Vztah valgozity paty, typologie a biomechaniky nohy u dětí

Pro bezpečnou a ekonomicky nenáročnou chůzi je nezbytná správná funkce nohy. Zhodnocení stavu nohy a určení vztahů mezi vybranými mechanickými parametry nohy je proto nutné provádět již od předškolního věku. Mezi základní biomechanické metody, které slouží pro analýzu zatížení nohy, patří využití tlakových koberců. Při hodnocení polohy a zatížení nohy při chůzi musíme vzít v úvahu závislosti mezi jednotlivými segmenty nohy a jejich vztah k dalším segmentům dolní končetiny. Studie se zúčastnilo 44 dětí (průměrný věk 5,15 ± 1,45 roku), u kterých bylo hodnoceno postavení zadonoží vůči bérci a postavení předonoží vůči zadonoží v klidovém stoji a při chůzi. Pro měření zatížení nohy na kontaktu s podložkou byla použita 2m tlaková plošina footscan. U sledované skupiny dětí převažovala statická valgozita paty, dále pak neutrální postavení zadonoží v kombinaci s varózním předonožím. Vychýlení osy nohy mediálně vzhledem ke směru pohybu bylo frekventovanější u dětí se statickou valgozitou paty.

Klíčová slova:
chůze, zatížení nohy, valgozita paty, předonoží, zadonoží, biomechanika

Úvod

Morfologie lidské nohy vznikala dlouhodobým vývojem a adaptací na vzpřímený stoj člověka. V posledních tisíciletích ovlivňoval vývoj lidské nohy především způsob obouvání. Z ontogenetického hlediska se tvar nohy rozvíjí až po narození, funkční stimulací a s rozvojem chůze jedince (5, 6). Předpokladem pro zajištění správné funkce nohy, ale i dalších segmentů dolní končetiny a pánve při chůzi, je přítomnost odpovídajících anatomických a biomechanických parametrů. Odchylky v mechanice pohybu nohy mohou způsobit sekundární patologie jako je např. degenerativní onemocnění kloubů v pozdějším věku (15, 16).

Stavba dětské nohy se od stavby nohy dospělého liší v anatomických i funkčních vlastnostech. V období, kdy začíná dítě chodit, nemusí být předonoží rovnoběžné s podložkou, ale může se nacházet v mírné varozitě (22). Kompenzací varozity předonoží je pronace v subtalárním kloubu a následná valgozita paty (4). Na přelomu 1. a 2. roku života se v souvislosti se vzpřímeným stojem a chůzí můžeme setkat také s genua valga, která valgózní postavení paty ještě zesiluje. Na přechodu 2. a 3. roku je valgozita paty do 15° považována za normu. Za patologický je označen nález při hodnotě 20° (6).

Z hlediska osy nohy je v řadě studií popsána její etiologie, výskyt a klinické projevy (2, 21, 25). Některé práce zaměřující se na diagnostiku nohy však zdůrazňují význam dynamického hodnocení nohy (9, 15, 16, 17), které lze provést např. analýzou rozložení tlaků.

Vliv valgozity paty na biomechaniku nohy

Pata (calcaneus) je složkou subtalárního kloubu (talocalcaneální kloub) a calcaneocuboidního skloubení, které je součástí Chopartova kloubu. Oba klouby jsou klíčové pro stabilizaci nohy při chůzi. Pozice subtalárního kloubu navíc ovlivňuje rozsah pohybu v Chopartově kloubu. Při valgózním postavení paty dochází k everzi calcanea a k addukci talu (obr. 1). Díky této pozici není ovlivněn pohyb pouze v subtalárním a Chopartově kloubu, ale mění se biomechanika celé nohy. Tento stav usnadňuje odemčení Chopartova kloubu a dochází tak ke zvýšenému rozsahu pohybu předonoží vůči zadonoží (23, 24).

Při nadměrné everzi v subtalárním kloubu může docházet ke klinickým abnormalitám ve valgozitě nohy, kdy odchylky v oblasti paty ve stojné fázi chůze jsou vidět již při pohledu na nohu zezadu. Při počátečním kontaktu s podložkou se valgózní pata dotýká nejdříve svou mediální částí. V průběhu přenosu zátěže a ve středu stoje se předonoží začíná dotýkat podložky hlavičkou I. metatarsu. Přenos zátěže na předonoží je tak charakterizován poklesem mediální části středonoží. Na konci stoje a v předšvihové fázi je pro podporu využito celé předonoží, ale největší tlak je soustředěn do oblasti hlavičky II.–IV. metatarsu (12). Dlouhodobým působením zátěže v biomechanicky nevhodném postavení dochází k fixaci patologického postavení kostí s postupným omezením hybnosti (1). Důsledkem toho se mohou v nejvíce zatěžovaných oblastech vyskytovat náznaky přetěžování. Ze začátku jde např. o zarudnutí kůže v dané oblasti, tvorbu otlaků a mozolů. V pozdějších stádiích dochází k bolestivosti a ke strukturálním změnám nohy (23).

Cíl studie

Cílem této studie bylo zhodnotit stav nohou u skupiny dětí ve věku 3 až 8 let a určit vztah mezi vybranými mechanickými parametry nohy.

Metodika

Výzkumný soubor

Se souhlasem zákonného zástupce se do studie zapojilo 44 dětí (průměrný věk 5,15 ± 1,45 roku; výška 111,66 ± 11,56 cm; hmotnost 19,98 ± 5,36 kg). Děti s neurologickým nebo traumatickým postižením a s vrozenými vývojovými vadami nebyly do studie zahrnuty. Všechny děti byly vybrány ze dvou mateřských školek a jedné základní školy ve Frýdku-Místku.

Postup měření

Před začátkem měření rodiče dětí vyplnili informovaný souhlas, doplnili údaje o psychomotorickém vývoji dítěte a informovali o aktuálním zdravotním stavu dítěte. Následovalo vyšetření, kde jsme při neutrálním postavení v subtalárním kloubu hodnotili podle maticové klasifikace postavení zadonoží vůči bérci a postavení předonoží vůči zadonoží (podle 23). U zadonoží i předonoží jsme se mohli setkat s třemi typy postavení – neutrální, varózní a valgózní. Varózní postavení se projevuje výchylkou mediálně, valgózní laterálně. Na základě kombinací těchto postavení byla vytvořena matice, která zahrnovala všechny možnosti pro polohu sledovaných segmentů.

Po určení polohy zadonoží a předonoží jsme vyznačili střední linii na zadní straně paty (spojnice středu horní části a středu spodní části patní kosti), která sloužila pro měření vertikální odchylky paty při statickém zatížení (stoj). Nohy s vertikální odchylkou paty v rozsahu 0° až 5° byly zařazeny do skupiny bez valgozity paty, nohy s odchylkou větší než 6° včetně, byly zahrnuty do skupiny s valgozitou paty. Následovala chůze naboso po 10m dráze se zabudovanou tlakovou plošinou pro pedobarografii. Pro měření zatížení nohy na kontaktu s podložkou byla použita 2m tlaková plošina footscan (RSscan Inter­national, Olen, Belgie) s hus­to­tou senzorů 2,6 senzoru/cm². Každé dítě absolvovalo deset pokusů, ze kterých bylo vybráno šest pro následnou analýzu.

Data získaná aplikací pedobarografie byla použita pro určení osy nohy a hodnocení rozdílu mezi zatížením mediální a laterální části chodidla (obr. 2). Z rozložení tlaků byla odvozena:

• rotace paty (heel rotation) HR = HL – HM a
• balance předonoží (forefoot balance) FB = (M1 + M2) – (M3 + M4 + M5),

kde M1, M2, M3, M4, M5, HM, HL je velikost zatížení v oblasti I.–V. metatarsu a mediální a laterální části paty.

Ze závislosti těchto parametrů na čase byly pro statistické porovnání vybrány největší odchylky od neutrálního postavení, kdy je hodnota parametru nulová (obr. 2).

Statistické zpracování

Ke statistickému hodnocení byl použit program Statistica (verze 9.0, StatSoft, Inc., Tulsa, USA). K určení vztahu mezi osou nohy a tlakovým zatížením nohy byl použit Pearsonův korelační koeficient. Závislost mezi měřenými parametry byla hodnocena metodou kontingenčních tabulek (chí-kvadrát). Pro porovnání podskupin vytvořených na základě měřených parametrů byl použit McNemarův test.

Výsledky

Z celkového počtu 44 dětí („88 nohou“) bylo 42 (47,7 %) nohou bez statické valgozity paty, u 46 (52,3 %) nohou byla naměřena statická valgozita paty v rozsahu 6–18° (tab. 1). Typ nohy s neutrálním postavením zadonoží se častěji vyskytoval v kombinaci s varózním předonožím (72,8 %). Jeho zastoupení bylo větší u dětí se statickou valgozitou paty (38,7 %). Při porovnání podskupin vytvořených na základě postavení paty a předonoží je počet nohou s valgózním postavením paty a varózním předonožím (38,7 %) významně větší (p<0,01) než počet nohou s neutrálním postavením obou segmentů (13,6 %). To platí také pro rozdíl v počtu nohou s varózním předonožím bez valgozity paty (34,1 %) a počtem nohou bez varózního postavení předonoží s valgozitou paty (13,6 %).

Z rozdělení nohou podle polohy osy (tab. 1) vyplývá, že v měřené skupině převažovala pozitivní osa nohy (68,2 %) s větším zastoupením u skupiny bez statické valgozity paty (36,4 %). Počet nohou s kladným úhlem osy vzhledem ke směru pohybu a valgozitou paty (31,8 %) je významně větší (p<0,01) než počet nohou bez valgózního postavení paty se záporným úhlem osy (11,3 %).

Významnou závislost (p<0,05) jsme nalezli mezi polohou osy nohy a postavením předonoží vzhledem k zadonoží (tab. 2). Počet nohou s varózním postavením předonoží a kladným úhlem osy nohy (54,5 %) je větší (p<0,01) než počet případů s neutrálním postavením předonoží a záporným úhlem osy nohy (13,7 %).

Vztah osy nohy a maximálního rozdílu v zatížení mediální a laterální strany zadonoží a předonoží u nohou s a bez valgozity paty je znázorněn v grafech 1 a 2. V obou případech dochází s rostoucí hodnotou osy nohy k významnému přesunu zatížení z vnější strany chodidla na vnitřní část.

Diskuse

Po narození je skelet nohy dítěte v podstatě chrupavčitý, s osifikačními centry kostí calcaneus, talus, cuboideum, metatarsi a phalangi (16, 20). Kosti malého dítěte jsou tedy schopné rychle se deformovat přetěžováním nebo špatnou obuví. Varozita předonoží v počátečních stadiích chůze se vyskytuje poměrně frekventovaně. Její kompenzace může vyústit v následnou valgozitu paty (11). Kolem 6. roku věku dítěte dochází současně s ústupem valgozity kolen i k ústupu valgozity pat, která postupně do dospělosti klesá na hodnotu 5° (6). Adamec (1) uvádí, že za patologický nález se považuje hodnota přesahující 10°.

Varozita předonoží v rozsahu 4° způsobí maximální pronaci v subtalárním kloubu posunem zátěžné osy mediálně (11). Pronace, která při zatížení způsobí valgozitu paty, je považována za více patologickou než ta, která ponechává patu v neutrálním postavení (18).

U malých dětí se vyskytuje také vyšší stupeň anteverze a valgozity krčku femuru. Zvýšená valgozita krčku je kompenzována varózním zakřivením dia­fýzy femuru a valgózním postavením kolenního kloubu. To má za následek větší zatěžování vnitřní strany nohy a její valgózní postavení. Zvýšená antetorze krčku vede k větší vnitřní rotaci dolní končetiny v kyčli, což se projevuje chůzí špičkami dovnitř. Uvádí se, že teprve ve 12 letech se objevuje definitivní kolodiafyzární a antetorzní úhel stehenní kosti (7). Cílem ortopedů v tomto období je podpořit mechaniku pohybu dolní končetiny a nohy, aby se zlepšilo provedení chůze a současně snížil výskyt vážných patologických stavů v dospělosti (16).

Největší počet studií, zabývajících se dětskou nohou, se vztahuje k plochonoží. Tyto studie popisují stav nohy u dětí v různém věkovém rozmezí. Hernandez a kol. (10) sledovali děti ve věku 5–9 let, Rose a kol. (17) věk 5–12 let, García-Rodriguez a kol. (8) rozmezí 4–13 let a Scherer (19) věk 3–9 let. V naší studii jsme podobně jako Pettengill a Jay (13) sledovali děti ve věku 3–8 let. Důvodem byl velký zájem rodičů o tuto problematiku právě v tomto období věku dítěte.

V mnoha studiích je s plochou nohou často spojována valgozita paty (3, 8, 9, 13, 14, 17, 26). Z tohoto důvodu se hodnocení postavení paty stalo jedním z kritérií při klinickém vyšetření plochonoží jak dětí, tak i dospělých.

V naší studii jsme se zaměřili na postavení paty při statickém zatížení, kdy 52,3 % nohou mělo statickou valgozitu paty v rozsahu 6–18°. Dále jsme hodnotili typologii nohy podle maticové klasifikace, kterou navrhl Valmassy (23). Tento postup jsme použili z důvodu nutnosti sledovat při hodnocení a léčbě deformity nohy vzájemné postavení předonoží vůči zadonoží (9, 13, 16, 23). Tento postup je důležitý, protože kompenzací varózního nebo valgózního předonoží a zadonoží se ve statickém zatížení mění postavení jednotlivých segmentů nohy (16, 23, 24). V naší studii se nejčastěji vyskytoval typ nohy s neutrálním postavením paty a varózním předonožím (72,8 %), který měl největší zastoupení u dětí se statickou valgozitou paty (38,7 %).

Závěr

1. U sledované skupiny dětí převažovalo neutrální postavení zadonoží v kombinaci s varózním předonožím.
2. Při chůzi se osa nohy ve většině případů vychýlila laterálně vzhledem ke směru pohybu, s větším zastoupením u skupiny dětí bez statické valgozity paty.
3. S přechodem úhlu osy nohy z negativních (výchylka mediálně) do pozitivních (výchylka laterálně) hodnot došlo k přesunu tlakového zatížení z vnější na vnitřní stranu chodidla, výrazněji u nohou bez statické valgozity paty. Při chůzi dítěte charakteristické tím, že osy nohou směřují více laterálně, můžeme předpokládat větší zatížení mediálních částí nohy, zejména paty.

V dalším výzkumu je nezbytné zaměřit se na doplnění uvedených údajů o výsledky z 3D kinematické analýzy, která nám umožní posouzení nejen polohy a pohybu nohy, ale také hodnocení pohybu segmentů ve vyšších etážích dolní končetiny.

Adresa pro korespondenci:

Ing. Lucie Honzíková

Ortopedická protetika Frýdek-Místek

Dr. Jánského 3238

738 01 Frýdek-Místek

e-mail: lucie@ingcorporation.cz