Fibularis (Peroneus) Tertius muskel hos människor: en metaanalys av anatomiska studier med kliniska och evolutionära konsekvenser

Abstrakt

anses vara en exklusiv mänsklig struktur under lång tid, fibularis tertius (FT) tros ha en sekundär funktion av fot dorsiflexion och eversion. Denna studie är ett försök att närma sig frågan ur ett anatomiskt perspektiv. En systematisk litteratursökning identifierade 35 studier (7601 ben) som uppfyllde inklusionskriterierna. De viktade resultaten av FT närvaro var följande: en” vuxen kadaverisk ” frekvens på 93,2% och en klinisk frekvens på 80%. De vanligaste ft-ursprungs-och införingsställena var den distala halvan av fibula respektive basen av den 5: e metatarsalen. I 95% av fallen upptäcktes en tillbehörsfibulärmuskel när FT saknades. Vi visade att skillnaden mellan de vuxna kadaveriska och kliniska frekvensvärdena skulle påpeka en sannolik bias vid tolkning av tidigare kinesiologiska resultat. På en evolutionär nivå visade jämförande anatomi en mycket låg FT-prevalens bland apor medan de nådde en frekvens på 30% i gorillor, de enda icke-mänskliga aporna som hade en nästan exklusiv markbunden rörelse. Den konsekventa prevalensen bland människor och närvaron av liknande funktionella muskler när den saknas skulle stödja en viktig roll för FT under den fylogenetiska utvecklingen av den upprätta bipedala hållningen och förmodligen under gång.

1. Inledning

sedan dess första beskrivning har två frågor diskuterats över” fibularis tertius ” – muskeln (FT) eller ”peroneus tertius” eller ”anterior fibularis”: om FT är en separat enhet och om den uteslutande är mänsklig. Det är troligt att den första beskrivningen av PT-muskeln har rapporterats av Vesalius . Denna nionde muskel” anställd i fotens rörelse ” har avvisats av vissa anatomister som var samtida med Vesalius, såsom Colombio och Fallopio . De uppgav att denna ”nonus proprius per se musculus” av Vesalius är en del av extensor digitorum-muskeln att den sätts in på femte tån och därmed inte har någon separat enhet. Trots senare exakta och exakta beskrivningar av FT som rapporterats av Albinus och Winslow har FT upprepade gånger negerats sin separata identitet och associerats med extensor digitorum longus (EDL) . Det var faktiskt inte förrän på nittonde århundradet att den ursprungliga beskrivningen av denna muskel som en separat enhet har förnyats av några kända anatomister som Henle och Hyrtl .

under ganska lång tid ansågs muskeln uteslutande vara en mänsklig struktur . Detta falska uttalande ledde till att vissa använde det som ett bevis på en nettoskillnad mellan människor och andra djur . Trots det faktum att FT ibland har beskrivits i vissa antropoida apor , förvirringen steg när många författare inte kunde hitta den i många arter av däggdjur inklusive Strepsirrhini, New World apor och i rhesusapor .

FT är den mest ytliga och största muskeln i den främre gruppen av benmusklerna och det uppstår vanligtvis från den distala tredje eller hälften av fibula och av det intermuskulära septumet . Senan löper snett och i sidled till EDL: s mest laterala sena (Figur 1). Efter att ha passerat bakom den överlägsna och underlägsna extensor retinaculum, tar dess införande formen av en bred fläkt på den laterala och mediodorsala proximala aspekten av den femte metatarsalen och ofta på fascia som täcker det fjärde interosseösa utrymmet . Dess införande kan variera och kan gå på 5: e och 4: e metatarsalbaserna eller på axlarna . En ytterligare frekvent projektion går mot basen av den fjärde metatarsalen men kan bara vara synlig efter lateral mobilisering av FT-senan . En annan ytterligare glidning till dorsal aponeuros av den femte tån kan ibland observeras .

Figur 1

Peroneus tertius och extensor digitorum longus. EDL: extensor digitorum longus; PT: peroneus tertius.

medan FT: s funktion är eversion av foten, visade vissa forskare att ämnen utan FT inte har högre risk för fotledsskada och inte uppvisar minskad eversion eller dorsiflexionsstyrka . Faktiskt, på grund av att betraktas som en sekundär gångmuskel, studier som undersökte mänsklig gång bedömde konsekvent inte den individuella verkan av FT. Ändå fick FT stor klinisk uppmärksamhet med tillkomsten av fotledsartroskopi, där den utgör referensmärket för den anterolaterala portalen. Dessutom anses insättningsstället för FT av vissa vara en bidragande faktor vid frakturer i basen av det femte metatarsala benet (Jones-frakturer) . Dess kliniska användning som en muskelflik för att täcka mjukvävnadsdefekt i foten har också dokumenterats .

den kadaveriska frekvensen av FT hos vuxna har rapporterats variera mellan 88,2% och 100%. En lägre förekomst av FT har hittats hos mänskliga foster: 78,6% för Sokolowska-Pituchowa et al. , 89,7% för Kaneff och 83,16% för Domagala et al. . Dess morfologi verkar variera i stor utsträckning när man jämför studierapporter.

denna studie är ett försök att svara på en funktionell fråga via en anatomisk analys: huruvida FT har någon funktion i utvecklingen av bipedal rörelse och i vuxen mänsklig gång. Syftet med denna systematiska översyn är att generera mer exakt övergripande, sidobaserad, könsbaserad, och förfäderbaserade frekvenser av FT tillsammans med poolade data om dess morfologiska varianter. En jämförande anatomisk analys rapporteras i diskussionen; tolkningen av dess resultat tillsammans med de av denna metaanalys kommer att försöka bedöma den funktionella betydelsen av denna muskel.

2. Metoder

checklistan för anatomiska recensioner och metaanalys (CARMA) fungerade som ram för denna översyn .

2.1. Sökstrategi och identifiering av studier

en elektronisk sökstrategi utformades med Medline, Embase, Scielo, EBSCO och Google Scholar från början till augusti 2016. Booleska kombinationer av följande termer användes: . De digitala samlingarna från National Library of Medicine, http://www.persée.fr och http://www.gallica.fr sökte också efter gamla anatomiska manuskript. Efter radering av dubbletter initierades titelkontroll först följt av abstrakt screening. Abstracts som befanns vara sannolikt relevanta hade sina fullständiga manuskript hämtas. Papper som rapporterade minst ett primärt resultat inkluderades. Referenskontroll av de inkluderade studierna genomfördes sedan. Inga språk-eller åldersbegränsningar infördes.

2.1.1. Kriterier för studieval

alla anatomiska studier var berättigade till inkludering, vare sig det var kadaveriskt, kliniskt eller radiologiskt, utan begränsning av provets ålder. De primära resultaten var inställda på att vara den sanna eller råa förekomsten av FT. Den verkliga prevalensen definieras som antalet drabbade ben jämfört med antalet tillgängliga ben för studier. Den råa FT-prevalensen är antalet individer som har antingen en eller två FT jämfört med antalet individer som är tillgängliga för studier. Sekundära resultat definierades som de anorbaserade, lateralitetsbaserade, könsbaserade och sidbaserade frekvenserna, storleken på FT och dess ursprung och införingsvarianter.

datautvinning och analys. Data som extraherades inkluderade provstorlek, baslinje demografiska egenskaper hos provet och prevalensvärden. Storlek, ursprung och införande av PT extraherades också när det var tillgängligt. Analysen utfördes med StatsDirect v2. 7.8 (Altrincham, Storbritannien). Proportionsmetaanalys användes för att (A) beräkna den totala sanna/råa poolade prevalensuppskattningen (PPE), (b) utföra undergruppsanalys för sidbaserad, könsbaserad och anorbaserad PPE. Oddsförhållande (eller) metaanalys användes för att etablera potentiella föreningar med variabler som kön och sida. Heterogenitet undersöktes med hjälp av statistiken; när > 50% rapporterades uppskattningen av slumpmässig effekt. Vid undergruppsanalys av fem studier eller mindre användes uppskattningen med fast effekt oavsett värde. Känslighetsanalyser utfördes i två fall, i tillämpliga fall: en undergruppsanalys av studier med prover på mer än 100 prover och ytterligare två undergruppsanalyser av studier publicerade före och efter år 1920.

3. Resultat

3.1. Sökresultat

sökningen i elektroniska databaser gav 164 träffar. Fjorton dubbletter togs bort. Trettiofem studier ansågs potentiellt relevanta och tjugo uppfyllde inklusionskriterierna. Orsaker till uteslutning var följande: 9 rapporter om anatomisk variation, 3 elektrofysiologiska studier och 3 traumatiska kliniska fallrapporter. Sökningen av gamla manuskript avslöjade 14 relevanta studier där 10 uppfyllde inklusionskriterier. Referenskontroll av de 30 studierna som uppfyllde inklusionskriterierna gav ytterligare 5 studier (Figur 2). Totalt fanns 35 studier: 29 kadaveriska (25 vuxna och 4 embryon/foster) och 6 kliniska, inklusive 7601 ben. Tabell 1 sammanfattar egenskaperna hos de inkluderade studierna.

Figur 2

flödesschema för sökstrategi.

3.2. Prevalens av FT

Tabell 2 visar prevalensvärdena för FT rapporterade i de inkluderade studierna.

3.2.1. Vuxna kadaveriska studier

tjugofem studier inklusive 3628 ben gav en viktad sann prevalens på 93,2% (95% ki = 0,916 till 0,945, = 62,2%). En känslighetsanalys av 9 studier inklusive prover av mer än 100 benprover med totalt 2517 prover gav en viktad frekvens på 92,7% (95% ki = 0,908 till 0,943, = 63,2%). Åtta studier publicerade före år 1920 med totalt 1723 ben gav en viktad frekvens på 93,3% (95% ki = 0,920 till 0,944, = 39,3%). Sjutton studier publicerade efter år 1920 med totalt 1805 ben gav en viktad frekvens på 93.7% (95% ki = 0,915 till 0,956, = 6,8%).

åtta studier inklusive 395 kadaverprov gav en rå prevalens på 93% (95% ki = 0,88 till 0,964, = 56,8%).

tretton studier inklusive 875 högra ben och 869 vänstra ben gav en poolad eller av 1,2 (95% CI = 0,573 till 2,514, = 68,3, ). Ingen betydelse hittades i förhållande till sidan.

nio studier inklusive 622 män och 334 kvinnor gav en poolad eller av 1,77 (95% CI = 1,035 till 2,691, = 0%, och ) till förmån för manligt kön.

tretton” kaukasiska ” studier inklusive 1788 ben gav en sann frekvens på 92.3% (95% ki = 0,910 till 0,934; = 0%).

fyra Indiska studier inklusive 474 ben gav en sann frekvens på 90,8% (95% ki = 0,880 till 0,932, = 82,4%).

tre sydamerikanska studier inklusive 188 ben gav en sann frekvens på 97,4% (95% ki = 0,916 till 0,998, = 67,5%).

två japanska studier inklusive 938 ben gav en sann frekvens på 95,5% (95% ki = 0,940 till 0,9670, = 36,5%).

en turkisk studie , en afrikansk studie och en kinesisk studie rapporterade sanna frekvenser på 95,4%, 90,2% respektive 89,3%.

3.2.2. Fetala kadaveriska studier

fyra studier med totalt 570 ben rapporterade en sann prevalens på 82,1% (95% ki = 0,788 till 0,851, = 0%).

3.2.3. Kliniska studier

sex studier med totalt 3160 ben gav en sann frekvens på 80% (95% ki = 0, 625 till 0, 914, = 98, 6%).

alla kliniska studier men Bourdon och Petitdant med totalt 1537 försökspersoner gav en rå frekvens på 75, 7% (95% CI = 0, 578 till 0, 898, = 97, 5%).

3.3. Morfologi för FT

tabell 3 visar rapporterat ursprung, införande och storlek på FT från de inkluderade studierna.

3.3.1. Ursprung FT

Elva studier rapporterade ursprunget till PT. Av 1026 observerade FT, 854 (83,2%) härstammar från fibula med 721 (70,2%) härstammar från den distala halvan av fibula och 133 (13%) från den distala tredje. Dessutom härstammar 162 (15,8%) från EDL-muskeln.

3.3.2. Införande av FT

alla studier utom Bhatt et al. rapporterade sättet för införande. Av 1248 observerade FT, i 152 (12,2%) av fallen infogades FT på axeln på M5, 252 (20,2%) infördes på basen av M5 (5: e metatarsal), 292 (23,4%) på basen och axeln på M5, 423 (33.9%) på både M4 (4: e metatarsal) och M5, 38 (3%) på M4 och 24 (2%) på EDL-senan. I 67 (5,3%) fall ger den distala senan av FT en glidning på huvudet på M5 eller på basen av den femte tån.

3.3.3. Storlek på FT

sex studier med totalt 313 FT gav en genomsnittlig senlängd på 5,62 cm. Fem studier med totalt 279 FT gav en genomsnittlig bredd på 3.28 mm.

3.3.4. Antal FT – Senorslipar

Elva studier rapporterade antalet FT-slipsar med totalt 795 FT; 699 FT (88%) hade en enda slip och 91 (12%) en dubbel slip. Av de 91 dubbla slipsarna betraktades 4 (4,4%) som dubbla senor.

3.3.5. Antal tillbehörsmuskler när FT är frånvarande

studien av Johnson rapporterade systematiskt ett tillbehör peroneal sena när FT saknades (7 fall); 5 fall visade en fibularis digiti minimi sena och 2 fall hade en associerad fibularis quartus muskel och sena, alla tar insättning på basen/axeln på den 5: e metatarsalen. Av 14 fall med en frånvarande FT visade 11 (78,5%) fall ersättning med en fibularis digiti quinti och 2 (14.3%) fall visade en senglidning från fibularis brevis (PB). Totalt, i 20 (95,2%) fall där FT var frånvarande, var en extra peroneal muskel eller en tendinös glidning från PB till 5: e metatarsalen närvarande.

3.3.6. Senanslutningar från EDL när FT är frånvarande eller tunn

Joshi et al. rapporterade att i båda fallen där FT var frånvarande, det ersattes av en slip från den laterala marginalen EDL. I två fall där FT var mycket tunn, en intertendinös anslutning som kom ut från EDL: s laterala sena hittades som gick med i den svaga FT.

4. Diskussion

denna metaanalys visade att FT är mycket vanligt hos människor (93%). Detta värde varierade obetydligt jämfört med de två undergruppens känslighetsanalyser: den ena inklusive prover av mer än 100 prover och den andra jämförde den med studier publicerade före 1920. Den vägda frekvensen på 93% visar sig vara högre än den som rapporterats i vissa recensioner och läroböcker. Till exempel, låga frånvarofrekvenser rapporterades av Kimura och Takahashi och Williams et al. , 4,8% respektive 4,4%, medan Hansen Jr. och Sarrafian uppgav en prevalens på 90%. Dessutom beskrev Wood Jones sin frånvaro i 15% av fallen medan Romanes rapporterade att muskeln ofta är frånvarande. Denna studie visar att FT frånvaro är snarare undantaget. Det är värt att notera att få gamla läroböcker rapporterade frekvenser nära det som hittades i denna studie men dessa konsulteras sällan av studenter . FT-frekvensen visade sig variera mellan anor; sydamerikanska och japanska populationer hade de högsta frekvensvärdena (97,4% och 95,5%, resp.) medan afrikaner, indianer och kineser visade de lägsta värdena (90,2%, 90,8% och 89,3%, resp.). Medan ingen skillnad hittades i förhållande till sidan, var en mild förening närvarande till förmån för det manliga könet. Därför kan FT-frekvensen ha en genetisk grund som kan förklara den observerade variationen mellan populationer. Å andra sidan visar sig fetal FT-frekvensen vara 11% mindre jämfört med den vuxna. I motsats till resultaten från Domagala et al. who rapporterade icke-signifikanta prevalensvärdeskillnader mellan åldersgrupper av deras fostermaterial, Kaneff hittade sällan en FT hos foster mindre än 40 mm längd (mindre än 10 veckors ålder). Det senare fyndet kan förklara skillnaden som observerats mellan vuxna och fosterfrekvenser. Kaneff visade också att individualiseringen av FT-senor började vid den proximala tredjedelen av den femte metatarsalen (från den distala glidningen till EDL: s femte tå) och fortsätter distalt mot tårna innan de fortsätter proximalt för separationen med EDL-magen i benet i ett senare skede.

intressant visade kadaverisk dissektion en högre frekvens (93%) jämfört med den som erhölls med klinisk undersökning (80%). Således verkar det som om cirka 13% av FT kunde missas av rutinmässiga kliniska tester. Det har emellertid visats att FT-senan och / eller FT-magen ibland är svåra att separera från extensor digitorum longus . Det kan redogöra för det lägre kliniska frekvensvärdet som erhållits i denna översyn där palpation kanske inte skiljer FT-senan från EDL: s laterala glidning. Dessutom har för många varianter av distal FT-insättning observerats med upp till nio kategorier av infogningstyp där vissa senor kan vara mycket tunna, vilket kan lägga till den kliniska förspänningen. Ett negativt kliniskt test kan påverka kirurgiska ingrepp som ankelartroskopi. Faktum är att FT är landmärket för den anterolaterala portalen och den senare används vanligtvis för placering av inflödeskanylen. Vidare skulle skillnaden mellan de kadaveriska och kliniska frekvensvärdena också indikera en bias vid bedömning av FT-funktionen. Till exempel, resultat från kliniska studier som inte visar någon koppling mellan frånvarande FT och minskning av fot eversion och dorsiflexion bör tolkas på nytt mot bakgrund av våra resultat. Denna negativa korrelation kan helt enkelt bero på missade PT-senor vid klinisk undersökning.

å andra sidan liknade ursprungs-och införingsställen som hittades i denna studie inte de som rapporterades i många anatomihandböcker. Majoriteten av FT i denna studie visade sig härröra från den distala halvan, snarare från den vanligtvis rapporterade distala tredje eller fjärde av fibula . Mer, vissa läroböcker nämnde inte den 4: e metatarsalen varken de kombinerade proximala delarna av 5: e och 4: e metatarsalerna som möjliga insättningsställen.

intressant visade denna studie att i mer än 95% av fallen där FT saknas var en tillbehörsfibulärmuskel eller en tendinös glidning från EDL närvarande. Vi tror att resultaten av Johnson av en konstant närvaro av en tillbehörsfibulärmuskel när FT är frånvarande bör uppmana framtida författare att undersöka förekomsten av sådana tillbehörsmuskler när de studerar FT. Faktum är att Macalister rapporterade samma observationer i alla fall där FT muscle var frånvarande. Det är värt att notera att båda varianterna av tillbehörsfibulära muskler ofta delar nära ursprung och insättningsställen som FT . Vi hävdar att i de fall där FT är frånvarande, kommer dessa tillbehörsmuskler sannolikt att betraktas som kompensationsstrukturer. Återigen skulle närvaron av dessa tillbehörsmuskler ha infört förspänning vid klinisk utvärdering av fotled/fotrörelse; studier som rapporterats av Witvrouw et al. och Oyedun et al. försökte inte lokalisera närvaron av en tillbehörsfibulärmuskel före deras kliniska undersökning.

dessutom beskrev många av de inkluderade studierna FT-insättning som bred och fläktformad; Krammer et al. jämförde det med en ” pes anserinus.”Men andra rapporterade bara sin huvudsakliga distala infästning utan ytterligare detaljer. De studier som gav detaljerade beskrivningar av FT-infogningsfästen rapporterade en kombinerad insättning på 5: e och 4: e metatarsalbaserna i cirka 34% av fallen. Krammer et al. kunde hitta ett sådant infogningsmönster i alla ämnen; dessa författare uppgav att en samtidig insättning på den 4: e metatarsalen blir synlig först efter mobilisering och lateral förskjutning av FT-senan. Vi hävdar att en sådan bred insättning skulle öka fackverket över den laterala mitten av foten och därför skulle öka eversion verkan av FT.

på en evolutionär nivå finns FT inte i Strepsirrhini och New World monkeys som tidigare nämnts. Två enstaka fall i Gamla världens apor rapporterades i grissvansad babian (Papio ursinus) och i Toque monkey (Macaca sinica) . Dessutom observerade Kimura och Takahashi FT i fem ben (2,9%) av tre manliga exemplar (3,4%) av 174 ben på 87 (45 män och 42 kvinnor) Krabbätande apor (Macaca fascicularis). I stora apor har FT hittats med högre frekvenser. Loth rapporterade sin närvaro hos 1 av 15 orangutanger (6, 6%) från en enda studie. Denna författare uppgav att muskeln har observerats hos 5% av schimpanser. Kimura och Takahashi avslutade granskningen av Straus Jr.och drog slutsatsen att FT har en frekvens på 29,6% (8 av 27 dissekerade exemplar) i gorillor. Det är mycket troligt att närvaron av PT är associerad med den bipedala typen av rörelse. Den utbredda närvaron av denna muskel hos moderna människor och gorillor, uteslutande respektive mestadels markbundna, skulle påpeka ett evolutionärt förvärv relaterat till ”bipedalism” . Samma motiv kan tillämpas på schimpanser där deras mindre närvaro sannolikt beror på det faktum att dessa apor inte uteslutande är markbundna: att vara båda, arboreala och markbundna. Faktum är att fotinversion på grund av dorsiflexion inte motverkas av någon muskel i arboreala apor . När man jämför människor med icke-mänskliga primater, som kan manifestera någon form av tvåbent förflyttning, Romanes tillskrivs eversion funktion FT som ett utmärkande drag för mänsklig förflyttning. Jungers märkte det som en svängfasmuskel som verkar för att jämföra fotsulan före nästa touchdown hos människor; dess everting aktivitet motverkar den inverterande verkan av tibialis anterior. Men under svängfasen av bipedal gång av icke-mänskliga primater utan FT kunde dessa författare registrera en högre rekrytering av fibularis longus och brevis. Den ökade fot eversion (rensa tårna i marken) under swing fasen skulle maximera plantar vikt blottar yta under hållning fasen. Det har noterats att när man lyfter och pronerar framfotens laterala kant, skulle FT-åtgärden Flytta viktbalansen mot fotens mediala båge för att upprätthålla balans under hållningsfasen . Således kan FT hjälpa till att förbättra ekonomin för bipedal gång.

de evolutionära, funktionella och morfologiska tolkningarna som gjorts mot bakgrund av våra resultat är överens om att FT är en viktig funktionell anatomisk struktur. Dess höga frekvens, närvaron av andra liknande muskler när de är frånvarande och dess breda införande på den laterala aspekten av mittfoten skulle ge denna muskel en viktig roll i mänsklig bipedalism. Genom att använda kvantitativ bevissyntes, resultaten av denna metaanalys i kombination med FT-frekvenser som finns i primater indikerar att FT-funktionen skulle ha haft en viktig roll under den fylogenetiska utvecklingen av den upprätta bipedala hållningen, ett uttalande som är i linje med det som gjorts av Krammer et al. . Dessa författare hävdade också att FT-åtgärder kan vara grundläggande under postnatal utveckling av den mänskliga gången och kan i hög grad bidra till effektiviteten hos vuxen gång. Det faktum att ämnen som saknar FT inte visar grova gångavvikelser skulle vara oförenliga med FT som en grundläggande gångmuskel. Ändå visar resultaten här att Tillbehör peroneala muskler är ganska alltid närvarande när FT är frånvarande. Dessa muskler kan ersätta en saknad FT-funktion och kan maskera den saknade effekten av en frånvarande FT. Dessutom kunde ovanstående söklitteraturstrategi inte hitta rapporter som analyserade individuell FT-åtgärd under gång. Betraktas som en sekundär extensor och evertor muskel, de publicerade studierna inkluderade systematiskt FT med de andra peroneala musklerna när man studerade mänsklig gång. Slutligen föreslår den höga förekomsten av FT observerad hos människor och dess konsistens mellan olika etniciteter inte en pågående process av fylogenetisk degenerering som det är fallet med palmaris longus; tvärtom kan det innebära en nödvändig funktion som fortfarande ska säkras av denna muskel.

5. Slutsats

tolkningen av de metaanalytiska och jämförande resultaten skulle påpeka det faktum att en sådan ny och konstant muskel kan ha en viktig funktion, eller en finjusteringsfunktion, relaterad till mänsklig rörelse, vare sig det är under gång och/eller under snabbare rörelser som löpning. På grund av vårt” viktiga gångmuskel ” – argument och bristen på rapporterad individuell analys i mänsklig gång är ytterligare forskning motiverad för att bedöma FT-bidrag under de olika typerna av mänsklig rörelse.

intressekonflikter

författarna förklarar att det inte finns några intressekonflikter angående publiceringen av detta dokument.

bekräftelser

författarna presenterar sin hyllning till givaren av det fotograferade provet.