L’altezza ottimale dell’arco per un paziente con piede piatto funzionale può dipendere dagli obiettivi della gestione ortesica. Gli studi suggeriscono che l’altezza dell’arco influisce direttamente sul movimento eccessivo, ma che il controllo dell’equilibrio dinamico può richiedere un approccio più personalizzato.

Di Stephen D. Perry, PhD, E. Anne Cunningham, Msc, CPed, e Kelly M. Goodwin, BSc

L’interazione tra il piede e il suo ambiente è fondamentale in tutte le forme di andatura. Durante la corsa, il piede fornisce una struttura di atterraggio flessibile e adattabile per posizionare e accettare il peso durante il contatto iniziale. Poi, durante la spinta, il piede fornisce una struttura rigida per permettere la trasmissione delle forze create dai muscoli della gamba per spingere il corpo in avanti. Nel camminare, le forze sono molto più piccole, ma ora il piede agisce come un condotto neuromeccanico che fornisce sia informazioni sensoriali che il trasferimento di forze meccaniche per mantenere la stabilità del corpo. Tutte queste funzioni si verificano in tutte le forme di andatura, ma la prominenza o l’importanza di ciascuno di questi ruoli è determinata dal tipo di andatura considerata. A causa dell’importanza di questo tipo di interfaccia tra il piede e il suo ambiente, l’applicazione di ortesi plantari è fondamentale per preservare queste funzioni.

La deformità del piede piatto o pes planus è la patologia del piede più comune nei pazienti di tutte le età.1 La deformità può essere associata a disagio e dolore, instabilità, gravi problemi articolari al piede, alla caviglia, al ginocchio e alla parte bassa della schiena, disallineamenti e sforzi posturali. Tuttavia, gli individui con questa deformità possono anche non essere sintomatici. Nell’ambito del pes planus, il piede piatto funzionale (talvolta definito “flessibile”) (FFF) è definito come un piede ipermobile con eccessivo valgismo del retropiede e minima altezza dell’arco longitudinale mediale quando si porta il peso (Figura 1A; l’arco è evidente quando non si porta il peso, Figura 1B).1 Molto spesso, il FFF è trattato con ortesi personalizzate per aiutare il riallineamento dell’arco e per fornire stabilità. La ricerca che sarà discussa qui esaminerà due aspetti dell’andatura; uno sarà la cinematica della parte inferiore della gamba e del piede, durante la corsa, esibita da individui con piede piatto funzionale quando viene utilizzato un plantare. L’altro sarà l’impatto di questi supporti ad arco, indossati dagli individui con piede piatto funzionale, sul controllo dinamico dell’equilibrio durante la camminata.

Indicazioni per le ortesi

Oggi, la prescrizione di ortesi è raccomandata per individui con FFF sintomatica al fine di controllare il movimento eccessivo dell’estremità inferiore durante la corsa. Il motivo principale per cui le ortesi per gli individui con FFF sono mirate al controllo del movimento durante la corsa riguarda le forze più elevate sperimentate durante la corsa, che possono causare più movimento e lesioni/dolore.2 Anche così, le ortesi raccomandate potrebbero essere usate in altre attività. C’è un accordo generale in letteratura per quanto riguarda l’efficacia clinica dell’intervento ortesico tra i corridori. In particolare, l’uso dei plantari è stato positivamente associato alla soddisfazione del paziente2,3 e alla riduzione del dolore,3-6 permettendo agli individui di tornare a correre.2 Attualmente, i ricercatori stanno cercando di capire il meccanismo con cui i plantari producono queste incoraggianti riduzioni sintomatiche. È stato ipotizzato che i plantari possano riallineare l’estremità inferiore, diminuendo il movimento eccessivo del retropiede e della tibia che si osserva tipicamente tra gli individui con FFF.7-9 Tuttavia, sembra che per ogni studio che indica un effetto meccanico positivo dei plantari nel ridurre il movimento eccessivo dell’estremità inferiore,4, 7-10 ci sia uno studio che riporta che l’intervento ortesico non ha tale effetto.4,10-13

Per quanto riguarda il controllo dinamico dell’equilibrio durante la deambulazione, gli unici studi che è stato possibile individuare riguardano modelli cadaverici e l’applicazione di ortesi in situazioni statiche. Con l’avanzare dell’età, le cadute involontarie causano lesioni debilitanti. Sebbene le cadute siano complesse e siano coinvolti molti fattori, le calzature e i problemi del piede giocano un ruolo importante nel controllo dell’equilibrio per evitare le cadute.14 Imhauser e colleghi15 hanno quantificato e confrontato l’efficacia delle ortesi nel trattamento della deformità del piede piatto di modelli cadaverici in una situazione statica

situazione e hanno determinato che le ortesi stabilizzano e restaurano l’arco longitudinale mediale. Inoltre, Kitaoka et al16 hanno dimostrato un miglioramento significativo nell’allineamento dell’arco e nell’allineamento strutturale degli arti inferiori con l’uso di ortesi nei cadaveri. Date le limitazioni della letteratura, tuttavia, la trasferibilità dei risultati ha poco valore clinico poiché tutti gli studi si sono concentrati principalmente su condizioni statiche.

I nostri attuali interessi di ricerca comprendono la funzione del piede,17,18 le calzature,19,20 e gli interventi ortesici,21,22 compresi gli studi su individui con piede piatto funzionale. Questi individui sono stati ritenuti idonei a partecipare a questi studi se soddisfacevano i criteri predeterminati di piede piatto funzionale (FFF) (questi criteri sono stati predeterminati in consultazione con un pedodontista certificato e sono stati riportati altrove (Cunningham e Perry, presentati). Inoltre, tutti i partecipanti hanno completato un questionario di screening e sono stati esclusi dallo studio se hanno dimostrato qualsiasi condizione neurologica o fisica che ha influenzato l’uso della loro estremità inferiore. L’approvazione etica per questi studi è stata ricevuta dal nostro comitato di revisione etica istituzionale.

Tutti i partecipanti (studio di corsa n=19 e studio di camminata n=10) erano funzionalmente con piede piatto bilateralmente con poco o nessun dolore. Ogni soggetto aveva entrambi i piedi ingessati in una posizione neutra subtalare da un pedorto. Gli studi di ricerca qui presentati hanno entrambi utilizzato inserti per l’arco (Figura 2). L’altezza dell’arco subtalare di ogni partecipante è stata determinata allineando un righello al bordo mediale di entrambe le regioni del primo metatarso e del tallone, quindi misurando l’altezza dal bordo mediale del righello fino alla fusione lungo un asse verticale (Figura 3). Per ogni partecipante sono stati creati inserti per l’arco dello 0%, 33%, 66% e 100% dell’altezza dell’arco neutro subtalare (Figura 4).

Studio cinematico

Nello studio sulla corsa, è stato usato nastro adesivo per far aderire i supporti per l’arco alla superficie plantare del piede, in particolare all’arco longitudinale mediale. I partecipanti hanno riferito che la tecnica del taping non limitava il normale movimento del piede. Nello studio sulla camminata, i partecipanti sono stati dimensionati e dotati di scarpe da passeggio da laboratorio dallo stile identico (Rockport, World Tour Classic Model; Canton, MA) e di plantari piatti su misura con gli inserti ad arco aderenti (Figura 3). In entrambi gli studi, gli inserti ad arco di diverse altezze sono stati indossati in ordine casuale durante la sperimentazione.

Lo studio sulla corsa ha fatto correre ogni partecipante a una velocità di 2,0 m/s e 3,0 m/s su un tapis roulant mentre la cinematica angolare tridimensionale veniva registrata utilizzando più marcatori a infrarossi posti sulla parte inferiore della gamba e sul piede. Le variabili cinematiche misurate includevano l’angolo del retropiede (movimento sul piano frontale del piede rispetto alla gamba) e la rotazione tibiale (rotazione relativa della parte inferiore della gamba sul suo asse lungo). Entrambe le misure sono state rappresentate rispetto a una prova statica in piedi. Ogni partecipante ha corso con ciascuno degli inserti ad arco aderenti sotto l’arco mediale durante entrambe le condizioni di velocità. Tutti i partecipanti erano fisicamente attivi ma non erano corridori competitivi.

I risultati dello studio sulla corsa (sono presentati solo i dati relativi alla condizione di velocità di 2,0 m/s) suggeriscono che con l’aumento del grado di intervento ortesico (altezza dell’inserto ad arco), vi erano diminuzioni significative (p < 0,001) del massimo angolo del retropiede e del massimo angolo di rotazione tibiale interno in questa popolazione (Figura 5). Tuttavia, il tasso di movimento del retropiede e il tasso di rotazione tibiale interna non sono stati influenzati.

Studio di equilibrio dinamico

Lo studio della camminata ha fatto camminare ogni partecipante su una serie di piattaforme inclinate che simulavano superfici irregolari (descritte da Perry et al23) per testare il controllo dinamico dell’equilibrio. È stata utilizzata una configurazione a 21 marcatori per stimare il movimento tridimensionale del centro di massa (COM) del corpo e la base di appoggio (BOS), definita come la superficie di contatto dei piedi. Il controllo dinamico dell’equilibrio è stato determinato dalla misurazione del margine di stabilità laterale, definito dalla distanza (nel piano trasversale) tra il bordo laterale del BOS e la posizione del COM durante la fase di appoggio singolo dell’andatura (come descritto in Perry et al18).

L’aumento dell’altezza dell’arco plantare era associato a cambiamenti statisticamente significativi nella stabilità dinamica. Il miglioramento maggiore è avvenuto all’altezza dell’arco del 66% (Figura 6). Durante la fase di appoggio singolo dell’andatura, i soggetti che indossavano l’inserto con altezza dell’arco del 66% presentavano i valori massimi e minimi più bassi per la differenza COM-BOS mediale-laterale (p < 0,04).

La diminuzione dell’angolo del retropiede (comunemente indicato come una buona indicazione della pronazione del piede24) e della rotazione tibiale interna (che ha dimostrato di avere una stretta relazione con la pronazione del piede25) con un maggiore intervento ortesico (altezza dell’inserto dell’arco) durante la corsa dimostra il legame diretto tra altezza dell’ortesi e meccanica piede/gamba. Tuttavia, senza una diminuzione significativa associata al tasso di angolazione del retropiede e al tasso di rotazione interna della tibia, l’esposizione dell’estremità inferiore a un rapido cambiamento angolare, che si pensa sia una delle principali cause di lesioni, potrebbe non essere ridotta nella misura prevista. I risultati dello studio sulla camminata indicano che gli individui con piede piatto funzionale sperimentano una maggiore stabilità dinamica quando indossano inserti ad arco che sono il 66% della loro altezza dell’arco neutro subtalare.

Conclusioni

Questi risultati sottolineano che i plantari sono efficaci nel ridurre i movimenti del piede e dell’estremità inferiore negli individui FFF. Indicano anche che un aumento incrementale dell’altezza del plantare ha una relazione diretta con la quantità di cambiamento che si osserva in termini di angoli massimi di rotazione interna del retropiede e della tibia.

Inoltre, i nostri risultati suggeriscono che l’area più complessa dei plantari e del controllo dinamico dell’equilibrio non sembra essere così semplice. Piuttosto che una relazione diretta, ogni individuo potrebbe avere un’altezza ottimale dell’ortesi che fornisce un controllo ottimale dell’equilibrio dinamico. Questi due studi suggeriscono l’importanza di considerare sia il beneficio della riduzione del movimento del piede e della gamba che l’ottimizzazione del controllo dinamico. Entrambi questi meccanismi, un movimento eccessivo o una perdita di equilibrio, potrebbero provocare una lesione invalidante.

Stephen D. Perry, MSc, PhD, è professore associato nel dipartimento di kinesiologia & educazione fisica presso la Wilfrid Laurier University di Waterloo, Ontario, Canada. E. Anne Cunningham, MSc, CPed è una specializzanda in pedodonzia a Waterloo, Ontario. Gli studi sulla corsa facevano parte del suo MSc alla Wilfrid Laurier University. Kelly M. Goodwin, BSc, MD (candidato) è uno studente di medicina all’Università di Ottawa. Gli studi sull’equilibrio dinamico erano il suo progetto di tesi alla Wilfrid Laurier University.

Riconoscimenti: Questo lavoro è stato supportato da una sovvenzione operativa del Canadian Institutes of Health Research (MOP-77772) e le attrezzature sono state supportate dalla Canadian Foundation for Innovation, dall’Ontario Innovation Trust e dalla Wilfrid Laurier University.

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Capitoli delle figure

Figura 1: A. Dimostrazione del collasso dell’arco durante l’appoggio del peso, B. Prova della formazione dell’arco senza appoggio del peso.

Figura 2: A. Vista mediale dell’inserto dell’arco, B. Vista mediale-superiore dell’inserto dell’arco, C. Vista superiore dell’inserto dell’arco.

Figura 3: Determinazione dell’altezza dell’arco dal calco del piede neutro subtalare.

Figura 4: Inserti dell’arco posizionati su plantari personalizzati.

Figura 5: Effetto dell’intervento ortesico sul movimento del retropiede e sulla rotazione tibiale interna durante la corsa a 2,0 m/s.

Figura 6: Effetto dell’intervento ortesico sul centro di massa-base d’appoggio (COM-BOS) massimo e minimo in direzione mediale-laterale.