l’arrière pour localiser la partie la plus épaisse de QP. Capturez trois images pour la mesure de l’épaisseur. Faites pivoter la sonde de 90° pour obtenir des images en coupe.
      REMARQUE : La QP se trouve au plus profond de la FDB.
    5. Fléchisseur de l’hallucide court (FHB) : Marquez le premier métatarsien, appliquez le gel de couplage à ultrasons, puis placez la sonde longitudinalement le long de la tige. Déplacez la sonde vers l’angle pour capturer la partie la plus épaisse de la FHB, puis faites pivoter la sonde de 90° pour obtenir l’image en coupe.
    6. Péronier long et court (PER) : Demandez aux participants de s’allonger en position couchée. Marquez la tête fibulaire et le bord inférieur de la malléole latérale, et marquez 50% de la ligne reliant les deux points. Appliquez le gel de couplage et placez la sonde pour capturer l’épaisseur. Pour obtenir l’image en coupe, faites pivoter la sonde de 90° à l’endroit où la mesure d’épaisseur a été prise.
    7. Tibial antérieur (TA) : Appliquer le gel d’accouplement devant le mollet sur 20 % de la distance entre la tête fibulaire et le bord inférieur de la malléole latérale. Placez la sonde longitudinalement le long du TA pour obtenir une mesure d’épaisseur.
      REMARQUE : En raison de la plage de balayage de la sonde, l’ASC de l’AT ne peut pas être saisie complètement.
    8. Mesure de l’image : recherchez les images précédemment capturées sur le côté droit de l’écran. Utilisez la boule de commande pour déplacer le curseur, sélectionnez une image et cliquez sur le bouton Définir . Ensuite, cliquez sur le bouton Mesurer . Les éléments de mesure apparaissent sur le côté gauche de l’écran.
      1. Épaisseur : Utilisez la boule de commande pour déplacer le curseur, sélectionnez la mesure de distance et cliquez sur le bouton Définir . Marquez les deux points de la partie la plus épaisse du muscle sur l’image (Figure 1 et Figure 2). Enregistrez la distance pour l’épaisseur.
      2. Zone de coupe transversale (CSA) : utilisez la boule de commande pour déplacer le curseur afin de tracer la périphérie du muscle dans l’image. Après avoir tracé la coupe transversale de l’ensemble du muscle, cliquez sur le bouton Set (Figure 1 et Figure 2). Enregistrez la zone pour le CSA.
  2. Force musculaire
    1. Insérez la clé Bluetooth dynamométrique dans l’interface USB de l’ordinateur. Ouvrez le dynamomètre et le logiciel de collecte de données FET et cliquez sur le bouton Démarrer la jauge pour attendre l’appairage automatique.
    2. Test de force de flexion des orteils (FT1)
      1. Demandez au participant de s’asseoir sur une chaise avec une flexion de 90° de l’articulation du genou et de la cheville. Fixez le dynamomètre à l’avant du cadre en bois. Connectez le gros orteil au dynamomètre par mousqueton (Figure 3B).
        REMARQUE : Ajustez les barres appropriées pour éviter la douleur pendant le test.
      2. Intervertissez les panneaux derrière le pied pour vous assurer que le talon à la tête du premier métatarsien est soutenu tout en permettant une flexion des orteils sans entrave. Ajustez le mousqueton de manière à ce que l’orteil produise une force de base constante, puis cliquez sur le bouton Réinitialiser pour mettre le dynamomètre à zéro.
      3. Cliquez sur le bouton Démarrer la jauge dans le logiciel. Demandez au participant de rester stable jusqu’à ce qu’on lui demande de fléchir le gros orteil, de tirer aussi fort que possible pendant 3 secondes, puis de relâcher la prise. Cliquez sur le bouton Arrêter la jauge et enregistrez les données collectées.
    3. Test de force de flexion des orteils (FT2-3 et FT2-5)
      1. Utilisez les barres métalliques en forme de T pour les fixer au dynamomètre. Demandez au participant de fléchir les 2e-3e orteils ou les 2e-5e orteils. Effectuez une procédure de test similaire à celle du test FT1 (Figure 3C,D).
    4. Test de doming
      1. Placez le dynamomètre contre le tubercule du scaphoïde. Demandez au participant de faire glisser l’avant-pied vers le talon ou de soulever la voûte plantaire autant que possible sans soulever ou courber les orteils, ce qui entraînerait un « raccourcissement » du pied et une voûte longitudinale médiale surélevée (figure 3A).
      2. Ensuite, demandez au participant de faire une contraction volontaire maximale pendant 3 s. Effectuez la collecte de données comme les tests de flexion des orteils précédents (étapes 2.2.2 et 2.2.3).
        REMARQUE : Enregistrer trois essais réussis pour le traitement des données et prévoir un temps de repos suffisant entre les essais pour éviter la fatigue.
    5. Ouvrez la fenêtre de traitement du logiciel du programme et importez les fichiers CSV des données de résistance d’origine.
      1. Force de flexion des orteils (FT1, FT2-3, FT2-5) : Cliquez sur le bouton Exécuter , sélectionnez l’option Calcul automatique dans la liste de calcul, puis cliquez sur le bouton Calcul . Le logiciel calcule activement la force maximale de la poignée des orteils (Figure 4).
      2. Données de force de doming : importez les données d’origine dans le logiciel et cliquez sur le bouton Exécuter . Sélectionnez l’option Calcul manuel dans la liste des calculs. Ensuite, faites glisser manuellement la fenêtre mobile de 0,5 s, où la courbe de force a la forme d’un plateau, et le logiciel calculera automatiquement la force moyenne dans la fenêtre (Figure 5).

Figure 1
Figure 1 : Images échographiques représentatives de trois muscles intrinsèques. (A) Image de l’épaisseur de l’hallucis abducteur ; (B) la section transversale de l’hallucis abducteur ; (C) image de l’épaisseur du fléchisseur des doigts ; (D) la section transversale du fléchisseur des doigts ; (E) image de l’épaisseur du quadratus plantae ; et (F) la section transversale du quadratus plantae. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Images échographiques représentatives de trois muscles extrinsèques. (A) Image de l’épaisseur du fléchisseur de l’hallucis court ; (B) la section transversale du fléchisseur de l’hallucis court ; (C) image de l’épaisseur des muscles péroniers, longus et brèves ; (D) la section transversale des muscles péroniers, longus et brèves ; et (E) image de l’épaisseur du tibial antérieur. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : Test de force musculaire du pied. (A) Test de dosage ; (B) test de résistance à la flexion des orteils (FT1) ; (C) test de force de flexion des orteils (FT2-3) ; (D) test de force de flexion des orteils (FT2-5). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : Graphique représentatif de la force de flexion des orteils. La force maximale de la flexion des orteils est calculée comme la valeur moyenne de six points de données autour du point de crête sélectionné. Dans le logiciel personnalisé, il est programmé que 10 points, y compris la force de crête, restent relativement stables pour éviter les faux pics, ce qui signifie que les neuf points restants ne dépassent pas ±0,5 de la valeur de crête. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : Graphique représentatif de la force du doming. La force de contraction volontaire maximale est calculée pour la force de doming. Une fenêtre mobile de 0,5 s est présente pour déterminer où se trouve la courbe de force sous la forme d’un plateau, qui peut être déplacé manuellement. L’intensité du doming est programmée pour calculer la valeur moyenne de la fenêtre de sélection (0,5 ms). Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

3. Sous-système passif

REMARQUE : Les tests ND et de l’indice de posture du pied-6 (FPI-6) ont été appliqués pour évaluer la structure du pied (sous-système passif).

  1. Test de chute naviculaire (ND)
    1. Assemblez le pied à coulisse de hauteur avec la base, le bloc de fixation et la griffe de traçage. Pour spécifier la tubérosité naviculaire, étendez la griffe de traçage à travers un bâton. Placez l’étrier de hauteur sur la plate-forme horizontale.
      REMARQUE : Le test ND est effectué sur la même plate-forme horizontale.
    2. Demandez aux participants de s’asseoir sur une chaise réglable en hauteur et de se tourner sur le côté pour permettre la visualisation de l’arc longitudinal médial. Palper la tubérosité naviculaire et marquer son emplacement. Demandez aux participants de s’asseoir dans une position où les articulations du genou, de la hanche et de la cheville forment un angle de 90°.
    3. Palper les faces médiale et latérale de la tête d’éboulis du participant. Supiner et proner l’articulation sous-talienne jusqu’à ce que les côtés médial et latéral de l’éboulis soient positionnés de manière égale.
    4. Alignez la tête de la griffe de traçage avec la tubérosité naviculaire marquée. Lire et noter la hauteur à cette position non portante (hauteur 1).
    5. Demandez aux participants de se tenir debout et de garder la position normale, bilatérale et portante. Notez systématiquement la hauteur (hauteur 2).
    6. Définissez le mouvement vertical de la tubérosité naviculaire (c’est-à-dire hauteur 1-hauteur 2) dans le plan sagittal comme ND.
      REMARQUE : Dans le processus du test ND, les participants doivent rester droits et regarder droit devant eux.
  2. Indice de posture du pied-6 (FPI-6)
    1. Effectuer l’essai FPI-6 sur la plate-forme horizontale comme dans l’essai ND (étape 3.1.1).
    2. Demandez aux participants de faire plusieurs pas, de marcher sur place, puis de se tenir debout dans leur position détendue avec un double soutien des membres. Informez-les de rester immobiles pendant environ 2 minutes pendant l’évaluation.
    3. Palper la tête talaire et évaluer sa position sur les côtés latéral et médial.
    4. Palper la malléole latérale et noter la courbure malléolaire supra- et infra-latérale.
    5. Observez la position du plan frontal calcanéen et marquez l’angle entre la face postérieure du calcanéum et l’axe long du pied.
    6. Dégustez l’articulation talonaviculaire (TNJ) et marquez le renflement ou le concave dans cette zone.
    7. Dégustez et observez la courbe de l’arc longitudinal médial et notez sa hauteur et sa congruence.
    8. Observez l’avant-pied directement derrière et dans l’axe long du talon et notez la position relative de l’avant-pied sur l’arrière-pied (abduction/adduction).
      REMARQUE : Dans ce test, chaque élément est noté -2, -1, 0, 1 et 2 (voir le fichier supplémentaire 1).

4. Sous-système neuronal

REMARQUE : Dans l’évaluation du sous-système neuronal, le seuil de contact de la lumière plantaire et un discriminateur à deux points (TPD) ont été appliqués pour évaluer la sensibilité plantaire.

  1. Seuil de toucher léger plantaire
    1. Préparez le kit monofilament de Semmes-Weinstein (SWM), composé de 20 pièces. Chaque trousse SWM a un indice allant de 1,65 à 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 et 6,65), qui est lié à une force de rupture calibrée (c.-à-d. que l’indice 1,65 équivaut à 0,008 g de force).
      REMARQUE : Plus la valeur de l’indice est élevée, plus il est rigide et difficile à plier.
    2. Marquez les régions de test dans la semelle plantaire, y compris le premier orteil (T1), la première tête métatarsienne (MT1), la troisième tête métatarsienne (MT3), la cinquième tête métatarsienne (MT5), le médio-pied (M) et le talon (H).
    3. Appliquez 4,74 SWM aux éminences thénar des participants pour ressentir le stimulus qu’ils recevront sur la plante plantaire lors du test formel. Demandez aux participants de dire « oui » et informez l’examinateur du site précis clairement et fort chaque fois que les participants perçoivent le stimulus sensoriel de la SWM sur les sites testés.
      REMARQUE : Chaque région marquée peut être remplacée par un numéro spécifique dans le confort de la mémoire.
    4. Placez chaque participant en position couchée sur une table de traitement standard faisant face à l’examinateur, le pied suspendu au bord de la table. Demandez-leur de fermer les yeux et de porter des écouteurs pour éviter l’aide de la vision et minimiser les distractions, respectivement.
    5. Appliquer SWM perpendiculairement à la peau au niveau de la région cible. La pression est appropriée jusqu’à ce que le SWM en nylon soit plié pour former un « C ». Ensuite, maintenez-le pendant 1 s avant de le retirer. 4.74 La SWM est d’abord appliquée sur la région marquée, et un algorithme pas à pas 4-2-1 est utilisé pour normaliser l’évaluation21. Testez six régions plantaires au hasard.
      REMARQUE : Prévoyez quelques secondes de repos dans l’intervalle des sentiers en cas de perturbation sensorielle entre les régions marquées. La dernière GDS détectée est considérée comme le seuil pour ce site.
  2. Discriminateur à deux points (TPD)
    1. Préparez le dispositif discriminateur à deux points. L’appareil réglable a différentes distances, allant de 1 mm à 15 mm.
      REMARQUE : Un côté du cadran varie de 1 mm à 8 mm et la rotation du cadran de l’autre côté varie de 9 mm à 15 mm.
    2. Marquer les six régions d’essai de la semelle plantaire, qui sont les mêmes que celles de l’essai de seuil de contact léger plantaire (étape 4.1.2).
    3. Pour familiariser les participants avec le processus de test, appliquez le discriminateur à deux points dans le bout du majeur des participants. Demandez-leur de dire « un » s’ils ont perçu un point ou « deux » s’ils ont perçu deux points.
      REMARQUE : La position d’essai est la même que celle de l’essai de seuil de contact léger plantaire. Les participants doivent garder les yeux fermés.
    4. Commencez le test à partir de la plus grande distance (8 mm), puis diminuez la distance de largeur de 5 mm jusqu’à ce que les participants rapportent un point. Déplacez l’appareil par incréments de 1 mm en appliquant une randomisation d’un ou deux points jusqu’à ce que les participants puissent identifier systématiquement deux points à une largeur de test.
      REMARQUE : Trois fois d’identification correcte d’une touche en deux points sur cinq est définie comme positive. La dernière valeur de deux points est enregistrée comme valeur seuil TPD.

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Representative Results

Dans cette étude, 84 participants ont été inclus pour la mesure. Le groupe de jeunes comprenait 42 étudiants universitaires d’un âge moyen de 22,4 ± 2,9 ans et d’une taille de 1,60 ± 0,05 m. Le groupe des personnes âgées comprenait 42 personnes âgées vivant dans la communauté avec un âge moyen de 68,9 ± 3,3 ans et une taille de 1,59 ± 0,05 m.

Résultats représentatifs du sous-système actif
La morphologie et la force des muscles du pied sont utilisées pour déterminer la fonction du sous-système actif. Les données sur la force musculaire sont normalisées en fonction du poids (N/kg). Comme le montre la figure 6, par rapport aux jeunes participants, la force musculaire des pieds était plus faible chez les personnes âgées pour tous les tests (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 ce qui concerne la morphologie musculaire (figure 7), il y avait des différences significatives d’épaisseur dans la plupart des muscles, à l’exception de l’AT, entre deux groupes (AbH, t(82) = -4,59, p < 0,001 ; FDB, t(82) = -2,91, p < 0,001 ; QP, t(82) = -3,83, p < 0,001 ; fusariose, t(82) = -5,57, p < 0,001 ; PER, t(82) = -3,033, p = 0,003 ; TA, t(82) = -1,52, p = 0,13). De plus, il y avait des différences significatives d’ASE entre deux groupes (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) (figure 8).

Figure 6
Figure 6 : Différence de force musculaire du pied entre les groupes. L’astérisque désigne la différence significative entre les groupes jeunes et âgés. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 : Différence d’épaisseur musculaire entre les groupes. AbH, hallucis abducteur ; FDB, fléchisseur des doigts ; QP, quadratus plantae ; FHB, fléchisseur de l’hallucis court ; PER, muscles péroniers longs et courts ; TA, tibial antérieur. L’astérisque désigne la différence significative entre les groupes jeunes et âgés. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Figure 8
Figure 8 : Différence de section transversale musculaire entre les groupes. CSA, section transversale ; AbH, hallucis abducteur ; FDB, fléchisseur des doigts ; QP, quadratus plantae ; FHB, fléchisseur de l’hallucis court ; PER, muscles péroniers, longus et brèves. L’astérisque désigne la différence significative entre les groupes jeunes et âgés. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Résultats représentatifs du sous-système passif
Pour le sous-système passif, les tests ND et FPI-6 ont été appliqués pour évaluer la structure et la posture du pied. Comparativement aux jeunes participants, la distance ND et le score FPI-6 étaient plus élevés chez les personnes âgées (ND, t(82) = 4,01, p < 0,001 ; FPI-6, t (82) = 2,80, p = 0,006) (figure 9).

Figure 9
Figure 9 : Différence dans les résultats du sous-système passif entre les groupes. ND, essai de chute naviculaire ; FPI-6, indice de posture du pied-6. L’astérisque désigne la différence significative entre les groupes jeunes et âgés. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Résultats représentatifs du sous-système neuronal
Dans cette étude, le seuil de toucher de la lumière plantaire et la TPD sont utilisés pour déterminer la sensibilité de la sensation plantaire. Au total, six régions du pied sont sélectionnées pour les deux mesures du sous-système neuronal, y compris le premier orteil (T1), la première tête métatarsienne (MT1), la troisième tête métatarsienne (MT3), la cinquième tête métatarsienne (MT5), le médio-pied (M) et le talon (H)31.

Comme le montre la figure 10, par rapport aux jeunes participants, les seuils de toucher léger plantaire de six régions étaient plus élevés chez les personnes âgées (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).

Figure 10
Figure 10 : Différence dans le seuil de toucher léger plantaire entre les groupes. T1, le premier orteil ; MT1, la première tête métatarsienne ; MT3, la troisième tête métatarsienne ; MT5, la cinquième tête métatarsienne ; M, le médio-pied ; H, le talon. L’astérisque désigne la différence significative entre les groupes jeunes et âgés. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

Comme le montre la figure 11, comparativement aux jeunes participants, la DPT de six régions était plus élevée chez les personnes âgées (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).

Figure 11
Figure 11 : Différence dans la discrimination en deux points entre les groupes. T1, le premier orteil ; MT1, la première tête métatarsienne ; MT3, la troisième tête métatarsienne ; MT5, la cinquième tête métatarsienne ; M, le médio-pied ; H, le talon. L’astérisque désigne la différence significative entre les groupes jeunes et âgés. Veuillez cliquer ici pour voir une version agrandie de cette figure.

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Discussion

Le protocole présenté est utilisé pour mesurer les caractéristiques du pied chez les personnes âgées, ce qui fournit une évaluation complète pour étudier la stabilité du tronc du pied, y compris les sous-systèmes passif, actif et neuronal. Ce nouveau paradigme met en lumière la fonction du pied qui interagit pour stabiliser le pied et maintenir la fonction sensorimotrice dans les activités quotidiennes33. Dans des études antérieures, les chercheurs ont accordé plus d’attention à l’exploration de la déformation du pied ; force de flexion des orteils ; diminution de la sensorialité plantaire ; et d’autres affections pathologiques, telles que le diabète, la neuropathie périphérique et la douleur au talon, chez les personnes âgées 21,34,35,36. La fonction des muscles intrinsèques du pied et l’interaction entre les trois sous-systèmes ont été ignorées dans les évaluations précédentes du pied. Avec une attention accrue aux muscles intrinsèques du pied, plusieurs méthodes qualitatives ont été utilisées dans la pratique clinique, telles que les tests musculaires manuels, la préhension du papier et les tests positifs intrinsèques 7,37. Cependant, ces méthodes sont limitées car elles se concentrent sur la contribution des muscles intrinsèques dans la production de la flexion des orteils, plutôt que sur la fonction de la voûte plantaire de soutien, qui est plus importante5.

Comme dans ce protocole, l’examen de chaque sous-système, c’est-à-dire via le seuil de toucher de la lumière plantaire et la TPD pour le sous-système neuronal, le ND et le FPI-6 pour le sous-système passif, ainsi que la force des muscles intrinsèques et extrinsèques du pied pour le sous-système actif, peut fournir des informations permettant d’identifier différentes voies pour la fonction du pied du point de vue d’un système de pied multifonctionnel. Comme mentionné précédemment, ces méthodes qualitatives sont faciles à mettre en œuvre dans l’évaluation fonctionnelle clinique. Cependant, la fiabilité, la validité et la qualité d’action pendant le processus doivent être clarifiées5.

De plus, en ce qui concerne les sous-systèmes passifs et neuronaux, de nombreuses études ont été menées pour étudier l’effet du vieillissement sur des caractéristiques connexes, notamment la sensibilité sensorielle plantaire et la posture du pied. Il est largement admis que le sensoriel plantaire diminue considérablement chez les personnes âgées, et que la morphologie de leur pied est plus encline à une posture de pronation38,39. En tant qu’évaluation fonctionnelle, le test de force musculaire du pied est considéré comme une mesure directe du sous-système actif.

En raison de l’implication simultanée des muscles intrinsèques et extrinsèques, la force des muscles intrinsèques est difficile à isoler et à évaluer dans les études précédentes. Par conséquent, différentes évaluations de la force sont appliquées pour séparer les contributions des muscles intrinsèques et extrinsèques du pied, y compris les tests de flexion et de doming des orteils. Le mouvement de doming, connu sous le nom d’entraînement du pied court en pratique clinique, est effectué pour quantifier la force des muscles intrinsèques à l’aide d’un dynamomètre. Sa bonne fiabilité (ICCs, 0,816-0,985) a été clarifiée dans une étude précédente28. L’utilisation du même appareil de mesure de force dans un état fixe permet des comparaisons directes entre les muscles intrinsèques et extrinsèques, même entre les données actuelles et futures. Pendant ce temps, en tant que mesure indirecte du muscle intrinsèque du pied, la morphologie musculaire (épaisseur et CSA) est déterminée par échographie, qui a été appliquée dans des études pertinentes sur le pied40,41.

Dans la présente étude, les résultats ont montré une différence significative dans les caractéristiques du sous-système actif entre les groupes jeunes et âgés, ce qui est cohérent avec les études précédentes41,42. Comme le montre la figure 6, par rapport aux jeunes adultes, les participants âgés présentaient une diminution d’environ 29 % à 39 % de la force musculaire du pied (doming, FT1, FT2-3 et FT2-5). De même, il y avait des différences significatives entre les groupes dans la morphologie des muscles du pied (épaisseur et ASC) (figure 7 et figure 8).

Les étapes suivantes du protocole sont essentielles pour étudier les caractéristiques du système central du pied et sont associées à une mesure précise. a) Pendant les tests du sous-système neuronal, les participants sont invités à répondre clairement et fort chaque fois qu’ils perçoivent la stimulation sensorielle. Par conséquent, effectuez ces tests dans une pièce séparée et calme pour assurer la précision et vous assurer que les participants se sont familiarisés avec le test. b) Lors du test de morphologie musculaire, appliquez une pression minimale sur la sonde à ultrasons pour réduire la déformation des tissus mous. Le test et le traitement de l’image doivent être effectués par le même évaluateur43. c) Corriger l’alignement du pied dans les tests ND et FPI-6 pour la mesure correcte de la posture du pied. d) Lors du test de résistance, assurez-vous de la configuration correcte du dynamomètre et du cadre de fixation en bois. Mesurez le mouvement de doming et de flexion des orteils avec une bonne qualité. e) La fatigue des muscles intrinsèques plantaires du pied augmentera la ND, puis modifiera davantage la posture du pied44. Bien qu’aucune preuve directe n’ait exploré l’association entre la fatigue musculaire du pied et la sensorialité plantaire, une étude antérieure a rapporté que la capacité sensorielle de la peau est réduite après avoir induit une fatigue des membres supérieurs et inférieurs45. Par conséquent, le test de force doit être effectué en dernier et les participants doivent avoir le temps de se reposer entre chaque essai pour éviter la charge cognitive et la fatigue musculaire.

Plusieurs limites doivent être prises en compte lors de la mise en œuvre de la mesure. Tout d’abord, compte tenu de la configuration anatomique et biomécanique des muscles intrinsèques du pied, on soupçonne que ces muscles contribuent à fournir des informations sensorielles immédiates via les récepteurs sensoriels, plutôt que de produire de grands mouvements articulaires5. Cependant, en raison des limites technologiques, il n’existe actuellement aucune méthode appropriée pour évaluer la fonction sensorielle des muscles intrinsèques du pied et son effet sur la fonction du pied. Deuxièmement, l’échographie est appliquée, plutôt que l’IRM, pour déterminer la morphologie, qui est considérée comme la méthode de référence pour quantifier le tissu du pied46. Dans les études futures, l’IRM devrait être appliquée pour mieux comprendre la musculature du pied. De plus, l’absence d’une approche multimodale correspondante est en effet une limite de cette étude. Les études futures exploreront plus en détail l’association des facteurs pertinents avec les résultats de la fonction physique chez les personnes âgées.

En tant qu’interface directe entre le corps et le sol, le pied contribue à la collecte d’informations somatosensorielles et s’adapte aux différentes conditions de charge grâce à la coordination entre les contrôles de l’activité musculaire et les déformations de la voûte plantairefonctionnelle 47. Plusieurs caractéristiques du système central du pied sont modifiées chez les personnes ayant un pied plat, une fasciite plantaire, un diabète et même des personnes âgées en bonne santé 14,22,48,49. La stabilité du tronc du pied est également enracinée dans l’interdépendance fonctionnelle de ces trois sous-systèmes. La mesure des caractéristiques d’un sous-système ne fournirait pas une vue complète pour évaluer la fonction du pied.

Ce protocole est basé sur la composition du système de base du pied, qui pourrait fournir des preuves à la communauté scientifique. En pratique clinique, ce protocole aidera à évaluer l’effet des programmes de soins de santé du pied et de la rééducation musculaire du pied pour le traitement des affections du pied, telles que le pied plat, la fasciite plantaire et la douleur au talon. En tant que segment du membre inférieur, le pied joue un rôle important dans la stabilité posturale dans la plupart des postures et des activités dynamiques. Par conséquent, il pourrait fournir des informations sur la fonction du pied dans les recherches futures sur les soins infirmiers et le contrôle neuromusculaire.

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Disclosures

Les auteurs n’ont aucun conflit d’intérêts.

Acknowledgments

Les auteurs remercient le financement du programme d’élevage du dixième hôpital populaire de Shanghai (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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Lai, Z., Hu, X., Xu, L., Dong, K., Wang, L. Evaluating the Function of the Foot Core System in the Elderly. J. Vis. Exp. (181), e63479, doi:10.3791/63479 (2022).

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