Estudio baropodométrico de los valores de presión plantar en pies no patológicos
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- Esteban Ramón Herrera García
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1 ORIGINAL Estudio baropodométrico de los valores de presión plantar en pies no patológicos A. MARTÍNEZ-NOVA a, R. SÁNCHEZ-RODRÍGUEZ a, J.C. CUEVAS-GARCÍA a Y E. SÁNCHEZ-BARRADO a,b a Departamento de Enfermería. Centro Universitario de Plasencia. Universidad de Extremadura. b Clínica Soquimex. Cáceres. Resumen. Introducción. El objetivo de este estudio fue evaluar las presiones plantares normales en sujetos sanos mediante baropodometría electrónica. Material y métodos. Cuarenta y seis sujetos sanos fueron analizados con el sistema Biofoot de plantillas instrumentadas. El sistema emplea unas plantillas con 64 sensores piezoeléctricos. Se midieron las presiones en el talón, mediopié y antepié en 6 segundos de grabación para cada sujeto. El pico de presión máxima y la presión media fue calculado y analizado. Resultados. La media del tiempo de contacto fue de 0,81 segundos (desviación estándar [DE] 0,08) en el pie derecho, y 0,82 segundos (DE 0,09) en el izquierdo. La cadencia fue de 105,6 (± 8,4) pasos por minuto. El pico máximo de presión y presión media en el retropié fue de 750 y 253 kpa, respectivamente. En el mediopié el pico de presión fue de 400 kpa y la presión media de 65 kpa. En el antepié los valores encontrados fueron de kpa para el pico de presión y de 220 kpa para la presión media. Discusión. Los picos de presión más elevados se encontraron en el antepié, seguidos del retropié y por último en el mediopié. En relación a la presión media, el porcentaje de apoyo del talón es del 46,4 %, el del mediopié de un 12 % y el del antepié de un 41,6 %. Con el número de pacientes analizados no se encontró correlación entre cadencia y presiones, aunque el peso presentaba una correlación significativa y positiva con los valores de presión en todas las zonas. Palabras clave: pie, presión, baropodometría, plantillas instrumentadas, Biofoot, rehabilitación. BAROPODOMETRY STUDY OF PLANTAR PRESSURE VALUES IN NORMAL FEET Abstract. Background. This study aimed to evaluate normal plantar pressures in healthy subjects using an electronic baropodometry. Material and methods. Forty-six healthy subjects, with no clear foot or lower limb diseases, were analyzed with the Biofoot (IBV, Valencia, Spain) in-shoe system. The Biofoot system uses insoles with 64 piezoelectric sensors. Heel, midfoot and forefoot pressures were measured in 6 second recordings for each subjects. Maximum pressure peak and mean pressure was calculated and analyzed. Results. Mean contact time was 0.81 (standard deviation [SD] 0.08) seconds in the right foot and 0.82 (SD 0.09) seconds in the left foot. Walking cadency was (SD 8.4) steps per minute. Maximum peak and mean pressure in the heel was 750 and 253 kpa, respectively. In the midfoot, peak pressure was 400 kpa and mean pressure 65 kpa. The values found in the forefoot was 1,240 kpa for pressure peak and 220 kpa for mean pressure. Discussion. The highest pressure peaks were found in the forefoot, followed by the heel and finally in the midfoot. In relationship to mean pressure, percentage of heel support is 46.4 %, that of the midfoot 12 % and forefoot 41.6 %. No correlation was found between cadence and pressure values with the number of patients analyzed in this study, however, there was a significant and positive correlation of weight with the pressure values in all the regions. Key words: foot, pressure, baropodometry, in-shoe system, Biofoot, rehabilitation. Correspondencia: Alfonso Martínez Nova Centro Universitario de Plasencia Avda. Virgen del Puerto, Plasencia. Cáceres Correo electrónico: podoalf@unex.es Trabajo recibido el Aceptado el INTRODUCCIÓN La baropodometría es un método de exploración de las presiones plantares, generalmente mediante el uso de dispositivos electrónicos. La exploración baropodométrica permite conocer la distribución de presiones en la huella plantar y cuantificar la transmisión de cargas en Rehabilitación (Madr). 2007;41(4):
2 el pie 1-3. El conocimiento de las presiones en el pie normal permite comparar los valores de referencia con las presiones de sujetos con patología y comprender la fisiopatología de las alteraciones y deformidades del pie 4-6. De este modo también pueden comprobarse tratamientos efectuados, tanto ortésicos, como quirúrgicos o rehabilitadores El avance en la tecnología informática ha hecho posible el desarrollo de sistemas que permiten analizar las presiones plantares con el paciente calzado y que interfieren mínimamente en la deambulación normal. Existe una inconsistencia evidente en cuanto a los sistemas de medición (plataformas, plantillas instrumentadas, etc.) y en los valores obtenidos. La utilización de diferentes dispositivos de medición y metodologías impide que haya unos valores de referencia que se pueden emplear como universales. Además, diferentes factores pueden modificar los hallazgos de presiones plantares como la cadencia o calzado empleado, por lo que es necesario realizar estudios de investigación que controlen en la medida de lo posible estos factores. Conociendo los valores de normalidad, se pueden establecer unas referencias para comprender los procesos patológicos. Este estudio pretende determinar los valores de normalidad de las presiones plantares y evaluar si la cadencia de marcha y el peso de los sujetos influye en los valores y distribución. MATERIAL Y MÉTODOS Se plantea un estudio prospectivo, transversal y descriptivo para evaluar las presiones plantares en diferentes zonas del pie. Los sujetos incluidos en el estudio debían presentar un pie morfológica y funcionalmente normal. Se establece como pie normal aquel que no presenta alteraciones morfológicas o funcionales evidentes, que muestra una huella plantar normal y que no padece dolor en las condiciones de la vida diaria. Se excluyeron aquellos sujetos en los que no se pudo completar la grabación y aquellos que presentaron pies planos, valgos, cavos, con alteraciones en el antepié (hallux valgus, etc.), con queratopatías plantares, que llevaran tratamientos ortopodológicos o hubieran sido intervenidos quirúrgicamente o sufrido alteraciones importantes en el pie o extremidades inferiores (traumatismos, fracturas, etc.) en los 12 meses precedentes al estudio. La muestra inicial estaba formada por 50 personas (26 mujeres y 24 hombres), de los que se excluyeron 4 por presentar errores en la grabación de los datos o alguna patología en el pie. Las variables recogidas para el análisis fueron edad, sexo, peso, cadencia de marcha, tiempo de apoyo, pico de presión máxima y presión media. Los sujetos estudiados eran alumnos y profesores del Centro Universitario de Plasencia. La media de edad de los sujetos estudiados fue de 31 años (desviación estándar [DE] 9,93), con un rango de 18 a 55 años. El peso medio fue de 71,9 kg (DE 13,3), con un rango de 52 a 109 kg. Todos cumplían los requisitos y aceptaron voluntariamente formar parte de este estudio, firmando consentimiento informado. El estudio fue aprobado por la Comisión Ética del Centro de acuerdo con la declaración de Helsinki modificada (Edinbourgh). El estudio fue realizado durante los meses de febrero, marzo y abril de El equipo empleado fue el sistema BioFoot /IBV 11. Este sistema consta de dos plantillas de 0,7 mm de espesor, con 64 sensores piezoeléctricos cada una, que van unidas a dos amplificadores, que se conectan por cable a un módulo de transmisión que se coloca en la cintura del paciente. El módulo de transmisión envía los datos a un ordenador mediante telemetría digital. Los datos emitidos por las plantillas se visualizan en forma de mapas de presiones o numéricos, con diferentes formatos, gráficas y parámetros. Todas las mediciones se tomaron en un pasillo de 40 metros, en el mismo sentido de marcha. Todos los sujetos fueron analizados con el mismo tipo de calzado (zueco cerrado, sujeción con velcro). Se disponía de una talla para cada paciente (36-43). Para preservar la higiene se proporcionaron calzas de uso individual. Con el sujeto calzado y con la plantilla apropiada, se conectaba ésta al sistema y se ajustaba según instrucciones del fabricante. Una vez listo se instaba al sujeto a caminar durante un par de minutos, con el objeto de que se familiarizara con el sistema. Se comentaba al paciente que caminara a ritmo normal de paseo. Una vez habituado el sujeto a las condiciones de ensayo se realizaba el registro de datos a una frecuencia de muestreo de 100 mhz durante 6 segundos. Esta grabación permite la adquisición de 5 a 7 pasos de cada pie. Los datos que se emplearon para el análisis posterior fueron recogidos de todos los pasos de la grabación. Definición de las variables Cadencia de marcha Es el número de ciclos o pasos por unidad de tiempo. Se mide en pasos por minuto (ppm). En un individuo, cuando aumenta la cadencia se reduce la longitud del paso y se incrementa la velocidad. Tiempo de apoyo Es la duración total del contacto del pie con el suelo. Se expresa en segundos. Pico de presión máxima Máximo valor de presión obtenido en un único sensor de la zona analizada. La unidad de medida es el ki- 156 Rehabilitación (Madr). 2007;41(4):155-60
3 lopascal (1 kpa=1/98 kg/cm 2 ). Si se produce un movimiento brusco puede ofrecer valores muy altos, que no se corresponden con la marcha analizada. Presión media Valor que expresa la media de presión obtenida en todos los sensores de la zona analizada. Expresada en kpa. Este valor es más fiable, ya que recoge todos los valores de la zona analizada en todo el tiempo que dura la grabación y hace la media. Minimiza posibles alteraciones producidas por gestos bruscos. 1. El pie se dividió en 3 regiones anatómicas, retropié (talón), mediopié y antepié. Se calculó el promedio de los 5-7 pasos de cada paciente existentes en la grabación, para establecer un paso representativo de todos los ejercidos por el sujeto. Este paso promedio es el que se exportó a la base de datos. Los datos se analizaron con el programa informático SPSS 13.0 para Windows. 2. Las variables se analizaron de forma descriptiva, expresadas en forma de medias con sus respectivas DE. Para comprobar si los datos seguían una distribución normal se realizó la prueba de Kolmogorov-Smirnov. Dado que la distribución de los datos fue normal (p>0,05), se emplearon pruebas paramétricas (prueba t de Student para muestras relacionadas) para comparar las presiones entre el pie derecho y el pie izquierdo. Se realizó la prueba t de Student para muestras independientes para comparar las variables entre hombres y mujeres. Para averiguar si la cadencia de marcha y el peso influyen en los valores de las presiones plantares se realizó la prueba de correlación de Pearson. Se realizó análisis ANOVA (Post Hoc Bonferroni), para comprobar si las diferencias entre las medias de presión resultaban significativas. Se estableció un nivel de significación inferior a 0,05. RESULTADOS El número de sujetos válidos para el estudio fue de 46 (23 hombres y 23 mujeres), con una edad media de 30 años (DE 8,93), con un rango de 18 a 55 años y un peso medio de 70,7 kg (DE 12,3), con un rango de 52 a 109 kg. Los resultados se exponen con los 46 sujetos de la muestra final, excluyendo los valores de los sujetos que no cumplieron los criterios de inclusión. La cadencia de marcha fue de 105,6 (DE 8,4) ppm y la media del tiempo de contacto de los pasos fue de 0,81 segundos (DE 0,08). Con respecto a la distribución del pico máximo de presión y presión media, en el retropié se registraron 750 y 253 kpa, respectivamente. En el mediopié el pico de presión fue de 400 kpa y la presión media de 65 kpa. En el antepié los valores encontrados fueron de kpa para el pico de presión y de 220 kpa para la presión media (tabla 1). En relación a la presión media, el porcentaje total de apoyo fue el siguiente: el talón soportaba el 46,4 % de la presión total, el mediopié un 12 % y el antepié un 41,6 %. No se encontraron diferencias significativas entre las variables de presión del pie derecho e izquierdo (p> 0,05), como tampoco con respecto al sexo (p>0,05). La prueba de correlación de Pearson muestra que no existe correlación significativa entre la cadencia de marcha y las presiones plantares en ambos pies (p>0,05) (tabla 2). Sin embargo, la correlación de Pearson entre el peso y las presiones muestra una correlación significativa y positiva (tabla 3). El análisis de la varianza (ANOVA) muestra que con respecto al pico de presión máxima existen diferencias TABLA 1. Media (± desviación estándar) de los valores del pico de presión y presión media (n=46) Región Pico de presión máxima (kpa) Presión media (kpa) Retropié 750 (303,5) 253 (115) Mediopié 400 (223,1) 65 (43,4) Antepié (470,6) 220 (111) kpa: kilopascal (1 kpa=1/98 kg/cm 2 ). TABLA 2. Correlación cadencia-pico de presión máxima/presión media (n = 46) Significación Correlación máxima retropié D 0,983 0,003 máxima mediopié D 0,254 0,172 máxima antepié D 0,588 0,082 retropié D 0,154 0,021 mediopié D 0,379 0,173 antepié D 0,164 0,209 máxima retropié I 0,472 0,109 máxima mediopié I 0,259 0,170 máxima antepié I 0,242 0,176 retropié I 0,415 0,123 mediopié I 0,370 0,135 antepié I 0,398 0,128 D: derecho; I: izquierdo. Rehabilitación (Madr). 2007;41(4):
4 TABLA 3. Correlación peso-pico de presión máxima/presión media (n=46) significativas (p = 0,001) entre todas las zonas. La ANO- VA de la variable presión media muestra que existen diferencias entre retropié-mediopié y entre mediopié-antepié (p=0,001), pero no así entre retropié y antepié (p=0,257). DISCUSIÓN Significación Correlación retropié D 0,000 0,660 mediopié D 0,000 0,714 antepié D 0,031 0,319 Peso-presión media retropié D 0,021 0,340 Peso-presión media mediopié D 0,000 0,692 Peso-presión media antepié D 0,016 0,354 retropié I 0,000 0,536 mediopié I 0,000 0,755 antepié I 0,001 0,492 Peso-presión media retropié I 0,009 0,388 Peso-presión media mediopié I 0,000 0,696 Peso-presión media antepié I 0,001 0,467 D: derecho; I: izquierdo. En relación a los resultados obtenidos, diferentes factores pueden influir en los valores de presión o su distribución entre los diferentes puntos de la superficie plantar 12. Hennig et al 13 concluyeron que los posibles cambios en las presiones plantares estarían determinados por la utilización en niñas o mujeres de un calzado menos fisiológico y por un menor peso. En el presente estudio se controló el factor calzado, para igualar a los sujetos y eliminar las posibles diferencias entre sexos. La edad no influye directamente en las presiones plantares, con la excepción de la infancia y la tercera edad 3,14. Otro factor intrínseco que podría influir en los resultados es la alteración de la huella plantar 15,16. Este factor tampoco influyó en nuestros resultados, ya que se excluyeron los sujetos con huella plantar patológica. Los factores extrínsecos que pueden influir en las presiones plantares son la superficie de apoyo y el calzado. Mohamed et al 17 establecieron que existen diferencias cuando se camina descalzo sobre diferentes terrenos, pero que éstas se difuminan cuando el sujeto lleva zapatos o deportivas. En cuanto al calzado, la forma, altura de tacón o capacidad de amortiguación pueden influir en la variabilidad y distribución de las presiones plantares 18,19. En nuestro estudio se obvió la variable de la superficie y del calzado, ya que se estudió a los sujetos con el mismo tipo de zapato y sobre el mismo terreno. Dos factores que pueden influir en los resultados son la cadencia de marcha y el peso. El factor peso, tal y como concluyen Birtane y Tuna 20 comporta un aumento significativo en los valores de la presión en el antepié. En nuestro estudio los valores del pico de presión máxima y presión media tienen una correlación significativa y positiva con la variable peso. Es un resultado esperable, ya que los sujetos con peso más elevado realizan una fuerza superior en la misma superficie, por lo que la presión aumenta. La cadencia de marcha puede tener una relación directa con las variables de presión plantar. Zhu et al 21 demostraron, en un estudio realizado a cadencias bajas de ppm, medias de ppm y altas de ppm, que el incremento de cadencia de la marcha reducía el tiempo de contacto de ambos pies, mientras que los picos de presión se incrementan en todas las áreas analizadas. En nuestro estudio, el aumento de cadencia reducía el tiempo de apoyo, sin embargo, los valores de presión plantar no se vieron modificados. Esto fue debido a que los sujetos caminaron a una cadencia media de 105,6 ppm (rango 84,5-121,5), lo que coincide con un ritmo de cadencia media. Este hallazgo es clínicamente relevante, ya que los valores normales de presión se deben establecer para diferentes cadencias y velocidades de marcha. Los sistemas de plantillas instrumentadas son probablemente el sistema de elección cuando se precise una mayor precisión y repetibilidad 22. Para lograr este nivel de fiabilidad es necesario emplear la media de múltiples pasos. Los resultados de tiempo de apoyo obtenidos difieren a los consultados en la bibliografía. Michaud 23 establece que el tiempo de apoyo de cada pie con el suelo es de 0,6 segundos. En el presente estudio el valor obtenido fue de 0,81 segundos. Esta diferencia en el valor puede deberse a que los 0,6 segundos están establecidos como valor de referencia a una cadencia de 120 ppm. A una velocidad de marcha más alta, el tiempo de contacto del pie con el suelo se ve acortado. La cadencia de marcha establecida por Michaud 23 corresponde a un ritmo alto en la escala de Zhu et al 21, por lo que resulta más fiable el valor de 0,81 segundos, establecido a un ritmo de marcha medio. En relación a las presiones plantares, existe un acuerdo general sobre que la mayor parte de la carga es soportada por el talón y la región de las cabezas de los metatarsianos. Sin embargo, las proporciones entre éstas como porcentaje de la carga total, la distribución de cargas dentro del antepié y la contribución del mediopié y de los dedos en el soporte de carga no están del todo claras. Clásicamente se ha sugerido que el reparto de cargas es equitativo entre talón y antepié 24. Otros 158 Rehabilitación (Madr). 2007;41(4):155-60
5 autores encontraron una proporción de 5 partes para el retropié y 3 partes para el antepié 25. Estudios más actuales revelan otros resultados más precisos. Arvikar y Seireg 26, registrando las cargas sobre las cabezas de los metatarsianos y el talón, calcularon el centro de cargas sobre el antepié cercano al tercer metatarsiano, sugiriendo por tanto una estructura convexa de esta zona. La comparación de los hallazgos de nuestro estudio con los valores existentes señala algunas diferencias. Así, en el estudio realizado por Hosein y Lord 27 utilizando un sistema de medición con sensores integrados dentro del calzado en una muestra de sujetos sin patología en el pie, encontraron un pico de presión máxima de 228 kpa localizado en el antepié. Este estudio fue realizado con un sistema que contaba únicamente con tres sensores, por lo que no fueron registradas las presiones en mediopié. Es necesario un número adecuado de sensores por zona, para que los valores puedan ser fiables y precisos. Bryant et al 1,28,29 realizaron estudios sobre pies normales. Analizaron los picos de presión, encontrando que los picos de presión máximos correspondían al antepié, concretamente al área del primer dedo y la segunda cabeza metatarsiana. Así pues, el valor de presión media del retropié fue de 34,96 N/cm 2, en el antepié de 30,8 N/cm 2 y el del mediopié de 7,32 N/cm 2. El retropié soporta el 51 % de la presión media, el antepié el 37 % y el mediopié el 12 %. Estos estudios estaban realizados con la plataforma de presiones EMED-SF, que analiza a los sujetos descalzos. En condiciones normales la marcha humana se realiza calzado, por lo que son más fiables los sistemas de plantillas instrumentadas. Putti et al 30, en un estudio con el sistema Pedar de plantillas instrumentadas, encontraron valores similares a los de Bryant et al 1,28,29. El pico máximo de presión correspondió al talón (264,3 kpa), seguido por el antepié (203 kpa) y por último el mediopié (109,0 kpa). En este estudio también analizaron a los sujetos con el mismo tipo de calzado para eliminar las posibles alteraciones que pudiera provocar el análisis con calzados diferentes. Los valores y porcentajes obtenidos en nuestro estudio varían con respecto a los valores obtenidos por Bryant 1 y Putti 30. Así, encontramos valores y porcentajes similares entre el retropié y el antepié, con un apoyo menor en la zona del mediopié. Sin embargo, Bryant 1 y Putti 30 otorgaron una mayor presión a la zona del retropié, con una mayor participación del mediopié y un apoyo del antepié en torno al 36 %. Un estudio de González et al 31, con el sistema Biofoot, revela que valores de presión media por encima de 450 kpa en el antepié pueden ser indicativos de molestia y dolor. En el presente estudio los valores de presión media encontrados giraron en torno a los 250 kpa, lo que confirma la condición de normalidad de los sujetos estudiados. El presente estudio aporta unos valores fiables y representativos para las mediciones de presión plantar realizadas con plantillas instrumentadas. Con estos valores se establece una referencia para comparar presiones en condiciones patológicas. Un hallazgo de presiones aumentadas en el talón puede indicar la presencia de fascitis o espolones calcáneos. Si en el mediopié se encuentran presiones aumentadas puede sospecharse de pies planos, mientras que una reducción indicará la presencia de un pie cavo. Con respecto al antepié, presiones por encima de los valores normales pueden revelar una metatarsalgia. El estudio baropodométrico con el sistema Biofoot permitirá comparar las presiones antes y después de tratamientos ortésicos, rehabilitadores, quirúrgicos, etc., y comprobar así su eficacia. Martínez Assucena et al 32 obtuvieron resultados positivos tras la aplicación de ortesis de descarga retrocapitales y la aplicación de toxina botulínica en pacientes con hemiplejías. Concluyeron que los análisis baropodométricos con plantillas instrumentadas en estos casos aportaron datos cuantitativos de utilidad clínica en la valoración funcional de la marcha, el dolor y la prevención de úlceras neuropáticas y diabéticas. Este estudio presenta una serie de limitaciones, pues se ha realizado a un ritmo de cadencia libre, con un rango entre 84,5 y 121,5 ppm. Sería conveniente realizar estudios a diferentes cadencias o velocidades, para comprobar cómo afectan a los valores de presión y a la distribución de las presiones. Por otro lado, se ha estudiado a todos los pacientes con el mismo calzado, con el ánimo de igualar las condiciones. Esto también puede modificar las presiones, ya que con el cambio de calzado se puede alterar la marcha propia del paciente. Se abren diferentes vías de investigación, como el estudio de las presiones a cadencias y velocidades determinadas, el estudio con diferentes calzados, el estudio de las presiones en las principales patologías del pie, etc. También puede ser interesante la comparación de las presiones obtenidas con plantillas instrumentadas con diferentes dispositivos, como las plataformas de presión. De esta forma se podrán establecer parámetros de normalidad en diferentes condiciones y compararlos así con valores patológicos. CONCLUSIONES Con respecto a la distribución del pico máximo de presión, el valor más alto se encontró en el antepié. El segundo pico de presión se localizó en el retropié y la zona que menos presión registró fue la del mediopié. En cuanto a la presión media registrada por estas zonas la distribución fue variable. Las presiones medias normales en el retropié se situaron en 253 kpa, con un porcentaje de apoyo del 46,4 %. El mediopié soportaba una presión media de 65 kpa, con el 12 % de apoyo, y en el antepié registró un valor de 220 kpa, con un apoyo del 41,6 %. Se reveló una participación similar en los apoyos y valores de presiones entre el retropié y el antepié, siendo menor en el mediopié. El aumento de la Rehabilitación (Madr). 2007;41(4):
6 cadencia de marcha, en el rango analizado, no influyó en los valores de presión plantar, aunque el peso aumentó las presiones plantares en todas las zonas analizadas. Los autores declaran que no existe conflicto de intereses BIBLIOGRAFÍA 1. Bryant A, Tinley P, Singer K. Normal values of plantar pressure measurements determined using the EMED-SF system. J Am Podiatr Med Assoc. 2000;90: Hessert MJ, Vyas M, Leach J, Hu K, Lipsitz LA, Novak V. Foot pressure distribution during walking in young and old adults. BMC Geriatr. 2005;5:8. 3. Stebbins JA, Harrington ME, Giacomozzi C, Thompson N, Zavatsky A, Theologis TN. Assessment of sub-division of plantar pressure measurement in children. Gait Posture. 2005;22: Becker HP, Rosenbaum D, Claes L, Gerngro H. Measurement of plantar pressure distribution during gait for diagnosis of functional lateral ankle instability. Clin Biomech (Bristol, Avon). 1997;12:S Booya F, Bandarian F, Larijani B, Pajouhi M, Nooraei M, Lotfi J. 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