Εφαρμοσμένη Εμβιομηχανική στα Κάτω Άκρα (Στέλιος Πετρούτσος)

Εφαρμοσμένη Εμβιομηχανική στα Κάτω Άκρα:
Το απόσταγμα της επιστήμης στην υπηρεσία του σύγχρονου δρομέα 

Ο διεθνής δόκιμος όρος της εφαρμοσμένης εμβιομηχανικής στα κάτω άκρα για τον «ψαγμένο» δρομέα είναι «Applied Lower Limb Biomechanics». Πρόκειται για την επιστήμη που εφαρμόζει στη πράξη τα εγκυρότερα πορίσματα της εργαστηριακής έρευνας της «Εμβιομηχανικής». Εμβιομηχανική, είναι η επιστήμη που μελετά τις δυνάμεις που αναπτύσσονται εντός και εκτός του ανθρώπινου σώματος και των επιπτώσεων που έχουν αυτές στη φυσιολογία των βιολογικών δομών (οστά, μύες, τένοντες, σύνδεσμοι κ.α.).

Αποδεικνύεται επιστημονικά πως οι σημαντικότερες Εμβιομηχανικές μεταβλητές που σχετίζονται με χρόνιους τραυματισμούς στα δρομικά αθλήματα είναι:

α) η ανατομική ευθυγράμμιση του κάτω άκρου στο μετωπιαίο επίπεδο (εικόνα 1),

β) οι δυνάμεις που αναπτύσσονται κατά μήκος του κάτω άκρου σε κάθε επαφή με το έδαφος – φάση στήριξης (εικόνα 2).

Όταν προκύπτουν σοβαρά θέματα υγείας που πολλές φορές χρονιάζουν και αφήνουν τον δρομέα εκτός προπόνησης, τότε η έγκαιρη και έγκυρη «διάγνωση» και «θεραπεία» καθιστούν τη τεχνολογία να φαντάζει αναγκαία. Και όταν η ιατρική χρησιμοποιεί «προηγμένη τεχνολογία» τότε δημιουργείται το κατεστημένο. Μπορεί όμως η σημερινή κατεστημένη τεχνολογία να είναι πάντα επαρκής και αλάνθαστη για την αποτελεσματική αντιμετώπιση των τραυματισμών του δρομέα που οφείλονται σε εμβιομηχανικές παρεκκλίσεις;

Αυτό το άρθρο έχει σκοπό να ανασκοπήσει τους σημαντικούς περιορισμούς των περισσότερο διαδεδομένων μεθόδων που χρησιμοποιούνται σήμερα στην Ελλάδα για τη διερεύνηση και αποκατάσταση Εμβιομηχανικών παρεκκλίσεων στα κάτω άκρα.

Ο κλασικός πελματογράφος

Ο όρος «πελματογράφος» αποτελεί Ελληνική απλοποίηση του διεθνούς όρου «δυναμοδάπεδο» (Force Platform Plate). Πρόκειται για συσκευή που φέρει πολλαπλούς αισθητήρες πίεσης και αναλύει τη κατανομή των δυνάμεων κάτω από το πέλμα στην όρθια στάση («στατικό πελματογράφημα») ή το βήμα («δυναμικό πελματογράφημα») (εικόνα 3). Συνηθέστερος στόχος της εξέτασης είναι η συνταγογράφηση ορθωτικών πελμάτων για το υπόδημα του αθλητή.

Αυτό που θα έπρεπε να διερωτάται κανείς είναι αν τα δεδομένα που προκύπτουν από μια δισδιάστατη ανάλυση δυνάμεων είναι επαρκή για τη κατασκευή μίας τρισδιάστατης ορθωτικής συσκευής. Επίσης, αν εκείνοι που χρησιμοποιούν τη συσκευή (ιατροί, φυσικοθεραπευτές, καταστήματα πώλησης αθλητικών ειδών, καταστήματα ορθοπεδικών, φαρμακεία και κέντρα μανικιούρ/πεντικιούρ), ξέρουν πραγματικά πώς να τη χρησιμοποιούν και το βασικότερο αν γνωρίζουν το νόημα των μετρήσεων. Τέλος η ουσιαστικότερη ίσως λεπτομέρεια είναι ότι το δυναμοδάπεδο μετράει «δυνάμεις», ενώ το ορθωτικό πέλμα σκοπεύει να διορθώσει λάθος «γωνίες» στο άκρο πόδι. Δεν υπάρχει μαθηματικός που να μετατρέπει αριθμητικά δεδομένα «πίεσης» σε γωνίες. Άρα για να διορθώσουμε γωνίες, πρέπει να μετράμε γωνίες, πράγμα που με την αποκλειστική χρήση «πελματογράφου» δεν επιτυγχάνεται.

«Πελματογράφοι νέας γενιάς». Δίνουν λύσεις;

 

Αναλογιζόμενοι τα ελλείμματα του κλασικού «πελματογράφου», πολλοί χρησιμοποιούν το «πελματογράφημα τελευταίας γενιάς», που πραγματοποιείται από την βύθιση ακίδων κάτω από το εξεταζόμενο πέλμα δίνοντας την αίσθηση τρισδιάστατου καλουπιού (εικόνα 4). Και εδώ όμως μπορούν να δημιουργηθούν σοβαρά σφάλματα. Αυτό διότι το άκρο πόδι ανατομικά και λειτουργικά αποτελείται από τρία τμήματα, το οπίσθιο, το μέσο και το πρόσθιο άκρο πόδι (εικόνα 5). Το κάθε τμήμα του ποδιού συμπεριφέρεται διαφορετικά στη διάρκεια του περπατήματος ή τρεξίματος ανάλογα με τη συχνότητα και τη ταχύτητα βηματισμού. Όταν ο άνθρωπος μετατοπίζει όλο του το βάρος στο ένα του πόδι (φάση μονοποδικής στήριξης), όλα τα τμήματα του ποδιού κλειδώνουν και συμπεριφέρονται ως ένας άκαμπτος μοχλός. Τα σημαντικότερα κινηματικά γεγονότα, που είναι υπεύθυνα για τραυματισμούς στους δρομείς, συμβαίνουν ακριβώς από τη στιγμή που πατάει αρχικά η πτέρνα με το έδαφος μέχρι τη φάση μέσης στήριξης. Για αυτό σε μία συσκευή που λαμβάνει στατικές μετρήσεις στην όρθια θέση (στην οποία το άκρο πόδι συμπεριφέρεται ως ένας άκαμπτος μοχλός), είναι αδύνατον να μετρηθούν κρίσιμες Εμβιομηχανικές μεταβλητές (Πχ αρχική γωνία επαφής άκρου ποδιού με το έδαφος).

Μία άλλη μεθοδολογία που χρησιμοποιείται λιγότερο συχνά πλέον, διότι είναι περισσότερο χρονοβόρα για τον επαγγελματία, είναι η λήψη καλουπιού με αποτύπωμα σε αφρώδες υλικό (εικόνα 6). Και εδώ οι περιορισμοί είναι παρόμοιοι με τον πελματογράφο τελευταίας γενιάς, με επιπρόσθετο το γεγονός ότι τις περισσότερες φορές τα αποτυπώματα λαμβάνονται από τον τεχνικό/κατασκευαστή πελμάτων και όχι από εξειδικευμένο επαγγελματία υγείας με αποτέλεσμα το ποσοστό λάθους στις μετρήσεις να αυξάνεται.

Από τα παραπάνω γίνεται αντιληπτό πως η αποκλειστική καταγραφή πιέσεων κάτω από το άκρο πόδι ή η παλιότερη μέθοδος λήψης αρνητικού αποτυπώματος (καλούπι), δεν επαρκούν για την άντληση δεδομένων προς συνταγογράφηση και κατασκευή ορθωτικών πελμάτων έσω υποδήματος, κάτι με το οποίο συμφωνεί ομόφωνα και η παγκόσμια ποδιατρική κοινότητα από το 2004 (The American College of Foot & Ankle Orthopedics & Medicine. Prescription Custom Foot Orthoses Practice Guidlines, December 2004).

Ποιότητα υλικών κατασκευής

 

Μία κατασκευαστική λεπτομέρεια που είναι αδύνατον να αξιολογηθεί αντικειμενικά από έναν δρομέα, παρά μόνο εμπειρικά, μετά τη εφαρμογή είναι η ποιότητα των υλικών. Τα ορθωτικά στη πλειονότητα τους κατασκευάζονται από ένα θερμοπλαστικό πολυμερές υλικό το EVA (Ethyl Vinyl Acetate) από το οποίο κατασκευάζονται και οι σόλες των παπουτσιών τρεξίματος. Όποιος έχει ήδη φορέσει ορθωτικά πέλματα έσω υποδήματος, κάνοντας το συνειρμό «ορθωτικό πέλμα – σόλα παπουτσιού», μπορεί να αντιληφτεί τη διαφορά στο εύρος σκληρότητας που μπορεί να έχει EVA από EVA. Τα περισσότερα ορθωτικά πέλματα στην Ελληνική αγορά είναι μαλακά και άνετα. Μαλακή είναι και η αφαιρούμενη σόλα που έχουν όλα τα καλά αθλητικά παπούτσια τρεξίματος στο εσωτερικό τους… υπάρχει πραγματικά λόγος να αντικατασταθεί μία μαλακή σόλα από μία άλλη μαλακή σόλα που κοστίζει όσο όλο το παπούτσι;

Με λίγα λόγια, είναι ιδιαίτερα σημαντική η πυκνότητα των υλικών που χρησιμοποιούνται στη κατασκευή ορθωτικών πελμάτων. Ένα «ορθοπεδικό» πέλμα, εξορισμού έχει σκοπό να «ορθώσει», δηλαδή να ευθυγραμμίσει και όταν είναι μαλακό αποτυγχάνει να εξυπηρετεί αυτό το σκοπό. Τα μαλακά πέλματα είναι συνήθως προϊόντα EVA ανοιχτών πόρων ή προσμίξεων αυτού που κατεβάζουν σημαντικά το κόστος παραγωγής. Μειώνουν όμως σημαντικά τη διάρκεια ζωής του ορθωτικού πέλματος και καταργούν οποιαδήποτε πρόθεση «όρθωσης» από το κατασκευαστή.

Ελλάδα 2012

Ανακεφαλαιώνοντας, οι βασικότεροι περιορισμοί στην Ελληνική πραγματικότητα διάγνωσης, συνταγογράφησης και κατασκευής ορθωτικών πελμάτων προς εμβιομηχανική ευθυγράμμιση στο δρομέα συνοψίζονται: α) στη μη αποτελεσματική κλινική εκτίμηση αποκλίσεων της ανατομικής ευθυγράμμισης στο κάτω άκρο του αθλητή, λόγω έλλειψης πραγματικής εξειδίκευσης του επαγγελματία υγείας, β) στα ανεπαρκή δεδομένα που προκύπτουν από τεχνολογικούς εξοπλισμούς, προς κατασκευή ορθωτικών πελμάτων, γ) στην ανεπάρκεια των υλικών που χρησιμοποιούνται προς μείωση κόστους και απλοποίηση της διαδικασίας κατασκευής.

Αξίζουν τα χρήματα μου τα ορθωτικά έσω υποδήματος?

Όταν η συνταγογράφηση ορθωτικών πελμάτων αφορά μεγάλο εύρος του δρομικού αθλητικού πληθυσμού και δημιουργεί μία αξιοπρόσεκτη οικονομική επιβάρυνση στον ενδιαφερόμενο, το μείζων ηθικό-επιστημονικό ερώτημα που προβάλει είναι κατά πόσο μία «πρότυπη ορθωτική συσκευή» μπορεί να αλλάξει την ανατομική ευθυγράμμιση στα κάτω άκρα; Και αν αυτό συμβαίνει, συμβάλει πραγματικά στη προώθηση και διατήρηση της καλής υγείας στα κάτω άκρα? Τα επιστημονικά πορίσματα εδώ είναι πραγματικά πολύ ενθαρρυντικά. Αποδεικνύεται από έγκυρες Εμβιομηχανικές έρευνες ότι η «πρότυπη ορθωτική συσκευή» αλλάζει, μεταξύ άλλων σημαντικών παραμέτρων, και το κινητικό πρότυπο της βάδισης και του τρεξίματος.

Ποιο το «πρότυπο ορθωτικό πέλμα έσω υποδήματος»?

Είναι το ορθωτικό πέλμα που συνδυάζει συγκεκριμένα κατασκευαστικά χαρακτηριστικά ως προς την σκληρότητα γόμας και την κατανομή αυτής κατά μήκος του πέλματος και κυρίως ως προς τη υποστήριξη γωνιών στο άκρο πόδι που πηγάζει από άντληση δεδομένων από έγκυρα διαγνωστικά σημεία.

Τα σύγχρονα πορίσματα έγκυρων μελετών που διερευνούν την αποτελεσματικότητα θεραπευτικών παρεμβάσεων βάσει κόστους (cost- effectiveness studies), συνηγορούν ότι στην αξιολόγηση των ανθρώπινων Εμβιομηχανικών, προς συνταγογράφηση και κατασκευή «πρότυπων» ορθωτικών πελμάτων, ο ανθρώπινος παράγοντας είναι αναντικατάστατος. Μερικές από τις σπουδαιότερες μεταβλητές, που πρέπει να αποτελούν αναπόσπαστο κομμάτι της κλινικής εξέτασης και συνεκτίμησης στα κάτω άκρα και δεν μπορούν να αξιολογηθούν αποκλειστικά από σύγχρονες τεχνολογίες αποτελούν:

  • φυσιολογική γωνία συστροφής των οστών του μηρού και της κνήμης (τα κληρονομούμε από τους γονείς μας και πρέπει να συνεκτιμούνται. Μάλιστα σε ηλικίες 5-14 ετών μπορούμε και πρέπει να επεμβαίνουμε θεραπευτικά)
  • αντισταθμίσεις από τους μύες που προκαλούν έσω και έξω στροφή στο κάτω άκρο
  • δυσλειτουργία στις ιερολαγόνιες αρθρώσεις (λεκάνη)
  • δομική ανισοσκελία (85% του γενικού πληθυσμού έχει ανισοσκελία από 4 χιλιοστά και πάνω που δεν καταφέρνει να διαγνώσει ποτέ, διότι στην Ελλάδα δεν είναι ακόμη καθιερωμένος ο προληπτικός έλεγχος)
  • πρηνισμός ή υπτιασμός στο πρόσθιο άκρο πόδι
  • τύπος και κατασκευαστικές γωνίες υποστήριξης αθλητικού υποδήματος
  • βαθμός φθοράς αθλητικών υποδημάτων
  • επίπεδα σωματικής ανάπτυξης, ιδιοδεκτικότητας & κινητικού ελέγχου
  • σωματικό βάρος και επίπεδα σωματικής δραστηριότητας (τύπος εδάφους, διανυόμενες αποστάσεις) κ.α.

Εν κατακλείδι, το ανθρώπινο πέλμα είναι μία πολύπλοκη κατασκευή που αποτελείται από 28 οστά που δημιουργούν μεταξύ τους 33 αρθρώσεις οι οποίες προσδίδουν μοναδικές ιδιότητες στο πέλμα: α) απόσβεση κραδασμών (φάση αρχικής επαφής με πτέρνα στο τρέξιμο), β) λειτουργική προσαρμογή (αλλαγή σχήματος ανάλογα με το έδαφος) και γ) ακαμψία (προώθηση στο τρέξιμο). Το πέλμα όμως δεν αποτελεί μόνο σύνολο μοχλών. Σε έναν Άτλα ανατομίας θα παρατηρήσετε ότι κάτω από το πέλμα υπάρχουν πολλές σημαντικές και ευαίσθητες δομές όπως αιμοφόρα αγγεία, νεύρα και σύνδεσμοι. Άρα σίγουρα, η συνταγογράφηση και κατασκευή «πρότυπων» ορθωτικών πελμάτων είναι ποιο πολύπλοκη από το απλό πάτημα ενός κουμπιού. Τη χρυσή τομή αποτελεί η εφαρμογή, στο πραγματικό κλινικό περιβάλλον, διαγνωστικών δοκιμασιών που πηγάζουν από έγκυρα πορίσματα της επιστήμης της Εμβιομηχανικής και η εξατομικευμένη διαμόρφωση, με συμμετοχή του δρομέα, πρότυπων ορθωτικών συσκευών για κάθε ένα πόδι ξεχωριστά. Αυτή είναι η επιστήμη και η τεχνογνωσία της «Εφαρμοσμένης Εμβιομηχανικής Κάτω Άκρων» (Applied Lower Limb Biomechanics) στην υπηρεσία του δρομέα σήμερα.

https://i1.wp.com/www.runningnews.gr/lib_photos/articles/2012_09_07_emviomixaniki/image015.jpg?w=648Γράφει ο:

Στέλιος Πετρούτσος

Specialist Musculoskeletal & Sports Physio

Applied Lower Limb Biomechanist

O Κος Πετρούτσος είναι Φυσικοθεραπευτής, απόφοιτος του Ανώτατου ΤΕΙ Αθηνών με Master στην ορθοπεδική & αθλητιατρική αποκατάσταση (Πανεπιστήμιο Νοτίου Αυστραλίας – UniSA). Το ερευνητικό και κλινικό του ενδιαφέρον εστιάζει στην Εμβιομηχανική του ανθρώπινου σώματος – Clinical Human Biomechanics. Έχει εργασθεί σε πολλές κλινικές αποκατάστασης του εξωτερικού, ενώ παράλληλα στελέχωσε το ιατρικό team των «Adelaide Crows», της πρώτης ομάδας του Αυστραλιανού  πρωταθλήματος Aussie Rules Football για την αγωνιστική περίοδο 2007-2008.

Σήμερα ανήκει στο εκπαιδευτικό δυναμικό του International College of Biomechanics (Sydney – Australia), εκτελεί χρέη External Advisor για μεταπτυχιακές διατριβές στο Πανεπιστήμιο Νοτίου Αυστραλίας, είναι εργαστηριακός στο Ανώτατο ΤΕΙ Λαμίας και διατηρεί ιδιωτικό κέντρο Αθλητικής και Μυοσκελετικής αποκατάστασης στην Αθήνα (www.physiokinetics.gr)

O Κος Πετρούτσος αποτελεί ενεργό μέλος της Αθλητιατρικής Επιστημονικής κοινότητας Αυστραλίας, είναι εγγεγραμμένος στα μητρώα του οργανισμού αδειοδότησης επαγγελματιών υγείας του Ηνωμένου Βασιλείου και είναι μέλος του Νευρο-Ορθοπαιδικού γκρουπ (NOI Group) για τη μελέτη & αντιμετώπιση του χρόνιου πόνου.

Sports Medicine Australia – 907251

Health Professions Council – PH 77725

Επικοινωνία με το Κο Πετρούτσο:

Email: stel_petroutsos@physiokinetics.gr,

Tel: 210. 760.860.9 / 6947443626

Σχετικές φωτογραφίες
Photo Photo Photo Photo Photo
Photo Photo