Dr. Tóth Kálmán: A dinamikus pedobarográfia szerepe a rehabilitációban Bács-Kiskun Megyei Önkormányzat Kórháza, Ortopédiai Osztály ÖSSZEFOGLALÁS Szerzõ áttekintést ad a pedobarográfia múltjáról, jelenérõl és ortetikai alkalmazási lehetõségeirõl. Esetbemutatás segítségével szemlélteti a rehabilitáció során felhasznált egyes anyagok talpnyomást befolyásoló hatását. Kulcsszavak: rehabilitáció, pedobarográfia.
SUMMARY
The role of dynamic pedobarography in rehabilitation The author summarizes the history, the present state and the orthetic applicabillity of pedobarography. He demonstrates the influence of some materials used in rehabilitation, on pressure exerted on the sole. Key words: rehabilitation, pedobarography.
A láb szerkezete, funkciója és statikája közötti összefüggések vizsgálata az ortopédia szinte leggyakoribb napi kérdései közé tartozik. A láb klinikai és képalkotó eljárásokkal történõ vizsgálata mellett igény van a láb statikai és dinamikus funkciójára vonatkozó adatok meghatározására, elemzésére is. A láb statikai viszonyaira vonatkozó kutatások a múlt századra nyúlnak vissza. A talp és a talaj közötti erõátadás, illetve a nyomáseloszlás vizsgálatára az egyik elsõ tanulmány 1836-ban jelent meg „Mechanik der Menschlichen Gehwerkzeuge” címmel (40). A szerzõpáros két csontos hosszboltozatot írt le, az egyik a IV-es V-ös metatarsus és a sarok között, a másik az I-es II-es metatarsus és a sarok között helyezkedik el. 1853-ban írta le Meyer (18) a 3 pontos megtámaszkodás elméletét. Beely (3) szemben Meyerrel (18) vizsgálatai során azt találta, hogy a sarok és a II-es és a III-as metatarsus fej viseli a fõ terhet. 1901-ben Steiz (23) a Meyer-féle elmélet mellett foglalt állást. 1929-ben Abranson (1) egy vékony ólomlemezre acélgolyócskákat helyezett és az elõláb nyomásviszonyait illetõen a következõ álláspontra helyezkedett: az I, II, III, IV, V-ös metatarsus részesedése a súlyeloszlásból olyan, mint 2:1:1:1:1. A fenti kérdésrõl a vélemények még a legutóbbi idõben is megoszlanak. Kummer (17), Debrunner (7), Kapandji (15) is a Mayer-féle (18) 3 pontos támaszkodás mellett foglal állást. A témával foglalkozó hazai szerzõk is ezt a szemléletet veszik át. Bender (9), Bartha (2) Glauber (10). Grieve szerint (11) az elõlábon arányos eloszlás mellett mégis a II, III. metatarsuson jelentkezik a legnagyobb nyomásérték. Minns (19) a legnagyobb nyomásértékeket az I metatarsus fejnél észlelte, míg Cavanagh (5) a II-es metatarsust észlelte a legnagyobb nyomásnak kitett helyként, majd a III-as metatarsus fej következett. Debrunner (7) a „Biomechanik des Fußes” címû könyvében elemezve Diebschlag (9) munkáját a következõket írja: „állásnál és a járás álló fázisában a fõ terhelés az elõláb középsõ sugarain van, az I. és V. sugár kevésbé terhelt. Mindez változik az elrugaszkodás fázisában, mert ilyenkor túlnyomó
részt a mediális sugár terhelõdik”. Az eredeti ábrákat átnézve kiderül, hogy az I-es metatarsus terhelése továbbra sem fokozódik, hanem a hallux elrugaszkodása növeli az I-es sugáron ható össz erõt. Ennek a megállapításnak az a jelentõsége, hogy elsõként mutatja ki a hallux jelentõségét járás közben. A 70-es években több új módszer látott napvilágot: egy vékony plasztikréteg különbözõ nyomóerõk hatására bekövetkezõ fényáteresztõ képesség változását használták fel (14). Claeys (6) piezoelektromos készüléket használt. Nocol és Hennig (20) kapacitív nyomásmérõ elvén mûködõ készüléket konstruált, melynek elõnye a talpra ható erõk eloszlásának nagyobb feloldóképessége. A téma iránti hazai érdeklõdést jelzi, hogy PEDRO néven hasonló elvû készülék került szabadalmaztatásra, melynél az alsó végtag tengelyeinek meghatározására is lehetõség van egy optikai rendszer segítségével. 1993-ban írt tanulmányban Hennig (12) 111 vizsgálati alanyból álló statikus és dinamikus pedobarogrammok összevetése alapján a következõkct állapítja meg: Statikus helyzetben és dinamikus helyzetben is a lábujjak tekintetében a halluxon hat a legnagyobb erõ. A metatarsusok tekintetében pedig az I, II, III, IV, V-ös metatarsus fej relációjában a II, III-as metatarsuson van a legnagyobb erõ, azonban dinamizált vizsgálatnál a hallux alatti erõ is jóval nagyobb mértékben nõ, és a II, III-as metatarsus fej alatt ható erõ is nagyobb mértékben nõ, mint a többi metatarsus fej alatt ható erõ. Mindezek alapján úgy tûnik, hogy a hagyományos 3 pontos alátámasztási elmélet az új vizsgálati eredmények tükrében nem tartható. A módszer klinikai alkalmazhatóságának lehetõségét elõször 1984-tõl vizsgálták diabetes mellitusos betegek talpnyomás viszonyainak és a talpi fekélyek összefüggését keresve, megállapították (2, 4, 16, 21, 22, 25), hogy a normál populációhoz képest a diabéteszesek talpi nyomásértékei jóval magasabbak. Egyesek konkrét értékeket is megadtak (22, 25). A módszer tehát jól alkalmazható a rizikó betegek magasnyomású talpterületeinek meghatározására, így lehetõség nyílik a magas nyomású helyek ortetikai eszközökkel történõ tehermentesítésére (4, 34, 38, 39). A talaj és a talp között ható terhelési viszonyok mérésére ma is többféle elven mûködõ pedobarográfot alkalmaznak. Hazánkban a MÁV Kórház Ortopédiáján és a SZAOTE Ortopédiai Klinikáján mûködik 1–1 készülék. Mindkettõ a kapacitív nyomásmérõ elvén. A kapacitív nyomásmérõ elvén mûködõ pedobarográfok a következõ egységekbõl állnak: Egy érzékelõ lemezbõl (platform), melyen a nyomásmérõ szenzorok vannak elhelyezve, innen az információ egy számítógépbe kerül, majd a megfelelõ szoftverek segítségével a feldolgozott adatok egy színes monitoron kiértékelhetõvé válnak, és az aktuális képernyõ tartalom színes nyomtatón is rögzíthetõ. A készülék a kapacitív nyomásmérõ szenzorok segítségével a talajra ható vertikális erõket elektromos jellé alakítva 20 msec-ként, adott érzékelõn érvényesülõ erõt (F), az érintett szenzorok számát és elhelyezkedését az idõ függvényében képes vizsgálni. Dinamikus adatfelvételkor minden beteg többször halad át a platformon, és azt a lépést tároljuk el, mely a vizsgálatot végzõ orvos szerint a normál járásnak legjobban megfelel (a beteg a platformra 3–4 normál lépés után lép rá és megtorpanás, egyensúly ingadozás, dobbantás, stb. nélkül kell útját töretlenül tovább folytatni ). A kísérletes alkalmazási lehetõségek mellett, (29, 30, 33) a módszer – bizonyos határokon belül – a klinikumban is alkalmazható, melyrõl számos külföldi (4, 6,13,16,19, 21, 23, 24, 38, 39) és hazai (27, 28, 31, 32, 34, 35, 36, 37) közlemény számol be. A lábbal foglalkozók (rehabilitációs szakorvos, ortopéd sebész, traumatológus, reumatológus, ortopéd cipész, stb.) részérõl egyes lábbetegségek és/vagy deformitások esetén ortetikai megoldás igénye merül fel. A magas nyomásnak kitett fájdalmas területek tehermentesítése különbözõ anyagok felhasználásával történhet. (24) Az alábbiakban ugyanazon vizsgálati egyén dinamikus pedobarogramját mutatjuk be normál viszonyok között, (1. ábra) 3 mm parafa + 3 mm laticel és (2. ábra) 10 mm laticel + 3 mm parafa réteggel (3. ábra) a láb és a platform között. A vizsgálatokat a SZAOTE Ortopédiai Klinika Biomechanikai Laborjában végeztük. Az 1-es ábrán a teljes kontakt felület 119 cm2, a maximális nyomás 61 N/cm2, mely az I. és II-es lábujj területében hat. II-III-as metatarsus fej, illetve a sarok területében is 30 N/cm2-t meghaladó nyomásértékek vannak. A 2-es ábrán (3 mm laticel + 3 mm parafa) a teljes kontakt felület 141 cm2, a maximális nyomás 51 N/cm2, amely a háromdimenziós ábrából láthatóan a hallux
alatt hat, ugyanakkor a II-V-ig ujjakon érvényesülõ nyomás jelentõsen kisebb, mint normál viszonyok között. A II-III-as metatarsus fej, illetve a sarok nyomásértéke még meghaladja a 30 N/cm2-t, de ezeknek a nagyobb nyomású helyeknek a területe kisebb, mint normál viszonyok között. (Tehát az össz terhelési felület nõtt 119 cm2-rõl 141 cm2-re, azonban a nagy nyomásnak kitett terület nagysága csökkent.) A 3-as ábrán (10 mm laticel + 3 mm parafa) a kontakt felület 212 cm2, a maximális nyomás 37 N/cm2. A 2–5-ös lábujjak, illetve a metatarsus fejek területében jelentõs nyomáscsökkenés észlelhetõ. Az 1-es és a 2-es ábrával összevetve további össz kontakt felületnövekedés észlelhetõ, a nyomásértékek redukciójával – elsõsorban az elõlábon -. A fentiek bizonyítják, hogy az ortetikában alkalmazott különbözõ anyagok használhatósága objektivizálható. A pedobarográfia másik jelentõsége, hogy jól meghatározhatóak a talp azon helyei, amelyek tehermentesítésre szorulnak, illetve amelyek a teher átvállalására szóba jöhetnek. Ennek a kérdésnek igen nagy jelentõsége van a diabéteszes beteganyag esetében, ahol a neuropathia miatt a beteg nem észleli a magas nyomásnak kitett területet, így ott fekély alakulhat ki. A már kialakult diabéteszes fekély nehezen kezelhetõ, gyakran osteomyelitissel, amputációval végzõdik.
Az 1–3 ábrákon a két dimenziós ábrák felett feltüntetett színskála alapján lehet a nyomásértékeket látni. A háromdimenziós ábrák szín-nyomásértékei azonosak a kétdimenziós ábráknál alkalmazottal. 1/a ábra: 2 dimenziós pedobarogram. l/b ábra: 3 dimenziós pedobarogram. 1/a+1/b ábra: Dinamikus vizsgálat a normál viszonyoknak megfelelõen a lábujjak vonatkozásában a halluxon, a metatarsus fejek esetében a II-III metatarsuson észlelhetõ a legnagyobb nyomás.
2/a ábra: 2 dimenziós pedobarogram. 2/b ábra: 3 dimenziós pedobarogram. 2/a+2/b ábra: 3 mm laticel + 3 mm parafa alkalmazása mellett a nyomáseloszlás egyértelmû változása látható az 1. ábrához képest. Nagyobb az érintett szenzorok száma, de a nyomásértékek csökkentek (lásd 1/b ábra 2.–3. lábujj alatti nyomás).
3/a ábra: 2 dimenziós pedobarogram. 3/b ábra: 3 dimenziós pedobarogram. 3/a+2/b ábra: 10 mm laticel + 3 mm parafa alkalmazása mellett a nyomáseloszlás további változása látható (vö. 1– 2 ábra). Az érintett szenzorok száma lényegesen több, mint a 3mm laticel + 3mm parafa alkalmazásánál, a nyomásértékek a 3–5 ujj vonatkozásában 1 N/cm-re csökkentek, a 11-III metatarsus fej nyomása 30 N/cm2 alá csökkent. A 90-es évek technikája lehetõzé tette olyan, a cipõbe behelyezhetõ mérõkészülékek használatát, melyek a talp és a cipõ, illetve a talp és a betét felülete között képesek a nyomásmérésre. Így lehetõség van a kórosan magas nyomású helyek feltérképezésére, azt követõen az optimális betét kialakítására, illetve a már elkészült betét hatékonyságának ellenõrzésére, szükség esetén – pl. status változás korrekcióra.
Összefoglalva: technikájában egy jól kidolgozott, a fejlett egészségüggyel rendelkezõ államokban egyre szélesebb körökben alkalmazott – és finanszírozott – megbízható módszerrel állunk szemben, mely a gyógyításban egyrészt a preventív, másrészt a rehabilitációs szakaszban segítséget tud nyújtani a betegek hatékonyabb ellátásában (a magyar egészségügy jelenleg ezt a vizsgálati tevékenységet nem finanszírozza – a szerzõ megjegyzése). IRODALOM 1. Abramson E.: Zur Kenntnis der Mechanik des Mittelfußes. Skand. Arch. Physiol. 51:175– 234, 1927. 2. Barta O.: Az ortopédia tankönyve. Medicina, Budapest 1983. 3. Beely F.: Zur Mechanik des Stehens. Langenbecks Archiv für Klinische Chirurgie. 27:457– 471. 1882, Beely. 4. Boulton A.J., Hardisty C.A., Betts RP., Franks C.,Worth R.C., Ward J.D., Duckworth T.: Dynamic foot pressure and other studies as diagnostic and management aids in diabetic neuropathy. Diabetes care 6:26–33, 1983. 5. Cavanagh P.R, Rodgers M.M., Ilboshi A.: Pressure distribution under symptom-free feet during barefoot standing. Foot Ankle 7:262–276, 1987. 6. Claeys R.: The analysis of ground reaction forces in pathological gait secondary to disorders of the foot. Int. Orthop. 7:113–119, 1983. 7. Debrunner H.U.: Biomechanik des Fußes. Enke, Stuttgart. Pp 7–114, 1985. 8. Deigentesch N., Bender Gy.: Der Fuss in der Orthopädie. Akadémia, Budapest.1986. 9. Diebschlag W.: Die Druckverteilung an der Fußsohle des Menschen im Stehen und Gehen, barfuß und im Schuh. Z. Orthop. 120:814–820. 1982. 10. Glauber A.: Az orthopaedia tankönyve. Medicina, Budapest 1973. 11. Crieve D. W., Rashdi T.: Pressure under normal feet in: Standing and walking as measured by foil pedobarography. Ann. Rheum. Dis. 43:816–818, 1984. 12. Hennig A.M., Milani Th.L.: Die Dreipunktunterstützung des Fußes. Z. Orthop. 131:279– 284, 1993. 13. Hughes J.: The clinical use of pedobarograph. Orthopaedica Belgica, Vol. 59– 1–1993. 14. Huguenin P., Themar-Noel C., Bensahel H.: Etude de l’appui plantaire chez l’enfant par photoelastometrie. Rev. Chir. Orthop. 67:765– 770, 1981. 15. Kapandji I.A.: Funktionelle Anatomie der Gelenke. Bd. 2. Untere Extremität. Enke, Stuttgart 226, 1985. 16. Kriscb D., Frey S., Schuh H., Haring H.U., Mehnert H: Dynamische Druckverteilungsmessung unter dem Fuß. An Patienten mit Diabetischen Ulcera. Ergebnisse einer neuen Meßmethode, der Pedographie. Akt. Endokr. Stoffw. 6:133–142, 1985. 17. Kummer B.: Die Biomechanik des menschlichen Fußes. In: Imhäuser: Der Fuß, Vordruck Verlag, Bruchsal 1979. 18. Meyer H.: Das aufrechte Stehen. Arch. F. Anat. Physiol. u. wiss. Med., Veit Verlag, Leipzig 33, 1853. 19. Minns R.J., Craxford A.D.: Pressure under the forefoot in rheumatoid arthritis. Clin. Orthop. 187:235–242, 1984. 20. Nicol K, Hennig E.M.: Time-dependent method of measuring force distribution using a flexible mat as a capacitor. In: P.V. Komi, Biomechanics V.B., pp 433–440, Baltimore University 1976. 21. Schaff P., Kirsch D., Hauser W.: Eine Gerätentwicklung zur Messung der Druckverteilung unter der Fußsohle im Schuh und deren Anwendbarkeit in der Diabetologie. Akt. Endokr. Stoffw. 7:129–135,1986. 22. Schaff P., Kirsch D., Frey S., Mehnert H.: Dynamische Druckverteilungsmessungen unter der Fußsohle. Standardisierung der Pedographie. Akt. Endokr. Stoffw. 8:127–131, 1987.
23. Seitz L.: Die vorderen Stützpunkte des Fußes unter Normalen und pathologischen Verhältnissen. Zeitschr. f. Chir. 8:37–38, 1901. 24. W.E. Siebert, M. Geyer, P Schaff und C. J. Wirth: Dynamische Druckverteilungsmessungen (EMED) am Fuß als Grundlage zur Versorgung mit Schuheinlagen. Orthop. Praxis 2:118– 122, 1991. 25. Soames R.W.: Foot pressure patterns during gait. J. Biomed. Eng.7:120–126, 1985. 26. Tóth K.: Hallux valgus mûtétek utánvizsgálata komputeres pedobarográffal. Zinner Nándor Pályadíj helyezés. 1992. 27. Tóth K., Korbay I., Tarjányi I.: Discus herniatio okozta peroneus izomerõ elváltozás követése dinamikus computeres pedobarográffal. Ideggy. Szle. 46. 59–62. 1993. 28. Tóth K., Fabula J., Korbay I.: Dinamikus pedobarográfia mint vizsgálati lehetõség a metatarsalgiák mértékének és lokalizációjának megállapításában. Magyar Traumatológia, Ortopédia és Helyreállító Sebészet, 37. 251–254. 1994. 29. Tóth K.: Cipõsarok magasság hatása az elõláb nyomásviszony változásaira. Magyar Traumatológia, 37. 428–433. 1994. 30. Tóth K., Kellermann P., Gyetvai A.: Dinamikus pedobarográfia: A járás dinamikájának és talpnyomás eloszlás változásának új vizsgálati lehetõsége, különbözõ járássebesség hatása a talp nyomásviszony eloszlására és a járás dinamikájára.Sportorvosi Szemle, 1. 229–240. 1994. 31. Tóth K, Fabula J.: Follow-up pedobarographic study of calcaneus fractured patients. Gait and Posture 2. 247. 1994. 32. Tóth K., Fabula J.: Pedobarographic study before and after subcapital metatarsus osteotomy by hallux valgus. Gait and Posture, 2. 239. 1994. 33. Tóth K., Kellermann P., Gyetvai A.: Dinamikus pedobarográfia: A járás dinamikájának és talpnyomás eloszlás változásának új vizsgálati lehetõsége. II. Terhelés hatása a járás dinamikája és a talp nyomásviszonyainak eloszlása különbözõ járássebesség esetén. Sportorvosi Szemle, 2. 193–199. 1995. 34. Tóth K., Fabula J.: Komputeres dinamikus pedobarográfia a diabeteses láb fekélyeinek megelõzésében és therápiájában. Orvosi Hetilap, 136. 1439–1442. 1995. 35. Tóth K., Baráth F., Wágner J, Lénárt E.: Konzervatíve kezelt calcaneus törött betegek pedobarográfiás és klinikai utánvizsgálata. Magyar Traumatológia, Ortopédia és Helyreállító Sebészet, 38.311–320, 1995. 36. Tóth K, Búzás E., Nagy M., Szántó E.: PCP-s lábdeformitások következményes lépésdinamikai változásainak vizsgálati lehetõsége dinamikus computeres pedobarográffal. Magyar Reumatológia, 37. 81-–84. 1996. 37. Tóth K., Boda K., Kellermann P., Zadravecz Gy., Korcsmár J.: Clinical and gait analysis of 171 unilateral calcaneal fractures. Clin. Biomech. 12. S17–518. 1997. 38. Veves, D.J.S. Fernando, P. Walewski, A.J. Boulton: A study of plantar pressures in a diabetic clinic population. The foot, 2: 89–92, 1991. 39. Veves A., Hay E.M., Boulton A.J.M.: The use of specially padded hoisery in the painful rheumatoid foot. The Foot 1:175–177, 1991. 40. Weber W., Weber E.: Mechanik der menschlichen Gehwerkzeuge. Dieterich, Göttingen 83– 84, 1836. 41. Farkas J., Fazekas A., Tóthmátyás L.: 4235/3044/89 sz. szabadalom. Szabadalmi Hivatal Irattár.
