Vliv valgozity paty na pohyb nohy při chůzi u dětí ve věku 3 až 8 let

Súhrn

Optimální funkce nohy je velice důležitá pro posturální stabilitu a lokomoci. Příčinou funkčních abnormalit v určitých oblastech nohy může být také valgozita paty. Cílem studie bylo určit vliv valgozity paty na rozsah pohybu vybraných segmentů nohy při chůzi u dětí ve věku 3 až 8 let. Byly porovnávány tři skupiny dětí: jednostranně valgózní (n = 12; věk 5,8 ± 1,6 let), oboustranně valgózní (n = 8; věk 5,4 ± 1,4 let) a kontrolní (n = 7; věk 4,9 ± 1,5 let). Úhel statické valgozity paty byl definován jako odchylka osy paty od vertikály. U každého dítěte bylo hodnoceno 5 vybraných záznamů chůze pomocí optoelektronického systému Vicon MX (6 infračervených kamer, frekvence 200 Hz). Výsledky ukázaly, že valgozita paty významně snižuje rozsah pohybu zadonoží ve frontální rovině a projevuje se různými kompenzačními mechanismy v závislosti na sledované skupině dětí.

KLÍČOVÁ SLOVA:
pohyb zadonoží, pohyb předonoží, kinematická analýza, biomechanika

Úvod

Funkci nohy významně ovlivňuje vztah mezi okamžitým postavením v subtalárním kloubu (skloubení talu a kalkanea tvořící zadonoží) a rozsahem pohybu v Chopartově kloubu (funkční spojení mezi zadonožím a středonožím). Význam Chopartova kloubu spočívá v tom, že umožňuje předonoží udržet plný kontakt s podložkou při supinaci nebo pronaci zadonoží. Tyto pohyby jsou prostřednictvím pantového mechanismu subtalárního kloubu sdruženy  s vnější nebo vnitřní rotací bérce [1–3].

Valgózní postavení paty je u dětí často spojováno s flexibilním plochonožím (pes planovalgus), které je zpravidla označováno jako běžný problém, s nímž se lékaři setkávají v ambulantní ortopedické praxi [4–6]. Za hlavní příčinu vzniku valgozity paty se považuje laxicita vazů, která je pro období růstu charakteristická [7]. Největší valgozita paty se vyskytuje mezi 2. a 3. rokem věku dítěte a za normu je považována hodnota do 15° [7]. Kolem 6. roku věku dochází ke zmenšení velikosti valgozity paty, která nabývá hodnoty dané pro období dospělosti, kde je uváděn „normální“ rozsah do 5° [8]. Dalším z významných faktorů, který se může podílet na vzniku deformity nohy, je obezita [9]. Vzhledem k tomu, že se obezita stává chronickým onemocněním, které je považováno za jeden nejzávažnějších zdravotních problémů současnosti, je třeba posuzovat deformitu nohy a její rozvoj i v tomto kontextu [10, 11]. Při posouzení míry valgozity je proto potřeba zohlednit vážnost daného stavu a možnost případné kompenzace s rostoucím věkem dítěte.

Lin [12] ve své studii upozorňuje na to, že valgozita v oblasti zadonoží u ploché nohy není pouze problémem postavení určitých segmentů hlezenního kloubu a nohy při statickém zatížení. Za vážnější označuje následné funkční abnormality při dynamickém zatížení v podobě změn úhlového postavení a mechanického přetěžování určitých oblastí nohy a dolní končetiny. K tomuto závěru došly i jiné studie, které se zaměřily na hodnocení vlivu flexibilní ploché nohy u dětí na pohyb dolních končetin [13, 14] nebo jednotlivých segmentů nohy [15–17].

Ke kvantitativnímu hodnocení pohybu v základních anatomických rovinách se využívá 3D kinematická analýza. Pro 3D analýzu chůze je nejčastěji využívána analýza pohybu dolních končetin (noha, bérec, stehno) a pánve, kdy je každý segment považován za samostatný rigidní element [16]. Tento způsob hodnocení je vhodný ke sledování pohybových abnormalit v proximální části dolní končetiny. Valgozita zadonoží však výrazně ovlivňuje také pohyb v hlezenním, subtalárním a Chopartově kloubu, což má významný vliv jak na distální, tak proximální segmenty nohy. Při studiu vlivu valgozity paty na pohyb v jednotlivých kloubech nohy je tedy nutné použít některého „multi-segmentálního“ modelu nohy (Oxford, Milwaukee nebo Heidelberg), který umožní přesnější hodnocení pohybu jednotlivých částí nohy během chůze [15, 18, 19].

3D kinematická analýza chůze s využitím „multi-segmentálního“ modelu nohy nám poskytne lepší pochopení průběhu pohybu jednotlivých částí nohy u dětí s valgózním postavením paty. Na základě této analýzy lze nalézt možné rizikové faktory, které mají klíčový vliv na vývoj a zatížení nohy.

Cíl studie

Cílem této studie bylo určit vliv valgozity v oblasti zadonoží na rozsah pohybu vybraných segmentů nohy při chůzi u dětí ve věku 3 až 8 let.

Metodika

Výzkumný soubor

Design výzkumu byl schválen etickou komisí Fakulty tělesné kultury Univerzity Palackého v Olomouci. Se souhlasem zákonného zástupce každého dítěte se do studie zapojilo 27 dětí, které byly rozděleny podle výskytu statické valgozity paty na skupiny:

• jednostranná valgozita paty (n = 12; věk 5,8 ± 1,6 let; výška 116,9 ± 11,3 cm; hmotnost 21,4 ± 3,9 kg),
• oboustranná valgozita paty (n = 8; věk 5,4 ± 1,4 let; výška 113,4 ± 13,5 cm; hmotnost 22,7 ± 8,1 kg),
• kontrolní bez valgozity paty (n = 7; věk 4,9 ± 1,5 let; výška 109,6 ± 8,3 cm; hmotnost 19,2 ± 3,4 kg).

Děti s neurologickým nebo traumatickým poškozením a s vrozenými vývojovými vadami nebyly do studie zahrnuty. Všechny děti byly vybrány ze dvou mateřských škol a jedné základní školy ve Frýdku-Místku.

Přístrojové vybavení

K získání základních kinematických parametrů chůze byl použit optoelektronický systém Vicon MX (Vicon Motion Systems, Oxford, Velká Británie). Reflexními značkami ve tvaru koule o průměru 14 mm byly označeny referenční body na těle dětí a pomocí šesti infračervených kamer (typ T10, frekvence snímání 200 Hz při plném rozlišení 1000 x 1000 pixelů) byla zaznamenána chůze.

Postup měření

Před začátkem měření zákonní zástupci jednotlivých dětí vyplnili informovaný souhlas a doplnili údaje o aktuálním zdravotním stavu dítěte. Poté byla provedena antropometrická měření analyzovaného subjektu: hmotnost, tělesná výška, šířka kotníků a kolen.

Každému měřenému jedinci byla v poloze vleže na břiše lihovým fixem naznačena osa paty (spojnice bodů v polovině horního a spodního okraje kalkanea). Při statickém zatížení (stoj) byla pomocí goniometru změřena odchylka této osy od vertikály (obr. 1A).

Na základě studie Mooney & Campbell [8] byla odchylka paty větší než 5° považována za valgózní. U všech dětí s valgozitou paty byl dále využit Jack test (obr. 1B), kterým se ověřovalo, zda se jedná o flexibilní stav nohy. Děti s rigidním stavem nebyly do studie zahrnuty.

Následně byly pro 3D kinematickou analýzu pohybu nohy a hlezenního kloubu označeny ve stoji tyto referenční body (obr. 2): distální článek palce, hlavička 1. metatarzu, hlavička 5. metatarzu, mediální okraj kalkanea, laterální okraj kalkanea, střed zadního okraje kalkanea, mediální malleolus, laterální malleolus, hlavička fibuly, drsnatina tibie.

Před začátkem záznamu chůze byla provedena statická kalibrace subjektu (proband byl nasnímán při stoji) s následným přiřazením názvů sledovaných bodů. Tato statická pozice subjektu byla pro pohyb ve všech anatomických rovinách zadána jako referenční.

Děti absolvovaly podle individuálních možností 8–10 pokusů chůze na boso po dráze o délce 10 m, v jejímž okolí bylo rozestavěno 6 kamer (obr. 3).

Zpracování a vyhodnocení dat

Z osmi až deseti pokusů bylo u každého dítěte hodnoceno 5 vybraných záznamů chůze, které byly zpracovány a vyhodnoceny pomocí softwarů Vicon Nexus a Vicon BodyBuilder. K určení pohybu jednotlivých segmentů nohy byl použit model Heidelberg, který do klinické praxe uvedli Simon et al. [19]. Na obrázku 2 je upravená verze modelu pro posouzení chůze dětí podle Wolfa et al. [20].

Z důvodu valgózního postavení kolen nemohla být na tělo probanda umístěna značka mediálního epikondylu femuru, pomocí níž se měl určit střed kolenního kloubu. Souřadnice středu kolenního kloubu byly proto defino-vány pomocí hlavičky fibuly (předozadní a vertikální souřadnice) a drsnatiny tibie (mediolaterální souřadnice).

Ze souřadnic bodů umístěných na těle byly stanoveny tyto proměnné:

• PF/DF nohy – plantární a dorzální flexe nohy; pohyb osy tibie vzhledem k dlouhé ose nohy kolem osy hlezenního kloubu (sagitální rovina),
• TTF (tibio-talární flexe) – pohyb osy tibie vůči ose zadonoží kolem osy hlezenního kloubu (sagitální rovina),
• SR (subtalární rotace) – inverze/everze kalkanea; pohyb osy kalkanea vůči ose hlezenního kloubu kolem osy zadonoží (frontální rovina),
• FP (flexe palce) – pohyb osy středonoží vůči ose palce kolem osy předonoží (sagitální rovina),
• TN (torze nohy) – abdukce/addukce předonoží; pohyb osy předonoží vůči ose zadonoží kolem dlouhé osy nohy (transverzální rovina),
• SP (supinace předonoží) – pohyb osy předonoží vůči ose hlezenního kloubu kolem osy středonoží (frontální rovina).

Statistické zpracování dat

U jednotlivých měření každého sledovaného subjektu byl určen rozsah pohybu (rozdíl maximální a minimální hodnoty) jednotlivých částí zadonoží a předonoží. Z takto určených hodnot v jednotlivých pokusech byly určeny základní statistické charakteristiky (průměr, směrodatná odchylka).

Ke statistickému zpracování výsledků byl využit program Statistica (Verze 9.0, StatSoft, Inc., Tulsa, OK, USA). Pro hodnocení rozdílu daných kinematických parametrů mezi experimentálními skupinami a kontrolní skupinou byl použit neparametrický Mannův--Whitneyův U test. K určení statisticky významných rozdílů mezi končetinami s a bez valgozity paty ve skupině s jednostrannou valgozitou byl využit Wilcoxonův párový test.

Výsledky

Experimentální skupiny a kontrolní skupina

Hodnoty sledovaných kinematických parametrů experimentálních skupin (oboustranně valgózní, jednostranně valgózní – končetina s valgozitou paty) i kontrolní skupiny a výsledky jejich porovnání jsou zaznamenány v tabulce 1.

Byl nalezen významně menší rozsah tibio-talární flexe u skupiny s oboustrannou valgozitou paty (p = 0,009) i u skupiny s jednostrannou valgozitou paty (p = 0,027) ve srovnání s kontrolní skupinou.

U skupiny s jednostrannou valgozitou paty byl u končetiny s valgózní patou také významně menší rozsah torze nohy (p = 0,015) v porovnání s kontrolní skupinou.

Skupina s jednostrannou valgozitou paty – porovnání nohou s valgozitou a bez valgozity paty

Hodnoty sledovaných parametrů na obou končetinách u skupiny s jednostrannou valgozitou paty a jejich statistické porovnání jsou zaznamenány v tabulce 2.

U skupiny s jednostrannou valgozitou paty byl u končetiny s valgózní patou v porovnání s končetinou bez valgozity významně menší rozsah tibio-talární flexe (p = 0,028), subtalární rotace (p = 0,041) a flexe palce (p = 0,008).

Diskuse

Předškolní věk je obdobím zásadního rozvoje tvaru nohy, který může u zdravého dítěte probíhat až do 8 let. V tomto období je obvykle dokončena pronace krčku talu a osa hlezenního kloubu nabývá téměř horizontální průběh. Současně dochází k ústupu valgozity pat a také valgózního postavení kolen, což přispívá ke stabilizaci podpůrného systému [7, 8].

„Normální“ biomechanika nohy může být narušena abnormální funkcí subtalárního kloubu, a to jeho pronací nebo hyperpronací v průběhu stojné fáze chůze [21]. Také Tiberio [22] ve své práci uvádí, že pozice subtalárního kloubu ovlivňuje funkci nohy i biomechaniku celé dolní končetiny. Z toho vyplývá, že při pohybu a zatížení nohy je klíčovou složkou talus, který je součástí hlezenního kloubu a zadonoží. Talus je ovšem velmi vratkým článkem skeletu nohy a jeho pozice musí být stabilizována poměrně rozsáhlým systémem silných vazivových struktur, které dobře odolávají zátěži [2, 23]. Jestliže je tento vazivový systém oslaben, při zatížení se stáčí kalkaneus do everze, talus jde do plantární flexe a addukce. Tím dochází k pronaci v subtalárním kloubu, a pokud tato pronace přetrvává po celou dobu zatížení, subtalární kloub neumožňuje noze měnit se během chůze z flexibilní struktury přizpůsobující se nerovnostem terénu na rigidní páku při přenosu sil [21, 24]. Dochází tak ke kompenzačním mechanismům jak v proximálních částech dolní končetiny, tak i v noze samotné, v podobě změn rozsahů pohybů jednotlivých segmentů vůči sobě. Výsledky studie Hunt a Smith [25] ukazují malé rozdíly v rozsahu pohybu zadonoží u dospělých jedinců s oslabením stabilizátorů zadonoží.

Ness et al. [18] a Hösl et al. [15] ve svých studiích uvádějí, že u osob s plochou nohou je snížena dorzální flexe zadonoží. S těmito výsledky se shodují také výsledky naší studie. Zjistili jsme významně menší rozsah tibio-talární flexe u skupin s bilaterálně a jednostranně valgózní patou v porovnání s kontrolní skupinou. Při vzájemném porovnání končetin s jednostrannou valgozitou paty jsme u končetiny s valgozitou paty nalezli také významně menší rozsah tibio-talární flexe i subtalární rotace. Snížením pohyblivosti zadonoží může docházet ke zvýšení rozsahu pohybu v oblasti předonoží [2], avšak závěry různých studií nejsou v tomto směru jednoznačné.

Ness et al. [18] ve své studii poukázali na sníženou supinaci předonoží, Hösl et al. [15] a Twomey et al. [17] naopak na zvýšenou supinaci předonoží u osob s valgozitou paty. Tato rozdílnost může být dána odlišným typem sledované skupiny. Ness et al. [18] hodnotili dospělé osoby, jejichž stav může být „rigidnější“ než u dětí, které posuzovali Hösl et al. [15] a Twomey et al. [17]. V naší studii byl rozsah pohybu předonoží ve frontální rovině u skupiny s bilaterální valgozitou paty větší než u kontrolní skupiny. Oproti tomu u skupiny s jednostrannou valgozitou paty byl rozsah pohybu předonoží ve frontální rovině na valgózní končetině menší v porovnání s kontrolní skupinou. Oba tyto rozdíly však nejsou statisticky významné.

U skupiny s jednostrannou valgozitou paty byl navíc u končetiny s valgózní patou významně menší rozsah torze nohy v porovnání s kontrolní skupinou. Tyto výsledky se shodují s výstupy studie Nesse et al. [18], kde byl zjištěn také menší rozsah pohybu předonoží v trans-verzální rovině.

Při porovnání končetin u skupiny s jednostrannou valgozitou paty jsme u končetiny s valgozitou paty dále nalezli významně menší rozsah flexe palce, což může souviset s málo efektivním odrazem [18]. Naopak Hösl et al. [15] ve své studii nalezli u skupiny s valgozitou paty hypermobilitu palce.

Pohyby předonoží jsou důležité pro přechod nohy ze stojné do švihové fáze. Dochází zde k rychlým změnám směru pohybu. Rozsah pohybu předonoží je tak ukazatelem schopnosti přizpůsobit se terénu a zatížení. Z našich výsledků vyplývá, že předonoží u nohy s valgózní patou není schopno se přizpůsobit terénu v důsledku sníženého rozsahu pohybu v jednotlivých kloubech nohy. To se může negativně projevit v celkové efektivitě nebo ekonomizaci provedení pohybu.

S efektivitou chůze souvisí také analýza rozsahu pohybu ve vyšších etážích dolní končetiny u klinického plochonoží. Snížení rozsahu pohybu v oblasti zadonoží a pře-donoží může být kompenzováno větším rozsahem pohybu v kolenním nebo kyčelním kloubu. Nadměrná pronace v subtalárním kloubu může také způsobit vnitřní rotaci bérce, vnitřní rotaci v kyčelním kloubu a anteverzi pánve [21]. Hodnocení funkčních vztahů nohy a proximálních částí dolních končetin u skupin s valgozitou paty by proto mělo být předmětem dalšího výzkumu.

Závěr

Z výsledků naší studie vyplývá, že valgozita paty významně snižuje rozsah pohybu jednotlivých částí nohy (především talu, kalkanea a palce) a projevuje se různými kompenzačními mechanismy v závislosti na sledované skupině dětí.

Tato studie také poukázala na možné riziko asymetrického zatížení pohybového aparátu u skupiny dětí s jednostrannou valgozitou paty.

Finanční podpora práce

Tato studie vznikla za podpory vnitřního grantu Fakul-ty tělesné kultury Univerzity Palackého v Olomouci IGA_FTK_2015_006.

Došlo: 21. 8. 2015

Přijato. 14. 10. 2015

Prof. RNDr. Miroslav Janura, Dr.

Katedra přírodních věd v kinantropologii

Fakulta tělesné kultury UP

třída Míru 117

771 11 Olomouc

e-mail: miroslav.janura@upol.cz