sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

14
2 (18) 2010 Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy, what the “heel spurs” really are and what are their consequences ZBIGNIEW CZYRNY Praktyka prywatna, Michałów Grabina Konsultant diagnostyki obrazowej w Centrum Chirurgii Specjalistycznej Ortopedika, Warszawa Address for correspondence/Adres do korespondencji: Zbigniew Czyrny M.D. Praktyka prywatna, Michałów Grabina, Polska tel. +48 22 7724153, e-mail: [email protected], www.czyrny.pl © J ORTHOP TRAUMA SURG REL RES 2 (18) 2010 Review article/Artykuł poglądowy Obraz USG i histologiczny entezopatii w obrębie pięty, czyli co to są „ostrogi piętowe” i co z tego wynika Summary Most common enthesopathy of all the calcaneal insertions is in Achilles tendons, then in plantar aponeurosis and in flexor digitorum brevis origin. The basic diagnostic findings in imaging tech- niques of the enthesopathy are lesions and scars on the tendons or aponeurosis, erosions, enthe- sophytes and mixed erosive-enthesophytic changes. In histopathological appearance one can find tissues resembling typical structures of the particular location, oligocellular zones, hyalinization, adipose degeneration, ruptures, signs of repair. Lack of histological inflammatory changes in the affected zones seems to be important. It may also play a role in interpretation of ultrasound images in other enthesis zones as well as in making therapeutic decisions. Another important fact is a secondary or even lack of clinical meaning of so called heel spurs. Key words: enthesopathy, sonography, histopathology Streszczenie Entezopatie przyczepów piętowych najczęściej dotyczą entezy ścięgna Achillesa, rozcięgna pode- szwowego i ścięgna m. zginacza palców krótkiego. Podstawowymi elementami entezopatii w dia- gnostyce obrazowej są uszkodzenia i blizny ścięgna i rozcięgna, zmiany, nadżerkowe, entezofityczne oraz nadżerkowo-entezofityczne. W badaniach histopatologicznych dominują obrazy tkanek zbli- żonych do prawidłowych w tych lokalizacjach, strefy ubogokomórkowe, szkliwienie, degeneracja tłuszczowa oraz pęknięcia i ślady po procesach naprawczych. Wydaje się być istotnym brak w badaniach histopatologicznych cech obecności zapalenia w strefach chorych entez. Może to mieć znaczenie zarówno w interpretacji obrazów USG w innych strefach entez jak rów- nież w podejmowaniu odpowiedniego leczenia pacjentów z takimi problemami. Drugim ważnym elementem jest drugoplanowe lub brak klinicznego znaczenia tzw. ostróg pięto- wych. Słowa kluczowe: entezopatia, USG, histopatologia Statistic/Statystyka Word count/Liczba słów 2468/2498 Tables/Tabele 0 Figures/Ryciny 24 References/Piśmiennictwo 5 Received: 29.01.2010 Accepted: 16.02.2010 Published: 20.04.2010

Upload: phamnhi

Post on 29-Jan-2017

230 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

2 (18) 2010

Sonographic and histological appearanceof heel enthesopathy, what the “heel spurs”really are and what are their consequences

ZBIGNIEW CZYRNY

Praktyka prywatna, Michałów GrabinaKonsultant diagnostyki obrazowej w Centrum Chirurgii Specjalistycznej Ortopedika,Warszawa

Address for correspondence/Adres do korespondencji:Zbigniew Czyrny M.D.Praktyka prywatna, Michałów Grabina, Polskatel. +48 22 7724153, e-mail: [email protected], www.czyrny.pl

© J ORTHOP TRAUMA SURG REL RES 2 (18) 2010Review article/Artykuł poglądowy

Obraz USG i histologiczny entezopatii w obrębiepięty, czyli co to są „ostrogi piętowe”i co z tego wynika

Summary

Most common enthesopathy of all the calcaneal insertions is in Achilles tendons, then in plantar

aponeurosis and in flexor digitorum brevis origin. The basic diagnostic findings in imaging tech-

niques of the enthesopathy are lesions and scars on the tendons or aponeurosis, erosions, enthe-

sophytes and mixed erosive-enthesophytic changes. In histopathological appearance one can find

tissues resembling typical structures of the particular location, oligocellular zones, hyalinization,

adipose degeneration, ruptures, signs of repair. Lack of histological inflammatory changes in the

affected zones seems to be important. It may also play a role in interpretation of ultrasound images

in other enthesis zones as well as in making therapeutic decisions. Another important fact is a

secondary or even lack of clinical meaning of so called heel spurs.

Key words: enthesopathy, sonography, histopathology

Streszczenie

Entezopatie przyczepów piętowych najczęściej dotyczą entezy ścięgna Achillesa, rozcięgna pode-

szwowego i ścięgna m. zginacza palców krótkiego. Podstawowymi elementami entezopatii w dia-

gnostyce obrazowej są uszkodzenia i blizny ścięgna i rozcięgna, zmiany, nadżerkowe, entezofityczne

oraz nadżerkowo-entezofityczne. W badaniach histopatologicznych dominują obrazy tkanek zbli-

żonych do prawidłowych w tych lokalizacjach, strefy ubogokomórkowe, szkliwienie, degeneracja

tłuszczowa oraz pęknięcia i ślady po procesach naprawczych. Wydaje się być istotnym brak

w badaniach histopatologicznych cech obecności zapalenia w strefach chorych entez.

Może to mieć znaczenie zarówno w interpretacji obrazów USG w innych strefach entez jak rów-

nież w podejmowaniu odpowiedniego leczenia pacjentów z takimi problemami.

Drugim ważnym elementem jest drugoplanowe lub brak klinicznego znaczenia tzw. ostróg pięto-

wych.

Słowa kluczowe: entezopatia, USG, histopatologia

Statistic/Statystyka

Word count/Liczba słów 2468/2498

Tables/Tabele 0

Figures/Ryciny 24

References/Piśmiennictwo 5

Received: 29.01.2010Accepted: 16.02.2010Published: 20.04.2010

Page 2: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

24 Z. CZYRNY

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERY

AND RELATED RESEARCH

WSTĘPKość piętowa spełnia między innymi funkcję bloczkazmieniającego kierunek sił generowanych przez ścięgnomięśnia trójgłowego łydki. Za pośrednictwem swojegodystalnego ścięgna mięsień trójgłowy łydki przyczepia siędo tylnej powierzchni guza piętowego (ryc. 1).

Do powierzchni podeszwowej wyrostka przyśrodko-wego tego samego guza piętowego przyczepia się rozcię-gno podeszwowe (aponeurosis plantaris) nazywane przezniektórych, niezgodnie z międzynarodową, łacińską no-menklaturą anatomiczną, powięzią podeszwową (ryc. 2).Obwodowo rozcięgno podeszwowe przyczepia się dopaliczków bliższych palców stopy.

W ten sposób znaczna część energii mięśnia trójgło-wego przekazywana jest nie tylko na cały kompleks dośćsztywno powiązanych ze sobą kości stępu i śródstopia alerównież na palce, co ma niebagatelne znaczenie przyruchu odbicia z palców. Rozcięgno podtrzymuje równieżsklepienie łuku stopy.

Strukturą, o której nie sposób nie wspomniećw kontekście dywagacji o entezach piętowych jest mię-sień zginacz palców krótki, którego bliższe ścięgno przy-czepia się do przednio-dolnej krawędzi wyrostka przy-środkowego guza kości piętowej bezpośrednio grzbieto-wo i ku przodowi od rozcięgna podeszwowego (ryc. 3).

Te trzy struktury, jeśli chodzi i kość piętową, sąnajczęściej spotykanymi bohaterami patologii o ogólnejnazwie entezopatia – czyli patologia przyczepu.

Kluczem do zrozumienia, zarówno natury jak i dia-gnostyki, a co za tym idzie leczenia entezopatii piętowychjest anatomia tych okolic, której schemat przedstawiaryc. 4.

ENTEZANiniejszy wywód oparty jest o definicję M. Benjaminai wsp. (2), która w tłumaczeniu autora brzmi następują-co: Enteza to region/miejsce gdzie ścięgno, więzadło lub

Fig. 1. A MR image of the Achilles tendon. Arrows – proximal anddistal ends of tendon enthesisRyc. 1. Obraz RM ścięgna Achillesa. Strzałki – granice bliższa i dalszaentezy ścięgna

Fig. 2. A sagittal MR image on the level of the plantar aponeurosisattachment. Dotted arrows point at the proximal and distal ends ofthe attachment area for the aponeurosisRyc. 2. Przekrój strzałkowy w badaniu RM na poziomie przyczepu pię-towego rozcięgna podeszwowego. Przerywane strzałki wskazują na punktybliższy i dalszy pola przyczepu piętowego rozcięgna podeszwowego

INTRODUCTIONCalcaneus among its functions acts also as a trochlearedirecting the forces generated by triceps surae tendon.With its distal tendon, the triceps surse muscle inserts tothe posterior aspect of calcaneal tuberosity (Fig.1).

To the plantar surface of the medial process of cal-caneal tuberosity a plantar aponeurosis is attached (Fig.2.), a structure often informally and improperly calledplantar fascia. The distal ends of aponeurosis insert to theproximal phalanges.

Thus a big portion of energy applied by the tricepssurae is transferred not only to the quite firmly joinedtarsal and metatarsal bones, but also to the toes andbecomes a major item in the propulsion subphase of gait.The aponeurosis maintains also the arch of the foot.

A structure, that must be mentioned, consideringcalcaneal entheses in flexor digitorum brevis muscle, forits original tendon attaches to the anterior-inferior mar-gin of the medial process of calcaneal tuberosity, rightdorsally and anterior to the plantar aponeurosis (Fig. 3.).

The three mentioned structures and the calcaneus arethe most commonly seen elements in enthesopathies –pathologies of the attachment.

A key to understanding the nature of the disease andits diagnostics, and finally treatment is regional anatomy,schematically presented in Fig. 4.

ENTHESISThe paper is based on definition given by Benjamin M.et al [2], translated by the author as follows: enthesis –a place or region, where either a tendon or ligament, orarticular capsule is attached to the bone. Biermann [3]

Page 3: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

25Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy, what the “heel spurs” really are…

2 (18) 2010

Fig. 3. A sagittal MR image on the level of flexor digitorum brevisorigin. The dotted arrow lays along the original tendon and pointsat calcaneal attachmentRyc. 3. Przekrój strzałkowy w badaniu RM na poziomie przyczepuścięgna m. zginacza palców krótkiego do k. piętowej. Przerywanastrzałka położona jest wzdłuż bliższego rdzenia ścięgnistego/ścięgnatego mięśnia i wskazuje na punkt przyczepu piętowego jego ścięgna

Fig. 4. A sagittal section of the foot. Blue lines mark the Achillestendon and plantar aponeurosis. Blue dotted lines – tendones offlexor digitorum brevis muscle (the belly of the muscle is red). Yellowoutlines – adipose body (fat pad) in Kager space, plantar andcalcaneal fatty tissueRyc. 4. Schematyczny rysunek strzałkowego przekroju stopy. Niebie-skimi ciągłymi liniami oznaczono ścięgno Achillesa i rozcięgnopodeszwowe. Niebieskie przerywane linie – ścięgna m. zginaczapalców krótkiego (brzusiec tego mięśnia w kolorze czerwonym). Żółteobrysy – ciało tłuszczowe przestrzeni Kagera, tkanka tłuszczowapodeszwy i pięty

Fig. 5. A scheme of fibrocartila-genous enthesisRyc. 5. Schemat entezy chrzęstno-włóknistej

torebka stawowa przyczepia się do kości; inaczej miej-sce przyczepu lub przyczep. Biermann (3) sugeruje, żeistotną funkcją entezy jest rozpraszanie energii genero-wanej na granicy dwóch tkanek o istotnie różnej elastycz-ności czyli pomiędzy ścięgnem i kością w celu uniknię-cia miejscowych gwałtownych gradientów napięcia.Opinia ta odzwierciedla znany z fizyki fakt kumulacji ener-gii przekazywanej z elementu o większej na elemento mniejszej elastyczności w strefie granicznej tych struktur.

Termin „strefa entezy” rozumiany jest, na potrzebyjasnej i jednoznacznej komunikacji tego artykułu, jakoenteza wraz z jej bezpośrednim sąsiedztwem ok. 10mmod zarysu kostnego w głąb ścięgna lub więzadła. Nale-żałoby dodać podobną, może mniej rozległą, strefę poprzeciwnej stronie entezy jednak zasięg badania USGograniczony jest do powierzchni odbijających całkowi-cie ultradźwięki, czyli w tym wypadku kostnych. Strefaentezy oznaczać więc będzie samą entezę wraz z przy-legającym do niej około 10mm odcinkiem ścięgna/wię-

suggests, that a major function of enthesis is dispersionof energy generated on the border between two tissuesof different elasticity, like between a tendon and a bone,in order to avoid local peaks of tension. This opinionmirrors a physical observation of the cumulation ofenergy transferred from an element of higher elasticityto another element of lower elasticity in the border zone

A term “enthesis zone” in this study refers to theenthesis and its close surrounding – 10mm from the boneoutline deep to the tendon or ligament, to ensure clearand univocal communication. Probably a similar oppo-site zone should be added deep into the bone, howeverultrasound penetration is limited to the surface of thebone, since it reflexes the whole beam. So, “enthesiszone” shall mean the attachment area and 10mm of theattached tendon or ligament. This supplementary term isintroduced, for many lesions in the enthesis project to thesurrounding structures.

Page 4: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

26 Z. CZYRNY

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERY

AND RELATED RESEARCH

Fig. 6. Longitudinal section on the level of calcaneal insertion anddistal portion of the Achilles tendon. High type of insertion – shortcalcaneal wall of the tendinous sheath. The tendon in neutral positionwithout a trochlea, where it bends around only in dorsal flexion ofthe foot. Black arrows – outline of the tendon; dotted arrows –borders of calcaneal insertion of the tendon; black arrowheads - layerof fibrous cartilage lining the calcaneal wall of tendon’s sheath; whitearrowheads – layer of fibrous cartilage of the enthesis; P – calca-neusRyc. 6. Przekrój podłużny na poziomie przyczepu piętowego i od-cinka dalszego ścięgna Achillesa. Typ wysoki przyczepu ścięgna –krótka ściana piętowa kaletki ścięgna. Ścięgno już w pozycji neu-tralnej pozbawione jest bloczka, na który nawija się dopiero przyzgięciu grzbietowym stopy. Czarne strzałki - zarysy ścięgna Achil-lesa; Przerywane strzałki - granice przyczepu piętowego ścięgna;Czarne groty strzałek - warstwa chrząstki włóknistej powlekającejścianę piętową kaletki ścięgna Achillesa; Białe groty strzałek –warstwa chrząstki włóknistej entezy; P – kość piętowa

Fig. 7. Longitudinal section on the level of calcaneal insertion anddistal portion of the Achilles tendon. Low type of insertion – longcalcaneal wall of tendon’s sheath. The tendon even in neutral positionbends around the trochlea. Short white arrows – outline of theAchilles tendon; dotted arrow – proximal border of the calcanealinsertion (distal – out of the picture); black arrowheads - layer offibrous cartilage lining the calcaneal wall of tendon’s sheath; whitearrowheads – layer of fibrous cartilage of the enthesis, surroundedby anisotropic zone of tendinous fibers of the same echogenicity;double headed arrow – adipose pad of tendon’s sheath moving inand out in the space between the tendon and the bone in flexionand extension in talocrural joint; P – calcaneusRyc. 7. Przekrój podłużny na poziomie przyczepu piętowego i od-cinka dalszego ścięgna Achillesa. Typ niski przyczepu ścięgna – dłu-ga ściana piętowa kaletki ścięgna. Ścięgno już w pozycji neutralnejowija się na bloczku. Krótkie białe strzałki - zarysy ścięgna Achil-lesa; Przerywana strzałka – granica bliższa przyczepu piętowegościęgna (dalsza poza kadrem); Czarne groty strzałek - warstwa chrząst-ki włóknistej powlekającej ścianę piętową kaletki ścięgna Achillesa;Białe groty strzałek – warstwa chrząstki włóknistej entezy otoczonaidentycznej echogeniczności strefą anizotropową włókien ścięgna;strzałka z dwoma grotami – fałd tłuszczowy kaletki ścięgna Achil-lesa wsuwający i wysuwający się z przestrzeni pomiędzy ścięgnemi kością przy ruchach zgięcia i wyprostu w stawie skokowo-golenio-wym; P – kość piętowa

zadła. Ten dodatkowy termin wprowadzam ponieważwiele uszkodzeń entezy ma swoją kontynuację w obrę-bie bezpośredniego jej sąsiedztwa.

W celu jak najlepszego rozproszenia energii w stre-fie entezy większość ścięgien przyczepia się pod mak-symalnie ostrym kątem do zarysu kostnego. W ten spo-sób każdy wektor biegnący wzdłuż osi ścięgna rozkładasię na dwa wektory tworzące ze sobą kąt prosty, czyliz definicji rozpraszające kierunek działania głównegowektora. W tym głównie celu ścięgna zmieniają kieru-nek wektora generowanej przez brzusiec siły owijając sięwokół bloczków kostnych czy pod wzmocnieniami wię-zadłowymi pochewek włóknistych nazywanymi po-wszechnie troczkami.

Niestety nieuniknione jest w bardzo ruchomych stre-fach entez, że ścięgno może w konkretnych położeniachkości ustawiać swoją oś długą pod kątem nawet 90° dopowierzchni przyczepu co powoduje nałożenie sięwszystkich wektorów i „wygenerowanie” pojedynczego,sumarycznego wektora próbującego wyrwać ścięgnoz przyczepu kostnego. Tak więc im większy kąt zejściasię włókien z zarysem kostnym entezy, tym większe siły

In order to ensure optimal dispersion of energy in theenthesis zone most tendons attach to the bone at possi-bly sharpest angle. Then each axial vector in a tendondivides into two at right angle, thus by definition spread-ing the main vector’s course. To do this, tendons changethe direction of vectors generated by muscular belly, bybending around bone trochleae or ligamentous enforce-ments of tendinous sheaths, called retinacula.

Unluckily, in very mobile locations, the enthesis zonecan be arranged at even right engle to the attachment areaon the bone, and all vectors of force in the tendon canalign and be regarded as one summary vector acting toabrupt the tendon from its bone insertion. So, the greaterthe angle between the tendon’s fibers and enthesis sur-face, the bigger the abrupting forces in the enthesis zone.Such situation develops in rotator cuff around shoul-der joint in certain rotation-and-abduction positions.

Page 5: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

27Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy, what the “heel spurs” really are…

2 (18) 2010

próbujące oderwać ścięgno od kości działają na strefęentezy. Tak dzieje się na przykład w obrębie stożkarotatorów stawu ramiennego przy konkretnych ustawie-niach rotacyjnych i odwiedzenia. Kąt ten zmienia sięniekorzystnie również w przypadku ścięgna Achillesaw sytuacji wysoko posadowionego przyczepu ścięgnai przy zgięciu podeszwowym stopy.

Opisuje się dwa podstawowe typy budowy entezy (2)– włóknisty i włóknisto-chrzęstny ze względu na obecnew strefie granicznej ścięgno-kość typy tkanek, odpowied-nio zbitej tkanki włóknistej i chrząstki włóknistej jakostrefy granicznej pomiędzy włóknami kolagenowymiścięgna/więzadła i kością. Z kolei typ włóknisty dzieli sięna przyczepy włókien ścięgna/więzadła za pośrednictwemokostnej lub bez jej pośrednictwa – bezpośrednio dokości. Schemat budowy entezy chrzęstno-włóknistejprzedstawia ryc. 5.

Wydaje się, że w większości przypadków sprawdzasię reguła, że entezy włókniste powstają na podłożubłoniastym przynasady, trzonu, a chrzęstno-włókniste napodłożu chrzęstnym nasady. Spotyka się również entezymieszane. Klasycznym i łatwym do zrozumienia, zewzględu na swoją rozległość, przykładem entezy miesza-nej jest piszczelowy przyczep więzadła rzepki, któregoczęść bliższa powstaje na podłożu chrzęstnym nasadya dalsza na podłożu błoniastym przynasady/trzonu (Czyr-ny&Greenspan 2009) (4).

W całym nazewnictwie dotyczącym struktury enteznależy również wspomnieć o włóknach Sharpey’a. Tematwydaje się być prosty – są to włókna kotwiczące w kościelementy ścięgniste, więzadłowe i okostną. Problempolega na tym, co zwykle gnębi nauczycieli języka pol-skiego – co autor miał na myśli przez określenie „włók-na perforujące”. Pozostawiając tą dyskusję na inną oka-zję pozwolę sobie wybrać opcję definicji włókien Shar-pey’a, według której występują one tylko w entezachwłóknistych.

Wydaje się, że określenie typów wszystkich entezi opracowanie ich mapy może przybliżyć nas do zrozu-mienia dlaczego pewne patologie dają bardzo powtarzal-ny obraz w diagnostyce obrazowej.

Obrazy uzyskiwane za pomocą nowoczesnych urzą-dzeń tego typu wyposażonych w głowice o częstotliwo-ści 14MHz i wyższej dają nam nieporównanie lepszywgląd w strukturę strefy entezy niż badanie RTG, TK czyRM. Badanie USG pozwala na ocenę nie tylko zarysukostnego strefy przyczepu ale struktury warstwy chrzęst-nej dużych entez oraz oczywiście samego ścięgna/wię-zadła, którego struktura w obrębie entezy nie jest takasama jak poza nią (ryc. 6, 7, 9) co nie zawsze udaje sięuwidocznić. W różnej, dla różnych ścięgien odległości odprzyczepu kostnego pasma kolagenowe ścięgien poprze-dzielane są wstawkami tkanki tłuszczowej (ryc. 8), któ-rej funkcja na dzień dzisiejszy nie jest jasno określona,chociaż staja się one w sytuacjach zapalno-naprawczychmiejscem gdzie biegną poszerzone naczynia krwionośne.Wydaje się stąd, że są to po prostu miękkie poduszkipozwalające zapewne na maksymalnie wydolny przepływ

This angle worsens in Achilles tendon as well, when theinsertion is set high and/or in plantar flexion of the foot.Two structural types of enthesis are known [2]: fibrousand fibrocartilagenous, referring strictly to the presentedin the border zone tissues: compact fibrous connectivetissue and fibrous cartilage in the border between thecollagen fibers of the tendon/ligament and the bone. Thefibrous type subdivides into indirect – periosteal attach-ments and direct – bone attachments. A scheme of fibro-cartilagenous enthesis is given in Fig. 5.

It seems correct in most cases, that fibrous enthesesdevelop on the intramembranous para-epiphysis/diaphy-sis basis while fibrocartilagenous entheses on the carti-lagenous epiphysis basis. Mixed entheses are also known.A classic and easy to understand model of mixed enthe-sis, thanks to its extensive size is tibial insertion ofpatellar ligament, which proximal portion of enthesisdevelops on cartilagenous basis of the epiphysis, whilethe distal one on the intermembranaceous basis of thepara-epiphysis/diaphysis (Czyrny&Greenspan 2009) [4].

Discussing the terminology referred to enthesis,Sharpey fibres must be mentioned. It seems quite sim-ple: anchoring fibers for the tendinous, ligamentous andperiosteal elements in the bones. Leaving the semanticdivagations, authors opt for a definition of Sharpey fibers,as existing in fibrous entheses only.

Description of all types of entheses and their mappingcould facilitate understanding of why certain pathologiesshow very repetitive images in imaging diagnostics.

The images of the enthesis zone obtained from mod-ern ultrasound with 14MHz probes or even higher aremuch more detailed than any X-ray, CT or MRI scans.Sonography allows to judge not only the outline of thebone in attachment area, but also the structure of carti-lage layer in big entheses, not even mentioning the ten-don/ligament, since its structure in enthesis zone is dif-ferent than out of it (Fig. 6,7,9), which not always couldbe seen. In various tendon-specific distances from boneinsertion, the collagen fibers of tendons are separated byadipose intersections (Fig.8), of undiscovered yet func-tion.

Page 6: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

28 Z. CZYRNY

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERY

AND RELATED RESEARCH

Fig. 8. Ultrasound of the Achilles tendon, transverse scan on thelevel of calcaneal insertion. Arrowheads – bone outline; arrows pointat bright (hyperechogenic) fatty tissue between tendinous fibers.Arrowheads on the posterior outline of the tendon. P – calcaneusRyc. 8. Obraz USG ścięgna Achillesa w przekroju poprzecznym napoziomie przyczepu piętowego. Groty strzałek – zarys kostny; Strzałkiwskazujące pasma jasnej (hyperechogenicznej) tkanki tłuszczowejpośród włókien ścięgna. Groty strzałek przy zarysie tylnym ścięgna.P – kość piętowa

Fig. 9. Ultrasound of a normal plantar aponeurosis – the structureis not tensed and is slightly concave in dorsal direction in the foot.The sonographic images are upside-down to radigrams and MRIs. Heellis on the right (P). Arrowheads point at plantar (upper) and dorsal(lower) outlines of the aponeurosis. Dotted double-headed arrow –plantar fat pad; double-headed arrow – space between the outlineof calcaneus (lower arrowhead) and dorsal surface of aponeurosis(upper head), filled at this level by flexor digitorum brevis muscleRyc. 9. Obraz USG prawidłowego rozcięgna podeszwowego w stanierozluźnienia stopy – rozcięgno nie jest napięte i ma nieznaczniewklęsły w kierunku grzbietowym stopy kształt. Obrazy USG są od-wrócone do górny nogami w porównaniu do obrazów RTG i RM. Piętapo lewej stronie (P). Groty strzałek wskazują zarysy podeszwowy(górne) i grzbietowy (dolne) rozcięgna podeszwowego. Strzałka prze-rywana z dwoma grotami – warstwa poduszki tłuszczowej podeszwy,strzałka lita z dwoma grotami – przestrzeń pomiędzy zarysem k.piętowej (dolny grot) i grzbietową powierzchnią rozcięgna (górnygrot) wypełniona na tym poziomie przede wszystkim przez mięsieńzginacz palców krótki

Fig. 10. Ultrasound of the Achilles tendon, longitudinal scan. Redspots – significant hypervascularisation of a fresh scar after an injuryin the enthesis zone. Neither erosive changes nor mineralization ofthe scars can be seen yet. See: Fig. 11Ryc. 10. Obraz USG ścięgna Achillesa w przekroju podłużnym. Czer-wone plamy – istotnie wzmożone unaczynienie w obrębie świeżejblizny po uszkodzeniu ścięgna w obrębie strefy entezy. W obrębiesamej entezy nie obserwuje się jeszcze w tym stadium ani zmianynadżerkowej ani mineralizacji blizny. Patrz rycina 11

Fig. 11. Ultrasound of the Achilles tendon, transverse scan on thelevel of calcaneal enthesis, the patient from Fig. 12. Arrowheads –outlines of the bone in enthesis; arrow - significant hypervascula-risation in a scar after tendon’s injury (*); red spots, unmarked –the remaining vessels, probably reactive to the process of repair.Regular pattern of the vascular zones shows, that fatty intersectionsare their natural surrounding (See: Fig. 8)Ryc. 11. Obraz USG ścięgna Achillesa w przekroju poprzecznym napoziomie entezy piętowej, pacjent z ryciny 12. Groty strzałek – zaryskostny entezy; Strzałka – istotnie wzmożone unaczynienie w obrę-bie blizny po uszkodzeniu ścięgna (*); Czerwone plamy nieoznaczo-ne - pozostałe naczynia odzwierciedlające najpewniej odczyn wokółprocesu naprawczego. Regularny układ wszystkich trzech stref una-czynienia wskazuje na to, że to przegrody tłuszczowe ścięgna są ichnaturalnym środowiskiem (patrz ryc. 8)

Page 7: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

29Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy, what the “heel spurs” really are…

2 (18) 2010

krwi do ścięgna przy jego obciążeniu. Nie jest natomiastdo końca jasne czy strefy te są również siedliskiem róż-nego typu aparatów czuciowych reagujących np. na ucisk,czy rozciąganie.

W obrębie omawianych tutaj entez piętowych, z całąpewnością przyczep piętowy ścięgna Achillesa jest en-tezą chrzęstno-włóknistą (2).

Rozcięgno podeszwowe (aponeurosis plantaris) jestpasmem o charakterze więzadłowym. Enteza piętowarozcięgna tworzy się na podłożu chrzęstnym guza pięto-wego, stąd wydaje się, że powinna mieć podobną struk-turę do entezy ścięgna Achillesa. Pasmo to skupione naniewielkim polu w obrębie przyczepu piętowego ulegaznacznemu poszerzeniu niemal do szerokości całej sto-py na poziomie stawów śródstopno-paliczkowych.

Kolejnym elementem przyczepów piętowych, istotnychw niniejszej rozprawie jest enteza ścięgna m. zginaczakrótkiego palców. Zlokalizowana jest ona w strefie przed-niej wyrostka przyśrodkowego guza kości piętowej,w zasadzie na granicy strefy jądra kostnienia guza piętowe-go. Nie jest więc wykluczone, że posiada entezę mieszaną.

ENTEZOPATIETermin entezopatia oznacza każdą patologię entezy i niedefiniuje histopatologicznego charakteru zmian. Achillesw zasadzie padł ofiarą dość szczególnego rodzaju ente-zopatii – przebicia strzałą przyczepu piętowego ścięgna.

Powszechnie entezopatie wiąże się z procesami zapal-nymi ścięgien i ich entez. O ile rzeczywiście autoimmu-nologiczne procesy o charakterze zapalnym mogą byćpodłożem entezopatii, czynnikiem osłabiającym jej struk-turę, to ostatecznym efektem strukturalnym w obrębiestref entez jest obecność uszkodzeń włókien kolageno-wych, blizn, degeneracji, szkliwienia, obszarów ubogo-komórkowych (ryc.14, 15, 18, 23, 24). W materialeprzedstawianym w tym artykule nie zaobserwowano anijednego przypadku obecności cech zapalenia w prepara-tach histopatologicznych. Wydaje się, że jedynym ele-mentem, czy raczej momentem zapalnym jest tutaj okrespierwszych kilku dni po uszkodzeniu włókien kolageno-wych, kiedy proces naprawczy posiada cechy procesu za-palnego z naciekiem komórek limfocytarnych (Kan-nus&Jozsa) (5). Proces ten kojarzy się raczej ze sprzą-taniem, po którym ma nastąpić proces naprawczy niż zdestrukcyjnym zapaleniem.

Najczęściej pacjenci trafiają do lekarza w fazie prze-wlekłej tworzenia i przebudowy blizny, kiedy po faziezapalnej nie ma już śladu.

Wydaje się, że nie można jednoznacznie stwierdzićczy degeneracja ścięgna/więzadła jest preludium dorwania się włókien czy raczej uszkodzenia kolagenui nieprawidłowo gojące/przebudowujące się blizny two-rzące się automatycznie w miejscu uszkodzenia są źró-dłem widocznych na preparatach histopatologicznychstref degeneracji, szkliwienia czy obecności struktur tylkopodobnych do poszczególnych tkanek czy ich elementów.

Ze względu na fakt większej częstości entezopatiiw strefach silnie obciążanych (duże ścięgna, przekłada-

Among the discussed calcaneal entheses, achillestendon insertion is with no doubt a fibrocartilagenous type[2].

Plantar aponeurosis is a ligamentous band. Since itscalcanear attachment forms on cartilagenous basis ofcalcaneal tuberosity, it should be of similar in structureto Achilles enthesis. Its initial portion is band-like andcondensed on a small area and spreads abundantly for-ward to almost a foot width at the metatarsophalangealjoints.

The next of calcaneal entheses important for thispublication is the origin of flexor digitorum brevis mus-cle. It is placed in the anterior zone of the medial pro-cess of calcaneal tuberosity, almost on the border ofossification center zone of calcaneal tuberosity. Its mixedcharacter cannot by thus excluded.

ENTHESOPATHIESThe term “enthesopathy” refers to any pathological pro-cess affecting enthesis, without reference to its histolog-ical appearance. Achilles was a victim of a very specificenthesopathy, in fact – the calcaneal attachment of thetendon was pierced by an arrow.

Commonly enthesopathies are linked with inflamma-tion in the tendon and its enthesis. As far as autoimmu-nologic inflammatory process may be a true underlyingcause of weakening of the structure, the final changes inenthesopathy involve collagen fibers lesions, scars, de-generation, hyalinization, oligocellular zones (Fig. 14,15,18,23,24). The material analyzed for this study how-ever revealed not a single case of inflammatory reactionin histological sections. The authors saw even none ofthese in any other enthesis. It seems likely, that anyinflammatory moment could be within the first days afterthe injury of the collagenous fibers, when reparationprocesses involve some features of inflammation, likelymphoidal cells migration (Kannus&Jozsa) [5]. It ismore related to cleansing after an injury and prior torebuilding than to a destructive inflammation.

Patients are most often admitted in chronic phase ofscar creation and organisation, when not a single sign ofinflammation is left.

It does not seem that one can radically state whethera degeneration in a tendon/ligament precedes ripening ofthe fibers or rather collagen lesions and improper heal-ing and automatic scar formation are the source of his-tologically stated degeneration zones, hyalinization, orpresence of structures just resembling tissues or its ele-ments.

Page 8: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

30 Z. CZYRNY

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERY

AND RELATED RESEARCH

Fig. 12. Ultrasound of the Achilles tendon, longitudinal scan. Shortarrows – tendon’s outline; arrowheads – the scar zone of the inju-red tendon; red spots – moderate hypervascularisation in a scar; longarrow – zone of intrastructural mineral infiltration straight neigh-boring the enthesis (partially permeable for ultrasound)Ryc. 12. Obraz USG ścięgna Achillesa w przekroju podłużnym. Krót-kie strzałki – zarysy ścięgna; Groty strzałek strefa blizny po uszko-dzeniu ścięgna; Czerwone plamy – miernie wzmożone unaczynieniew obrębie blizny; Długa strzałka – strefa śródstrukturalnej infiltracjimineralnej blizny w bezpośrednim sąsiedztwie entezy (częściowoprzejrzysta dla ultradźwięków)

Fig. 13. Ultrasound of the Achilles tendon, longitudinal scan. Shortwhite arrows – bone erosion after injury of enthesis; long whitearrow – mineralized scar/enthesophyte in early mineralization phase(permeable for ultrasound); arrowheads – the scar zone after apartial intrastructural lesion of the Achilles tendon reaching to oremerging from calcaneal enthesis in the erosion area; red spots– increased hypervascularisation, in peripheral area of the scar/injured area in a repair process – not a sign of inflammation, ascommonly thought to be; star – exsudation in Achilles sheath; longdotted arrows – levels of proximal and distal margins of the cal-caneal insertionRyc. 13. Obraz USG ścięgna Achillesa w przekroju podłużnym. Krót-kie białe strzałki – nadżerka kostna po uszkodzeniu entezy; Długabiała strzałka – zmineralizowana blizna/entezofit we wczesnej faziemineralizacji (przezierna dla ultradźwięków); Groty strzałek – strefablizny po śródstrukturalnym częściowym uszkodzeniu ścięgna Achil-lesa dochodzącym do lub wychodzącym z entezy piętowej w strefienadżerki; Czerwone plamy – wzmożone unaczynienie, głównie zlo-kalizowane na obrzeżach obszaru blizny/zerwania będące elementemgojenia/przebudowy uszkodzenia, nie, jak się często sądzi, procesuzapalnego; Gwiazdka – wysięk w kaletce ścięgna Achillesa wskazu-jący na obecność odczynu zapalnego w kaletce; Czarne strzałki –zarysy ścięgna Achillesa; Przerywane długie strzałki – poziom bliż-szej i dalszej granicy przyczepu piętowego ścięgna

jące siłę potężnych mięśni) wydaje się, że koncepcjaurazu i jego skutków w postaci zdegenerowanych blizn,gojonych często w warunkach normalnego ograniczone-go w różnym stopniu bólem funkcjonowania pacjenta,jest bardziej prawdopodobna. Gojenie w takim trybiemożna porównać pod względem skutków do próby skle-

Fig. 14. Histopathological spe-cimen of the Achilles tendon’sscar, biopsied directly from thecalcaneal insertion’s surround.Description: A fragment of fi-brous cartilage of a structuresimilar to chondrous part of theinsertion. Extensive rupturesand basophylic degenerativechangesRyc. 14. Obraz histopatologicz-ny blizn ścięgna Achillesa pobra-nych z okolicy bezpośredniego sąsiedztwa przyczepu piętowego. Fragment chrząstki włóknistej, o budowie zbliżonej z części chrzęstnej przy-czepu ścięgna. Rozległe pęknięcia i zwyrodnienia zasadochłonne

Due to higher incidence of enthesopathies in specificlocations of the loaded zones (big tendons of strongmuscles), the conception of injury and its consequenc-es like degenerative scars, healing in normal patient’sactivity conditions limited by pains is more reliable.Healing in such conditions can be paralleled to gluing the

Page 9: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

31Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy, what the “heel spurs” really are…

2 (18) 2010

Fig. 16. Ultrasound of the Achilles tendon, longitudinal scan. Shortwhite arrows – bone erosion after an injury of enthesis; white dottedarrows – mineralizing scar (permeable for ultrasound), after the sameinjury of enthesis, which resulted in the erosion; black arrows –outline of the Achilles tendon; dotted arrow – proximal level oftendon’s insertionRyc. 16. Obraz USG ścięgna Achillesa w przekroju podłużnym. Krót-kie białe strzałki – nadżerka kostna po uszkodzeniu entezy; Przery-wane białe strzałki – strefa mineralizującej się blizny (przezierna dlaultradźwięków) po uszkodzeniu ścięgna będącego tym samym uszko-dzeniem, które doprowadziło do uszkodzenia entezy i powstanianadżerki kostnej; Czarne strzałki – zarysy ścięgna Achillesa; Przery-wana strzałka – poziom bliższy przyczepu ścięgna

Fig. 17. Ultrasound of the Achilles tendon, longitudinal scan. Longwhite arrows – outline of the main mineralization zone in the ten-don’s scar (“spur”); short white arrows – ectopic foci of mineraliza-tion (permeable and partially permeable for ultrasound), intratendi-nous – probably foci of pyrophophates; black arrows – outline of theAchilles tendon; dotted arrow – proximal level of tendon’s insertion.High echogenecity of tendon in the enthesis zone and around themineralized focus prove complete rebuilding of the scar’s structureRyc. 17. Obraz USG ścięgna Achillesa w przekroju podłużnym. Dłu-gie białe strzałki - zarys głównej strefy mineralizacji blizny entezy(ostroga); Krótkie białe strzałki – ektopowe ogniska mineralizacji(przezierne i częściowo przezierne dla ultradźwięków) położone śród-ścięgniście, prawdopodobne ogniska gromadzenia kryształów pirofos-foranów); Czarne strzałki – zarysy ścięgna Achillesa; Przerywanastrzałka – poziom bliższy przyczepu ścięgna. Wysoka echogenicznośćścięgna w strefie entezy oraz wokół mineralizacji odpowiada całko-witej przebudowie struktury blizny

jenia podeszwy buta polegającej na posmarowaniu kle-jonych powierzchni klejem, założeniu buta i normalnymjego użytkowaniu natychmiast po dociśnięciu klejonychelementów przy założeniu, że technologiczny proceswiązania kleju trwa wiele tygodni. Zapewne jednak, jakto zwykle bywa, oba mechanizmy mają udział w tworze-niu patologii entez. Chociaż wydaje się trudne do zaak-ceptowania, żeby pierwsze było trochę jajko i trochę kura.

ENTEZOPATIA ŚCIĘGNA ACHILLESAUltrasonografia wysokiej rozdzielczości z zastosowaniemgłowic o częstotliwościach >12MHz wniosła bardzo

Fig. 15. Histopathological spe-cimen of the Achilles tendon’sscar, biopsied directly from thecalcaneal insertion’s surround.Description:A fragment of hyali-nized fibrous connective tissueand fibrous cartilage. Extensiveruptures and foci of old repairRyc. 15. Obraz histopatologicz-ny blizn ścięgna Achillesa po-branych z okolicy bezpośred-niego sąsiedztwa przyczepupiętowego. Fragment zeszkli-wiałej tkanki łącznej włóknisteji chrząstki włóknistej. Rozległepęknięcia i ogniska dawnegoodczynu naprawczego

foot sole in a shoe, putting it on and walking while theglue dries, on technological condition, that glue driesnormally for weeks. Probably, as always, both mecha-nisms are involved in pathology of entheses. Even thoughit is hardly acceptable that both a bit of an egg and a bitof a hen were first together.

THE ACHILLES TENDON ENTHESOPATHYThe high definition sonography, using >12Mhz probes,brings lots of information on the status of entheses, andof the Achilles tendon specifically. As this tendon is themost often defected in humans, not only in its enthesis.

Page 10: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

32 Z. CZYRNY

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERY

AND RELATED RESEARCH

wiele istotnych informacji do stanu entez, a entezy pię-towej ścięgna Achillesa w szczególności. Jest to bowiem,jedno z częściej chorujących ścięgien w organizmieczłowieka i to nie tylko w strefie entezy. Niestety z cza-sów, kiedy jedynym źródłem informacji obrazowych byłozdjęcie RTG pozostało wiele nieporozumień co do natu-ry choroby przyczepu piętowego ścięgna Achillesa.Ponieważ na radiogramach stopy często jedynym elemen-tem widocznym pod postacią odstępstwa od normy ana-tomicznej kości piętowej w strefie przyczepu ścięgnaAchillesa było osteofityczne zniekształcenie guza kościpiętowej znane pod nazwą „ostroga piętowa” uznawano,że ona jest przyczyną dolegliwości bólowych pacjenta.Dodatkowo jakiekolwiek objawy obrzęku, tkliwościw rzucie entezy interpretowane były jako proces zapal-ny okolicy i samego przyczepu ścięgna. Proces zapalnyw tej okolicy oczywiście może współistnieć z uszkodze-niem/gojeniem entezy jednak dotyczy on raczej kaletkiścięgna niż entezy i stanowi oddzielny problem zarównodiagnostyczny jak i kliniczny.

Dzisiejsza ultrasonografia widzi coś jeszcze, coś copojawia się przed uformowaniem ostrogi i rzeczywiścieboli ponieważ jest przebudowującą się (nie zawsze pra-widłowo) tkanką naprawczą. Są to widywane w różnychstadiach przebudowy, czy ewolucji uszkodzenia, blizny,cechy wzmożonego unaczynienia stref uszkodzenia ścię-gna i jego entezy (ryc.10, 11, 12, 13, 16, 17). Owe ostrogito głównie czy najczęściej zmineralizowane od strony en-tezy strefy blizn po częściowych uszkodzeniach entezyścięgna Achillesa (ryc.12, 13, 16, 17), które kostniejącprzesuwają linię przyczepu ścięgna na granicę nowoutworzonego skostnienia jakim ostatecznie ostroga sięstaje (ryc.17, 18). Czasem dodatkowym elementem mi-neralizacji blizn wcześniej uszkodzonego ścięgna w ob-rębie/okolicy entezy są kryształy pirofosforanów wapniaświadczących o krystaloartropatii (ryc. 17). Jednak niemożna takiego rozpoznania postawić wyłącznie na pod-stawie obrazu USG. Konieczne jest tutaj badanie płynumaziowego lub preparatu histologicznego (ryc. 18).

Fig. 18. Histopathological specimen of the Achilles tendon’s scar, biopsied with the heel spur. Description: small fragments of calcifiedbone trabeculae, fibrous cartilage an fibrous connective tissue. Focally the specimen resembles the insertion of a tendon to the bone. Visiblemultiple pyrophosphate-like crystalline deposits. Also multiple ruptures of the cartilage.Comment: insertion to a heel spur is morphologically similar to a fibrocartilagenous enthesis. The scar out of the spur area is similar instructure to fragmented fibrous cartilage. The mineral foci in the tendon can suggest cristal arthropatyRyc. 18. Obraz histopatologiczny wycinka blizny ścięgna Achillesa pobranego wraz z ostrogą piętową. Drobne fragmenty zbudowanez uwapnionych beleczek kostnych, chrząstki włóknistej i tkanki łącznej włóknistej. Ogniskowo obraz odpowiada przyczepowi ścięgna do kości.Zwraca uwagę obecność licznych złogów krystalicznych o morfologii pirofosforanów. Ponadto widoczne są liczne pęknięcia chrząstki. Komen-tarz: przyczep do ostrogi piętowej ma morfologię zbliżoną do entezy chrzęstnowłóknistej. Blizna poza strefą ostrogi ma strukturę popękanejchrząstki włóknistej. Ogniska ektopowych mineralizacji ścięgna mogą wskazywać na krystaloartropatię

Unfortunately many misunderstandings referring to thenature of the disease remain from the times, when theonly source of knowledge were radiograms. Since theonly often visible finding in foot X-rays, abnormal inanatomy of the Achilles tendon insertion zone was os-teophytic “calcaneal spur”, this lesion was regarded as thereason for pains in patient’s heel. Additionaly, any acces-sory findings like swelling, aching above the insertionwere interpreted as regional inflammation involving theenthesis. The inflammation in this location can developin injury/healing of enthesis, but it affects tendinoussheath rather than enthesis and is a separate diagnosticand clinical problem.

In modern sonography more can be seen, before evena spur forms, something that is really painful. Theses arethe visualized in various stages of rebuilding or evolu-tion of a lesion, scars, hypervascular features of theinjured zone of the tendon and its enthesis (Fig.10,11,12,13,16,17). The “spurs” are mainly mineralizedfrom the enthesis side scar zones after some partial le-sions of the Achilles enthesis (Fig. 12,13,16,17), whichossify, thus moving the line of attachment to the borderof new ossification – the spur itself (17). Sometimes anaccessory mineral element of the scar in an earlier injuredtendon are calcium pyrophosphate deposits, proving crys-tal arthropathy (Fig.17). However such diagnosis cannotbe made without tests of the synovial fluid or histolog-ical sections, just based on sonography (Fig. 18).

Page 11: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

33Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy, what the “heel spurs” really are…

2 (18) 2010

Fig. 19. Lateral radiogram. “Heel spur” marked with an arrow. Thearrowhead points the direction of the vector of flexor digitorum brevismuscular force and the direction of creation of the mineralized scarsin its enthesis. Dotted line aproximate location of Achilles tendonand plantar aponeurosisRyc. 19. Boczne zdjęcie RTG. Strzałką oznaczona tzw. „ostroga pię-towa”. Kierunek strzałki w przybliżeniu odpowiada wektorowi siłymięśnia zginacza palców krótkiego i jednocześnie kierunek tworze-nia się zmineralizowanych blizn entezy ścięgna tego mięśnia. Prze-rywane linie – przybliżona lokalizacja zarysów ścięgna Achillesai rozcięgna podeszwowego

Fig. 20. Ultrasound of a partially abrupted plantar aponeurosis atits calcaneal insertion and proximal portion. P- calcaneus (smoothoutline, no signs of deep lesions in the enthesis), arrowheads –thickened outline of aponeurosis with blurred structure in the abrup-tion area without an identifiable structure (a gap) indicating a freshor badly rebuilding scar, double headed arrow – space of the flexordigitorum brevis muscleRyc. 20. Obraz USG częściowego zerwania rozcięgna podeszwowegow obrębie jego przyczepu piętowego i odcinka bliższego. P – pięta(gładki zarys, bez cech głębokich uszkodzeń entezy), groty strzałek– zarysy pogrubiałego, o zatartej strukturze rozcięgna, gwiazdkiw strefach zerwania bez identyfikowalnej struktury (przysłowiowe„dziury”) mogącej wskazujące na obecność świeżej lub nieprawidło-wo przebudowującej się blizny. Strzałka z dwoma grotami – przestrzeńzginacza palców krótkiego

ENTEZOPATIA ŚCIĘGNA BLIŻSZEGO MIĘŚNIAZGINACZA PALCÓW KRÓTKIEGOStrefa przyczepu ścięgna bliższego m. zginacza palcówkrótkiego jest niewątpliwie miejscem tworzenia się tzw.ostrogi piętowej po stronie podeszwowej, skierowanejszczytem w stronę palców. W diagnostyce ultrasonogra-ficznej ze względu na umiejscowienie i małą rozległośćstrefy przyczepu uzyskiwane obrazy mają małą wedługautora wartość diagnostyczną. Zmineralizowane blizny pomikrouszkodzeniach entezy ścięgna zginacza (ostrogi)widoczne są doskonale na bocznych radiogramach sto-py, w USG widoczny jest jedynie ich zarys podeszwo-wy. Natura tworzenia się ostrogi piętowej podeszwowejjest identyczna jak w innych strefach przyczepów kost-nych wielu ścięgien (nie więzadeł, gdzie takie zmianyw przebiegu przewlekłych mikrouszkodzeń obserwuje sięniezwykle rzadko). W miejscach przyczepów kostnych(entez) ścięgien dochodzi często do mikrouszkodzeń,które ulegają samonaprawianiu. Bliskość źródła minera-łów, jakim jest przyczep kostny, powoduje istotne zwięk-szenie prawdopodobieństwa mineralizacji blizny tworzą-cej się jako proces naprawczy w miejscu mikrouszko-dzeń. Zmiany takie tworzą się raczej w ciągu wielumiesięcy, czy nawet lat (jest to suma licznych mikrousz-kodzeń), trudno jest więc połączyć je przyczynowoz pojawiającym się nagle bólem tej okolicy. Dodatkowo,mało prawdopodobna jest możliwość drażnienia przezostrogę piętową okolicznych struktur miękkich takich jakna przykład rozcięgno podeszwowe. Powód tego jest

ENTHESOPATHY OF THE PROXIMAL FLEXORDIGITORUM BREVIS TENDONThe attachment zone of proximal/original tendon of theflexor digitorum brevis is without a doubt a place , wherea spur heel develops on the plantar aspect of the bone andprojects anteriorly – towards the toes. In the ultrasoundimaging the images are in author’s opinion, of low di-agnostic value, mainly due to the location of the chang-es and their minimal expanse. The mineralized scars ofthe micro lesions in the calcaneal enthesis of flexor dig-itorum brevis (the heel spurs) are perfectly seen on aclassic lateral radiogram of a foot, while in ultrasound justtheir plantar outline can be seen. The nature of spurs inplantar calcaneal localization is identical for many otherenthesis zones of other tendons (not the ligaments, wheresuch lesions resulting from chronic micro lesions areextremely rare). In many tendinous entheses the microlesions often heal spontaneously. Proximity of the min-eral sources – the bone attachment, rises however pos-sibility of mineralization in the scar developing in recov-ery of the affected zone. Such changes develop formonths or years even, as a summation of multiple microtraumas, and can hardly be linked with a sudden pain inthis region. Moreover, it is not likely, that such spur canirritate the surrounding structures of soft tissues, likeplantar aponeurosis. The reason is quite simple – thespurs develop as intrastructural mineralized elements,which means inside the tendon, while in very extensivestages they shift the enthesis zone forward, thus creating

Page 12: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

34 Z. CZYRNY

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERY

AND RELATED RESEARCH

Fig. 21. Ultrasound of a partial intrastructural rupture of the plan-tar aponeurosis in its enthesis and proximal portion. P – calcaneus;arrowheads – injured zone/erosion of the calcaneal enthesis ofaponeurosis; arrows – aponeurosisRyc. 21. Obraz USG częściowego śródstrukturalnego zerwania rozcię-gna podeszwowego w obrębie jego przyczepu piętowego i odcinkabliższego. P – pięta; Groty strzałek – strefa uszkodzenia/nadżerkientezy piętowej rozcięgna; Strzałki – zarysy rozcięgna

Fig. 22. Ultrasound of a partial intrastructural rupture of the plantaraponeurosis in its calcaneal enthesis. P – calcaneus; thick arrows –injured area/erosion in the aponeurosis’ calcaneal enthesis; ; arrowhe-ads – moderately mineralized zones in the scar; arrows – aponeurosis.An area of more extensive and disseminated mineralization (incrusta-tion, not a firm ossification) in continuation of the erosion in enthesisRyc. 22. Obraz USG częściowego śródstrukturalnego zerwania rozcię-gna podeszwowego w obrębie jego przyczepu piętowego. P – pięta;Grube strzałki – strefa uszkodzenia/nadżerki entezy piętowej rozcię-gna; Groty strzałek – miernie zmineralizowane strefy blizny; Strzałki– zarysy rozcięgna. Strefa bardziej rozległej i jednocześnie rozsianejmineralizacji (o typie inkrustacji, nie tworzenia się litego skostnie-nia) na przedłużeniu nadżerki entezy

prosty – ostroga jest strefą mineralizacji śródstruktural-nej, to znaczy znajduje się wewnątrz ścięgna, a przywybujałych zmianach tworzy zmodyfikowane/przesuniętepole przyczepu ścięgna. Drugim powodem dla któregodrażnienie sąsiadujących struktur nie jest takie łatwe jestfakt, że przy obciążeniu rozcięgno podeszwowe napinasię i jednocześnie oddala od strefy zmineralizowanejblizny przyczepu ścięgna m. zginacza palców krótkiegow kierunku podeszwowym.

Praktyka anatomiczno-diagnostyczno-kliniczna wska-zuje więc, że tzw. ostrogi piętowe skierowane swoimostrym końcem w kierunku palców nie są związanez patologią rozcięgna i dotyczą przewlekłej patologii ścię-gna m. zginacza krótkiego palców.

ENTEZOPATIA ROZCIĘGNA PODESZWOWEGORozcięgno podeszwowe ulega częstym uszkodzeniombędąc w istocie końcowym elementem przeniesienia sił

Fig. 23. Histopathological specimen of the aponeurotic scar, biopsied from the surrounding of its calcaneal insertion. Description: A frag-ment of fibrous connective tissue, similar in structure to a ligament/tendon with signs of hyalinization, swelling and rupturesRyc. 23. Obraz histopatologiczny blizn rozcięgna pobrany z bezpośredniego sąsiedztwa przyczepu piętowego. Fragmenty tkanki łącznej włóknistejo budowie zbliżonej do więzadła/ścięgna, z obszarami szkliwienia, obrzęku, pęknięć

a new attachment. Another reason disabling irritation ofthe neighboring elements is a changing anatomical rela-tion on loading th feet, where the plantar aponeurosistenses and moves away from the mineralized scar in thecalcaneal enthesis zone of flexor digitorum brevis mus-cle towards the plantar aspect of the foot.

Anatomical, diagnostic and clinical observations sug-gest, that so called heel spurs pointing to the toes do notresult from the aponeurosis pathology and their sourceis in chronic pathology of the proximal flexor digitorumbrevis tendon.

ENTHESOPATHY OF PLANTAR APONEUROSISSince plantar aponeurosis is the last element transfer-ring forces generated by triceps surae applied to cal-caneus and finally to the toes, it quite often becomesinjured.

Page 13: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

35Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy, what the “heel spurs” really are…

2 (18) 2010

Fig. 24. Histopathological specimen of the aponeurotic scar, biopsied from the surrounding of its calcaneal insertion. Desription: A fragmentof fibrous connective tissue, imilar in structure to a ligament/tendon with interrupted architecture. Oligocellular fields with signs ofhyalinization, and ruptures, areas of adipose degeneration. The multicellular zones indicate either proliferative or repair activityRyc. 24. Obraz histopatologiczny blizn rozcięgna pobrany z bezpośredniego sąsiedztwa przyczepu piętowego. Fragment włóknistej tkanki łącznejo budowie zbliżonej do więzadła lub ścięgna i zaburzonej architekturze. Obecne pola ubogokomórkowe z cechami szkliwienia i pęknięciami,obszary degeneracji tłuszczowej. Strefy o zwiększonej komórkowości wskazują na obecność aktywności proliferacyjnej lub naprawczej

generowanych przez mięsień trójgłowy łydki przenoszo-nych na kość piętową i dalej na palce.

Ponieważ w przypadku dolegliwości okolicy piętowej/podeszwowej stopy bardzo częstym powodem bólu jestuszkodzenie rozcięgna podeszwowego, podstawowymbadaniem diagnostycznym w takich przypadkach wedługautora powinno być USG. Nie należy jednak rezygnowaćz diagnostyki radiologicznej jako badania wykluczające-go inne nietypowe choroby, czasem znacznie poważniej-sze od uszkodzenia rozcięgna. Trzeba jednak pamiętać,że ewentualna obecność ostrogi piętowej na zdjęciu RTGma zupełnie drugorzędne znaczenie i nie powinna byćtraktowana jako istotny element choroby.

Zerwanie, obrzęk, wzmożone unaczynienie, procesnaprawczy, szczególnie w swojej wczesnej fazie o cha-rakterze zapalnym, może być silnym impulsem bólowymmiędzy innymi związanym z drażnieniem gałązki odcho-dzącej od nerwu podeszwowego przyśrodkowego. Umiej-scowienie uszkodzenia i trudność w rezygnacji z obcią-żania stopy przez pacjenta skutkuje nierzadko przewle-kłym przebiegiem gojenia się uszkodzenia. Gojenie przyciągłym obciążaniu uszkodzonej strefy polega faktyczniena ciągłym nadrywaniu i gojeniu się tkanek. Okres snu,a raczej bezruchu tkanek podczas snu, sprzyja gojeniu.Stąd zapewne poranne bóle „rozruchowe”, które wiążesię z nadrywaniem podgojonych w czasie snu blizn.

Uszkodzenia entezy piętowej rozcięgna podeszwowe-go od uszkodzeń entezy piętowej ścięgna Achillesa po-zornie nie różnią się zasadniczo. W obrębie entezy roz-cięgna również spotykamy zmiany nadżerkowe orazblizny po uszkodzeniach częściowych rozcięgna. Funda-mentalna różnica polega na tym, że blizny rozcięgnabardzo rzadko ulegają mineralizacji wykraczającej pozanaturalny zarys entezy. Co za tym idzie tworzenie sięostrogi piętowej w polu przyczepu rozcięgna podeszwo-wego jest zjawiskiem niezwykle rzadkim. Trudno powie-dzieć jaki element decyduje o tej różnicy w zachowaniusię pozornie identycznych typów uszkodzenia. Być możepodstawowym elementem różniącym oba przyczepy jest

For a very common cause of pains in the heel and footsole are lesions of the aponeurosis, sonography should be,according to the author, a basic diagnostic tool. The X-ray however should not be omitted, since it can excludeother, rare causes of pains, possibly even more serious.It must be remembered, that a sheel spur in radiogramis absolutely of secondary meaning in the disease andshould not be regarded as an important element of thedisease.

An abruption, swelling, hypervascularisation, repairprocess, especially in the early – inflammatory phase maybecome a strong pain impulse.

The localization of the injury and patient’s difficultyto reduce the load on the foot often result in chronichealing. The healing of a repeatedly loaded injured areais nothing but persistent tear-and-heal pattern.

The night rest, or more precisely lack of motion inthe tissues facilitates healing.

The changes in the affected plantar enthesis do notdiffer much from ones seen in Achilles enthesopathy atfirst sight. In the aponeurotic enthesopathy erosions andscars are also met. A fundamental difference is that, thescars in the aponeurosis very seldom become mineralizedout of the natural enthesis. Thus, a heel spur in the inser-tion of plantar aponeurosis is an extremely rare finding.It is hard to point at the critical element which determinesthe differences in the seemingly identical types of injury.It may be a different character of the attached structures.

Page 14: Sonographic and histological appearance of heel enthesopathy

36 Z. CZYRNY

THE JOURNAL OF ORTHOPAEDICS TRAUMA SURGERY

AND RELATED RESEARCH

inny charakter struktur przyczepiających się do kości.Ścięgno jest elementem jednostki mięśniowo-ścięgnistej,rozcięgno jest pasmem o charakterystyce więzadłowej.Generalnie w przyczepach więzadłowych rzadko widujesię zmineralizowane blizny, które były by owocem dłu-gotrwałych nakładających się na siebie mikrourazów jakto ma miejsce w przyczepie ścięgna Achillesa, ścięgnam. czworogłowego uda czy choćby mięśnia zginaczapalców krótkiego. Być może elementem krytycznym jestugniatanie rozcięgna podczas obciążania stopy?

UWAGI KOŃCOWEZ obrazu zarówno USG, RTG jak i histopatologicz-

nego wyłania się spójny i logiczny obraz choroby przy-czepów ścięgnistych i więzadłowych.

Ich cechami wspólnymi jest:1. obecność uszkodzeń ścięgna/więzadła oraz procesów

naprawczych w ich obrębie generujących różnej jako-ści tkanki, od zbliżonych do prawidłowych, poprzezelementy ubogokomórkowe do degeneracji tłuszczo-wych i szkliwienia

2. możliwość głębokich uszkodzeń entezy, włącznie z jejlokalnym zniszczeniem co objawia się nadżerkowymubytkiem

3. brak cech zapaleniaEntezopatie ścięgniste, w tym przypadku ścięgna

Achillesa i ścięgna zginacza palców krótkiego różnią sięod entezopatii rozcięgna podeszwowego tym, że w ob-rębie tych pierwszych częstym elementem bliznowace-nia jest mineralizacja i/lub kostnienie łącznotkankowejblizny od strony entezy, niezwykle rzadko spotykane wformie litych ostróg w obrębie entezy rozcięgna.

W kontekście leczenia najważniejsza wydaje się tu-taj informacja o braku cech procesu zapalnego i w za-mian obecności gojących się tkanek. W sposób funda-mentalny zmienia ona podejście do procesu terapeutycz-nego, w którym kluczowe staje się w miejsce działańprzeciwzapalnych działanie promujące gojenie tkanek.

Niestety wciąż nierzadko stosowane leki sterydowerównie skutecznie zwalczają procesy zapalne (którychtutaj nie ma) co procesy naprawcze porwanych tkanekścięgnistych i więzadłowych. Dając krótkotrwałą ulgę lubnie dając jej w ogóle, często w efekcie nasilają procesuszkadzania się tkanek farmakologicznie niemal zupeł-nie pozbawionych naturalnej zdolności do samonaprawy.Ponadto wydaje się, że zrozumienie choroby przez pa-cjenta, może go uchronić przed przedwczesnym samo-zniszczeniem.

References/Piśmiennictwo:

1. Feneis H.; Ilustrowana anatomia człowieka. PZWL 2007.

2. Benjamin M., Kumai T., Miltz S., Boszczyk B.M., Boszczyk A.A.,

Ralphs J.R.; The skeletal attachment of tendons – tendon enthe-

ses; Comparative Biochemistry and Physiology Part A 133 (2002)

931-945.

3. Biermann H.; Die Knochen bildung im Bereich Periostaler-Dia-

physar Sechnen und Bandansatze. Zellforsch. 46, 635-671, 1957.

4. Czyrny Z., Greenspan A.; Choroba Osgood-Schlattera: nowe

spojrzenie i nowa klasyfikacja w oparciu o diagnostykę ultraso-

nogaficzną. Ultrasonografia, nr 38, ss.55-70, 2009

5. Kannus P., Jozsa L.; Human Tendons. Human Kinetics, 1997

A tendon is a part of musculotendinous unit, aponeuro-sis is closer to syndesmosis/ligamentous structure. Min-eral scars resulting from chronic micro trauma, like inAchilles tendon, quadriceps femoris or even flexor dig-itorum brevis muscle, are generally rare in the ligamen-tous insertions. Might sqeezing of the aponeurosis onwalking be the critical element?

FINAL REMARKSFrom both ultrasound, radiograms and histopathologicalspecimens a clear and logical image of the tandinous andligamentous enthesopathies is obtained. Their commonfeatures are:1. lesion of a ligament or tendon and process of their

repair generating tissues of different quality, fromalmost normal, through oligocellular elements, toadipose degeneration and hyalinization

2. possible deep injuries in the enthesis, including itslocal degeneration, seen as erosions

3. lack of inflammationTendinous enthesopathies, the Achilles tendon in this

case and flexor digitorum brevis tendons, differ from theplantar aponeurosis enthesopathy, since the first onesoften show mineralized scars and/or ossification of theconnective tissue on the enthesis side, while extremelyrare are the spurs in the aponeurotic entheses.

Lack of inflammation and presence of healing tissuesis the most important information in therapeutic context.It has a fundamental input to therapeutic strategies, whereantiinflammatory treatment is replaced by healing facil-itation.

Sadly, steroids efficiently fighting both inflammation(which is absent) and repair in the tendinous tissues, arestill commonly in use. They give either short or no re-lief, while often enforce the injury of the tissues natural-ly almost devoid of repairing potential. Additionally itseems important, that patient’s understanding of the dis-ease may protect him/her from early self-destruction.