De optimale booghoogte voor een patiënt met functionele platvoeten kan afhangen van de doelstellingen van de orthopedische behandeling. Onderzoeken suggereren dat de booghoogte direct van invloed is op overmatige beweging, maar dat het controleren van het dynamisch evenwicht een meer op maat gesneden benadering vereist.

Door Stephen D. Perry, PhD, E. Anne Cunningham, Msc, CPed, en Kelly M. Goodwin, BSc

De interactie tussen de voet en zijn omgeving is van cruciaal belang bij alle vormen van lopen. Tijdens het lopen biedt de voet een flexibele landingsstructuur die zich kan aanpassen voor het plaatsen en opnemen van gewicht tijdens het eerste contact. Tijdens het afzetten biedt de voet een stijve structuur voor de overdracht van krachten die door de onderbeenspieren worden opgewekt om het lichaam voort te stuwen. Bij het lopen zijn de krachten veel kleiner, maar nu fungeert de voet als een neuromechanisch kanaal dat zowel sensorische informatie als de overdracht van mechanische krachten levert om de stabiliteit van het lichaam te handhaven. Al deze functies komen voor bij alle vormen van lopen, maar de prominentie of het belang van elk van deze rollen wordt bepaald door het soort gang dat men beschouwt. Vanwege het belang van dit type interface tussen de voet en zijn omgeving, is de toepassing van steunzolen in de schoen van cruciaal belang om deze functies te behouden.

De misvorming van de platte voet of pes planus is de meest voorkomende voetpathologie bij patiënten van alle leeftijden.1 De misvorming kan gepaard gaan met ongemak en pijn, instabiliteit, ernstige voet-, enkel-, knie- en lage ruggewrichtsproblemen, misalignments en posturale belasting. Personen met deze misvorming kunnen echter ook niet-symptomatisch zijn. Binnen pes planus wordt de functionele (soms “flexibele”) platvoet (FFF) gedefinieerd als een hypermobiele voet met een overmatige valgus van de achtervoet en een minimale mediale-longitudinale booghoogte bij belasting (Figuur 1A; de boog is duidelijk wanneer hij niet belast wordt, Figuur 1B).1 FFF wordt meestal behandeld met op maat gemaakte steunzolen om de boog opnieuw uit te lijnen en stabiliteit te bieden. Het onderzoek dat hier besproken zal worden zal twee aspecten van het lopen bekijken; één zal de kinematica van het onderbeen en de voet zijn, tijdens het lopen, vertoond door personen met een functionele platvoet wanneer een steunzool gebruikt wordt. Het andere zal de impact zijn van deze steunzolen, gedragen door personen met functionele platvoeten, op de dynamische balanscontrole tijdens het lopen.

Indicaties voor orthesen

Huidig wordt het voorschrijven van steunzolen aanbevolen voor personen met symptomatische FFF om de excessieve beweging van de onderste extremiteit tijdens het lopen te controleren. De belangrijkste reden dat steunzolen voor mensen met FFF worden voorgeschreven om de beweging tijdens het hardlopen te beheersen, is dat er tijdens het hardlopen meer krachten worden uitgeoefend, wat meer beweging en blessures/pijn kan veroorzaken.2 Desondanks kunnen de aanbevolen steunzolen ook bij andere activiteiten worden gebruikt. In de literatuur bestaat algemene overeenstemming over de klinische doeltreffendheid van steunzolen bij hardlopers. Het gebruik van steunzolen wordt met name in verband gebracht met de tevredenheid van de patiënt2,3 en de vermindering van pijn,3-6 waardoor mensen weer kunnen gaan hardlopen.2 Onderzoekers proberen momenteel inzicht te krijgen in het mechanisme waardoor steunzolen deze bemoedigende vermindering van de symptomen teweegbrengen. Er wordt gespeculeerd dat steunzolen de onderste extremiteit opnieuw kunnen uitlijnen, waardoor de overmatige beweging van de achtervoet en het scheenbeen, die typisch is voor mensen met FFF, wordt verminderd.7-9 Het lijkt er echter op dat voor elk onderzoek dat een positief mechanisch effect van steunzolen op de vermindering van overmatige beweging van de onderste extremiteit aangeeft,4,7-10 er een onderzoek is dat rapporteert dat een steunzoolbehandeling een dergelijk effect niet heeft.4,10-13

Wat de dynamische balanscontrole tijdens het lopen betreft, hadden de enige studies die konden worden gevonden betrekking op kadavermodellen en de toepassing van steunzolen in statische situaties. Naarmate we ouder worden, veroorzaken onopzettelijke valpartijen invaliderende letsels. Hoewel vallen complex is en er veel factoren een rol spelen, spelen schoeisel en voetproblemen een belangrijke rol bij de controle van het evenwicht om vallen te voorkomen.14 Imhauser en collega’s15 kwantificeerden en vergeleken de werkzaamheid van orthesen bij de behandeling van platvoetdeformiteit van kadavermodellen in een statische

situatie en stelden vast dat orthesen het mediale lengtegewelf stabiliseren en herstellen. Verder toonden Kitaoka et al16 een significante verbetering aan in booguitlijning en structurele uitlijning van de onderste ledematen met het gebruik van orthesen bij kadavers. Gezien de beperkingen van de literatuur heeft de overdraagbaarheid van de bevindingen echter weinig klinische waarde, omdat alle studies zich voornamelijk op statische omstandigheden hebben gericht.

Onze huidige lopende onderzoeksinteresses omvatten voetfunctie,17,18 schoeisel,19,20 en orthopedische interventies,21,22 inclusief studies van functioneel platvoetige personen. Deze personen kwamen in aanmerking voor deelname aan deze onderzoeken als ze voldeden aan vooraf vastgestelde criteria voor functionele platvoeten (FFF) (deze criteria werden vooraf vastgesteld in overleg met een erkende pedorthist en zijn elders gerapporteerd (Cunningham en Perry, ingediend)). Bovendien vulden alle deelnemers een screeningsvragenlijst in en werden ze uitgesloten van het onderzoek als ze een neurologische of fysieke aandoening vertoonden die het gebruik van hun onderste extremiteit beïnvloedde. Ethische goedkeuring voor deze studies werd verkregen van onze institutionele ethische toetsingscommissie.

Alle deelnemers (hardloopstudie n=19 en wandelstudie n=10) waren functioneel platvoetig bilateraal met weinig of geen pijn. Elke proefpersoon had beide voeten gegoten in een subtalaire neutrale positie door een pedorthist. De hier gepresenteerde onderzoeken maakten beide gebruik van steunzolen (Figuur 2). De subtalaire booghoogte van elke deelnemer werd bepaald door een liniaal uit te lijnen op de mediale rand van zowel het eerste middenvoetsbeentje als de hielregio’s, en vervolgens de hoogte te meten vanaf de mediale rand van de liniaal tot aan het gips langs een verticale as (afbeelding 3). Voor elke deelnemer werden boogsteunen van 0%, 33%, 66% en 100% van de subtalaire neutrale booghoogte gemaakt (afbeelding 4).

Kinematische studie

In de hardloopstudie werd atletisch tape gebruikt om de steunzolen op het plantaire oppervlak van de voet te plakken, specifiek op de mediale longitudinale boog. Deelnemers meldden dat de tapetechniek de normale beweging van de voet niet beperkte. In het looponderzoek werden de deelnemers aangemeten met identiek ontworpen laboratoriumwandelschoenen (Rockport, World Tour Classic Model; Canton, MA) en op maat gemaakte, platte inlegzolen waarop de voetboogsteunen waren vastgeplakt (figuur 3). In beide studies werden inlegzolen van verschillende hoogtes in willekeurige volgorde gedragen tijdens de experimenten.

In de loopstudie liep elke deelnemer met een snelheid van 2,0 m/s en 3,0 m/s op een loopband terwijl driedimensionale hoekkinematica werd geregistreerd met behulp van meerdere infrarood markers geplaatst op het onderbeen en de voet. Gemeten kinematische variabelen waren de achtervoethoek (frontale beweging van de voet ten opzichte van het been) en de tibiale rotatie (relatieve rotatie van het onderbeen om zijn lange as). Beide maten werden weergegeven ten opzichte van een statische staande proef. Elke deelnemer liep met elk van de steunzolen vastgekleefd onder de mediale voetboog tijdens beide snelheidscondities. Alle deelnemers waren lichamelijk actief, maar niet competitief lopend.

De resultaten van het hardlooponderzoek (alleen gegevens voor de snelheidsconditie van 2,0 m/s worden gepresenteerd) suggereren dat naarmate de mate van orthese-interventie (hoogte van de booginlegzool) toenam, er significante (p < 0,001) afnames waren in de maximale hoek van de achtervoet en de maximale hoek van de interne tibiale rotatie bij deze populatie (figuur 5). De snelheid van de achtervoetbeweging en de snelheid van de interne tibiale rotatie werden echter niet beïnvloed.

Dynamische balansstudie

De loopstudie liet elke deelnemer over een reeks hellende platforms lopen die oneffen oppervlakken simuleerden (beschreven door Perry et al23) om de dynamische balanscontrole te testen. Een 21-marker opstelling werd gebruikt om de drie-dimensionale beweging van het massamiddelpunt (COM) van het lichaam en de basis van ondersteuning (BOS), gedefinieerd als het contactoppervlak van de voeten, te schatten. Dynamische balanscontrole werd bepaald door meting van de laterale stabiliteitsmarge, zoals gedefinieerd door de afstand (in het transversale vlak) tussen de laterale grens van de BOS en de positie van de COM tijdens de enkele steunfase van het lopen (zoals beschreven in Perry et al18) Opnieuw werd bij elke deelnemer elke booghoogte op de blanco binnenzool geplaatst en vervolgens in het standaard schoeisel.

Een toename van de hoogte van de voetholte-inlegzool ging gepaard met statistisch significante veranderingen in dynamische stabiliteit. De grootste verbetering trad op bij de 66% booghoogte (figuur 6). Tijdens de enkele steunfase van het lopen vertoonden proefpersonen die de 66% booghoogte inlegzool droegen de laagste maximale en de hoogste minimale waarden voor mediaal-lateraal COM-BOS-verschil (p < 0,04).

De afname van de achtervoethoek (vaak een goede indicatie genoemd van voetpronatie24) en de interne tibiale rotatie (waarvan is aangetoond dat er een nauw verband is met voetpronatie25) bij een verhoogde orthese-interventie (hoogte van de booginlegzool) tijdens het hardlopen, toont het directe verband aan tussen de orthesehoogte en voet-/beenmechanica. Zonder een significante afname van de hoek van de achtervoet en de rotatie van het scheenbeen, is het mogelijk dat de blootstelling van de onderste extremiteit aan snelle hoekveranderingen, waarvan wordt verondersteld dat ze een belangrijke oorzaak van blessures zijn, niet in de verwachte mate wordt verminderd. De resultaten van de loopstudie geven aan dat personen met functionele platvoeten een verhoogde dynamische stabiliteit ervaren wanneer ze steunzolen dragen die 66% van hun subtalaire neutrale booghoogte bedragen.

Conclusies

Deze bevindingen benadrukken dat steunzolen effectief zijn in het verminderen van de bewegingen van de voet en onderste extremiteit bij personen met FFF. Ze geven ook aan dat een stapsgewijze verhoging van de orthesehoogte een directe relatie heeft met hoeveel verandering er wordt waargenomen in termen van maximale achtervoet- en tibiale interne rotatiehoeken.

Daarnaast suggereren onze bevindingen dat het meer complexe gebied van steunzolen en dynamische balanscontrole niet zo rechtlijnig lijkt te zijn. In plaats van een direct verband, kan elk individu een optimale orthesehoogte hebben die een optimale dynamische balanscontrole oplevert. Deze twee studies suggereren dat het belangrijk is rekening te houden met zowel het voordeel van verminderde voet- en beenbeweging als de optimalisering van dynamische controle. Een van beide mechanismen, overmatige beweging of verlies van evenwicht, kan leiden tot een invaliderende blessure.

Stephen D. Perry, MSc, PhD, is universitair hoofddocent aan de afdeling kinesiologie & lichamelijke opvoeding van de Wilfrid Laurier University in Waterloo, Ontario, Canada. E. Anne Cunningham, MSc, CPed is een pedorthic stagiaire in Waterloo, Ontario. De loopstudies maakten deel uit van haar MSc aan de Wilfrid Laurier University. Kelly M. Goodwin, BSc, MD (kandidaat) is een medisch student aan de Universiteit van Ottawa. De dynamische balansstudies waren haar BSc senior thesisproject aan de Wilfrid Laurier University.

Acknowledgments: Dit werk werd ondersteund door een exploitatiesubsidie van de Canadian Institutes of Health Research (MOP-77772) en de apparatuur werd ondersteund door de Canadian Foundation for Innovation, de Ontario Innovation Trust en Wilfrid Laurier University.

1. Lee MS, Vabore JV, Thomas JL, et al. Diagnose en behandeling van volwassen platvoeten. The Journal of Foot & Ankle Surgery 2005;44(2):78-113.

2. Donatelli R, Hurlbert C, Conaway D, et al. Biomechanische voetorthesen: Een retrospectief onderzoek. The Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy 1988;10(6):615-624.

3. Moraros J and Hodge W. Orthotic survey: Voorlopige resultaten. 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. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy 1995;21:317-327.

5. Walter JH, Ng G, Stoltz JJ. Een tevredenheidsonderzoek onder patiënten over op maat gemaakte voetortheses op recept. Journal of the American Podiatric Medical Association 2004;94(4):363-367.

6. Gross ML, Davlin LB, Evanski PM. Effectiveness of orthotic shoe inserts in the long-distance runner. 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 van voetortheses op de kinematica en kinetica van normaal looppatroon. 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. Effecten van voetorthesen op de beweging van het skelet tijdens het hardlopen. Clinical Biomechanics 2000;15:54-64.

11. Kitaoka HB, Luo ZP, Kura H, et al. Effect van voetortheses op 3-dimensionale kinematica van platvoeten: Een kadaverstudie. 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. Clinical Biomechanics 2004;19:64-70.

13. Williams DS, McClay Davis I, Baitch SP. Effect of inverted orthoses on lower extremity mechanics in runners. 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. J Am Geriatr Soc 2001;49(12):1651-6.

15. Imhauser CW, Abidi NA, Frankel DZ, et al. Biomechanical evaluation of the efficacy of external stabilizers in the conservative treatment of acquired flatfoot deformity. 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. Evaluatie van leeftijdsgebonden ongevoeligheid van het plantaire oppervlak en aanvangsleeftijd van gevorderde ongevoeligheid bij oudere volwassenen aan de hand van tril- en tastsensatietests. Neurosci Lett 2006;392(1-2):62-7.

18. Perry SD, Radtke A, McIlroy WE, et al. Doeltreffendheid en effectiviteit van een evenwichtsverbeterende inlegzool. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2008;63(6):595-602.

19. Perry SD, Radtke A, Goodwin CR. Influence of footwear midsole material hardness on dynamic balance control during unexpected gait termination. 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 uneven surfaces in young and older people. Arch Phys Med Rehabil 2008;89(10):1970-1976.

21. Perry SD, Goodwin KM. Influence of incremental increases in orthotic height on dynamic stability in functional flatfooted individuals. Gepresenteerd op het North American Congress on Biomechanics, Ann Arbor, Michigan, augustus 2008.

22. Cunningham EA, Perry SD. Lower extremity kinematic effects of medial arch support among functionally flatfooted individuals. Gepresenteerd op het North American Congress on Biomechanics, Ann Arbor, Michigan, augustus 2008

23. Perry SD, Bombardier E, Radtke A, Tiidus PM. Hormoonvervanging en krachttraining hebben een positieve invloed op het evenwicht tijdens het lopen bij postmenopauzale vrouwen: een pilootstudie. 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. Med Sci Sports Exerc 1983;15(5):376-81.

25. Nigg BM, Cole GK, Nachbauer W. Effects of arch height of the foot on angular motion of the lower extremities in running. Journal of Biomechanics 1993;26(8):909-916.

Figure Captions

Figure 1: A. Demonstratie van booginstorting tijdens gewichtsbelasting, B. Bewijs van boogvorming zonder gewichtsbelasting.

Figuur 2: A. Mediaal zicht van het booginzetstuk, B. Mediaal-superieur zicht van het booginzetstuk, C. Superior zicht van het booginzetstuk.

Figuur 3: Bepaling van de booghoogte van de subtalaire neutrale voetafdruk.

Figuur 4: Arch inserts geplaatst op op maat gemaakte inlegzolen.

Figuur 5: Effect van een steunzool op de beweging van de achtervoet en de interne tibiale rotatie tijdens het hardlopen met een snelheid van 2,0 m/s.

Figuur 6: Effect van een steunzool op het maximale en minimale steunpunt van de massa (COM-BOS) in mediaal-laterale richting.