Den optimala valvhöjden för en patient med funktionell plattfot kan bero på målen för ortosbehandlingen. Studier tyder på att valvhöjden direkt påverkar överdriven rörelse, men att kontroll av dynamisk balans kan kräva ett mer skräddarsytt tillvägagångssätt.

av Stephen D. Perry, PhD, E. Anne Cunningham, Msc, CPed, och Kelly M. Goodwin, BSc

Samspelet mellan foten och dess omgivning är kritiskt i alla former av gång. Under löpning tillhandahåller foten en flexibel landningsstruktur som är anpassningsbar för att placera och ta emot vikt under den första kontakten. Sedan under push off tillhandahåller foten en styv struktur för att möjliggöra överföring av krafter som skapas av underbensmusklerna för att driva kroppen framåt. Vid gång är krafterna mycket mindre, men nu fungerar foten som en neuromekanisk kanal som ger både sensorisk information och överföring av mekaniska krafter för att upprätthålla kroppens stabilitet. Alla dessa funktioner förekommer i alla former av gång, men hur framträdande eller viktig var och en av dessa roller är bestäms av vilken typ av gång man betraktar. På grund av betydelsen av denna typ av gränssnitt mellan foten och dess omgivning är tillämpningen av fotortoser i skor avgörande för att bevara dessa funktioner.

Flatfotdeformitet eller pes planus är den vanligaste fotpatologin hos patienter i alla åldrar.1 Deformiteten kan vara förknippad med obehag och smärta, instabilitet, allvarliga fot-, fotleds-, fotleds-, knä- och ländeledsproblem, felställningar och postural påfrestning. Personer med denna deformitet kan dock också vara symtomfria. Inom pes planus definieras den funktionella (ibland kallad ”flexibla”) plattfoten (FFF) som en hypermobil fot med överdriven valgus i bakfoten och minimal medial-longitudinell valvhöjd när den är viktbärande (figur 1A; valvet är tydligt när den inte är viktbärande, figur 1B).1 Oftast behandlas FFF med anpassade ortoser för att hjälpa till med att återinrikta valvet och för att ge stabilitet. Den forskning som kommer att diskuteras här kommer att titta på två aspekter av gången; den ena kommer att vara kinematiken i underbenet och foten under löpning som uppvisas av personer med funktionell plattfot när ett stöd för fotvalvet används. Den andra kommer att vara effekten av dessa fotbågsstöd, som bärs av de funktionellt plattfotade individerna, på den dynamiska balanskontrollen under gång.

Indikationer för ortoser

För närvarande rekommenderas ortosförskrivning till individer med symtomgivande FFF för att kontrollera den överdrivna rörelsen av den nedre extremiteten under löpning. Huvudskälet till att ortoser för individer med FFF riktas in på att kontrollera rörelsen under löpning är de högre krafter som upplevs under löpning, vilket kan orsaka mer rörelse och skador/smärta.2 Trots detta skulle de ortoser som rekommenderas kunna användas vid andra aktiviteter. Det finns en allmän enighet i litteraturen när det gäller den kliniska effektiviteten av ortosinterventioner bland löpare. Särskilt användningen av fotortoser har varit positivt förknippad med patienttillfredsställelse2,3 och smärtlindring3-6 , vilket gör det möjligt för personer att återgå till löpning.2 För närvarande försöker forskarna förstå den mekanism genom vilken ortoser åstadkommer dessa uppmuntrande symtomlindringar. Det har spekulerats i att ortoser kan omorientera den nedre extremiteten och minska den överdrivna rörelsen i bakfoten och skenbenet som vanligtvis ses hos personer med FFF.7-9 Det verkar dock som om det för varje studie som visar på en positiv mekanisk effekt av ortoser när det gäller att minska den överdrivna rörelsen i den nedre extremiteten4, 7-10 , finns det en studie som rapporterar att ortosinterventioner inte har någon sådan effekt4, 10-13 .

Med avseende på dynamisk balanskontroll under gång har de enda studier som kunde lokaliseras involverat kadavermodeller och tillämpning av ortoser i statiska situationer. När vi åldras orsakar oavsiktliga fallolyckor invalidiserande skador. Även om fall är komplexa och många faktorer är inblandade, spelar skor och fotproblem en viktig roll i kontrollen av balansen för att undvika fall.14 Imhauser och kollegor15 kvantifierade och jämförde effekten av ortoser vid behandling av plattfotsdeformitet hos kadavermodeller i en statisk

situation och fastställde att ortoser stabiliserar och återställer det mediala longitudinella valvet. Vidare visade Kitaoka et al16 en signifikant förbättring av bågens anpassning och den strukturella anpassningen av de nedre extremiteterna med hjälp av ortoser på kadaver. Med tanke på litteraturens begränsningar har dock resultatens överförbarhet litet kliniskt värde eftersom alla studier främst har fokuserat på statiska förhållanden.

Våra nuvarande pågående forskningsintressen omfattar fotfunktion,17,18 skor,19,20 och ortopediska interventioner,21,22 inklusive studier av funktionellt plattfotade individer. Dessa individer ansågs vara berättigade att delta i dessa studier om de uppfyllde förutbestämda kriterier för funktionell plattfot (FFF) (dessa kriterier bestämdes i förväg i samråd med en certifierad pedorthopedist och har rapporterats på annat håll (Cunningham och Perry, inskickad)). Dessutom fyllde alla deltagare i ett screeningformulär och uteslöts från studien om de uppvisade något neurologiskt eller fysiskt tillstånd som påverkade användningen av deras nedre extremitet. Etiskt godkännande för dessa studier erhölls från vår institutionella etikprövningsnämnd.

Alla deltagare (löparstudien n=19 och gångstudien n=10) var funktionellt plattfotade bilateralt med liten eller ingen smärta. Varje försöksperson hade båda fötterna gipsade i ett subtalärt neutralläge av en pedorthist. De forskningsstudier som presenteras här använde sig båda av fotvalvsinlägg (figur 2). Varje deltagares subtalära båghöjd bestämdes genom att rikta in en linjal vid den mediala kanten av både första metatarsalen och hälregionen och sedan mäta höjden från linjalens mediala kant ner till gjutningen längs en vertikal axel (figur 3). Valvinsatser på 0 %, 33 %, 66 % och 100 % av den subtalära neutrala valvhöjden skapades för varje deltagare (Figur 4).

Kinematisk studie

I löparstudien användes sporttejp för att fästa valvinsatserna på fotens plantaryta, särskilt på det mediala longitudinella valvet. Deltagarna rapporterade att tejpningstekniken inte begränsade fotens normala rörelse. I promenadstudien fick deltagarna storlek och passade på identiskt utformade laboratorievandringsskor (Rockport, World Tour Classic Model; Canton, MA) och specialanpassade, platta inläggssulor med fotbågsinläggen fastklistrade på dem (figur 3). I båda studierna bars fotvalvsinlägg av olika höjd i slumpmässig ordning under experimenten.

I löparstudien fick varje deltagare springa med en hastighet på 2,0 m/s och 3,0 m/s på ett löpband medan tredimensionell vinkelkinematik registrerades med hjälp av flera infraröda markörer som placerades på underbenet och foten. Kinematiska variabler som mättes var bland annat bakfotsvinkel (fotens rörelse i frontalplanet i förhållande till benet) och skenbensrotation (relativ rotation av underbenet runt dess långa axel). Båda måtten representerades i förhållande till ett statiskt stående försök. Varje deltagare sprang med var och en av fotbågsinläggen fastklistrade under det mediala fotvalvet under båda hastighetsförhållandena. Alla deltagare var fysiskt aktiva men inte tävlingslöpare.

Resultaten från löparstudien (endast data för hastighetsförhållandet 2,0 m/s presenteras) tyder på att när graden av ortosintervention (höjd på båginlägget) ökade, så minskade den maximala bakfotsvinkeln och den maximala inre tibiala rotationsvinkeln signifikant (p < 0,001) i den här populationen (figur 5). Dock påverkades inte bakfotens rörelsehastighet och den inre tibialrotationshastigheten.

Dynamisk balansstudie

I gångstudien fick varje deltagare gå över en serie lutande plattformar som simulerade ojämna ytor (beskrivet av Perry et al23) för att testa den dynamiska balanskontrollen. En uppställning med 21 markörer användes för att uppskatta den tredimensionella rörelsen av kroppens masscentrum (COM) och stödbasen (BOS), definierad som fötternas kontaktyta. Den dynamiska balanskontrollen fastställdes genom mätning av den laterala stabilitetsmarginalen, definierad som avståndet (i tvärplanet) mellan den laterala gränsen av BOS och COM:s position under gångens enda stödfas (enligt beskrivningen i Perry et al18) Återigen placerades varje deltagares valvhöjd på den tomma innersulan och sedan i standardskorna.

Ökningar av höjden på fotvalvsinlägget var förknippade med påvisade statistiskt signifikanta förändringar i dynamisk stabilitet. Den största förbättringen skedde vid 66 % båginsatshöjd (figur 6). Under gångens enda stödfas uppvisade försökspersoner som bar inlägget med 66 % valvhöjd de lägsta maximala och högsta minimivärdena för medial-lateral COM-BOS-differens (p < 0,04).

Minskningen av bakfotsvinkeln (vanligen kallad en bra indikation på fotpronation24) och inre tibialrotationen (som har visats ha ett snävt samband med fotpronation25) med ökat ortosingripande (valvinsatshöjd) under löpning visar på den direkta kopplingen mellan ortoshöjd och fot- och benmekanik. Utan en tillhörande signifikant minskning av bakfotsvinkeln och den inre skenbensrotationen kan det dock hända att den nedre extremitetens exponering för snabba vinkelförändringar, som anses vara en viktig bidragande orsak till skador, inte minskar i den utsträckning som förväntades. Resultaten av gångstudien visar att individer med funktionell plattfot upplever ökad dynamisk stabilitet när de bär fotbågsinsatser som är 66 % av deras subtalära neutrala fotbågshöjd.

Slutsatser

Dessa resultat understryker att ortoser är effektiva när det gäller att reducera fotens och nedre extremitetens rörelser hos FFF-individer. De indikerar också att en stegvis ökning av ortoshöjden har ett direkt samband med hur mycket förändring som kommer att observeras när det gäller maximala bakfots- och tibiala inre rotationsvinklar.

Dessutom antyder våra fynd att det mer komplexa området ortoser och dynamisk balanskontroll inte tycks vara så okomplicerat. Snarare än ett direkt samband kan varje individ ha en optimal ortopedisk höjd som ger optimal dynamisk balanskontroll. Dessa två studier tyder på vikten av att ta hänsyn till både fördelarna med minskad fot- och benrörelse och optimering av dynamisk kontroll. Endera av dessa mekanismer, överdriven rörelse eller förlust av balans, kan leda till en invalidiserande skada.

Stephen D. Perry, MSc, PhD, är docent vid institutionen för kinesiologi & fysisk utbildning vid Wilfrid Laurier University i Waterloo, Ontario, Kanada. E. Anne Cunningham, MSc, CPed är pedorthopedpraktikant i Waterloo, Ontario. Löpstudierna var en del av hennes MSc vid Wilfrid Laurier University. Kelly M. Goodwin, BSc, MD (kandidat) är läkarstudent vid University of Ottawa. Studierna av den dynamiska balansen var hennes examensarbete vid Wilfrid Laurier University.

Acknowledgments: Det här arbetet stöddes av ett verksamhetsbidrag från Canadian Institutes of Health Research (MOP-77772) och utrustningen stöddes av Canadian Foundation for Innovation, Ontario Innovation Trust och Wilfrid Laurier University.

1. Lee MS, Vabore JV, Thomas JL, et al. Diagnos och behandling av plattfot hos vuxna. The Journal of Foot & Ankle Surgery 2005;44(2):78-113.

2. Donatelli R, Hurlbert C, Conaway D, et al. Biomekanisk fotortos: En retrospektiv studie. The Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy 1988;10(6):615-624.

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

4. Nawoczenski DA, Cook TM, Saltzman CL. Effekten av fotortoser på tredimensionell kinematik hos benet och bakfoten under löpning. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy 1995;21:317-327.

5. Walter JH, Ng G, Stoltz JJ. En undersökning om patienttillfredsställelse med receptbelagda specialgjutna fotortoser. Journal of the American Podiatric Medical Association 2004;94(4):363-367.

6. Gross ML, Davlin LB, Evanski PM. Effektivitet av ortopediska skoinlägg hos långdistanslöpare. The American Journal of Sports Medicine 1991;19(4):409-412.

7. MacLean C, McClay Davis I och 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 walking gait. Gait and Posture 2003;17:2003.

9. Mundermann A, Nigg BM, Humble RN, et al. Fotortoser påverkar nedre extremitetens kinematik och kinetik under löpning. Clinical Biomechanics 2003;18:254-262.

10. Stacoff A, Reinschmidt C, Nigg BM, et al. Effekter av fotortoser på skelettrörelser under löpning. Clinical Biomechanics 2000;15:54-64.

11. Kitaoka HB, Luo ZP, Kura H, et al. Effekten av fotortoser på tredimensionell kinematik av plattfot: En kadaverstudie. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation 2002;83:876-879.

12. Stackhouse CL, McClay Davis I, Hamill J. Orthotic intervention in forefot and rearfoot strike running patterns. Clinical Biomechanics 2004;19:64-70.

13. Williams DS, McClay Davis I, Baitch SP. Effekten av inverterade ortoser på mekaniken i nedre extremiteten hos löpare. Medicine & Science in Sports & Exercise 2003;35(12):2060-2068.

14. Menz HB, Lord SR. Fotproblemens bidrag till nedsatt rörlighet och fallolyckor hos äldre personer som bor i samhället. J Am Geriatr Soc 2001;49(12):1651-6.

15. Imhauser CW, Abidi NA, Frankel DZ, et al. Biomekanisk utvärdering av effekten av externa stabilisatorer vid konservativ behandling av förvärvad plattfotdeformitet. Foot Ankle Int 2002;23(8):727-37.

16. Kitaoka HB, Luo ZP, Kura H, et al. Effekten av fotortoser på tredimensionell kinematik av plattfot: en kadaverstudie. Arch Phys Med Rehabil 2002;83(6):876-9.

17. Perry SD. Utvärdering av åldersrelaterad okänslighet på plantarytan och debutåldern för avancerad okänslighet hos äldre vuxna med hjälp av vibrations- och beröringstester. Neurosci Lett 2006;392(1-2):62-7.

18. Perry SD, Radtke A, McIlroy WE, et al. Efficacy and effectiveness of a balance-enhancing insole. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 2008;63(6):595-602.

19. Perry SD, Radtke A, Goodwin CR. Influens av skosulans hårdhet på den dynamiska balanskontrollen under oväntad gångavslutning. Gait Posture 2007;25(1):94-8.

20. Menant JC, Perry SD, Steele JR, et al. Effekter av skoegenskaper på dynamisk stabilitet vid gång på jämna och ojämna ytor hos unga och äldre personer. Arch Phys Med Rehabil 2008;89(10):1970-1976.

21. Perry SD, Goodwin KM. Inverkan av stegvisa ökningar av ortoshöjden på den dynamiska stabiliteten hos funktionella plattfotade personer. Presenterad vid North American Congress on Biomechanics, Ann Arbor, Michigan, augusti 2008.

22. Cunningham EA, Perry SD. Kinematiska effekter på nedre extremiteterna av medialt stöd för fotvalv hos funktionellt plattfotade personer. Presenteras vid North American Congress on Biomechanics, Ann Arbor, Michigan, augusti 2008

23. Perry SD, Bombardier E, Radtke A, Tiidus PM. Hormonersättning och styrketräning påverkar balansen under gång hos postmenopausala kvinnor positivt: en pilotstudie. Journal of Sport Science and Medicine 2005;4:372-381.

24. Clarke TE, Frederick EC, Hamill CL. Effekterna av skodesignparametrar på bakfotskontrollen vid löpning. Med Sci Sports Exerc 1983;15(5):376-81.

25. Nigg BM, Cole GK, Nachbauer W. Effekter av fotens valvhöjd på vinkelrörelsen hos de nedre extremiteterna vid löpning. Journal of Biomechanics 1993;26(8):909-916.

Figurtexter

Figur 1: A. Demonstration av kollaps av fotvalvet under belastning, B. Bevis på fotvalvsbildning utan belastning.

Figur 2: A. Medial vy av fotvalvsinlägget, B. Medial-superiör vy av fotvalvsinlägget, C. Superior vy av fotvalvsinlägget.

Figur 3: Bestämning av fotvalvshöjden från subtalär neutral fotgjutning.

Figur 4: Valvinsatser placerade på specialanpassade inläggssulor.

Figur 5: Effekten av ortopedisk intervention på bakfotens rörelse och inre tibialrotation vid löpning med 2,0 m/s.

Figur 6: Effekten av ortopedisk intervention på maximalt och minimalt centrum för massans bas (COM-BOS) i medial-lateral riktning.

Figur 7: Effekten av ortopedisk intervention på maximalt och minimalt centrum för massans bas (COM-BOS) i medial-lateral riktning.