Înălțimea optimă a arcului pentru un pacient cu picior plat funcțional poate depinde de obiectivele managementului ortetic. Studiile sugerează că înălțimea arcului afectează în mod direct mișcarea excesivă, dar că controlul echilibrului dinamic poate necesita o abordare mai personalizată.

De Stephen D. Perry, PhD, E. Anne Cunningham, Msc, CPed, și Kelly M. Goodwin, BSc

Interacțiunea dintre picior și mediul său este critică în toate formele de mers. În timpul alergării, piciorul oferă o structură de aterizare flexibilă care este adaptabilă pentru plasarea și acceptarea greutății în timpul contactului inițial. Apoi, în timpul împingerii, piciorul oferă o structură rigidă pentru a permite transmiterea forțelor create de mușchii gambei inferioare pentru a propulsa corpul înainte. În timpul mersului, forțele sunt mult mai mici, dar acum piciorul acționează ca un canal neuromecanic care furnizează atât informații senzoriale, cât și transferul de forțe mecanice pentru a menține stabilitatea corpului. Toate aceste funcții apar în toate formele de mers, dar proeminența sau importanța fiecăruia dintre aceste roluri este determinată de tipul de mers considerat. Datorită importanței acestui tip de interfață între picior și mediul înconjurător, aplicarea de orteze pentru picior în încălțăminte este esențială pentru a păstra aceste funcții.

Deformarea piciorului plat sau pes planus este cea mai frecventă patologie a piciorului la pacienții de toate vârstele.1 Deformarea poate fi asociată cu disconfort și durere, instabilitate, probleme grave ale articulațiilor piciorului, gleznei, genunchiului și părții inferioare a spatelui, dezalinieri și tensiune posturală. Cu toate acestea, persoanele cu această deformare pot fi, de asemenea, nesimptomatice. În cadrul pes planus, piciorul plat funcțional (denumit uneori „flexibil”) (FFF) este definit ca un picior hipermobil cu valgus excesiv al părții posterioare a piciorului și înălțime minimă a arcului medial-lungitudinal atunci când este sprijinit de greutate (Figura 1A; arcul este evident atunci când nu este sprijinit de greutate, Figura 1B).1 Cel mai adesea, FFF este tratat cu orteze personalizate pentru a ajuta la realinierea arcului și pentru a oferi stabilitate. Cercetarea care va fi discutată aici va examina două aspecte ale mersului; unul va fi cinematica piciorului și a piciorului inferior, în timpul alergării, prezentată de persoanele cu picior plat funcțional atunci când se utilizează un suport pentru arcadă. Celălalt va fi impactul acestor suporturi de arcadă, purtate de indivizii cu picior plat funcțional, asupra controlului echilibrului dinamic în timpul mersului.

Indicații pentru orteze

În prezent, prescrierea de orteze este recomandată pentru indivizii cu FFF simptomatic pentru a controla mișcarea excesivă a extremității inferioare în timpul alergării. Principalul motiv pentru care ortezele pentru persoanele cu FFF sunt direcționate pentru a controla mișcarea în timpul alergării implică forțele mai mari experimentate în timpul alergării, care pot provoca mai multă mișcare și leziuni/dureri.2 Chiar și așa, ortezele recomandate ar putea fi utilizate și în alte activități. Există un acord general în literatura de specialitate în ceea ce privește eficacitatea clinică a intervenției ortetice în rândul alergătorilor. În special, utilizarea ortezelor pentru picioare a fost asociată în mod pozitiv cu satisfacția pacienților2,3 și cu reducerea durerii,3-6 permițând indivizilor să revină la alergare.2 În prezent, cercetătorii încearcă să înțeleagă mecanismul prin care ortezele produc aceste reduceri simptomatice încurajatoare. S-a speculat că ortezele pot realinia extremitatea inferioară, reducând mișcarea excesivă a părții posterioare a piciorului și a tibiei care se observă de obicei la persoanele cu FFF.7-9 Cu toate acestea, se pare că pentru fiecare studiu care indică un efect mecanic pozitiv al ortezelor în reducerea mișcării excesive a extremității inferioare,4, 7-10 există un studiu care raportează că intervenția ortopedică nu are un astfel de efect.4,10-13

În ceea ce privește controlul dinamic al echilibrului în timpul mersului, singurele studii care au putut fi localizate au implicat modele cadaverice și aplicarea de orteze în situații statice. Pe măsură ce îmbătrânim, căderile neintenționate provoacă leziuni debilitante. Deși căderile sunt complexe și sunt implicați mulți factori, încălțămintea și problemele picioarelor joacă un rol major în controlul echilibrului pentru a evita căderile.14 Imhauser și colegii15 au cuantificat și comparat eficacitatea ortezelor în tratamentul deformării piciorului plat al modelelor cadaverice într-o situație statică

situație statică și au determinat că ortezele stabilizează și restabilesc arcul longitudinal medial. Mai mult, Kitaoka et al16 au demonstrat o îmbunătățire semnificativă a alinierii arcului și a alinierii structurale a membrelor inferioare prin utilizarea ortezelor la cadavre. Cu toate acestea, având în vedere limitările din literatura de specialitate, transferabilitatea constatărilor are o valoare clinică redusă, deoarece toate studiile s-au axat în principal pe condiții statice.

Interesele noastre actuale de cercetare în curs de desfășurare includ funcția piciorului,17,18 încălțămintea,19,20 și intervențiile ortetice,21,22 inclusiv studii asupra persoanelor cu picior plat funcțional. Acești indivizi au fost considerați eligibili pentru a participa la aceste studii dacă îndeplineau criteriile de picior plat funcțional (FFF) prestabilite (aceste criterii au fost prestabilite în urma consultării cu un pedorthist certificat și au fost raportate în altă parte (Cunningham și Perry, prezentate)). În plus, toți participanții au completat un chestionar de screening și au fost excluși din studiu dacă au demonstrat orice afecțiune neurologică sau fizică care a afectat utilizarea membrului lor inferior. Aprobarea etică pentru aceste studii a fost primită de la consiliul nostru instituțional de revizuire a eticii.

Toți participanții (studiul de alergare n=19 și studiul de mers n=10) aveau piciorul plat funcțional bilateral, cu durere mică sau deloc. Fiecărui subiect i-au fost ghipsate ambele picioare într-o poziție neutră subtalară de către un pedorthist. Studiile de cercetare prezentate aici au utilizat ambele inserții de arcadă (Figura 2). Înălțimea arcului subtalar al fiecărui participant a fost determinată prin alinierea unei rigle la marginea mediană atât a primei regiuni metatarsiene, cât și a călcâiului, apoi prin măsurarea înălțimii de la marginea mediană a riglei până la ghips de-a lungul unei axe verticale (Figura 3). Pentru fiecare participant au fost create inserții de arcadă de 0%, 33%, 66% și 100% din înălțimea arcului neutru subtalar (Figura 4).

Studiu cinematic

În studiul de alergare, s-a folosit bandă atletică pentru a lipi suporturile de arcadă de suprafața plantară a piciorului, în special de arcada longitudinală medială. Participanții au raportat că tehnica de lipire cu bandă adezivă nu a limitat mișcarea normală a piciorului. În cadrul studiului privind mersul pe jos, participanții au fost măsurați și echipați cu pantofi de mers pe jos de laborator cu stil identic (Rockport, World Tour Classic Model; Canton, MA) și cu tălpi plate, de dimensiuni personalizate, pe care au fost lipite inserțiile de arcadă (figura 3). În ambele studii, inserțiile de boltă de diferite înălțimi au fost purtate în ordine aleatorie în timpul experimentării.

În cadrul studiului de alergare, fiecare participant a alergat la o viteză de 2,0 m/s și 3,0 m/s pe o bandă de alergare, în timp ce cinematica unghiulară tridimensională a fost înregistrată cu ajutorul mai multor markeri cu infraroșu plasați pe partea inferioară a piciorului și pe picior. Variabilele cinematice măsurate au inclus unghiul posterior al piciorului (mișcarea în plan frontal a piciorului în raport cu piciorul) și rotația tibială (rotația relativă a piciorului inferior în jurul axei sale lungi). Ambele măsuri au fost reprezentate în raport cu o încercare statică în picioare. Fiecare participant a alergat cu fiecare dintre inserțiile de arcadă aderente sub arcada medială în timpul ambelor condiții de viteză. Toți participanții erau activi din punct de vedere fizic, dar nu erau alergători de competiție.

Rezultatele studiului de alergare (sunt prezentate doar datele pentru condiția de viteză de 2,0 m/s) sugerează că, pe măsură ce gradul de intervenție ortopedică (înălțimea inserției de arcadă) a crescut, au existat scăderi semnificative (p < 0,001) ale unghiului maxim al piciorului posterior și ale unghiului maxim de rotație internă a tibiei în rândul acestei populații (figura 5). Cu toate acestea, rata de mișcare a părții posterioare a piciorului și rata de rotație internă a tibiei nu au fost afectate.

Studiul echilibrului dinamic

În cadrul studiului de mers, fiecare participant a mers pe o serie de platforme înclinate care simulau suprafețe inegale (descrise de Perry et al23) pentru a testa controlul echilibrului dinamic. A fost utilizată o configurație cu 21 de markeri pentru a estima mișcarea tridimensională a centrului de masă (COM) al corpului și a bazei de sprijin (BOS), definită ca fiind suprafața de contact a picioarelor. Controlul echilibrului dinamic a fost determinat prin măsurarea marjei de stabilitate laterală, definită prin distanța (în plan transversal) dintre marginea laterală a BOS și poziția COM în timpul fazei de sprijin unic a mersului (așa cum este descris în Perry et al18) Din nou, fiecare participant a avut fiecare înălțime de arcadă plasată pe talpa goală și apoi în încălțămintea standard.

Creșterea înălțimii inserției arcadei a fost asociată cu modificări semnificative statistic demonstrate în stabilitatea dinamică. Cea mai mare îmbunătățire a avut loc la înălțimea arcului de 66% (Figura 6). În timpul fazei de sprijin unic a mersului, subiecții care purtau inserția cu înălțimea arcului de 66% au prezentat cele mai mici valori maxime și cele mai mari valori minime pentru diferența COM-BOS medial-lateral (p < 0,04).

Diminuarea unghiului posterior al piciorului (denumit în mod obișnuit un bun indicator al pronației piciorului24) și a rotației interne a tibiei (care s-a dovedit a avea o relație strânsă cu pronația piciorului25) cu o intervenție ortopedică crescută (înălțimea inserției arcului) în timpul alergării demonstrează legătura directă dintre înălțimea ortezei și mecanica piciorului/piciorului. Cu toate acestea, fără o scădere semnificativă asociată a ratei unghiului posterior al piciorului și a ratei de rotație internă a tibiei, este posibil ca expunerea extremității inferioare la o schimbare unghiulară rapidă, despre care se crede că este un factor major care contribuie la apariția leziunilor, să nu fie redusă în măsura în care se aștepta. Rezultatele studiului de mers indică faptul că persoanele cu picior plat funcțional experimentează o stabilitate dinamică crescută atunci când poartă inserții de arcadă care sunt la 66% din înălțimea arcului neutru subtalar.

Concluzii

Aceste constatări subliniază faptul că ortezele sunt eficiente în reducerea mișcărilor piciorului și ale extremității inferioare la persoanele cu FFF. Ele indică, de asemenea, că o creștere incrementală a înălțimii ortezei are o relație directă cu cât de multă schimbare va fi observată în ceea ce privește unghiurile maxime de rotație internă posterioară a piciorului și a tibiei.

În plus, constatările noastre sugerează că zona mai complexă a ortezei și a controlului dinamic al echilibrului nu pare a fi la fel de simplă. Mai degrabă decât o relație directă, este posibil ca fiecare individ să aibă o înălțime optimă a ortezei care asigură un control optim al echilibrului dinamic. Aceste două studii sugerează importanța de a lua în considerare atât beneficiul reducerii mișcării piciorului și a gambei, cât și optimizarea controlului dinamic. Oricare dintre aceste mecanisme, mișcarea excesivă sau pierderea echilibrului, ar putea duce la o leziune invalidantă.

Stephen D. Perry, MSc, PhD, este profesor asociat în cadrul departamentului de kinesiologie & educație fizică de la Universitatea Wilfrid Laurier din Waterloo, Ontario, Canada. E. Anne Cunningham, MSc, CPed este stagiar de pedichiură în Waterloo, Ontario. Studiile despre alergare au făcut parte din masteratul ei la Universitatea Wilfrid Laurier. Kelly M. Goodwin, BSc, MD (candidat) este student la medicină la Universitatea din Ottawa. Studiile privind echilibrul dinamic au fost proiectul ei de teză de licență la Universitatea Wilfrid Laurier.

Recunoștințe: Această lucrare a fost susținută de un grant de funcționare de la Canadian Institutes of Health Research (MOP-77772), iar echipamentele au fost susținute de Canadian Foundation for Innovation, Ontario Innovation Trust și Wilfrid Laurier University.

1. Lee MS, Vabore JV, Thomas JL, et al. Diagnosticul și tratamentul piciorului plat la adulți. The Journal of Foot & Ankle Surgery 2005;44(2):78-113.

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

3. Moraros J și Hodge W. Orthotic survey: Rezultate preliminare. Journal of the American Podiatric Medical Association 1993;83(3):139-148.

4. Nawoczenski DA, Cook TM, Saltzman CL. Efectul ortezei piciorului asupra cinematicii tridimensionale a piciorului și a părții posterioare a piciorului în timpul alergării. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy 1995;21:317-327.

5. Walter JH, Ng G, Stoltz JJ. Un sondaj de satisfacție a pacienților cu privire la ortezele de picior prescrise și modelate la comandă. Journal of the American Podiatric Medical Association 2004;94(4):363-367.

6. Gross ML, Davlin LB, Evanski PM. Eficacitatea inserțiilor ortopedice pentru pantofi la alergătorul de cursă lungă. The American Journal of Sports Medicine 1991;19(4):409-412.

7. MacLean C, McClay Davis I, and Hamill CL, Influența unei intervenții ortopedice personalizate pentru picior asupra dinamicii extremităților inferioare la alergătorii sănătoși. 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 walking gait. Gait and Posture 2003;17:2003.

9. Mundermann A, Nigg BM, Humble RN, et al. Ortezele pentru picioare afectează cinematica și cinetica extremităților inferioare în timpul alergării. 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. Efectul ortezelor de picior asupra cinematicii tridimensionale a piciorului plat: Un studiu cadaveric. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2002;83:876-879.

12. Stackhouse CL, McClay Davis I, Hamill J. Intervenția ortopedică în modelele de alergare cu lovire a antepiciorului și retropiciorului. Clinical Biomechanics 2004;19:64-70.

13. Williams DS, McClay Davis I, Baitch SP. Efectul ortezelor inversate asupra mecanicii membrelor inferioare la alergători. Medicina & Știința în sport & Exercițiu 2003;35(12):2060-2068.

14. Menz HB, Lord SR. Contribuția problemelor picioarelor la afectarea mobilității și la căderi la persoanele în vârstă care locuiesc în comunitate. J Am Geriatr Soc 2001;49(12):1651-6.

15. Imhauser CW, Abidi NA, Frankel DZ, et al. Evaluarea biomecanică a eficacității stabilizatorilor externi în tratamentul conservator al deformării dobândite a piciorului plat. Foot Ankle Int 2002;23(8):727-37.

16. Kitaoka HB, Luo ZP, Kura H, et al. Efectul ortezelor de picior asupra cinematicii tridimensionale a piciorului plat: un studiu cadaveric. Arch Phys Med Rehabil 2002;83(6):876-9.

17. Perry SD. Evaluarea insensibilității suprafeței plantare legate de vârstă și a vârstei de apariție a insensibilității avansate la adulții în vârstă, utilizând teste de vibrație și senzație tactilă. Neurosci Lett 2006;392(1-2):62-7.

18. Perry SD, Radtke A, Radtke A, McIlroy WE, et al. Eficacitatea și eficacitatea unei tălpi de îmbunătățire a echilibrului. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2008;63(6):595-602.

19. Perry SD, Radtke A, Radtke A, Goodwin CR. Influența durității materialului tălpii intermediare a încălțămintei asupra controlului dinamic al echilibrului în timpul terminării neașteptate a mersului. Gait Posture 2007;25(1):94-8.

20. Menant JC, Perry SD, Perry SD, Steele JR, et al. Efectele caracteristicilor încălțămintei asupra stabilității dinamice la mersul pe suprafețe plane și neuniforme la persoane tinere și în vârstă. Arch Phys Med Rehabil 2008;89(10):1970-1976.

21. Perry SD, Goodwin KM. Influența creșterilor incrementale ale înălțimii ortezei asupra stabilității dinamice la persoanele cu picior plat funcțional. Prezentat la Congresul nord-american de biomecanică, Ann Arbor, Michigan, august 2008.

22. Cunningham EA, Perry SD. Efectele cinematice ale extremității inferioare ale suportului arcadei mediale în rândul persoanelor cu picior plat funcțional. Prezentat la Congresul nord-american de biomecanică, Ann Arbor, Michigan, august 2008

23. Perry SD, Bombardier E, Radtke A, Tiidus PM. Înlocuirea hormonală și antrenamentul de forță influențează pozitiv echilibrul în timpul mersului la femeile aflate la postmenopauză: un studiu pilot. Journal of Sport Science and Medicine 2005;4:372-381.

24. Clarke TE, Frederick EC, Hamill CL. Efectele parametrilor de proiectare a pantofilor asupra controlului piciorului din spate în alergare. Med Sci Sports Exerc 1983;15(5):376-81.

25. Nigg BM, Cole GK, Nachbauer W. Efectele înălțimii arcului piciorului asupra mișcării unghiulare a extremităților inferioare în alergare. Journal of Biomechanics 1993;26(8):909-916.

Legende figuri

Figura 1: A. Demonstrarea prăbușirii arcului în timpul purtării greutății, B. Dovezi ale formării arcului fără purtare de greutate.

Figura 2: A. Vedere mediană a inserției arcului, B. Vedere medial-superioară a inserției arcului, C. Vedere superioară a inserției arcului.

Figura 3: Determinarea înălțimii arcului din mulajul piciorului neutru subtalar.

Figura 4: Inserții de arcadă plasate pe tălpile personalizate.

Figura 5: Efectul intervenției ortopedice asupra mișcării posterioare a piciorului și a rotației interne a tibiei în timpul alergării la 2,0 m/s.

Figura 6: Efectul intervenției ortopedice asupra centrului de masă-bază de sprijin (COM-BOS) maxim și minim în direcția medial-laterală.

.