Главная / Статьи / Давление под стопой. Диагностические возможности

Статьи

Давление под стопой. Диагностические возможности

Распределение нагрузки по своей опорной поверхности является одной из функций стопы. Площадь опоры зависит от условий, в которых функционирует стопа. Наименьшая площадь опоры одной стопы наблюдается, когда человек стоит на двух ногах. При переходе от стояния на двух ногах к стоянию на одной стопе площадь опоры увеличивается на 18,1±1,1%. Увеличение площади происходит за счет опоры на область внутреннего края 1 плюснефалангового сустава, опоры на средний отдел стопы и расширения переднего отдела стопы. При стоянии на одной либо на двух ногах наибольшая нагрузка локализуется в заднем отделе стопы. При ходьбе площадь опоры по сравнению со стоянием на одной ноге возрастает на 19,8 ± 2,1%. Увеличение происходит за счет включения в опору проксимальной части подошвы на пятке, дистальных отделов ногтевых фаланг пальцев и за счет движения в плюсне-фаланговых суставах. Разгибание в плюсне-фаланговых суставах приводит к растяжению мягких тканей на подошвенной поверхности стопы и увеличению площади опоры. При ходьбе наибольшая нагрузка локализуется в переднем отделе стопы.
Величина прироста площади опоры стопы в ходьбе позволяет сделать заключение о нарушении движения в суставах стопы. Если  прирост площади небольшой, то амплитуда движения в плюснефаланговых суставах снижена. При перекате стопы существует определенная последовательность участия разных участков стопы в контакте с опорой. Во время переката стопы происходит содружественное изменение основных  функциональных параметров: реакции опоры, площади опоры, максимального давления и т.д. Соотношение этих параметров при перекате стопы заключаются в том, что динамика максимального давления по времени соответствует динамике площади опоры, а наибольшая величина площади опоры по времени соответствует наименьшей величине максимального давления. При нормальной ходьбе имеется много вариантов переката стопы, которые не нарушают соотношения параметров, при патологии стопы и нарушении ходьбы соотношение параметров может изменяться.

 

Рис. 1. Динамика опоры стопы при ее перекате с пятки на носок
(L. Wafai. Identification of Foot Pathologies Based on Plantar Pressure Asymmetry. 2015)

 


Для диагностики имеет значение определение щажения конечности в ходьбе. Щажение является проявлением осторожной ходьбы. Оно связано с замедлением темпа ходьбы и уменьшением скорости передвижения. В норме во время переката все отделы стопы нагружаются с одинаковой скоростью. При выраженном щажении уменьшается прирост реакции опоры и площади опоры в ходьбе по отношению к стоянию, графики реакции опоры и максимального давления при осторожной ходьбе не имеют острых пиков, а выглядят гладкими, происходит увеличение времени опоры стопы по сравнением с временем переноса по воздуху как одной, так и другой ноги.

 

Рис. 2. График реакции опоры нормальной и щадящей ходьбы

Функциональные параметры работы стопы изменяются в процессе нормального развития организма от детского к взрослому. За время роста меняется распределение нагрузки по стопе, наблюдается увеличение реакции опоры, среднего и максимального давления, разворота стопы наружу и уменьшение прироста площади опоры в ходьбе по сравнению со стоянием из-за снижения эластичности суставов стопы и мягких тканей.  В подростковом возрасте по сравнению с детским возрастом происходит резкое увеличение максимального давления в связи с увеличением длины 1 луча и возросшей нагрузкой на большой палец. От детского возраста к юношескому возрасту происходит увеличение среднего и максимального давления, вызванное увеличением веса тела. У взрослых среднее давление изменяется по нескольким причины, как правило, связано с увеличением веса тела. Уменьшение среднего давления связано с уплощением свода стопы, которое приводит к росту площади опоры. Увеличение максимального давления у взрослых вызвано возрастными и дегенеративными изменениями стопы. У подростков и юношей участок большого давления локализуется под головками плюсневых костей. У взрослых по сравнению с юношами область большой нагрузки в области головок плюсневых костей становится шире. Наступает качественно новое состояние зрелости стопы, которое свидетельствует об опускании плюсневых костей и снижении арки стопы, что является нормой.
В процессе развития стопы, начиная с подросткового возраста, выделяется группа лиц с высоким максимальным давлением, опорой на средний отдел стопы и перегрузкой 2-3 плюсневых костей. Эти изменения характерны для статического плоскостопия у взрослых.  Подростки с наличием подобных проявлений представляют собой группу риска в плане развития статической деформации стоп. Длительное действие высокого максимального давления приводит к образованию в этом мете стойкого участка перегрузки. У взрослых людей в недеформированной стопе локализация  большой нагрузки в порядке частоты встречается следующим образом: 1) головки 2-3 плюсневых костей, 2) 1 палец, 3) 1 палец совместно с 2-3 плюсневыми костями, 4) головка 5 плюсневой, 5) 1 палец и 1 плюсневая кость, 6) 1 плюсневая кость. Появление участков большого давления в других местах рассматривается, как патология.

Рис. 3. Большое давление под 1 пальцем и головкой 1 плюсневой  кости на правой стопе

 

 

 

 

 

 

 

 

Распределение нагрузки по стопе связано с устойчивостью ходьбы. При устойчивой ходьбе все отделы стопы во время её переката нагружаются равномерно и однократно. Показателем устойчивости ходьбы является прямая линия  ОЦМ, которая идет с пятки в передний отдел стопы.

Рис. 4. Устойчивая ходьба при опоре на правую и левую ногу, ровная линия движения ОЦМ по отпечатку стопы. На правой стопе по сравнению с левой увеличена пронация

При неустойчивой ходьбе нарушается процесс переката стопы. Некоторые участки стопы нагружаются многократно из-за колебаний тела. Многократное нагружение одних и тех же участков стопы вызывает образование новых участков перегрузки и является травматичным для тканей стопы. Неустойчивость является ранним признаком нарушения распределения нагрузки по стопе. На нарушение устойчивости ходьбы оказывает влияние несколько факторов. В зависимости от генеза неустойчивость подразделяется на неврогенную, вызванную патологией нервной системы, деформационную, обусловленную искривлением стопы, болевую, из-за боли в нижней конечности, физиологическую, которая может быть зарегистрирована у нормальных лиц, в связи с внешними воздействиями, контрлатеральную, которая возможна на здоровой стороне при деформации и боли на другой стороне. Неустойчивость подразделяется в зависимости от того, в какие фазы переката стопы она регистрируется. Это неустойчивость переднего толчка, одноопорного периода, заднего толчка.  Неустойчивость подразделяется в зависимости от того, в каких плоскостях происходят колебания тела, и может быть фронтальной или сагиттальной. Неустойчивость подразделяется с точки зрения того, проявляется ли она при опоре на одну или на обе конечности, т.е., является ли она односторонней или двусторонней. Неустойчивость подразделяется в зависимости от того, регистрируется она в стоянии или в ходьбе. Неустойчивость может быть наиболее ранним симптомом развивающегося заболевания.
Распределение нагрузки по стопе выражается в виде величины среднего и максимального давления. Среднее давление является основным показателем соотношения человека с опорой.  Среднее давление в стоянии определяется соотношением веса тела и площади опоры стопы, среднее давление в ходьбе и беге определяется соотношением реакции опоры нижней конечности и площади опоры стопы. Максимальное давление в ходьбе зависит от интенсивности переднего и заднего толчков, а при патологии, кроме того, зависит от деформации стопы. Во все возрастные периоды при деформации разной этиологии максимальное давление под искривленной стопой оказывается  больше, чем под интактной стопой. Возраст больного и длительность существования деформации влияют на величину максимального давления. У детей с кратким анамнезом деформации величина максимального давления свидетельствует о степени искривления костей стопы. У взрослых с длительным анамнезом деформации величина максимального давления, кроме степени искривления костей, свидетельствует о степени вторичных изменений, а именно, о деформации суставных поверхностей, ригидности сочленений, истончении подкожной жировой клетчатки, омозолелости кожи, либо натоптыше.  Связь величины максимального давления с выраженностью деформации позволяет отслеживать динамику искривления стопы.
По сравнению с деформированной стопой, недеформированная стопа обладает рядом функциональных возможностей. При снижении суммарной нагрузки на ногу с интактной стопой, последняя способна распределять нагрузку по своей поверхности т.о., что максимальное давление становится меньше, чем под контрлатеральной стопой, на которую суммарная нагрузка оказывается увеличенной. Деформация стопы оказывает воздействие на её функцию. Деформированная стопа лишена возможности распределять нагрузку так, чтобы снизить максимальное давление. При снижении суммарной нагрузки на ногу с деформированной стопой максимальное давление под ней оказывается больше, чем под недеформированной контрлатеральной стопой, на которую нагрузка оказывается повышенной. Это дает возможность при исследовании отличить деформированную стопу от недеформированной и судить о компенсаторных возможностях дистального отдела нижней конечности.
В процессе стояния и ходьбы осуществляется распределение нагрузки на одну и на другую ногу. Если у пациента имеется боль или деформация конечности, то реакция на патологический процесс носит либо эквипрессорный, либо депрессорный характер. Тип реакции определяется по соотношению величины среднего давления под одной и другой стопами.  При нерезко выраженном болевом синдроме развивается эквипрессорная реакция, которая заключается в том, что среднее давление под больной и здоровой стопами оказывается одинаковым, реакция опоры на больную ногу снижена незначительно, площадь опоры стопы практически не изменена, распределение нагрузки по больной стопе не отличается от нормального, область самой большой нагрузки расположена в переднем отделе стопы. В отличие от эквипрессорной, депрессорная реакция заключается в том, что среднее давление под больной стопой оказывается меньше, чем под здоровой. Реакция опоры больной ноги снижена в большей степени, чем площадь опоры этой стопы, изменено распределение нагрузки по стопе, зона наибольшей нагрузки находится в заднем отделе стопы, больная стопа развернута наружу, при ходьбе возможна неустойчивость. Эта реакция развивается при сравнительно сильно выраженном болевом синдроме. При прогрессировании боли эквипрессорная реакция переходит в депрессорную. При регрессе болевого синдрома наблюдается обратное развитие реакции и среднее давление под обеими стопами постепенно становится одинаковым. Соответствие величины среднего давления степени выраженности болевого синдрома дает возможность объективизировать реакцию на боль у пациента при патологии нижних конечностей.
У пациентов с деформацией стопы, которая не осложнена болью, распределение нагрузки может зависеть от реакции опоры и площади опоры на одной и другой стопах. Площадь опоры стопы связана с типом деформации. Варус, эквинус и экскавация приводят к уменьшению площади опоры. При малой площади опоры под стопой при стоянии на одной ноге регистрируется относительно большое среднее давление. В ходьбе у такого больного наблюдается одинаковое среднее давлением под обеими стопами. Это вызвано тем, что суммарная нагрузка на больную стопу становится меньше, а на здоровую стопу, соответственно, больше. Плоскостопие и плосковальгусная стопа приводят к увеличению площади опоры. При большой площади опоры под стопой в стоянии на одной ноге регистрируется относительно малое среднее давление. В ходьбе среднее давление под обеими стопами оказывается одинаковым. Для выравнивания среднего давления происходит увеличение суммарной нагрузки на больную ногу и, соответственно, уменьшение суммарной нагрузки на здоровую конечность. В более сложных случаях у больного с односторонней травмой нижней конечности может изначально иметься или постепенно развиться плоскостопие на контрлатеральной стороне. Плоскостопие приводит к увеличению площади опоры, что вызывает уменьшение среднего давления под контрлатеральной стопой и, т.о., приводит к увеличению нагрузки на эту ногу. У такого больного в ходьбе в процессе лечения появляется немотивированное щажение травмированной конечности, которое не соответствует срокам после травмы. Это говорит о необходимости контроля за весом тела и площадью опоры стопы в процессе реабилитации больного.

Рис. 5. Правая стопа — продольно-поперечное плоскостопие, снижение свода, большая площадь опоры, большое давление под головками 2 и 3 плюсневых костей. Пациент в положении стоя, основная нагрузка приходится на задние отделы стопы.

 

 

 

 

 

 

Распределение нагрузки на ноги зависит от периода развития приобретенной деформации стопы. При появлении вторичных изменений в виде артроза, тугоподвижности или омозолелости кожи, болевая реакция способствует уменьшению нагрузки на деформированную стопу. Появлению этих изменений способствует большой вес тела. Это говорит о необходимости более ранней коррекции деформации стопы у ребенка, у которого, по мере роста происходит увеличение ВТ, а также о необходимости контроля за весом у взрослого с целью предупреждения вторичных изменений. В нормальной недеформированной стопе отсутствует связь между формой стопы и распределением давления под стопой. Определенному типу деформации стопы соответствует характерная для него картина распределения давления, а также  характерное нарушение ходьбы. Патология стопы и нарушение ходьбы развиваются у больного одновременно. Эти процессы способствуют тому, что область большой нагрузки локализуется в определенном месте. При патологии распределение давления по стопе от шага к шагу, по сравнению с нормой, оказывается более постоянным. Деформация стопы может быть определена по форме отпечатка, распределению нагрузки, динамике переката стопы и величине максимального давления. При продольном плоскостопии имеется расширение среднего отдела стопы. При поперечном плоскостопии имеется расширение переднего отдела стопы. При эквинусе уменьшена площадь заднего отдела стопы, стопа не опирается на свой средний отдел, область большого давления локализуется в области 1 пальца, либо головок 2-3 плюсневых костей, во время переката максимум площади опоры на графике смещается ближе к его началу.

 

 

Рис. 6. Высокий свод, отсутствие опоры на средний отдел стопы, локализация большого давления в переднем и заднем отделах стопы

При варусе уменьшается нагружение внутреннего края стопы, высокое давление локализовано в области головки или основания 5 плюсневой кости, во время переката стопы вместо максимума площади регистрируется её уменьшение, которое вызвано опорой  на костный выступ, образованный основанием или головкой 5 плюсневой кости. При вальгусе угол между осями переднего и заднего отделов стопы оказывается открытым наружу, область наибольшей нагрузки локализуется по медиальному краю стопы  либо под головкой 1 плюсневой кости, либо под 1 пальцем. При плосковальгусной деформации имеется увеличение площади среднего отдела стопы. При приведении переднего отдела стопы угол между осями переднего и заднего отделов оказывается открытым во внутрь, уменьшена нагрузка  на внутренний край стопы.

 

 

 

 

 

 

Литература:
Linah Wafai, Aladin Zayegh, John Woulfe, Syed Mahfuzul Aziz, Rezaul Begg. Identification of Foot Pathologies Based on Plantar Pressure Asymmetry. Sensors (Basel) . 2015, 18;15(8):20392-408.
Мицкевич В.А.  Значение нарушения распределения нагрузки по стопе в оценке состояния и диагностике заболеваний и деформаций стопы и голеностопного сустава. Диссертация…докт. мед. наук, М., 1994.

Мицкевич  В.А. травматолог-ортопед, докт. мед. наук
 

 

 

 

 

Дизайн и разработка сайта:
Елена Романова, Елена Филиппова
;