Virtual movement of the ankle and subtalar joints using cadaver surface models / Movimiento virtual de las articulaciones talocrural y subtalar utilizando modelos de superficie de cadáveres

Medical students in the dissection room do not fully understand the ankle joint for dorsiflexion and plantar flexion as well as the subtalar joint for inversion and eversion. Thus, a three-dimensional simulation of the movements would be beneficial as a complementary pedagogic tool. The bones and five muscles (tibialis anterior, tibialis posterior, fibularis longus, fibularis brevis, and fibularis tertius) of the left ankle and foot were outlined in serially sectioned cadaver images from the Visible Korean project. The outlines were verified and revised; and were stacked to build surface models using Mimics software. Dorsiflexion and plantar flexion were simulated using the models on Maya to determine the mediolateral axis. Then, inversion and eversion were done to determine the anteroposterior axis. The topographic relationship of the two axes with the five affecting muscles was examined to demonstrate correctness. The models were placed in a PDF file, with which users were capable of mixed display of structures. The stereoscopic image data, developed in this investigation, clearly explain ankle movement. These graphic contents, accompanied by the sectioned images, are expected to facilitate the development of simulation for the medical students' learning and the orthopedic surgeons' clinical trial.

Los estudiantes de medicina en la sala de disección no entienden completamente la dorsiflexión y flexión plantar de la articulación talocrural, así como la inversión y eversión de la articulación subtalar. Por tanto, la simulación 3D de estos movimientos resultaría beneficiosa como herramienta pedagógica complementaria. Los huesos y cinco músculos (tibial anterior, tibial posterior, fibular largo, fibular corto y fibular tercero), se describen en imágenes del proyecto "Visible Korean", de cadáveres seccionados en serie. Los contornos fueron verificados, revisados, y agrupados para construir modelos de superficie utilizando el programa Mimics. Los movimientos de dorsiflexión y flexión plantar fueron simulados utilizando los modelos generados en el programa Maya, para determinar el eje mediolateral. La inversión y eversión se realizó para determinar el eje anteroposterior. Se examinó la relación topográfica de los dos ejes con los cinco músculos estudiados para demostrar la exactitud de movimientos. Los modelos fueron colocados en un archivo PDF, mediante el cual los usuarios fueron capaces de obtener una visualización combinada de las estructuras. Los datos procedentes de imágenes estereoscópicas, obtenidos en esta investigación, permiten explicar claramente el movimiento de las articualciones talocrural y subtalar. Estos contenidos gráficos, acompañados de las imágenes seccionadas, facilitarán el desarrollo de la simulación en el aprendizaje de los estudiantes y su uso en ensayos clínicos por parte de cirujanos ortopédicos.

Influência do gradiente de inclinação na pronação subtalar em corrida submáxima / Influence of slope on subtalar pronation in submaximal running performance

Objetivo: Investigar a influência do gradiente de inclinação na máxima pronação subtalar em velocidade submáxima de corrida. Métodos: dezesseis corredores de rendimento participaram de um teste de Economia de Corrida (ECO) em esteira rolante composto de quatro gradientes de inclinação (+1%, +5%, +10%, +15%). Para cada gradiente de inclinação foi realizada uma corrida de 4 minutos, sem intervalo entre os mesmos, com proposito de mensurar as magnitudes das variáveis cinemáticas através de uma filmadora de alta frequência, posicionada no plano frontal-posterior do indivíduo. Resultados: Não foram verificadas diferenças significativas nos valores de máxima pronação subtalar entre as pernas e entre os gradientes de inclinação adotados, demonstrando que prováveis alterações na técnica de corrida, resultantes das mudanças no gradiente de inclinação, não são capazes de modificar o comportamento da máxima pronação subtalar. Conclusão: A pronação subtalar independe do gradiente de inclinação, podendo esta ser influenciada por outras variáveis intervenientes.Nível de Evidência II, Estudo Diagnóstico.

Objective: To investigate the slope influence on the maximal sub-talar pronation in submaximal running speeds. Methods: sixteen endurance runners participated of a running economy (RE) test in a treadmill with different slopes (+1%, +5%, +10%, +15%). For each slope a 4-minute run was performed with no rest break for the purpose of measuring the magnitude of kinematic variables by means of a high frequency video camera positioned in a frontal-posterior plane of the individual. Results: No significant differences were verified in maximal subtalar pronation between legs and between the slopes adopted, showing that changes of running technique due to modifications of slope aren’t enough to modify the behavior of maximum subtalar pronation. Conclusion: the subtalar pronation is independent of slope, which may be influenced by other intervening variables. Level of Evidence II, Diagnostic Study.

Comparação de protocolos para determinação do ângulo de pronação subtalar / Comparison of protocols for determining the subtalar joint angle

INTRODUÇÃO: Muitos estudos têm analisado a máxima pronação subtalar sem preocupações na escolha do modelo de determinação dessa variável. OBJETIVO: Comparar a máxima pronação subtalar e o seu momento de ocorrência durante a fase de suporte, determinados a partir de dois modelos matemáticos compostos de dois e quatro pontos de referência, respectivamente. METODOLOGIA: Dezesseis corredores participaram de dois testes de economia de corrida em esteira rolante, nas velocidades de 16 e 17 km.h-1. RESULTADOS: Houveram diferenças significativas no consumo de oxigênio entre as velocidades adotadas, contrário aos valores de máxima pronação subtalar e de seus momentos de ocorrência que não apresentaram diferenças significativas entre as velocidades, independente do modelo matemático adotado. Comparando-se os dois modelos matemáticos, os valores de máxima pronação subtalar apresentaram diferenças significativas, independentemente da velocidade. Em contrapartida, os momentos de ocorrências da máxima pronação subtalar não apresentaram diferenças significativas. CONCLUSÃO: A medida da máxima pronação subtalar é influenciada pelo modelo matemático adotado. Entretanto, o momento de ocorrência da máxima pronação subtalar ao longo da fase de suporte independe do modelo.

INTRODUCTION: Many studies have analyzed the maximum subtalar pronation without any concern over the choice of model for determining this variable. OBJECTIVE: To compare the maximum subtalar pronation and its moment of occurrence during the stance phase, determined based on two mathematical models consisting of two and four reference points, respectively. METHOD: Sixteen runners participated in two running economy tests on a treadmill at speeds of 16 and 17 km.h-1. RESULT: The study showed significant differences in oxygen consumption between the speeds adopted, contrary to the values of maximum subtalar pronation and their moments of occurrence, which did not show any significant differences between the speeds, regardless of the mathematical model adopted. Comparing the two mathematical models, the values of maximum subtalar pronation showed significant differences, regardless of speed. However, the moments of occurrence of maximum subtalar pronation showed no significant differences. CONCLUSION: The measure of maximum subtalar pronation is influenced by the mathematical model adopted. However, the moment of occurrence of maximum subtalar pronation during the stance phase is independent of the model.

Avaliaçäo isocinética pré e pós-operatória nas coalizöes tarsais / Pre and postoperative isokinetic evaluation in tarsal coalitions

O objetivo deste trabalho é o de demonstrar os resultados da avaliaçäo funcional na resseçäo operatória das colizöes tarsais talocalcaneanas e calcaneonaviculares. O ângulo máximo de movimento e o torque muscular máximo isocinético para a inversäo e eversäo do pé säo determinados em 12 pacientes (17 pés) portadores de coalizäo tarsal talocalcaneana (8) e calcaneonavicular (4). Säo avaliados oito pacientes do sexo feminino e quatro do sexo masculino com idades entre 10 e 16 anos (média = 13,2 anos). Todas as barras talocalcaneanas haviam sido tratadas com a ressecçäo da barra e interposiçäo de enxerto autógeno livre de gordura. As barras calcaneonaviculares foram tratadas através da excisäo da barra seguida da interposiçäo do tendäo do músculo extensor curto dos dedos. Os testes isocinéticos foram realizados em dinamômetro isocinético marca Cybex, modelo 350, no pré e pós-operatório. Foram avaliados os valores torque máximo por porcentagem de peso corpóreo, nas velocidades angulares de 30 a 120 graus/segundo. Os resultados demonstraram aumento significante da força muscular e dos valores do ângulo de movimento articular (p<0,05) após período pós-operatório mínimo de seis meses. Os autores concluem que a ressecçäo operatória é boa opçäo terapêutica das coalizöes tarsais talocalcaneanas e calcaneonaviculares, permitindo bons resultados funcionais.