Kapitola pojednává o efektu specifických ortopedických vložek a biomechanické obuvi na plantární tlak a prokrvení nohy, které je nepřímo odhadováno prostřednictvím termických měření.
Ortopedické vložky či obuv se používají ke korekci a léčbě deformit nožního skeletu vrozených či způsobených oslabením svalstva, přetížením nebo úrazem. Vložky mohou měnit rozložení sil působících na chodidlo, tím odlehčovat bolestivým nebo přetíženým místům, usnadňovat krevní oběh v noze, podporovat nožní klenby, usměrňovat a korigovat odvíjení chodidla. Rozdělují se na aktivní, které jsou určeny k aktivaci nožního svalstva, a pasivní, které ovlivňují postavení nohy a podepírají nožní klenby (M. S. Ortoprotetika s.r.o., 2012).
Na trhu je dostupných mnoho druhů ortopedických vložek a obuvi určené například pro diabetiky, sportovce, osoby s obvyklými deformitami nohy, řada ambulancí běžně poskytuje ortopedické vložky na míru. Ne všechny tyto prostředky splňují účel, ke kterému byly vyrobeny (Perry et al., 1995). Proto se účinky ortopedických pomůcek prověřují v nejrůznějších studiích (např. Villa et al., 2010; Hodgson et al., 2006; Brown et al., 2004; Stephan et al., 2003; Raspovic et al., 2000). Fakulta sportovních studií byla oslovena výrobcem specifických ortopedických vložek a biomechanické obuvi s žádostí o provedení praktického výzkumu pro ověření deklarovaných účinků jeho vložek a obuvi.
Jde o vložky lisované z přírodního korku, jejichž nejvýraznějším prvkem je prohlubeň v místě kloubu palce, dále pak snížená patní část (obr. 8). Prohlubeň pod kloubem palce má napomoci rovnoměrnějšímu zapojování všech prstů při chůzi, čímž by měla být podpořena stimulace svalů a vazů příčné nožní klenby. Tvar patní části vložky by měl vytvářet podnět pro správné postavení patní kosti a podélné nožní klenby. Dle výrobce mají vložky celkově zajistit zdravé chodidlo a pohyb tím, že vhodně rozkládají váhu těla, aktivují svaly, šlachy a vazy na noze, podporují její cévní i lymfatický systém a stimulují reflexní body na chodidle.
Obr. 8 Testované ortopedické vložky
Biomechanická obuv obsahuje kromě popsaných ortopedických stélek (potažených přírodní usní) další prvky podporující správnou funkci nohy a jejích struktur. Těmito prvky jsou pásky pružné usně všité do svršku boty v oblasti nártu a paty. V oblasti nártu je takto poskytnut prostor pro práci podélné nožní klenby, pásky v oblasti paty umožňují měnit postavení patní kosti a spolu se sníženou patní částí mají stimulovat korekci postavení patní kosti (obr. 9).
Obr. 9 Testovaná biomechanická obuv
S přístroji, které máme k dispozici, jsme chtěli ověřit účinek ortopedických vložek na rozložení hmotnosti těla, tedy sil, kterými chodidlo interaguje s podložkou, dalšími sledovanými plantografickými parametry byl plantární tlak a jeho časový integrál reprezentující celkové zatížení dané části chodidla v průběhu kroku. Druhou oblastí, na kterou jsme se zaměřili, byla stimulace cévního systému, která by se měla projevit zlepšením distribuce tepla v noze.
Cílem naší studie tedy bylo potvrdit nebo vyvrátit u vybraných probandů deklarované účinky specifických ortopedických vložek a biomechanické obuvi.
Metody
V této případové studii jsme sledovali vybrané parametry u dvou mužů ve věku 26 (proband č. 1) resp. 39 (proband č. 2) let (183 cm/83 kg, resp. 185 cm/85 kg). Oba bez bolestivosti či problémů s dolními končetinami, oba aktivní sportovci. Testování proběhla v biomotorické laboratoři FSpS v období duben–prosinec 2012. Pro validitu zjištěných dat jsme sledovali rovněž tělesnou hmotnost probandů, která se v průběhu intervence pohybovala v rozmezí ± 1%.
Probandi absolvovali celkově 3 cykly měření. První dva cykly předtím, než začali nosit ortopedické vložky či biomechanickou obuv, poslední cyklus po čtyřměsíčním období, ve kterém se snažili nosit výhradně testovanou obuv. Měření probíhalo podle následujícího protokolu.
Před prvním měřením bylo zařazeno zklidnění vleže na lehátku bez obuvi s nataženými dolními končetinami, přičemž paty se neopíraly o lehátko.
Obr. 10 Odpočinkový interval
Po desetiminutovém odpočinkovém intervalu byly termokamerou pořízeny referenční klidové snímky nezatížených chodidel.
Obr. 11 Měření referenčních klidových hodnot
Poté si proband obul obuv vybavenou měřicími plantografickými stélkami a absolvoval 5 minut chůze rychlostí 4–5 km/h na běžeckém trenažéru.
Obr. 12 Chůze na běžeckém trenažéru
Obr. 13 Otisk tepelné stopy
Bezprostředně po chůzi proband opět zaujal pozici na lehátku, kde byly termokamerou pořízeny snímky chodidel. Následně se proband postavil na 30 sekund na plastickou podložku, kde zanechal tepelnou stopu zatížených chodidel, která byla také zachycena termokamerou.
První cyklus měření proběhl před zahájením intervenčního programu s obuví, kterou proband před testováním běžně nosil, získaly se tak referenční hodnoty. Druhý a třetí cyklus potom proběhl s testovanou obuví. Ze srovnání dat z prvního a druhého cyklu byl patrný okamžitý účinek obuvi, ze srovnání dat z prvního a třetího cyklu potom účinek dlouhodobý.
K získání plantografických dat jsme použili systémy německé firmy Novel GmBH: stélky Pedar–x pro měření okamžitého účinku ortopedických vložek na nohu uvnitř boty a plantografickou desku Emed–at pro zjištění dlouhodobého účinku na nohu pomocí měření bosé nohy. Systémem Pedar bylo během jednoho měření zachyceno asi 260 stop každé nohy, jejichž průměr byl následně podroben analýze. I měření na plantografické desce probíhalo v dynamickém módu, tedy při chůzi. Při měření byla použita metoda třetího kroku (Bus, de Lange, 2005), což znamená, že proband došlápl na desku třetím krokem od zahájení chůze, a v následné analýze se počítalo vždy s průměrem ze tří měření pro každou nohu probanda (Rosenbaum, 2006). Plantografická data byla zpracována pomocí programu Multimask Evaluation. Chodidlo v něm bylo rozčleněno na 10 částí (M01 – pata, M02 – střední část nohy, M03 – hlava prvního, M04 – druhého, M05 – třetího, M06 – čtvrtého, M07 – pátého metatarsu, M08 – palec, M09 – ukazováček, M10 – ostatní prsty; viz obr. 14), u kterých byla zjišťována velikost plochy kontaktu (contact area), maximální hodnoty síly (maximum force), maximální hodnoty tlaku (peak pressure) a časový integrál tlaku (PTI).
Obr. 14 Rozdělení chodidla na oblasti na plantogramu pořízeném přístrojem Emed
Termografická data byla pořízena termokamerou švédské firmy FLIR Systems Inc. Data byla zpracována v programu ThermaCAM Researcher Pro 2.10, kde jsme chodidla rozdělili každé do čtyř oblastí (AR01 – pravá pata, AR02 – střední část pravé nohy, AR03 – přední část pravé nohy, AR04 – prsty pravé nohy, AR05 – levá pata, AR06 - střední část levé nohy, AR07 – přední část levé nohy, AR08 – prsty levé nohy; viz obr. 15). Zpracovávána byla poté průměrná teplota jednotlivých oblastí. Abychom se vyhnuli chybám způsobeným rozdílnými teplotami prostředí či různými startovními teplotami nohou, analyzovali jsme pouze rozdíly hodnot naměřených po pohybu a rozdíly referenčních hodnot klidových. Teploty z tepelných stop na plastické hmotě jsme srovnávali absolutně, ovšem pouze z prvního a druhého cyklu, kdy byla dodržena stejná teplota prostředí.
Obr. 15 Rozdělení chodidel na termografickém snímku
Výsledky
Proband č. 1 – testování specifických ortopedických vložek
Plantografie
Předem je nutné podotknout, že při pohledu do tabulek s výsledky jsou patrné určité rozdíly mezi změnami na pravém a na levém chodidle. Zaměřili jsme se především na ty změny, které jsou oběma nohám společné.
Tabulka 3 Hodnoty naměřené uvnitř levé boty 1) v obvyklé obuvi, 2) při prvním nošení ortopedické vložky, 3) po dlouhodobém nošení
|
Proband |
Maximum Force |
Peak Pressure |
PTI |
||||||
|
1 |
[N] |
[kPa] |
[(kPa)*s] |
||||||
|
left |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
Total |
911.3±59.5 |
1053.5±72.2 |
910.4±24.5 |
222.9±20.8 |
324.9±65.6 |
267.5±54.3 |
91.0±6.0 |
141.1±38.2 |
104.3±9.1 |
|
M01 |
447.8±87.5 |
567.3±96.5 |
604.5±47.6 |
169.5±43.6 |
302.0±66.9 |
178.9±14.9 |
39.0±8.6 |
118.4±47.9 |
51.6±8.3 |
|
M02 |
227.4±31.8 |
237.6±32.9 |
320.0±28.2 |
137.6±31.8 |
142.0±31.4 |
140.6±20.3 |
54.7±12.0 |
60.4±14.3 |
64.8±11.2 |
|
M03 |
86.6±22.5 |
85.3±23.4 |
73.4±25.0 |
186.0±22.7 |
143.1±32.2 |
138.8±24.2 |
54.2±8.1 |
43.6±7.8 |
39.3±8.3 |
|
M04 |
56.2±6.6 |
43.4±7.1 |
48.9±8.5 |
198.9±21.6 |
241.8±24.6 |
163.2±12.3 |
58.4±7.0 |
70.8±7.8 |
47.3±5.1 |
|
M05 |
60.1±6.4 |
65.7±6.5 |
55.9±3.4 |
196.8±22.4 |
241.8±24.6 |
162.7±9.9 |
58.0±6.8 |
70.8±7.8 |
51.4±5.6 |
|
M06 |
68.7±8.4 |
72.1±8.6 |
69.9±6.5 |
209.3±24.7 |
241.2±28.1 |
173.1±16.0 |
66.2±8.0 |
67.2±9.3 |
57.0±8.0 |
|
M07 |
88.0±17.6 |
108.8±19.2 |
97.0±16.6 |
170.9±29.9 |
192.4±26.5 |
160.9±19.8 |
57.3±9.9 |
57.6±11.4 |
56.4±9.8 |
|
M08 |
164.3±29.2 |
194.2±40.2 |
203.0±33.3 |
192.9±37.0 |
273.5±66.5 |
266.1±56.2 |
46.3±10.9 |
64.5±14.1 |
51.7±10.3 |
|
M09 |
67.9±8.0 |
84.7±11.0 |
90.6±5.2 |
151.8±21.9 |
172.0±19.2 |
163.2±9.8 |
40.9±6.8 |
48.3±5.9 |
40.1±5.3 |
|
M10 |
147.8±16.1 |
167.9±19.6 |
185.9±16.7 |
166.8±21.2 |
175.8±19.3 |
134.6±10.8 |
40.6±5.2 |
44.3±4.9 |
39.4±3.7 |
Tabulka 4 Hodnoty naměřené uvnitř pravé boty
|
Proband |
Maximum Force |
Peak Pressure |
PTI |
||||||
|
1 |
[N] |
[kPa] |
[(kPa)*s] |
||||||
|
right |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
Total |
858.5±70.2 |
984.8±69.9 |
899.1±20.5 |
251.1±36.5 |
427.5±92.6 |
313.4±47.7 |
98.5±5.3 |
131.1±19.4 |
116.6±10.7 |
|
M01 |
591.2±99.8 |
601.1±122.0 |
618.5±44.5 |
200.3±46.2 |
224.9±59.6 |
194.2±14.9 |
43.6±4.8 |
50.1±9.6 |
48.7±6.0 |
|
M02 |
215.7±32.6 |
211.1±28.2 |
284.0±26.5 |
114.4±30.3 |
110.8±21.9 |
131.5±22.9 |
46.9±12.4 |
49.5±11.5 |
56.7±8.6 |
|
M03 |
79.7±18.2 |
75.9±19.4 |
88.8±24.7 |
154.6±25.3 |
131.2±31.0 |
139.0±32.7 |
46.7±7.8 |
42.9±11.2 |
44.3±10.7 |
|
M04 |
56.5±3.8 |
42.5±6.6 |
61.8±8.0 |
182.8±12.7 |
137.0±25.1 |
160.2±19.3 |
53.7±6.5 |
40.5±9.7 |
49.0±6.0 |
|
M05 |
63.3±7.7 |
57.5±6.5 |
61.1±5.2 |
202.5±24.4 |
197.1±24.4 |
182.1±16.4 |
59.6±8.6 |
62.3±11.1 |
52.2±4.7 |
|
M06 |
63.9±11.9 |
64.6±11.1 |
72.6±11.2 |
200.1±33.7 |
203.5±34.5 |
194.0±25.2 |
63.9±11.6 |
62.8±12.8 |
58.5±8.3 |
|
M07 |
80.0±22.4 |
99.2±25.1 |
91.7±24.9 |
153.9±37.3 |
186.7±38.2 |
163.4±37.5 |
54.8±12.9 |
60.1±13.8 |
50.9±12.0 |
|
M08 |
166.3±31.0 |
256.3±486 |
258.7±36.8 |
236.7±50.2 |
426.3±96.0 |
312.3±49.3 |
51.2±10.6 |
98.7±27.7 |
67.6±18.7 |
|
M09 |
62.0±7.7 |
86.1±11.9 |
64.4±3.0 |
172.6±16.8 |
263.6±50.8 |
282.0±40.6 |
44.7±5.1 |
57.4±9.1 |
61.5±15.8 |
|
M10 |
138.6±24.5 |
180.6±26.4 |
132.4±15.5 |
174.8±21.7 |
205.2±26.1 |
128.3±10.8 |
43.9±4.7 |
58.2±9.0 |
32.8±3.2 |
Videozáznamy měření uvnitř obuvi
Maximální síla uvnitř obuvi
Okamžitým účinkem ortopedických stélek bylo zvětšení maximální síly pod patou, laterálními metatarsy a všemi prsty. U prstů a paty byl při dlouhodobém působení vložek účinek většinou ještě zvýšen.
Maximální tlak uvnitř obuvi
Především na levé noze se ortopedické vložky okamžitě projevily zvýšením maximálních tlaků ve všech oblastech kromě jediné – oblasti 1. metatarsu (pod kloubem palce). V této oblasti se maximální tlak zmenšil a po dlouhodobém působení se snížil ještě více. Po dlouhodobém působení tlak opět klesl ve většině oblastí, v oblastech všech metatarsů a laterálních prstů i pod hodnotu v původní obuvi. Hodnoty u palců a ukazováčků zůstaly oproti původním hodnotám stále vyšší.
Časový integrál tlaku uvnitř obuvi
I zde platí trend prvotního zvýšení a dlouhodobým působením snížení v téměř všech oblastech. Výjimku opět tvoří oblast 1. metatarsu, kde se zatížení snižuje od začátku. Zvýšená hodnota se u obou nohou zachová pod patou, střední částí nohy a pod palcem.
Tabulka 5 Plantografické hodnoty pro bosou levou nohu
|
Proband |
Contact Area |
Maximum Force |
Peak Pressure |
PTI |
||||
|
1 |
[cm˛] |
[N] |
[kPa] |
[(kPa)*s] |
||||
|
left |
pre |
post |
pre |
post |
pre |
post |
pre |
Post |
|
Total |
160.21 |
159.68 |
990.05 |
989.10 |
450.00 |
435.00 |
216.42 |
215.52 |
|
M01 |
38.69 |
38.01 |
594.46 |
555.55 |
375.00 |
355.00 |
95.21 |
94.48 |
|
M02 |
36.60 |
36.69 |
234.72 |
288.82 |
180.00 |
190.00 |
65.77 |
77.55 |
|
M03 |
14.11 |
14.32 |
130.59 |
105.10 |
220.00 |
240.00 |
68.87 |
79.91 |
|
M04 |
11.72 |
11.95 |
217.93 |
225.15 |
435.00 |
435.00 |
134.12 |
134.83 |
|
M05 |
13.85 |
14.02 |
249.80 |
261.82 |
440.00 |
435.00 |
137.22 |
136.20 |
|
M06 |
10.73 |
10.83 |
157.22 |
180.54 |
310.00 |
350.00 |
105.03 |
114.55 |
|
M07 |
6.51 |
6.93 |
61.81 |
73.21 |
310.00 |
330.00 |
96.76 |
98.61 |
|
M08 |
15.10 |
13.36 |
153.81 |
125.04 |
450.00 |
305.00 |
99.34 |
65.94 |
|
M09 |
4.95 |
5.62 |
29.29 |
46.06 |
145.00 |
205.00 |
32.37 |
55.90 |
|
M10 |
7.24 |
7.49 |
16.66 |
24.04 |
85.00 |
125.00 |
22.73 |
41.73 |
Tabulka 6 Plantografické hodnoty pro bosou pravou nohu
|
Proband |
Contact Area |
Maximum Force |
Peak Pressure |
PTI |
||||
|
1 |
[cm˛] |
[N] |
[kPa] |
[(kPa)*s] |
||||
|
right |
pre |
post |
pre |
post |
pre |
post |
pre |
post |
|
Total |
151.46 |
168.69 |
921.92 |
1003.60 |
830.00 |
605.00 |
313.91 |
278.09 |
|
M01 |
38.00 |
40.60 |
572.43 |
626.19 |
450.00 |
440.00 |
116.77 |
125.67 |
|
M02 |
32.73 |
37.61 |
150.13 |
208.07 |
115.00 |
150.00 |
42.31 |
51.13 |
|
M03 |
14.72 |
15.26 |
126.46 |
144.55 |
215.00 |
210.00 |
77.05 |
72.18 |
|
M04 |
11.52 |
11.92 |
190.97 |
213.68 |
410.00 |
430.00 |
147.44 |
146.52 |
|
M05 |
13.98 |
14.17 |
254.98 |
275.08 |
485.00 |
475.00 |
160.19 |
156.94 |
|
M06 |
11.08 |
11.62 |
152.67 |
176.72 |
375.00 |
405.00 |
126.56 |
131.96 |
|
M07 |
6.55 |
7.53 |
40.56 |
62.18 |
255.00 |
275.00 |
89.06 |
85.55 |
|
M08 |
13.54 |
13.27 |
192.00 |
201.86 |
830.00 |
605.00 |
209.15 |
123.51 |
|
M09 |
4.14 |
5.34 |
12.45 |
25.29 |
65.00 |
120.00 |
10.35 |
20.06 |
|
M10 |
4.53 |
10.87 |
7.61 |
27.23 |
45.00 |
75.00 |
8.13 |
13.18 |
Obr. 16 Maximální hodnoty tlaku při chůzi bez bot: vlevo před intervencí, vpravo po intervenci
Plocha kontaktu při chůzi bez bot
Téměř ve všech oblastech se plocha kontaktu mírně zvětšila, k většímu vzrůstu došlo u ostatních prstů pravé nohy. Naopak k většímu poklesu došlo u pravé střední části nohy, mírnější zmenšení plochy kontaktu bylo zaznamenáno u obou palců.
Maximální síla při chůzi bez bot
U pravé nohy se maximální síla zvýšila ve všech oblastech. U obou nohou došlo k výraznějšímu zvýšení v oblasti střední části nohy. U levé nohy došlo ke snížení maximální síly pod patou, 1. metatarsem a palcem.
Maximální tlak při chůzi bez bot
Hodnoty maximálního tlaku se výrazně snížily pod patami a palci, mírnější snížení bylo zaznamenáno u 3. metatarsů. Naopak výraznější zvýšení se projevilo u ukazováčků a ostatních prstů, určité zvýšení maximálního tlaku i u 4. a 5. metatarsů.
Časový integrál tlaku při chůzi bez bot
Míra celkového zatížení jednotlivých částí u levé nohy kopíruje změny maximálního tlaku, u pravé nohy jsou menší rozdíly. Tedy u obou nohou jsou více zatíženy prsty, kromě palců, jejichž zatížení se výrazně snížilo, více zatížená je také střední část nohy a oblasti 4. metatarsu.
Termografie
Obr. 17 Termografické záběry: vlevo klidový, vpravo po chůzi před intervencí
Obr. 18 Termografické záběry: vlevo klidový, vpravo po chůzi po intervenci
Levá planta měla po chůzi v běžné obuvi nižší povrchovou teplotu než při lehu bez obuvi, pravá noha kromě prstů naopak vyšší. Po první chůzi s ortopedickými stélkami se rozdíly (až na pravé prsty a levou patu) ještě více prohloubily. Po dlouhodobém používání ortopedických vložek jsou po chůzi s těmito vložkami nohy znatelně teplejší než v klidu. Tepelná stopa byla s výjimkou přední poloviny pravé nohy teplejší po chůzi s ortopedickými vložkami.
Tabulka 7 Rozdíly hodnot teploty po chůzi a před ní ve třech cyklech a rozdíl teplot tepelné stopy na plastické podložce
|
Proband 1 |
CH1-O1 |
CH2-O2 |
P2-P1 |
CH3-O3 |
|
AR01 |
0.75 |
1.20 |
0.20 |
0.85 |
|
AR02 |
0.45 |
0.65 |
0.20 |
0.95 |
|
AR03 |
0.05 |
0.65 |
-0.50 |
0.95 |
|
AR04 |
-0.60 |
0.20 |
-0.60 |
0.70 |
|
AR05 |
-0.05 |
0.20 |
0.50 |
1.35 |
|
AR06 |
-0.05 |
-0.40 |
0.60 |
1.25 |
|
AR07 |
-0.40 |
-1.05 |
0.30 |
0.75 |
|
AR08 |
-0.85 |
-1.45 |
0.40 |
0.75 |
Proband č. 2 – testování obuvi
Plantografie
Tabulka 8 Hodnoty naměřené uvnitř levé boty
|
Proband |
Maximum Force |
Peak Pressure |
PTI |
||||||
|
2 |
[N] |
[kPa] |
[(kPa)*s] |
||||||
|
left |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
Total |
921.0±367.1 |
996.3±61.4 |
906.5±39.8 |
281.3±103.5 |
394.3±83.1 |
268.4±28.0 |
143.7±107.3 |
175.8±30.8 |
134.8±18.7 |
|
M01 |
528.6±208.7 |
651.7±70.0 |
610.6±48.9 |
157.2±37.2 |
267.5±28.6 |
239.8±19.7 |
83.3±66.9 |
79.0±13.2 |
65.0±17.2 |
|
M02 |
290.9±122.6 |
221.4±44.3 |
224.5±40.8 |
81.9±35.6 |
120.5±44.4 |
105.0±34.1 |
48.3±32.0 |
56.5±19.8 |
49.1±15.3 |
|
M03 |
79.1±38.1 |
101.9±29.7 |
116.2±29.2 |
124.4±55.0 |
162.9±26.8 |
170.5±42.2 |
54.0±37.2 |
63.7±18.5 |
67.8±23.4 |
|
M04 |
41.3±18.1 |
48.8±7.1 |
59.6±10.4 |
126.1±54.5 |
230.1±26.7 |
192.5±23.2 |
53.3±35.9 |
89.3±11.9 |
72.7±13.0 |
|
M05 |
34.7±15.2 |
66.4±6.9 |
66.2±7.6 |
112.8±49.8 |
230.1±26.7 |
192.3±23.9 |
46.2±30.7 |
89.2±11.7 |
72.7±13.2 |
|
M06 |
42.7±20.0 |
68.3±13.8 |
67.2±13.0 |
117.0±54.2 |
199.3±36.9 |
170.8±30.3 |
54.9±36.4 |
80.8±14.6 |
67.4±13.7 |
|
M07 |
52.7±28.1 |
83.4±29.4 |
75.9±25.3 |
90.9±45.1 |
141.0±40.4 |
117.6±33.9 |
46.52±30.9 |
63.4±18.0 |
51.0±15.5 |
|
M08 |
178.9±82.4 |
188.9±43.6 |
188.4±38.2 |
269.6±126.7 |
387.8±94.3 |
259.1±42.0 |
100.1±76.0 |
126.6±41.7 |
82.4±20.5 |
|
M09 |
65.9±28.3 |
48.7±4.1 |
58.2±7.6 |
120.4±52.0 |
129.8±13.7 |
120.4±13.9 |
48.7±33.2 |
48.2±7.3 |
43.2±6.4 |
|
M10 |
168.7±80.2 |
197.0±33.7 |
146.1±28.2 |
118.1±55.4 |
175.3±18.6 |
117.4±14.6 |
50.7±36.0 |
67.8±9.2 |
42.5±6.7 |
Tabulka 9 Hodnoty naměřené uvnitř pravé boty
|
Proband |
Maximum Force |
Peak Pressure |
PTI |
||||||
|
2 |
[N] |
[kPa] |
[(kPa)*s] |
||||||
|
right |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|
Total |
1094.6±48.1 |
1052.1±96.1 |
954.3±23.8 |
256.3±47.5 |
401.7±78.7 |
251.1±37.8 |
119.5±19.9 |
181.0±27.0 |
135.8±14.2 |
|
M01 |
597.8±57.7 |
576.7±71.4 |
545.9±44.0 |
180.2±18.4 |
241.8±26.4 |
223.1±20.4 |
61.0±19.4 |
76.5±16.6 |
60.0±8.7 |
|
M02 |
356.3±20.7 |
297.6±46.4 |
324.4±42.2 |
116.6±25.5 |
204.2±51.3 |
196.7±62.3 |
60.5±13.7 |
101.3±24.6 |
90.5±24.3 |
|
M03 |
82.7±20.3 |
76.3±23.4 |
83.8±25.7 |
133.1±27.9 |
126.9±31.8 |
125.7±34.2 |
54.9±13.9 |
53.6±12.7 |
47.9±12.5 |
|
M04 |
57.2±7.7 |
48.0±9.4 |
54.3±9.5 |
156.1±19.8 |
138.4±26.3 |
132.2±23.1 |
59.8±10.8 |
51.7±9.9 |
45.6±8.8 |
|
M05 |
54.5±5.7 |
69.0±9.8 |
72.3±6.8 |
168.6±19.4 |
220.8±33.9 |
180.5±18.6 |
62.9±7.9 |
81.9±10.7 |
65.9±5.5 |
|
M06 |
66.4±9.6 |
80.2±14.6 |
74.1±13.7 |
178.4±23.9 |
233.1±40.2 |
183.6±31.4 |
70.5±10.2 |
89.2±12.9 |
66.9±9.8 |
|
M07 |
97.7±21.5 |
128.0±30.3 |
103.6±28.1 |
160.0±29.0 |
210.4±51.5 |
165.7±44.9 |
69.2±13.3 |
98.9±23.0 |
69.9±17.1 |
|
M08 |
176.6±34.4 |
211.1±45.9 |
187.9±46.7 |
248.3±57.8 |
395.9±90.2 |
209.2±45.7 |
78.1±27.9 |
132.4±36.0 |
70.9±22.1 |
|
M09 |
60.3±5.5 |
43.0±6.3 |
45.7±4.8 |
121.7±11.6 |
113.8±17.8 |
86.2±11.4 |
43.2±8.5 |
39.9±10.1 |
26.8±4.9 |
|
M10 |
183.4±28.7 |
177.5±31.3 |
129.1±22.0 |
136.5±16.0 |
159.7±26.0 |
110.0±11.4 |
47.61±9.7 |
56.7±11.2 |
35.6±3.9 |
Maximální síla uvnitř obuvi
U obou nohou je patrné zvýšení maximální síly u většiny metatarsů a u palce. U ukazováčku a ostatních prstů se síla spíše snižuje, výraznější snížení síly je patrné pod střední částí nohy.
Maximální tlak uvnitř obuvi
Ve všech oblastech levé nohy a většině oblastí nohy pravé tlak po nazutí testovací obuvi stoupl, aby pak po dlouhodobějším působení obuvi mírně klesl. Nad svou původní hodnotou zůstal po dlouhodobém působení u obou nohou tlak v oblastech paty, střední části nohy a 3.–5. metatarsu. V ostatních oblastech je mezi levým a pravým chodidlem rozpor.
Časový integrál tlaku uvnitř obuvi
I u tohoto parametru převládá okamžité zvýšení a následné snížení téměř ve všech oblastech obou nohou. Pod původní hodnotu se snižuje zatížení paty a všech prstů. Zvýšené zůstávají hodnoty u 3.–5. metatarsu.
Tabulka 10 Plantografické hodnoty pro bosou levou nohu
|
Proband |
Contact Area |
Maximum Force |
Peak Pressure |
PTI |
||||
|
2 |
[cm˛] |
[N] |
[kPa] |
[(kPa)*s] |
||||
|
left |
pre |
post |
pre |
post |
pre |
post |
pre |
post |
|
Total |
148.02 |
159.86 |
1017.41 |
1050.82 |
415.00 |
450.00 |
218.20 |
222.00 |
|
M01 |
39.33 |
41.04 |
690.07 |
682.57 |
390.00 |
405.00 |
97.00 |
95.00 |
|
M02 |
25.19 |
25.91 |
106.35 |
104.85 |
160.00 |
235.00 |
40.40 |
41.00 |
|
M03 |
14.04 |
14.88 |
167.52 |
192.75 |
235.00 |
270.00 |
91.40 |
107.20 |
|
M04 |
11.20 |
12.55 |
204.01 |
190.55 |
415.00 |
340.00 |
145.80 |
127.40 |
|
M05 |
12.10 |
12.35 |
221.23 |
173.09 |
415.00 |
335.00 |
147.60 |
126.20 |
|
M06 |
11.86 |
12.45 |
119.56 |
102.65 |
270.00 |
190.00 |
106.40 |
84.60 |
|
M07 |
7.26 |
8.05 |
43.13 |
41.12 |
110.00 |
90.00 |
49.20 |
34.40 |
|
M08 |
11.24 |
13.76 |
164.65 |
206.67 |
400.00 |
450.00 |
102.60 |
123.40 |
|
M09 |
4.84 |
7.64 |
61.06 |
59.89 |
280.00 |
265.00 |
77.20 |
83.80 |
|
M10 |
10.58 |
10.53 |
50.72 |
47.06 |
150.00 |
150.00 |
48.20 |
44.20 |
Tabulka 11 Plantografické hodnoty pro bosou pravou nohu
|
Proband |
Contact Area |
Maximum Force |
Peak Pressure |
PTI |
||||
|
2 |
[cm˛] |
[N] |
[kPa] |
[(kPa)*s] |
||||
|
right |
pre |
post |
pre |
post |
pre |
post |
pre |
post |
|
Total |
157.34 |
159.89 |
1090.41 |
942.56 |
560.00 |
370.00 |
236.77 |
179.17 |
|
M01 |
36.78 |
37.61 |
557.01 |
479.90 |
325.00 |
290.00 |
78.40 |
70.43 |
|
M02 |
30.69 |
31.87 |
168.91 |
110.74 |
195.00 |
140.00 |
45.59 |
43.61 |
|
M03 |
13.49 |
16.50 |
115.55 |
134.43 |
190.00 |
165.00 |
74.27 |
67.69 |
|
M04 |
11.70 |
12.98 |
183.85 |
179.49 |
345.00 |
320.00 |
125.95 |
111.85 |
|
M05 |
14.02 |
13.45 |
205.19 |
219.05 |
345.00 |
325.00 |
127.72 |
113.67 |
|
M06 |
11.79 |
10.58 |
135.44 |
151.00 |
250.00 |
310.00 |
99.62 |
104.91 |
|
M07 |
7.06 |
6.30 |
52.49 |
47.36 |
145.00 |
180.00 |
58.75 |
64.23 |
|
M08 |
13.82 |
13.77 |
244.15 |
167.72 |
560.00 |
370.00 |
178.81 |
139.21 |
|
M09 |
6.48 |
5.88 |
60.81 |
48.59 |
310.00 |
240.00 |
97.46 |
84.48 |
|
M10 |
11.07 |
10.63 |
57.55 |
33.45 |
150.00 |
120.00 |
53.84 |
47.62 |
Plocha kontaktu při chůzi bez bot
Ve všech oblastech levé nohy se plocha kontaktu mírně zvětšila, nejvíce u palce a ukazováčku. Na pravé noze došlo ke zvětšení plochy kontaktu téměř jen v oblasti 1. metatarsu. Rozdíly u ostatních oblastí jsou minimální.
Maximální síla při chůzi bez bot
Téměř ve všech oblastech obou nohou maximální síla spíše klesla, vzrostla pouze v oblastech 1. metatarsů. Zajímavá neshoda je v oblasti palců, kdy u levé nohy došlo k výraznému zvýšení maximální síly, oproti pravé noze, kde došlo ke stejně výraznému snížení maximální síly.
Maximální tlak při chůzi bez bot
U tohoto parametru lze nalézt jen minimální shodu mezi levou a pravou nohou, a to ve snížení maximálních tlaků 2. a 3. metatarsů a ukazováčků. U palců je opět stejně výrazná neshoda, taktéž u 4. metatarsů a středních částí nohy.
Časový integrál tlaku při chůzi bez bot
Také zde je jen malá shoda mezi levou a pravou nohou. Shodné je malé snížení zátěže na patě, v oblastech 2. a 3. metatarsů a ostatních prstů. Výrazný je pokles zatížení pravého palce, u levého palce se zatížení naopak zvýšilo.
Termografie
Všechny oblasti po chůzi v běžné obuvi jsou teplejší než po lehu v klidu bez obuvi. Po chůzi v biomechanické obuvi byly téměř všechny části obou nohou chladnější než před chůzí.
Po dlouhodobém působení biomechanické obuvi jsou po chůzi téměř všechny části obou nohou teplejší než před chůzí, ne ale o tolik, jak tomu bylo v běžné obuvi. Mezi teplotami stop na plastické podložce nebyl mezi prvním a druhým měřením téměř žádný rozdíl.
Tabulka 12 Rozdíly hodnot teploty po chůzi a před ní ve třech cyklech a rozdíl teplot tepelné stopy na plastické podložce
|
Proband 2 |
CH1-O1 |
CH2-O2 |
P2-P1 |
CH3-O3 |
|
AR01 |
0.40 |
-0.25 |
0.00 |
0.15 |
|
AR02 |
0.50 |
-0.05 |
0.10 |
0.45 |
|
AR03 |
0.50 |
-0.10 |
0.00 |
0.05 |
|
AR04 |
0.20 |
-0.45 |
0.00 |
-0.35 |
|
AR05 |
0.35 |
-0.20 |
0.00 |
0.00 |
|
AR06 |
0.55 |
0.10 |
0.00 |
0.15 |
|
AR07 |
0.50 |
-0.25 |
0.00 |
-0.35 |
|
AR08 |
0.45 |
-0.65 |
0.10 |
0.20 |
Diskuse
Proband č. 1
Zvýšení maximální síly i zátěže u paty může být vysvětleno sníženou polohou paty oproti zbytku chodidla, na patu tedy působí při dopadu větší náraz dříve než v běžné obuvi. Větší zapojení prstů bylo očekáváno kvůli prohloubení vložky pod 1. metatarsem, čili postoupení zátěže a podmínek k zapojení dalším strukturám. Neočekávané je zvýšené zatížení střední části nohy čili podélné klenby. Při zlepšení její funkce bychom očekávali spíše snížení zátěže, možným vysvětlením opět může být snížení patní části a prohlubeň pod 1. metatarsem, takže zbytek vložky je střední části nohy blíže než v běžné obuvi.
Zvětšení plochy kontaktu při chůzi bez bot jsme předpokládali pouze v oblasti více zapojovaných prstů, taktéž jsme čekali snížení plochy kontaktu u střední části nohy z důvodu předpokládaného zlepšení funkce podélné nožní klenby. Tomu ovšem neodpovídá zvýšení hodnot maximální síly a časového integrálu tlaku v této oblasti. Snížení maximálních sil a tlaků pod obvykle nejzatěžovanějšími místy může svědčit o rovnoměrnějším rozložení sil.
U termografie bylo překvapivým výsledkem zjištění, že chodidlo může být po chůzi chladnější než před chůzí. Může to být způsobeno nevhodnou obuví, která prokrvení nepodporuje. Zajímavý byl vývoj při nošení ortopedických vložek, kdy první reakcí na nezvyklý tvar bylo prohloubení teplotních rozdílů mezi lépe a hůře prokrvenými částmi nohou, zatímco po dlouhodobém nošení se vedení tepla podstatně zlepšilo, což lze přičíst pozitivnímu vlivu stélky na prokrvování nohy. Tepelné hodnoty stopy na plastické podložce ukazují na lepší okamžitý vliv ortopedických vložek, ačkoliv tomu teploty nezatížené nohy nenasvědčují.
Proband č. 2
Snižování maximální síly, případně zátěže u ukazováčku a ostatních prstů jsme nepředpokládali, avšak intenzivnější zapojování palce při odrazové fázi kroku je přínosné. Snížení sil pod střední částí nohy v důsledku avizované stimulace vazů podílejících se na utváření podélné klenby očekáváno bylo. Zvýšený maximální tlak v oblasti paty se dal opět čekat kvůli její snížené poloze. Tento fakt příliš nesouhlasí se sníženým celkovým zatížením paty, možná souvisí s efektivnějším postupným rozkladem zátěže. Zvýšený tlak pod střední částí nohy při snížené síle předpokládá zřejmě zmenšení plochy pod touto částí, což by mohlo opět naznačit zlepšenou funkci a možná i větší pohyblivost podélné klenby, způsobenou pružnými prvky na obuvi.
Co se týče hodnocení změn pozorovatelných na plantografických hodnotách pro bosé nohy, nebyly zaznamenány žádné významné pro obě nohy společné změny, ukazující na trvalé pozitivní účinky biomechanické obuvi na chodidlo. Pokles maximálních sil ve všech oblastech na úkor 1. metatarsů, a také snížení maximálního tlaku u ukazováčků a snížení zátěže ostatních prstů žádné zlepšení neindikují.
Termografické měření probanda 2 je příkladnou demonstrací reakce chodidla na nezvyklou obuv, kdy hodnoty byly po první testovací chůzi mnohem horší než hodnoty zjištěné pro běžnou obuv. Dlouhodobější nošení ukázalo zlepšující se tendenci, ovšem nedosahující úrovně hodnot v běžné obuvi. Navzdory špatnému výsledku pro nezatíženou nohu se teplo v zatížené bosé noze šířilo stejně dobře po chůzi v běžné i biomechanické obuvi.
Rozdíly mezi probandy mohou být kromě individuální struktury nohou či různé kvality původní běžné obuvi způsobeny různou intenzitou nošení testovaných ortopedických prostředků. Ortopedické vložky jsou totiž univerzálnější, protože se dají dát téměř do každého typu obuvi, zatímco konkrétní typ obuvi se nehodí pro každou příležitost, takže může být využíván méně než ortopedické vložky.
Shrnutí
Cílem příspěvku bylo prezentovat specifické ortopedické vložky a biomechanickou obuv české výroby, a především objektivní data naměřená při zjišťování účinku těchto ortopedických prostředků na rozložení plantárního tlaku a prokrvení nohy u dvou vybraných probandů. Byl zjišťován okamžitý účinek na chodidlo uvnitř obuvi prostřednictvím plantografických stélek, dlouhodobý účinek na bosém chodidle na plantografické desce a srovnáván termický účinek pohybu v testované a běžné obuvi na snímcích z termokamery. Výsledky probanda testujícího ortopedické vložky a probanda testujícího biomechanickou obuv se poměrně lišily. U ortopedických vložek plantografická i termografická měření prokázala u probanda většinu deklarovaných pozitivních účinků, zatímco účinky biomechanické obuvi měly pozitiva i negativa. Společným znakem je okamžitá tendence ke změně, která se pozitivně projeví obvykle až po dlouhodobém nošení.
Po důkladném plantografickém a termografickém vyšetření probandů testujících ortopedické vložky a biomechanickou obuv můžeme říci, že tyto ortopedické prostředky způsobily hned při prvním nošení výrazné změny hodnot mnoha testovaných parametrů, a to kromě změn k lepšímu i některé změny k horšímu. Dlouhodobým nošením se obvykle změny hodnot zmírnily a u většiny původně negativních změn se objevila zlepšující se tendence. U probanda testujícího ortopedické vložky bylo zlepšení zřetelné: celkově lepší rozložení sil, větší zapojení prstů do chůze, zmenšení plochy střední části nohy a zlepšení vedení tepla po dlouhodobém nošení ortopedických vložek. U probanda testujícího biomechanickou obuv došlo ke zlepšení funkce podélné klenby v obuvi. Spíše ke zhoršení došlo u zapojování prstů do chůze a vedení tepla, u kterého se po prvním nošení výrazně zhoršily všechny hodnoty. Tepelné hodnoty se při delším nošení začaly zlepšovat, ale nedosáhly ani hodnot v původní obuvi. Zapojování prstů se spíše zhoršovalo. Na základě našeho měření bychom mohli potvrdit pozitivní účinky testovaných ortopedických vložek a polemizovat o účincích biomechanické obuvi. Jsme si ale vědomi, že pro závažnější závěry je pouhá případová studie nedostatečná, a je zapotřebí rozsáhlejšího výzkumu.