Änderungen der plantaren Druckbelastung unter Verwendung verschiedener Hilfsmittel zur Rückfußentlastung

Language
de
Document Type
Doctoral Thesis
Issue Date
2020-07-27
Issue Year
2020
Authors
Mazur, Felix
Editor
Abstract

Background It is frequently observed that overloading the foot can impair bone and soft tissue healing and can lead to harmful sequelae (i.e. ulcers, stress reactions) in context of pre-existing tissue disabilities. In terms of offloading, hindfoot relief devices are commonly applied as a non-operative treatment as well as after various surgical procedures for hindfoot disorders. Despite their common use, there is a paucity of data comparing different orthotic devices with respect to changes in plantar pressure distributions. The aim of this study was to investigate plantar loadings in hindfoot relief devices of different designs.

Methods Twenty-five healthy participants (13 women, 12 men; (mean ± SD) age 37 ± 14 years; BMI 23 ± 4 kg/m2) were recruited. Plantar pressure distributions were collected using i.) a neutral shoe, ii.) a hindfoot relief shoe (HRS) and iii.) a hindfoot relief orthosis (HRO). Peak pressure values were measured via dynamic pedobarography during walking and were analysed from four different plantar regions: the hindfoot, midfoot, metatarsal I-V and forefoot. As a reference standard, the normal walk using neutral shoes served as the condition for full weight-bearing.

Results Concerning the hindfoot, using the HRS as well as the HRO resulted in significant decreases in plantar pressures compared to baseline values that were obtained with the neutral shoe (− 52% for the HRS and − 52% for the HRO, p < 0.001). Significant increases in peak pressures were found in the midfoot region for both devices (HRS: 32%, p = 0.002; HRO: 47%, p < 0.001). For the metatarsal region, peak pressures were found to decrease significantly (HRS: − 52%, p < 0.001; HRO: -17%, p = 0.034). With respect to the forefoot, a significant reduction in peak pressures using the HRS (− 41%, p < 0.001) was detected, whereas the HRO did not lead to significant changes (− 4%, p = 0.691).

Conclusions Both the HRO and HRS significantly reduced plantar hindfoot pressure, corresponding to a relative decrease of nearly 50% of the baseline. Nevertheless, the adjacent midfoot zone displayed a significant increase in plantar pressure values for both devices. Supported by these findings, physicians should cautiously consider a substantial increase in midfoot loading, especially in patients affected by additional midfoot injuries or accompanying impairments of tissue healing.

Abstract

Hintergrund und Ziele Das Auftreten von Erkrankungen der knöchernen und weichteiligen Strukturen des Rückfußes, sowie deren verzögerte oder ausbleibende Heilung, sind eng mit lokalen biomechanischen Überlastungen verknüpft. Hilfsmittel zur Rückfußentlastung werden deshalb regelhaft sowohl im Rahmen konservativer, als auch postoperativer Behandlungsansätze eingesetzt. Trotz des flächendeckenden Einsatzes dieser Hilfsmittel existiert nur eine äußerst schwache Datenlage in Bezug auf ihre biomechanische Wirkweise. Das Ziel der vorliegenden Studie war es, plantare Druckverhältnisse mit Hilfe der dynamischen Pedobarographie unter Verwendung verschiedener Hilfsmittel zur Rückfußentlastung zu erfassen und gegebenenfalls Rückschlüsse für die klinische Anwendung zu formulieren.

Material und Methoden 25 gesunde Teilnehmer (13 Frauen und 12 Männer; Alter (Mittelwert ± SD): 37 Jahre ± 14 Jahre; BMI: 23,08 ± 4,03 kg/m2; Schuhgröße: 41 ± 3) wurden in die vorliegende Studie einbezogen. Mit Hilfe der dynamischen Pedobarographie wurden die mittleren plantaren Spitzendrücke unter drei verschiedenen Messbedingungen (1. unter Ver¬wendung eines Neutralschuhs; 2. unter Verwendung eines Rückfußentlastungs¬schuhs (RES) und 3. unter Verwendung einer Rückfüßentlastungsorthese (REO)) in vier vordefinierten anatomischen Regionen erfasst und miteinander verglichen.

Ergebnisse und Beobachtungen Bezüglich der mittleren plantaren Spitzendruckbelastung ergab sich, verglichen mit den Basiswerten des Neutralschuhs, sowohl für den RES eine signifikanten Reduktion der Belastung der Rückfußzone um 51,58 % (p<0,01) als auch für die REO um 51,75 % (p<0,01). Bei Betrachtung der Mittelfußzone ergab sich eine Erhöhung der Spitzendruckbelastung um 31,77 % (RES, p<0,01) und um 46,93 %, (REO, p< 0,01) des Ausgangswertes. Unter der Mittelfußköpfchenzone konnten wieder Spitzendruckreduktionen von 52,08 % (p<0,01) für den RES und 16,96 % (p=0,034) für die REO gezeigt werden. Für die Vorfußzone ergab sich ein heterogenes Ergebnis: Während der RES zu einer Reduktion des plantaren Spitzendrucks um 41,43 % (p<0,01) führte, ergab sich für die REO kein signifikanter Unterschied. Der REO erbrachte lediglich eine Entlastung von 3,85 % (p=0,691).

Schlussfolgerungen Rückfußentlastungshilfsmittel, wie der RES und die REO, führen gleichermaßen zu einer signifikanten Reduktion des plantaren Spitzendrucks im Bereich der Rückfußzone. Aufgrund der in der Mittelfußzone erfassten konsekutiven Mehrbelastung beider Hilfsmittel, sowie der Unterschiede im Bereich der Vorfußbelastung, sollte die Indikationsstellung und Auswahl der Hilfsmittel unter Berücksichtigung bereits bestehender lokaler und systemischer Vorerkrankungen sorgfältig erfolgen.

Schlüsselwörter: Pedobarographie, Rückfußentlastung, plantare Ulzera, Biomechanik, Fuß, Stressfrakturen, Calcaneusfrakturen, Rückfußentlastungsschuh, Rückfußentlastungsorthese

DOI
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