Caratteristiche del piede e della caviglia e valgo del ginocchio dinamico in soggetti con artrosi femoro-rotulea

Studio di progettazione

Studio di laboratorio controllato; disegno trasversale.

Sfondo

Le caratteristiche del piede e della caviglia e il valgo del ginocchio dinamico differiscono nelle persone con e senza dolore rotulofemorale (PF). Tuttavia, non è noto se queste caratteristiche siano evidenti nelle persone con osteoartrite PF (OA), rispetto agli anziani anziani indolori.

Obiettivi

Per confrontare la mobilità di piede e caviglia, la postura del piede e il valgo del ginocchio dinamico, misurati come l’angolo di proiezione del piano frontale (FPPA) durante l’accosciamento di una gamba sola, tra individui con e senza PFOA.

Metodi

Cinquantuno partecipanti con PFOA (66% donne, media ± SD età 57 ± 10 anni indice di massa corporea (BMI) 27 ± 6 kg / m ² ), e 23 controlli (56% donne, età 56 ± 9 anni, BMI 24 ± 4 kg / m ² ) hanno misurato la dorsiflessione della caviglia utilizzando il test da ginocchio a parete, la mobilità del piede calcolata come differenza nell’altezza o larghezza del metatarso tra non-peso e peso, e postura del piede statico caratterizzata dall’indice Foot Posture. Il picco di FPPA è stato determinato dalle registrazioni video mentre i partecipanti hanno eseguito 5 squat con una gamba sola. Regressioni lineari esaminate relazioni tra gruppi per le caratteristiche del piede e della caviglia e FPPA.

Risultati

Il gruppo PFOA presentava meno dorsiflessione della caviglia (rapporto di probabilità 6,7, intervallo di confidenza al 95% 2,46-18,2), maggiore mobilità in altezza del piede medio (5.2, 1.78-15.14) e mobilità in larghezza (4.3, 1.33-14.39) e maggiore magnitudo di mobilità del piede (8.4 , 2.32-30.69) rispetto ai controlli. Non c’era differenza nell’APPP (angolo valgo ginocchio) tra i gruppi (15, 0,63-377,99).

Conclusione

Le caratteristiche del piede e della caviglia erano diverse nei soggetti con PFOA rispetto ai partecipanti al controllo, tuttavia non vi era alcuna differenza nel ginocchio valgo dinamico durante lo squat a gamba singola. Gli interventi clinici per affrontare una maggiore mobilità dei piedi possono essere rilevanti per il PFOA.

introduzione

L’articolazione femoro-rotulea (PF) è interessata dall’osteoartrosi (OA) in circa il 50% delle persone con dolore al ginocchio o radiografia OA [ 1 ], e il PFOA è associato a notevoli dolori e limitazioni funzionali [ 2 ]. I sintomi clinici del PFOA, come il dolore al ginocchio anteriore durante l’ambizione della scala e l’accovacciamento, condividono molte somiglianze con il dolore PF negli adolescenti e nei giovani adulti. Il PFOA è clinicamente differenziato dal dolore PF sulla base di evidenze di cartilagine o di alterazioni ossee, ed è stato proposto che le due condizioni possano formare un continuum della malattia [ 3 ]. Se è così, è possibile che le persone con dolore PFOA e PF possano condividere caratteristiche strutturali e funzionali simili [ 3 ].

Il dolore femoro-rotulea è generalmente considerato come risultato di carichi di PF elevati, correlati alla biomeccanica degli arti inferiori aberranti [ 4 ]. Il ginocchio valgo dinamico durante lo squat a gamba singola può essere misurato come l’angolo di proiezione del piano frontale (FPPA) del ginocchio e risulta da una combinazione di rotazione interna dell’anca, adduzione dell’anca e flessione e abduzione del ginocchio [ 5 ]. Una maggiore FPPA è osservata nelle persone con dolore PF [ 6 ] e si ritiene che contribuisca a carichi articolari alterati in questa popolazione [ 3 , 6 ]. Non è noto se l’FPPA sia maggiore in quelli con PFOA rispetto a persone senza PFOA, e quindi un potenziale contributore ai sintomi di PFOA.

Una maggiore mobilità nella parte centrale della gamba e una minore dorsiflessione dell’articolazione della caviglia sono evidenti in alcuni, ma non in tutte le persone con dolore PF rispetto ai soggetti sani [ 4 ]. Sebbene la relazione diretta tra caratteristiche del piede e della caviglia e carichi di PF sia sconosciuta, maggiore mobilità del piede e dorsiflessione della caviglia inferiore sono associate a un FPPA maggiore [ 4 , 5 ]. Il nostro lavoro precedente ha dimostrato che la mobilità del metatarso nelle persone con dolore da PF diminuisce gradualmente tra i 18 ei 50 anni di età, con mobilità della parte inferiore del piede significativamente più bassa osservata in quelli> 40 anni rispetto a quelli tra 18 e 29 anni [ 7]. Tuttavia, non è noto se le persone con PFOA dimostrino differenze nella mobilità del piede rispetto ai controlli senza dolore corrispondenti all’età. Se quelli con PFOA hanno una maggiore mobilità del mesopiede o un range inferiore di dorsiflessione della caviglia, può essere necessario approfondire l’analisi del ruolo del piede e della caviglia nell’eziologia e nella gestione della PFOA.

Lo scopo principale di questo studio era di determinare se le persone con PFOA dimostrano differenze nel FPPA del ginocchio e caratteristiche del piede e della caviglia, rispetto ai controlli di età corrispondente.

metodi

Questo studio trasversale è stato approvato dal Comitato per l’etica della ricerca medica dell’Università del Queensland (numero di approvazione: 2014000068). I partecipanti al PFOA sono stati reclutati in uno studio controllato di fase II, randomizzato, che esaminava l’effetto delle calzature e delle ortesi del piede prescritte rispetto alle calzature prescritte da sole nel PFOA (ACTRN12615000002583). I dati utilizzati nello studio corrente sono stati raccolti al basale, prima della randomizzazione.

I partecipanti

I volontari sono stati reclutati dalle pubblicità sui social media, sulle newsletter per gli anziani e sulle newsletter del personale presso l’Università del Queensland. I criteri di inclusione ed esclusione sono dettagliati nella Tabella  1 .Tabella 1

Inclusione ed esclusione per i gruppi di controllo e PF OA

Criteri di inclusione Entrambi i gruppi

(i) di età ≥40 anni;

Criteri di esclusione Entrambi i gruppi

(i) dolore attuale o precedente a ginocchio, anca, colonna lombare o piede che è durato più di 3 mesi e / o richiesto intervento; (ii) uso dell’ortesi del piede negli ultimi 12 mesi. (iii) una storia di chirurgia dell’anca, del ginocchio o del piede; (iv) condizioni di artrite neurologica o sistemica; (v) pianificata chirurgia degli arti inferiori nei 2 mesi successivi; (vi) incapacità fisica di intraprendere procedure di prova; (vii) l’incapacità di comprendere l’inglese scritto e parlato.

Criteri di inclusione specifici PF OA

(i) dolore al ginocchio anteriore aggravato da almeno due attività che caricano l’articolazione PF (es. accovacciamento, ambulazione delle scale); (ii) dolore durante queste attività presenti nella maggior parte dei giorni del mese scorso; (iii) gravità del dolore ≥30 mm su una scala analogica visiva di 100 mm durante le attività aggravanti; (iv) evidenza radiografica di PF OA (Kellgren e Lawrence ≥ grado 1 [ 19 ]).

Criteri di esclusione specifici PF OA

(i) dolore concomitante da altre strutture del ginocchio (compresa l’articolazione TF), della colonna vertebrale dell’anca o della colonna lombare; (ii) recente trattamento per il dolore PF (iniezioni di ginocchio negli ultimi 3 mesi; (iii) ortesi del piede o fisioterapia nei 12 mesi precedenti) (iv) TFO concomitante da moderato a severo (grado ≥ 3 di Kellgren e Lawrence sulla radiografia); (v) controindicazioni alla radiografia.

Procedure

Ogni partecipante ha dato il consenso informato scritto prima della partecipazione. Le caratteristiche del partecipante (età, altezza, peso, sesso) sono state raccolte al basale.

Per la mobilità e la postura del piede e della caviglia e le valutazioni dello squat con una sola gamba, i partecipanti erano a piedi nudi e indossavano brevi pantaloncini. Entrambe le gambe sono state testate in un ordine casuale. Dettagli dei metodi sono stati segnalati in precedenza [ 5 ], ma sono brevemente descritti di seguito.

Misure di mobilità e postura della caviglia e del piede

Mobilità della caviglia

Per misurare la gamma di dorsiflessione della caviglia, è stato utilizzato il metodo di affondo da ginocchio a parete [ 5 ]. La distanza dal più lungo dei piedi al muro, pur mantenendo il tallone in contatto con il terreno e il piede allineato nel piano sagittale, è stata registrata in centimetri. Questo metodo ha dimostrato un’eccellente affidabilità ed è altamente correlato con le misure dell’angolo tibiale della dorsiflessione della caviglia ( r  > 0.93) [ 8 ].

Mobilità del piede

La mobilità del piede è stata quantificata utilizzando metodi con affidabilità consolidata [ 9 ]. In breve, l’altezza e la larghezza del metatarso sono state misurate al 50% della lunghezza totale del piede usando calibri digitali [ 9 ]. La mobilità del piede è stata caratterizzata da: (i) la differenza dell’altezza del metatarso dal non portante alla posizione eretta (Fig.  1 aeb); (ii) la differenza nell’ampiezza del piede centrale da quella non portante a quella in piedi (Fig. 1 c). La magnitudo della mobilità del piede, una misura composita della mobilità dell’arco sagittale e mediolaterale, è stata calcolata come √ ((mobilità dell’arco mediano) ²  + (mobilità della larghezza del piede centrale) ² ).

Postura del piede statico

La postura del piede statico in posizione bilaterale è stata quantificata con il Foot Posture Index (FPI) come nel nostro studio precedente [ 5 ]. L’FPI valuta la postura del piede statico in 3 piani per fornire un punteggio composito che va da – 12 (massimo supinato) a + 12 (massimo pronazione).

Misura dell’angolo di proiezione del piano frontale

Marcatori colorati sono stati collocati bilateralmente sopra le spine iliache anteriori superiori, il punto medio dei condili femorali e il punto medio dei malleoli. Le riprese video digitali (PAL 25 fotogrammi al secondo, risoluzione 800 × 600 pixel, Nikon Coolpix AW110, Nikon, Tokyo, Giappone) dell’aereo frontale sono state realizzate mentre i partecipanti hanno eseguito il test di squat a gamba singola.

I partecipanti stavano con i piedi allineati sul piano sagittale, indicati da segni sul pavimento e con le braccia incrociate sul petto (Fig. 1 e). Questa posizione di prova standardizzata è stata utilizzata per minimizzare l’impatto delle strategie di compensazione sulle prestazioni dello squat a gamba singola. I partecipanti sono stati incaricati di accovacciarsi fino a quando i loro glutei hanno toccato un treppiede posizionato dietro di loro, quindi immediatamente salire alla posizione di partenza. I partecipanti hanno eseguito cinque ripetizioni continue su ciascuna gamba, a una profondità di 45 °, con una cadenza di 2 secondi per aumento e 2 secondi per inferiore come indicato da un metronomo [ 5 ].

I fotogrammi fermi tratti dal filmato grezzo (QuickTime Player v10.4, Apple Inc.) della parte più profonda dello squat, come indicato dal marker del ginocchio (flessione del ginocchio di punta), sono stati importati in un programma di elaborazione delle immagini (ImageJ, Public Domain, National Institutes of Health). Le linee sono state sovrapposte per collegare i marcatori dell’anca, del ginocchio e della caviglia per il calcolo dell’angolo formato al ginocchio (FPPA) in gradi (Fig. 1e). Un angolo del ginocchio in varo è stato definito come una deviazione negativa da un allineamento neutro di 180 gradi, mentre un angolo del ginocchio in valgo è stato definito come una deviazione positiva da un allineamento neutro di 180 gradi. Tre delle cinque prove tozze a gamba singola sono state utilizzate per l’analisi. Le prove sono state selezionate in base alle prestazioni complessive (mantenimento dell’equilibrio, raggiungimento della profondità corretta dello squat e visibilità dei marker anatomici). Se tutte le prove sono state eseguite correttamente, è stata utilizzata la media delle 3 prove intermedie.

Analisi statistica

Le differenze tra i gruppi per le caratteristiche dei partecipanti sono state valutate usando t-test indipendenti, mentre le differenze nelle caratteristiche del piede e della caviglia e l’FPPA sono state valutate utilizzando modelli di regressione lineare con equazioni di stima generalizzate (GEE). L’utilizzo di GEE ha consentito l’inclusione di dati bilaterali dell’arto inferiore, poiché la maggior parte dei partecipanti con PFOA presentava dolore bilaterale (61%) [ 10 ]. Il gruppo di partecipanti è stato inserito come fattore, mentre sesso, altezza e peso sono stati inseriti come covariate.

Rapporti odds (OR) con intervalli di confidenza al 95% (CI) sono stati generati per ciascun modello. Il significato è stato fissato a 0,05. Tutte le analisi sono state eseguite con IBM SPSS versione 23 (Chicago Illinois, USA). I dati sono stati convertiti in segno per rimuovere i valori Beta negativi per la facilità di interpretazione.

risultati

Cinquantuno individui con PFOA (34 [66%] donne, media ± SD età 57 ± 10 anni indice di massa corporea (BMI) 27 ± 6 kg / m ² ), e 23 controlli (13 [56%] donne, di età 56 ± 9 anni, BMI 24 ± 4 kg / m ² ) partecipato (Tabella  2 ). Quelli con PFOA erano più pesanti e più corti di quelli nel gruppo di controllo (p = <0,05). Per il compito di squat a gamba singola, i dati non sono stati raccolti per 7 (13%) partecipanti con PFOA a causa dell’incapacità di questi individui di completare il compito (a causa di dolore al ginocchio) o dell’incapacità di visualizzare il marker dell’anca a causa di un eccesso eccessivo flessione del tronco durante l’operazione.Tavolo 2

Caratteristiche del partecipante e differenze tra gruppi

PF OAn  = 51	controllin  = 23
Media (SD)	Media (SD)	Diff. Medio	Beta (IC 95%)	valori p	OR (95% CI)
Genere femminile	66%	56%	10
Età	57 (10)	56 (9)	1	0.89
Altezza (m)	1,68 (10)	1,72 (11)	-4	0,12
Peso	78 (18)	72 (16)	6	0,17
BMI	27 (6)	24 (4)	4	0,08
Caviglia DF (cm)	9 (3)	11 (3)	-2	1.90 (0,9-2,9)	0,0001 **	6.7 (2.5-18.2)
Mobilità in altezza del piede (mm)	14 (3)	12 (3)	2	1.64 (0,6-2,7)	0,002 *	5.2 (1.8-15.1)
Mobilità a piedi centrali (mm)	13 (3)	11 (3)	2	1.47 (0,3-2,6)	0.015 *	4,3 (1,3-14,4)
Piede Mobilità Magnitudine (mm)	19 (3)	17 (4)	2	2.13 (0,8-3,4)	0.001 **	8.45 (2,3-30,7)
Indice di posizione dei piedi	4 (3)	3 (3)	1	0,90 (-. 1-1,9)	0,086	2.48 (0,9-6,9)
FPPApeak ( ° ) * PF OA n  = 44	8 (8)	6 (9)	2	2.75 (-0.5-5.9)	0,09	15.41 (,6-378,0)

Quelli con PFOA avevano meno dorsiflessione della caviglia (OR: 6,7 95% CI: 2,46-18,2), maggiore mobilità in altezza del piede centrale (OR: 5,2, IC 95% 1,78-15,14), maggiore mobilità della larghezza del piede centrale (OR: 4,3; IC 95%: 1,33-14,39) e una maggiore magnitudine di mobilità del piede (OR: 8,45; IC 95%: 2,32-30,69) rispetto ai controlli. Il gruppo PFOA non ha mostrato differenze significative nell’APPP (angolo valgo ginocchio) rispetto al gruppo di controllo (OR: 15,41, IC 95%: 0,63-377,99, p  = 0,09).

Discussione

Gli individui con PFOA presentavano piccole, ma significative, differenze nella mobilità del piede e della caviglia e nella postura del piede, rispetto ai controlli di età corrispondente. Tuttavia, l’FPPA (valgo del ginocchio dinamico) non era significativamente differente tra i gruppi.

Gli individui con PFOA avevano un range di dorsiflessione della caviglia di 2 cm in meno rispetto ai controlli antiage e non dolorosi; una differenza 4 volte maggiore dell’errore standard della misurazione (SEM) (SEM: 0,5 cm) [ 8 ]. Il significato della gamma di dorsiflessione della caviglia meno statica in quelli con PFOA non è chiaro. Popolazioni più giovani con dolore PF sembrano avere maggiori misure di dorsiflessione statica della caviglia rispetto ai controlli [ 11 ], tuttavia i risultati sono più variabili in quelli con dolore PF nella terza decade [ 12, 13]. Nessuno studio ha confrontato la dorsiflessione dinamica della caviglia dinamica nei pazienti anziani con e senza dolore PF o OA. Ulteriori studi che esplorano le associazioni tra la gamma di caviglie statiche e l’escursione dinamica della caviglia tra i diversi gruppi di età e con PF di gravità sintomatica e strutturale possono aiutare a capire la rilevanza delle nostre scoperte.

La mobilità del piede medio era maggiore nelle persone con PFOA. Mentre le differenze tra il gruppo PFOA e il gruppo senza dolore erano piccole (magnitudo di mobilità del piede di 2,1 mm), erano superiori al SEM (magnitudo di mobilità del piede SEM 1,3 mm [ 9 ]). Questo è in accordo con i risultati ottenuti in soggetti giovani con dolore PF (età media 29 anni) che avevano una magnitudo di mobilità del piede maggiore di 2 mm rispetto ai controlli corrispondenti all’età (dolore PF: 18 mm, controlli: 16 mm) [ 14]. Tuttavia, la relazione tra mobilità del piede centrale e carichi PF in sconosciuta. È probabile che la mobilità del piede medio superiore eserciti il ​​suo massimo impatto funzionale sull’arto inferiore nella seconda metà della fase di appoggio (da metà a stordimento). Mentre nessuno studio ha valutato la relazione tra mobilità del piede, cinematica del ginocchio e carico del ginocchio in questo momento, gli individui con PFOA sperimentano momenti di flessione del ginocchio più alti, impatti e sforzo articolare PF nella seconda metà della fase di posizione rispetto ai controlli sani [ 15 ]. Poiché interventi come ortesi del piede, che mirano a sostenere il mesopiede, hanno dimostrato l’efficacia nel migliorare il dolore PF in individui giovani con mobilità del piede medio alto [ 16 ], una risposta simile all’ortesi del piede può essere osservata nelle persone con PFOA.

Il valgo dinamico, misurato come FPPA, non era significativamente più grande nel gruppo PFOA rispetto al gruppo di controllo. La differenza tra i due gruppi è la metà della differenza osservata nelle persone con dolore PF rispetto ai controlli sani (4 °, età media 23 anni) [ 6 ] e inferiore a quella del SEM (2,8 ° [ 17 ]). Il gruppo di controllo in questo studio ha dimostrato un FPPA medio di 6 °, rispetto al 3 ° nella coorte di dolore PF di Willson et al. [ 6 ]. Il grado di FPPA nel nostro gruppo PFOA era simile a quello osservato nel dolore PF (PFOA: 8 °, dolore PF: 7 °) [ 6 ]. La scarsa performance dello squat a una gamba sola in adulti di mezza età in buona salute è comune (40-60 anni di età) e può riflettere un deterioramento dell’equilibrio legato all’età [ 18].]. Pertanto, sulla base dei dati attuali, un aumento della FPPA non sembra essere uno strumento clinico utile per differenziare quelli con o senza PFOA nelle persone di età superiore ai 40 anni.

Implicazioni cliniche

I nostri risultati potrebbero avere potenziali implicazioni cliniche per le persone con PFOA. La mobilità del piede era maggiore nelle persone con PFOA rispetto ai controlli di età corrispondente. L’entità delle differenze tra i gruppi nella mobilità del piede centrale era simile a quella osservata nei giovani con dolore alla PF [ 14]. Pertanto, gli interventi per affrontare una maggiore mobilità dei piedi nelle persone con PFOA, come ortesi del piede, calzature o rafforzamento del piede, possono fornire benefici clinici basati su esiti positivi in ​​soggetti con dolore PF [ 16 ].

Le implicazioni cliniche dell’intervallo dorsiflessione della caviglia inferiore osservate nel gruppo PFOA meritano un esame clinico basato sul suo potenziale impatto sul carico articolare del giunto PF sagittale. Tuttavia, poiché la riduzione della gamma della caviglia può essere correlata a strategie compensative che riducono il dolore attivo, non è certo se interventi clinici comuni come lo stiramento del polpaccio e il sollevamento del calcagno siano efficaci nell’aumentare il range attivo della caviglia sul piano sagittale nel PFOA. Le strategie di riqualificazione del movimento, associate a terapie volte a ridurre il dolore al ginocchio (ad es. Taping patellare) possono essere più efficaci in alcuni individui. L’effetto di questi interventi sui carichi PF e sul dolore in PFOA richiede ulteriori indagini.

Conclusione

In conclusione, questo studio ha identificato un range inferiore di dorsiflessione della caviglia e una maggiore mobilità del piede in quelli con PFOA rispetto ai controlli di età corrispondente. La considerazione degli interventi clinici per ridurre il potenziale impatto di una maggiore mobilità del piede è giustificata nelle persone con PFOA.

Significato e innovazioni: (2-4 punti elenco)

I risultati:

• Gli individui con PFOA hanno una gamma di dorsiflessione della caviglia più bassa e una maggiore mobilità nella parte mediana rispetto ai controlli senza dolore corrispondenti all’età.

implicazioni:

• Interventi per ridurre la mobilità del piede medio richiedono indagini nelle persone con PFOA.

Avvertenze:

• Il grado di FPPA sullo squat a gamba singola non è in grado di differenziare quelli con e senza PFOA nelle popolazioni più anziane.

Abbreviazioni

BMI: 

Indice di massa corporea CI: 

Intervallo di confidenzacentimetro: 

Centimetro FPPA: 

Angolo di proiezione del piano frontaleGEE: 

Equazioni di stima generalizzate m: 

metro mm: 

MillimetroOA: 

L’osteoartrite O: 

Rapporto Odds PF: 

patellofemoralePFOA: 

Artrosi femoro-rotulea SD: 

Deviazione standardSEM: 

Errore standard della misura TF: 

tibio-femorale

[Tratto da: www.jfootankleres.biomedcentral.com ]