Optimální výška klenby u pacienta s funkční plochou nohou může záviset na cílech ortotické léčby. Studie naznačují, že výška klenby přímo ovlivňuje nadměrný pohyb, ale že kontrola dynamické rovnováhy může vyžadovat individuálnější přístup.

Podle Stephena D. Perryho, PhD, E. Anne Cunningham, Msc, CPed, a Kelly M. Goodwin, BSc

Interakce mezi chodidlem a jeho okolím je rozhodující při všech formách chůze. Při běhu poskytuje chodidlo pružnou dopadovou strukturu, která je přizpůsobivá pro umístění a přijetí váhy při počátečním kontaktu. Při odrazu pak chodidlo poskytuje tuhou strukturu umožňující přenos sil vytvářených svaly dolní končetiny k pohonu těla vpřed. Při chůzi jsou síly mnohem menší, ale nyní chodidlo funguje jako neuromechanické vedení, které poskytuje jak smyslové informace, tak přenos mechanických sil k udržení stability těla. Všechny tyto funkce se vyskytují ve všech formách chůze, ale význam nebo důležitost každé z těchto rolí je určena uvažovaným typem chůze. Vzhledem k důležitosti tohoto typu rozhraní mezi chodidlem a jeho okolím je pro zachování těchto funkcí zásadní aplikace ortopedických vložek do bot.

Deformace plosky nohy neboli pes planus je nejčastější patologií nohy u pacientů všech věkových kategorií.1 Deformace může být spojena s nepohodlím a bolestí, nestabilitou, závažnými problémy s chodidlem, kotníkem, kolenem a dolní částí zadních kloubů, nesprávným postavením a posturální zátěží. Jedinci s touto deformitou však mohou být i bez příznaků. V rámci pes planus je funkční (někdy označovaná jako „flexibilní“) plochá noha (FFF) definována jako hypermobilní noha s nadměrnou valgozitou zadní části chodidla a minimální výškou mediální podélné klenby při nošení váhy (obrázek 1A; klenba je patrná, když nohu nenosíte, obrázek 1B).1 Nejčastěji se FFF léčí pomocí ortopedických vložek na míru, které pomáhají při vyrovnávání klenby a zajišťují stabilitu. Výzkum, o kterém zde bude řeč, se bude zabývat dvěma aspekty chůze; jedním z nich bude kinematika dolní končetiny a chodidla při běhu, kterou vykazují jedinci s funkčně plochou nohou, pokud je používána podpora klenby. Druhým bude vliv těchto podpěr klenby, nošených jedinci s funkčně plochou nohou, na dynamickou kontrolu rovnováhy při chůzi.

Indikace pro ortézy

V současné době se u jedinců se symptomatickou FFF doporučuje předepisování ortéz s cílem kontrolovat nadměrný pohyb dolní končetiny při běhu. Hlavní důvod, proč jsou ortézy pro jedince s FFF zaměřeny na kontrolu pohybu při běhu, spočívá ve vyšších silách působících při běhu, které mohou způsobit větší pohyb a zranění/bolest.2 Přesto by se doporučené ortézy mohly používat i při jiných aktivitách. V literatuře panuje obecná shoda, pokud jde o klinickou účinnost ortotické intervence u běžců. Zejména používání ortotik pro nohy bylo pozitivně spojeno se spokojeností pacientů2,3 a snížením bolesti,3-6 což jednotlivcům umožňuje návrat k běhání.2 V současné době se výzkumníci snaží pochopit mechanismus, kterým ortotika způsobuje toto povzbudivé snížení symptomů. Spekuluje se o tom, že ortézy mohou nově nastavit dolní končetinu a snížit tak nadměrný pohyb zadní části chodidla a holenní kosti, který je typický pro jedince s FFF.7-9 Zdá se však, že na každou studii, která uvádí pozitivní mechanický účinek ortotik na snížení nadměrného pohybu dolní končetiny,4, 7-10 připadá studie, která uvádí, že ortotická intervence takový účinek nemá.4,10-13

Co se týče dynamické kontroly rovnováhy při chůzi, jediné studie, které se podařilo dohledat, se týkaly kadaverózních modelů a aplikace ortéz ve statických situacích. S přibývajícím věkem způsobují neúmyslné pády vysilující zranění. Ačkoli jsou pády složité a podílí se na nich mnoho faktorů, obuv a problémy s chodidly hrají hlavní roli při kontrole rovnováhy, aby se zabránilo pádům.14 Imhauser a jeho kolegové15 kvantifikovali a porovnávali účinnost ortéz při léčbě deformity plochonoží na kadaverózních modelech ve statické

situaci a zjistili, že ortézy stabilizují a obnovují mediální podélnou klenbu. Kitaoka a spol.16 dále prokázali významné zlepšení vyrovnání klenby a strukturálního vyrovnání dolních končetin při použití ortéz na kadaverech. Vzhledem k omezením literatury má však přenositelnost výsledků malou klinickou hodnotu, protože všechny studie se zaměřovaly především na statické stavy.

V současné době se zabýváme výzkumem funkce chodidla,17,18 obuvi,19,20 a ortotických intervencí,21,22 včetně studií funkčně plochonožců. Tito jedinci byli považováni za způsobilé k účasti v těchto studiích, pokud splňovali předem stanovená kritéria funkční ploché nohy (FFF) (tato kritéria byla předem stanovena po konzultaci s certifikovaným pedorthistou a byla uvedena jinde (Cunningham a Perry, předloženo)). Kromě toho všichni účastníci vyplnili screeningový dotazník a byli ze studie vyloučeni, pokud se u nich projevil jakýkoli neurologický nebo fyzický stav, který ovlivňoval používání jejich dolní končetiny. Etické schválení těchto studií bylo získáno od naší institucionální etické komise.

Všichni účastníci (studie běhu n=19 a studie chůze n=10) měli funkčně oboustranně plochou nohu s malou nebo žádnou bolestí. Každý subjekt měl obě chodidla sádrovaná v subtalární neutrální poloze pedorthistou. V obou zde prezentovaných výzkumných studiích byly použity vložky do klenby (obrázek 2). Výška subtalární klenby každého účastníka byla určena zarovnáním pravítka na mediální okraj první metatarzální a patní oblasti a následným změřením výšky od mediálního okraje pravítka dolů k odlitku podél vertikální osy (obrázek 3). Pro každého účastníka byly vytvořeny vložky do klenby o výšce 0 %, 33 %, 66 % a 100 % neutrální subtalární klenby (Obrázek 4).

Kinematická studie

V běžecké studii byla použita sportovní páska k přilepení podpěr klenby na plantární povrch chodidla, konkrétně na mediální podélnou klenbu. Účastníci uváděli, že technika tejpování neomezovala normální pohyb chodidla. Ve studii chůze byli účastníci vybaveni identickou laboratorní obuví pro chůzi (Rockport, model World Tour Classic; Canton, MA) a plochými stélkami vlastní velikosti, na které byly nalepeny vložky do klenby (obrázek 3). V obou studiích byly vložky do klenby různé výšky nošeny v náhodném pořadí během experimentu.

V rámci běžecké studie běžel každý účastník rychlostí 2,0 m/s a 3,0 m/s na běžeckém pásu, zatímco trojrozměrná úhlová kinematika byla zaznamenávána pomocí několika infračervených značek umístěných na dolní části nohy a chodidle. Mezi měřené kinematické proměnné patřil úhel zadní části chodidla (pohyb chodidla ve frontální rovině vzhledem k noze) a rotace bérce (relativní rotace dolní části nohy kolem její dlouhé osy). Obě měření byla reprezentována ve vztahu ke statickému pokusu ve stoji. Každý účastník běžel s každou z vložek do klenby přiložených pod mediální klenbu během obou rychlostních podmínek. Všichni účastníci byli fyzicky aktivní, ale nebyli závodními běžci.

Výsledky běžecké studie (prezentovány jsou pouze údaje pro podmínku rychlosti 2,0 m/s) naznačují, že s rostoucí mírou ortotického zásahu (výškou vložky do klenby) docházelo u této populace k významnému (p < 0,001) poklesu maximálního úhlu zadní části chodidla a maximálního úhlu vnitřní rotace tibie (obrázek 5). Rychlost pohybu zadní části chodidla a rychlost vnitřní rotace tibie však ovlivněny nebyly.

Studie dynamické rovnováhy

V rámci studie chůze měl každý účastník přejít po sérii nakloněných plošin, které simulovaly nerovný povrch (popsáno Perrym et al.23), aby se otestovala kontrola dynamické rovnováhy. K odhadu trojrozměrného pohybu tělesného středu (COM) a opěrné báze (BOS), definované jako kontaktní plocha chodidel, byla použita sestava 21 markerů. Dynamická kontrola rovnováhy byla určena měřením bočního okraje stability, definovaného vzdáleností (v příčné rovině) mezi bočním okrajem BOS a polohou COM během fáze chůze s jednou oporou (jak je popsáno v Perry et al.18) Každý účastník měl opět každou výšku klenby umístěnou na prázdné stélce a poté ve standardní obuvi.

Zvýšení výšky klenby vložky bylo spojeno s prokázanými statisticky významnými změnami dynamické stability. K největšímu zlepšení došlo při výšce oblouku 66 % (obrázek 6). Během fáze chůze s jednou oporou vykazovaly subjekty s vložkou o výšce klenby 66 % nejnižší maximální a nejvyšší minimální hodnoty mediolaterálního rozdílu COM-BOS (p < 0,04).

Snížení úhlu zadní části chodidla (běžně označovaného jako dobrý ukazatel pronace chodidla24) a vnitřní rotace tibie (u které byl prokázán úzký vztah k pronaci chodidla25) při zvýšeném ortotickém zásahu (výška vložky klenby) během běhu dokládá přímou souvislost mezi výškou ortézy a mechanikou chodidla/nohy. Bez souvisejícího výrazného snížení míry úhlu zadní části chodidla a míry vnitřní rotace tibie však nemusí být vystavení dolní končetiny rychlým úhlovým změnám, které jsou považovány za hlavní příčinu zranění, sníženo v očekávané míře. Výsledky studie chůze naznačují, že u jedinců s funkční plochonožím dochází ke zvýšené dynamické stabilitě při nošení vložek do klenby, které dosahují 66 % výšky subtalární neutrální klenby.

Závěry

Tato zjištění zdůrazňují, že ortézy jsou účinné při snižování pohybů chodidla a dolní končetiny u jedinců s FFF. Naznačují také, že postupné zvyšování výšky ortézy má skutečně přímý vztah k tomu, jak velká změna bude pozorována z hlediska maximálních úhlů zadní rotace chodidla a vnitřní rotace bérce.

Naše zjištění navíc naznačují, že složitější oblast ortéz a dynamické kontroly rovnováhy se nezdá být tak jednoduchá. Spíše než přímý vztah může mít každý jedinec optimální výšku ortézy, která zajišťuje optimální dynamickou kontrolu rovnováhy. Tyto dvě studie naznačují, že je důležité brát v úvahu jak přínos snížení pohybu chodidla a nohy, tak optimalizaci dynamické kontroly. Každý z těchto mechanismů, nadměrný pohyb nebo ztráta rovnováhy, by mohl vést k invalidizujícímu zranění.

Stephen D. Perry, MSc, PhD, je docentem na katedře kineziologie & tělesné výchovy na Wilfrid Laurier University ve Waterloo, Ontario, Kanada. E. Anne Cunninghamová, MSc, CPed, je stážistkou v pedorthice ve Waterloo v Ontariu. Studium běhu bylo součástí jejího magisterského studia na Wilfrid Laurier University. Kelly M. Goodwin, BSc, MD (kandidátka) je studentkou medicíny na Ottawské univerzitě. Studie dynamické rovnováhy byly projektem její bakalářské práce na Wilfrid Laurier University.

Poděkování: Tato práce byla podpořena provozním grantem Kanadského institutu pro výzkum zdraví (MOP-77772) a vybavení bylo podpořeno Kanadskou nadací pro inovace, Ontarijským inovačním fondem a Univerzitou Wilfrida Lauriera.

1. Lee MS, Vabore JV, Thomas JL, et al. Diagnostika a léčba plochonoží u dospělých. The Journal of Foot & Ankle Surgery 2005;44(2):78-113.

2. Donatelli R, Hurlbert C, Conaway D, et al. Biomechanical foot orthotics: Retrospektivní studie. The Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy 1988;10(6):615-624.

3. Moraros J a Hodge W. Ortotický průzkum: Preliminary results (Předběžné výsledky). Journal of the American Podiatric Medical Association 1993;83(3):139-148.

4. Nawoczenski DA, Cook TM, Saltzman CL. The effect of foot orthotics on three-dimensional kinematics of the leg and rearfoot during running (Vliv ortéz na trojrozměrnou kinematiku nohy a zadní části chodidla při běhu). Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy 1995;21:317-327.

5. Walter JH, Ng G, Stoltz JJ. Průzkum spokojenosti pacientů s ortézami nohou na předpis tvarovanými na míru. Journal of the American Podiatric Medical Association 2004;94(4):363-367.

6. Gross ML, Davlin LB, Evanski PM. Účinnost ortotických vložek do bot u běžců na dlouhé tratě. The American Journal of Sports Medicine 1991;19(4):409-412.

7. MacLean C, McClay Davis I, and Hamill CL, Influence of a custom foot orthotic intervention on lower extremity dynamics in healthy runners. Clinical Biomechanics 2006;21:623-630.

8. Nester CJ, van der Linden ML, Bowker P. Effect of foot orthoses on the kinematics and kinetics of normal walk gait. Gait and Posture 2003;17:2003.

9. Mundermann A, Nigg BM, Humble RN, et al. Foot orthotics affect lower extremity kinematics and kinetics during running. Clinical Biomechanics 2003;18:254-262.

10. Stacoff A, Reinschmidt C, Nigg BM, et al. Effects of foot orthoses on skeletal motion during running. Clinical Biomechanics 2000;15:54-64.

11. Kitaoka HB, Luo ZP, Kura H, et al. Effect of foot orthoses on 3-dimensional kinematics of flatfoot: A cadaveric study. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2002;83:876-879.

12. Stackhouse CL, McClay Davis I, Hamill J. Orthotic intervention in forefoot and rearfoot strike running patterns [Ortotická intervence při běhu na přední a zadní část chodidla]. Klinická biomechanika 2004;19:64-70.

13. Williams DS, McClay Davis I, Baitch SP. Vliv obrácených ortéz na mechaniku dolní končetiny u běžců. Medicine & Science in Sports & Exercise 2003;35(12):2060-2068.

14. Menz HB, Lord SR. The contribution of foot problems to mobility impairment and falls in community-dwelling older people [Podíl problémů s chodidly na zhoršení mobility a pádech u starších osob žijících v komunitě]. J Am Geriatr Soc 2001;49(12):1651-6.

15. Imhauser CW, Abidi NA, Frankel DZ, et al. Biomechanické hodnocení účinnosti vnějších stabilizátorů při konzervativní léčbě získané deformity plochonoží. Foot Ankle Int 2002;23(8):727-37.

16. Kitaoka HB, Luo ZP, Kura H, et al. Effect of foot orthoses on 3-dimensional kinematics of flatfoot: a cadaveric study. Arch Phys Med Rehabil 2002;83(6):876-9.

17. Perry SD. Hodnocení s věkem související necitlivosti plantárního povrchu a věku nástupu pokročilé necitlivosti u starších dospělých pomocí vibračních a dotykových testů. Neurosci Lett 2006;392(1-2):62-7.

18. Perry SD, Radtke A, McIlroy WE, et al. Účinnost a efektivita stélky zlepšující rovnováhu. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2008;63(6):595-602.

19. Perry SD, Radtke A, Goodwin CR. Vliv tvrdosti materiálu mezipodešve obuvi na dynamickou kontrolu rovnováhy při neočekávaném ukončení chůze. Gait Posture 2007;25(1):94-8.

20. Menant JC, Perry SD, Steele JR, et al. Effects of shoe characteristics on dynamic stability when walking on even and nerovný povrch in young and older people. Arch Phys Med Rehabil 2008;89(10):1970-1976.

21. Perry SD, Goodwin KM. Vliv postupného zvyšování výšky ortézy na dynamickou stabilitu u funkčních jedinců s plochou nohou. Předneseno na Severoamerickém kongresu o biomechanice, Ann Arbor, Michigan, srpen 2008.

22. Cunningham EA, Perry SD. Kinematické účinky podpory mediální klenby na dolní končetiny u funkčně plochonožců. Předneseno na Severoamerickém kongresu biomechaniky, Ann Arbor, Michigan, srpen 2008

23. Perry SD, Bombardier E, Radtke A, Tiidus PM. Hormonální substituce a silový trénink pozitivně ovlivňují rovnováhu při chůzi u žen po menopauze: pilotní studie. Journal of Sport Science and Medicine 2005;4:372-381.

24. Clarke TE, Frederick EC, Hamill CL. The effects of shoe design parameters on rearfoot control in running (Vliv konstrukčních parametrů obuvi na kontrolu zadní části chodidla při běhu). Med Sci Sports Exerc 1983;15(5):376-81.

25. Nigg BM, Cole GK, Nachbauer W. Vliv výšky klenby chodidla na úhlový pohyb dolních končetin při běhu. Journal of Biomechanics 1993;26(8):909-916.

Popisky obrázků

Obrázek 1: A. Ukázka zborcení klenby při zatížení, B. Důkaz tvorby klenby bez zatížení.

Obrázek 2: A. Mediální pohled na vložku klenby, B. Mediálně-superiorní pohled na vložku klenby, C. Superiorní pohled na vložku klenby.

Obrázek 3: Stanovení výšky klenby ze subtalárního neutrálního odlitku chodidla.

Obrázek 4: Vložky do klenby umístěné na stélkách na míru.

Obrázek 5: Vliv ortotického zásahu na pohyb zadní části chodidla a vnitřní rotaci tibie při běhu rychlostí 2,0 m/s.

Obrázek 6: Vliv ortotického zásahu na maximální a minimální těžiště-základnu opory (COM-BOS) v mediolaterálním směru.

Obrázek 7: Vliv ortotického zásahu na pohyb zadní části chodidla a vnitřní rotaci tibie při běhu rychlostí 2,0 m/s.

Obrázek 8: Vliv ortotického zásahu na maximální a minimální těžiště-základnu opory (COM-BOS) v mediolaterálním směru.