Resumen.—Objetivo. Aportar información sobre la utili-dad de las plantillas instrumentadas en la práctica clínica.
La estrategia de trabajo ha consistido en la descripción de: Tipos de sistemas de valoración de presiones plantares cono-cidos; sistema de plantillas instrumentadas; características que debería tener el sistema de plantillas instrumentadas; venta-jas e inconvenientes de este tipo de instrumentación funcio-nal; qué parámetros son de interés, comunicando que el de mayor utilización clínica es el de presiones máximas; áreas to-pográficas consideradas de mayor interés biomecánico, en cuanto a correlacionarlo con la exploración clínica; presio-nes plantares como reflejo de la forma de apoyo plantígrado, durante la marcha; para ello, se ha revisado la bibliografía circulante sobre sistemas de plantillas instrumentadas y sobre patología y cuadros sindrómicos que afecten a la forma de apoyar durante la marcha. Se ha incluido información perso-nal empírica.
Resultados. Aplicabilidad de las plantillas instrumentadas en la práctica clínica; descripción de un caso clínico, previa iden-tificación de un caso control.
Conclusiones. Las plantillas instrumentadas aportan datos cuantitativos de utilidad clínica en la valoración funcional de la marcha, el dolor plantar, la prescripción y la validación ortési-ca de los miembros inferiores, tanto en patología de aparato locomotor (traumática o no) como neurológica, la preven-ción de úlceras en neuropatías, relevante en la diabética, por impacto de lesiones, y control evolutivo.
Palabras clave: Plantillas instrumentadas. Presión
plantar. Pie. Marcha. Neuropatía. Asesoramiento.
INSTRUMENTED INSOLES: CLINICAL UTILITY Summary.—Objective. The aim of this study is to pro-vide information of how plantar pressure measurement
through instrumented insoles can be recommended in clini-cal practice.
Methods. A literature search was conducted to retrieve clinical trials investigating types of plantar pressure measure-ments; instrumented insoles as an in shoe data collection method; system specifications that instrumented insoles should have; advantages and disadvantages of this measure-ment system; common variables of interest, mainly peak pressure; foot topographic areas and the relationship be-tween biomechanics and clinics features ; plantar pressures reflecting plantar support during gait. Personal experience is included.
Results. Studies demonstrated a significant clinical applica-tion of plantar pressure assessment; we describe the results of a clinical case and those in a control case
Conclusions. Instrumented insoles are quantitative data tools for functional assessment during gait and therefore are recommended in clinical practice. They are useful assessing plantar pain, lower limb orthotic prescriptions and his effec-tiveness. Support exits for the interest of the instrumented insoles in the functional evaluation and evolutive control of musculoskeletal and neurologic diseases and plantar surface ulceration prevention in neuropathies.
Key words: Instrumented insoles. Plantar pressure.
Foot. Gait. Neuropathy. Assessment.
INTRODUCCIÓN
El examen del apoyo plantar estático se basa en la observación de las huellas plantares. En bipedestación, la carga se limita al peso corporal y se reparte entre los dos pies. La resultante de la ecuación fuerza/super-ficie de apoyo (o presión) es relativamente constante. Durante la marcha, esa resultante es variable, depen-diendo de si el apoyo es monopodal o si se ejerce en un segmento del pie, como durante la fase de despegue, en el antepié.
La baropodometría permite cuantificar esta presión durante la marcha y profundizar en la forma como se TÉCNICAS INSTRUMENTALES DE DIAGNÓSTICO Y EVALUACIÓN EN REHABILITACIÓN
Plantillas instrumentadas. Utilidad clínica
A. MARTÍNEZ ASSUCENAa, J. PRADAS SILVESTREb, M.D. SÁNCHEZ RUIZay M.F. PEYDRO DE MOYAc
aHospital de Requena. bUnión de Mutuas. Villarreal. cInstituto de Biomecánica. Valencia.
Correspondencia:
Amparo Martínez-Assucena Servicio de Rehabilitación Hospital de Requena Paraje Casa Blanca, s/n 46340 Requena. Valencia
desarrolla la misma, así como en sus mecanismos de compensación y en las alteraciones funcionales conse-cuentes a la patología que la altera.
Se aborda este capítulo con un resumen de distintas técnicas de evaluación de presiones plantares, para pa-sar a continuación a describir un sistema de plantillas instrumentadas y su interés clínico, desde la perspecti-va de una revisión bibliográfica.
OBJETIVO
Aportar información sobre la utilidad de las plantillas instrumentadas en la práctica clínica. Para ello, se ha re-visado la bibliografía circulante sobre la aplicación de esta instrumentación funcional en diversas patologías de aparato locomotor y neurológicas.
ESTRATEGIA DE BÚSQUEDA
La estrategia de búsqueda se ha basado en la utiliza-ción de descriptores relacionados con el tema. Se han empleado los siguientes descriptores: presión plantar, pie, marcha, neuropatía, dolor plantar y asesoramien-to, además de distintas patologías de aparato locomo-tor y neurológicas. La base de datos ha sido Medline. El período de tiempo consultado han sido los últimos 5 años.
Además, hemos utilizado bibliografía citada en las pu-blicaciones que hemos hallado pertinentes sobre el tema por revisar, lo que ha supuesto ampliar el perío-do de tiempo.
También hemos recurrido a publicaciones y comuni-caciones de autores considerados relevantes en el área de la biomecánica y de las distintas patologías consulta-das.
La restricción en la selección de las publicaciones ha sido la pertinencia del contenido del abstract.
Como consecuencia, hemos obtenido los distintos tipos de documentos: artículos de revista, capítulos de libros, documentos de consenso de expertos y comu-nicaciones en reuniones científicas. Estas publicaciones hacen referencia a estudios de cohortes o casos con-trol, preferiblemente multicéntricos; estudios
descrip-Estáticas
Pedigrafía
Imagen de huella plantar, obtenida tras impregnar la superficie plantar con una sustancia grasa y de color e imprimir esa huella sobre una hoja de papel.
Fotopodograma
La misma técnica, pero sobre papel fotográfico.
Podoscopio
Sistema óptico constituido por superficie transpa-rente sobre la cual se apoyan los pies del sujeto. La ima-gen de la huella plantar se aprecia a través de la otra cara de la superficie transparente o mediante sistema de espejos iluminados.
Cinéticas
Sistemas de medida de la carga entre el calzado y el suelo
1. Zapatos instrumentados, que emplean transduc-tores y células de carga dentro o sobre la suela de los zapatos.
2. Zapatos con placa metálica instrumentada con galgas y adherida a la suela.
3. Zapatos con múltiples células de fuerza en la sue-la de los zapatos.
Sistemas de medida de la carga entre el pie y el suelo
1. Técnicas de impresión de tinta. Se basan en la de-formación de elementos flexibles que protruyen de la parte inferior de una matriz sobre la que el sujeto camina. 2. Técnicas ópticas, mediante barógrafos. El material sobre el que apoya el pie es deformable y, sometido a presión, determina unas imágenes que se originan por el material fluido que se halla entre las prominencias del material deformable y el cristal que subyace material
fo-c) Transductores piezoeléctricos. d) Transductores resistivos.
e) Transductores magnetorresistivos.
2. Plantillas instrumentadas:
a) Plantillas que incorporan sensores
piezoeléctri-cos.
DESCRIPCIÓN DEL SISTEMA DE PLANTILLAS INSTRUMENTADAS
Las plantillas instrumentadas son un mecanismo de valoración funcional de tobillo y pie durante la marcha1, de tipo cuantitativo y cinético, que registran cargas en-tre el pie y el calzado y utilizan transductores discretos fijos sobre la base de una plantilla2-4.
Deben constar de: 1. Sistema de captación:
a) Captadores de presiones (plantillas), con un
nú-mero tal de sensores discretos del tipo piezoeléctrico, que permita un mapeado según el descrito más ade-lante.
b) La plantilla, como soporte de transductores,
debe tener la flexibilidad necesaria que permita al suje-to caminar con la plantilla, con comodidad y que ésta no sufra roturas, lo que supone una mayor durabilidad de la plantilla, en torno 5.000 pasos de media por plan-tilla.
c) La conexión externa de la plantilla debe tener
du-rabilidad de al menos 5.000 pasos de media (siempre y cuando los registros se realicen correctamente) y faci-lidad de manejo.
2. Sistema de acondicionamiento de señales. Com-puesto por amplificadores de la carga generada en el transductor, que pueda convertirse en una tensión.
3. Sistema de adquisición de datos alojado en un ordenador personal. Software específico para el ma-nejo del instrumento que permita el acceso del usua-rio a parámetros de interés y que se describen más adelante.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS QUE DEBE CUMPLIR UN SISTEMA DE PLANTILLAS INSTRUMENTADAS
Para que un sistema de medición de presiones plan-tares sea útil, debe cumplir una serie de requisitos, en cuanto a: resolución, frecuencia de muestreo, fiabilidad y calibración.
Resolución
La resolución vendrá definida por el tamaño de los sensores, su número y la distancia intersensor. Si los sen-sores son pequeños, se podrá distribuir un gran número en toda la plantilla. Para sensores circulares, de diáme-tro de 5 mm, no debería haber menos de 50-55 senso-res por plantilla.
El tamaño debe ser reducido, ya que el resultado de una fuerza vertical aplicada sobre una superficie varía según el tamaño de esa superficie. A menor tamaño, mayor presión por zona detectada y, por lo tanto, ma-yor sensibilidad.
El espesor del sensor no debe exceder de 0,5 mm y la relación espesor-diámetro debe ser aproximadamen-te 1:105.
Frecuencia de muestreo
Es el número de muestras recogidas por segundo por cada sensor. Su unidad de medida es el hertzio (Hz, ciclos por segundo). La frecuencia de muestreo debe estar entre 45 y 100 Hz durante la marcha y en 200, para carrera1.
Fiabilidad
El número de pasos que se deben realizar oscila en-tre 3 y 5, en cada sesión de medida1.
La fiabilidad no supone necesariamente el 100 % de repetibilidad de pisadas, de cada sujeto con el mismo sistema de medición, pero las medidas no deben dife-rir más del 5-7 % entre una medición y otra, dentro de la misma sesión.
Calibración
El sistema de calibración sirve para saber si una de-terminada medida es correcta.
Los parámetros que determinan una adecuada cali-bración son una buena linealidad, muy baja histéresis y alta respuesta dinámica6.
PARÁMETROS DE INTERÉS 1. Variables principales: – Fuerza máxima (Newton)7.
– Presión máxima (Newton/cm2o kilopascales [kPa]). Esta es la que más se utiliza en la práctica clínica.
– Superficie de apoyo (cm2). – Duración del apoyo (ms)7. 2. Variables complementarias:
– Integral fuerza-tiempo o impulso (Newton/s). Permi-te conocer la cantidad total de carga en diferenPermi-tes zonas. – Duración de apoyo, en porcentaje de la duración total de apoyo.
– Inicio de apoyo. – Final del apoyo.
– Instante en que la fuerza es máxima. – Baricentro8.
ÁREAS TOPOGRÁFICAS DE INTERÉS
El estudio de los parámetros antes reseñados se rea-liza sobre diferentes zonas de apoyo del pie.
El mapeado del pie, en este sentido, difiere según autores, pero se estima que determinadas zonas del pie son de interés, como las cabezas de los metatarsianos, diferenciando, al menos la primera; los dedos, distin-guiendo entre el primero y los demás; así como medio-pié y talón, que determinados autores todavía subdivi-den en apoyo retrocapital, mediopié interno y mediopié externo, en cuanto a mediopié; y talón interno, centro y externo, para el talón7,9,10.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LOS SISTEMAS DE PLANTILLAS INSTRUMENTADAS
Ventajas sobre otros sistemas de medición de presiones plantares
Disponen de información sobre la distribución de pre-siones plantares, en la interfaz pie-suelo. Aportan informa-ción de interés intrasujeto, de utilidad en control evolutivo tras aplicación de tratamiento ortésico o de otro tipo.
El sistema de plantillas instrumentado no introduce el sesgo de la forma de apoyar derivado de que el sujeto
acierte la pisada en la plataforma, ya que los sensores
están implantados en el sistema que el usuario traslada
PRESIÓN PLANTAR
Y CORRELACIÓN CLÍNICA
Las presiones plantares son reflejo de la forma de apoyo plantígrado durante la marcha. El modo de apo-yo depende de las características estructurales y fun-cionales del pie10y de las otras articulaciones de la ex-tremidad11.
Asimismo, la postura, la dismetría en extremidades y la patología podológica introducen cambios tanto en la forma en que se distribuyen las presiones plantares12 como en la intensidad de esas presiones.
Las lesiones de neurona motora superior y su reper-cusión en el patrón de marcha también se reflejan en los patrones de distribución de presiones, tanto en ex-tremidades afectadas como en no afectadas13-15.
Las neuropatías y polineuropatías y las alteraciones en la sensibilidad profunda, asociadas o no a éstas, con-dicionan formas de apoyo plantar y su traducción en presiones plantares16-22.
Las fracturas y traumatismos de partes blandas ge-neran asimismo patrones de presiones diferentes a los de los controles23.
APLICACIÓN EN LA CLÍNICA
Los cambios en las presiones plantares, tanto en patrones de distribución como en intensidad de pre-sión, se relacionan con determinados cuadros semio-lógicos:
1. Dolor en superficie de apoyo plantar, indepen-dientemente de la patología que lo condicione.
2. Prescripción y validación ortésica de tobillo-pie12,24-28.
3. Patología del apoyo plantar, aunque no condicio-nen dolor, y dentro de éstas, neuroangiopatía diabética y neuropatía sensitiva, motora o del sistema nervioso vegetativo, y que pueden desarrollar úlceras en super-ficie de apoyo plantar29-30. Tiene en estos casos, un va-lor preventivo, en cuanto a introducir elementos que disminuyan las zonas con excesiva presión.
nes, tiempo de apoyo, superficie de apoyo o presiones máximas, podremos inferir que hay alteración en el apoyo plantar durante la marcha.
La exploración clínica del pie, mediante métodos cualitativos tradicionales aportará información sobre la estructura del pie o del pie y el tobillo: datos antropo-métricos, balance articular de pie y/o de tobillo, radio-grafías en carga de los pies y/o de tobillos, anteroposte-rior y lateral10. Esta información se complementa con otros datos de la exploración clínica, como el análisis
de callosidades, úlceras o cualquier tipo de lesión en su-perficie de apoyo plantar. Valoraremos alteraciones en la alineación de extremidades, dismetrías, deformida-des. Y naturalmente, la localización del dolor por par-te del sujeto12. Además, debemos disponer de infor-mación sobre patología que presente el paciente.
Si disponemos de información sobre la funcionali-dad dinámica del pie, nuestro conocimiento sobre el problema del sujeto y la forma de resolverlo o mejorar su estado será más global.
Fig. 2.—Registro de metatarsalgia izquierda en paciente con he-miplejía izquierda. Limitación en la dorsiflexión activa de tobillo izquierdo, dedos en garra, Babinsky, escaso apoyo de talón iz-quierdo. Marcha no antálgica. Presión máxima en pie izquierdo
(en kPa): retropié, 472,8; mediopié, 173,4; antepié, 1.731,2.
Fig. 4.—La misma paciente, tras infiltración con toxina botulínica en el flexor común de dedos y extensor del hallux, al cabo de un mes de la infiltración, y tratamiento fisioterápico. Se usan las mis-mas ortesis. Presión máxima en pie izquierdo (en kPa): retropié,
189,8; mediopié, 80,1; antepié, 821,2. Fig. 1.—Registro de presiones de pies no álgicos (persona
con-trol). Presión máxima en pie derecho (en kPa): retropié, 522,1; mediopié, 382,3; antepié, 464,7. Presión máxima en pie izquier-do (en kPa): retropié, 583,7; mediopié, 210,2; antepié, 669,6.
kPa: kilopascales.
Fig. 3.—La misma paciente tras aplicación de ortesis de descarga retrocapital izquierda y ortesis sin descarga derecha. Presión má-xima en pie izquierdo (en kPa): retropié, 100,1; mediopié, 67,7;
Si la marcha no es antálgica, es decir, si apoya so-bre la zona dolorosa, la coincidencia de zona álgica y la zona con presiones máximas, facilita la prescripción de ortesis de descarga. El hecho de que el técnico orto-pédico disponga de registro de presiones plantares a escala natural facilita la confección adecuada de esas ortesis12.
El conocimiento de presiones plantares se ha mos-trado de utilidad en la prescripción de ortesis de tobi-llo-pie, en niños con diplejía espástica27, en adultos con hemiplejía24; en valoración de ortesis de descarga en sujetos sanos23,28; en un mejor conocimiento de las modificaciones que el calzado introduce en el apoyo plantar23,31-33.
Úlceras
En cuanto a la presentación de úlceras en superficie plantar de pacientes diabéticos o afectados de neuro-patías o polineuroneuro-patías sensitivomotoras, se ha apre-ciado la coincidencia de zonas ulceradas con zonas de presiones máximas elevadas16,17,29,34, así como cambios en el patrón de distribución de presiones35y duración del tiempo de apoyo36.
Las características estructurales de los pies diabéti-cos están condicionadas, en gran parte, por la altera-ción de la sensibilidad, derivada de neuropatía, y condi-cionan zonas de hiperpresión plantar19.
La presencia de neuropatía es, por lo tanto, en par-te responsable por los cambios en patrones de distri-bución de presión e incremento de la duración del tiempo de apoyo36.
En aquellos pacientes diabéticos con alteración de la sensibilidad, la determinación de presiones planta-res es un elemento predictivo valioso, en cuanto a la posibilidad de desarrollar úlceras en superficie de apoyo plantar20. Esto permite adoptar medidas pre-ventivas.
CASOS PRÁCTICOS
Los casos prácticos se encuentran representados en las figuras 1 a 4.
que presentan neuropatías o polineuropatías de otra etiología.
La utilización de las plantillas instrumentadas se en-tiende como una exploración complementaria, coadyu-vante de la exploración clínica, a la cual no suple. Los resultados de esta exploración reflejan la forma de apo-yo del paciente durante la marcha y permiten evaluar resultados terapéuticos y su evolución.
La elección del sistema de medición de plantillas ins-trumentadas es importante en cuanto a la fiabilidad de los resultados.
La disponibilidad de sistemas de cuantificación de re-sultados y de análisis funcional es algo que hay que te-ner presente en la práctica clínica de servicios que atiendan a población con patología del apoyo de pie o de pie-tobillo, durante la marcha.
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