Použití 3D kinematické analýzy u osob s valgózní deformitou palce

Hallux valgus

Hallux valgus (dále HV) je komplexní progredující trojrozměrná deformita přednoží, charakterizovaná valgózním postavením palce, zvýšenou varozitou I. metatarzu a mediální prominencí jeho hlavice. Celý palec je rotován nehtovou ploténkou mediálně. Velikost intermetatarzálního úhlu se za fyziologických podmínek pohybuje v rozmezí 0–14°, přičemž úhel valgozity palce nepřevyšuje 16° (viz obr. 1). Za mírnou deformitu je považována valgozita mezi 17–25°. Valgozitu mezi 26–35° hodnotíme jako závažnou a překročí-li 35°, bývá sdružena se subluxací I. MTP kloubu (viz obr. 2) (Lorimer et al., 2005; Dungl, 2005). Rozvíjí se postupně na základě spolupůsobení biomechanických faktorů, strukturálních anomálií, systémových onemocnění, dědičných predispozic, nošení nevhodné obuvi. Úzce souvisí s dalšími změnami na noze podle etiologie, délky trvání a závažnosti dislokace. Vyskytuje se spolu s narušením příčné klenby, které se projeví rozšířením v oblasti hlaviček metatarzů, kladívkovitými prsty a změnami v distribuci tlaku pod hlavičkami metatarzů, které mohou vést k metatarzalgiím (Gaines, Halebian, 1983; Torkki, 2005). Naruší se základní funkce nohy, tzn. bazální opora ve stoji, absorpce a přenos zatížení při chůzi. Tato deformita nemusí mít žádné následky, ani působit obtíže. V mnoha případech si ale pacienti s HV stěžují na úporné bolesti v oblasti I. paprsku, obtíže při chůzi, problémy s výběrem obuvi v důsledku rozšíření přednoží a často bolestivé exostózy v oblasti MTP kloubu palce. Odborníka bohužel mnohdy vyhledají až v pokročilém stádiu deformity, kdy jsou možnosti konzervativní intervence značně omezené. V těchto případech zpravidla nezbývá jiná alternativa něž přistoupit k operativní korekci. I po úspěšně provedeném zákroku však často dochází k recidivě deformity se současným nefyziologickým zatížením nohy.

Obr. 1. Hodnocení úhlů I. paprsku nohy: A – úhel valgozity palce, B – intermetatarzální úhel, C – úhel mezi osou diafýzy a hlavičky I. metatarzu (DMAA) (upraveno podle Robinson, Limbers, 2005).

Obr. 2. Hodnocení kongruence kloubních ploch MTP kloubu palce: A – kongruentní kloub, B – deviace kloubu, C – subluxace kloubu (upraveno podle Frank, 2009).

Chůze u osob s HV

Předpokladem správné funkce nohy je funkční stabilizace I. paprsku. Valgózní deformita palce se vyznačuje narušením dynamické stabilizace I. paprsku a kontaktu kloubních ploch I. MTP kloubu se sezamskými kůstkami (Lorimer et al., 2005). Palec a I. MTP kloub spolu s plantární aponeurózou hrají největší roli v přenosu zatížení při chůzi. Hlavní funkcí plantární aponeurózy je stabilizace podélné klenby. Její narušení vede k nadměrné pronaci nohy (Huang, Kitaoka, 1999; Waldecker, 2004). Pronace při chůzi umožňuje absorpci reakční síly z podložky. Nadměrná pronace má za následek zvýšený rozsah pohybu středonoží, který snižuje stabilitu a brání resupinaci a vytvoření rigidní páky, což může narušit propulzi. Provedení propulze vyžaduje přibližně 65° dorzální flexi v I. MTP kloubu. Rozsah dorzální flexe palce je však pouze 20 až 30°. K získání zbylých 40° pohybu je nezbytná plantární flexe I. metatarzu. V důsledku nadměrné pronace chybí potřebných 65° dorzální flexe a na I. MTP kloub působí intenzivní síly, které vedou k rozvoji HV. Je-li přítomna hypermobilita v oblasti nohy, dojde v důsledku nadměrné pronace k vychýlení I. metatarzu mediálně a palce laterálně a k rozvoji HV (Frank et al., 2009).

Z pohledu posturální ontogeneze souvisí HV s problémem funkční centrace, resp. decentrace kloubu (Kolář, 2001). Porucha centrace a stabilizace MTP kloubu palce u valgózního palce neumožňuje optimální provedení odrazu nohy a odlepení paty. To se může negativně promítnout zejména v závěru stojné fáze v průběhu krokového cyklu. Decentrace jednoho kloubu vyvolá poruchy centrace ostatních kloubů. Z hlediska kauzality je možný disto-proximální efekt decentrované periferie na vývoj decentrace proximálně anebo opačný vývoj od centra k periferii, zejména v období růstu organismu (Kolář, 2001). Valgózní deformita palce může mít negativní vliv na provedení pohybu segmentů dolní končetiny a pánve, které může vést k přetížení vybraných oblastí.

V dostupné literatuře existuje velmi málo studií, zabývajících se vzájemnými dynamickými a kinematickými vztahy jednotlivých kloubních struktur nohy. Hallux valgus byl doposud vnímán pouze jako „statická“ deformita nohy. Menz a Lord (2005) nalezli významně nižší rychlost chůze a délku kroku, a také menší zrychlení u probandů s valgózní deformitou palce v porovnání s jedinci bez deformity či s mírnou deformitou. 3D analýza pohybu multisegmentového modelu nohy ukázala, že pacienti s valgózní deformitou palce využívají menší rozsah plantární a dorzální flexe především v závěru stojné fáze (Hwang et al., 2006).

Výsledky analýzy chůze u osob s juvenilní formou valgózní deformity palce, provedené na Katedře biomechaniky a technické kybernetiky FTK UP Olomouc, ukázaly, že i mírný stupeň valgózní deformity palce ovlivní provedení krokového cyklu chůze. Byla naměřena větší flexe v kyčelním kloubu, větší úhlový rozsah flexe v kolenním kloubu v průběhu švihové fáze a zároveň menší úhlový rozsah extenze v kolenním kloubu. Ve fázi počátečního kontaktu se pohyb v hlezenním kloubu vyznačuje výraznější plantární flexí (Janura et al., 2007).

Vyšetření chůze versus kinematická analýza chůze

U pacientů s poruchou funkce nohy, včetně HV, noha v mnoha případech funguje jako pouhá „pasivní opěrná plocha“. Adaptace na zatížení a jeho přenos při chůzi probíhá na úrovni kyčelního kloubu a pánve. Dle Hermachové (1998) se jedná o proximální typ chůze. Při vyšetření chůze si všímáme její rychlosti, délky kroku a rovnoměrnosti zatížení obou dolních končetin. V průběhu krokového cyklu sledujeme postavení chodidla na konci švihové fáze před úderem paty, jeho reakci při úderu paty, adaptaci na postupné převzetí hmotnosti a přenos zatížení v průběhu stojné fáze. U pacientů s HV bychom měli detailně vyšetřit především provedení odrazu v předšvihové fázi.

Pro možnost kvantifikace těchto změn lze využít vybrané biomechanické metody (kinematická a dynamická analýza), které jsou aplikovány při vyšetření zatížení nohy a pohybu dalších segmentům těla. Kinematické parametry pohybu můžeme určit pomocí 3D kinematické analýzy (VICON MX Motion Analysis System). Pomocí reflexních značek označíme jednotlivé segmenty těla, s doplněním bodů na noze (Plug-In Gait Full Body model, 15 segmentů, 33 reflexních značek). U pacientů s HV sledujeme především pohyb pánve a segmentů dolních končetin v průběhu krokového cyklu. Systém VICON je synchronizován s tenzometrickými plošinami Kistler (viz obr. 3). Synchronizace se silovými plošinami nám umožní určit jednotlivé krokové cykly a jejich fáze.  Analyzujeme časově-prostorové a úhlové parametry, reakční sílu podložky, kloubní moment síly a výkon.

Tyto metody lze použít v rámci komplexní diagnostiky poruch funkce nohy. Jejich cílená aplikace by mohla usnadnit volbu terapie a pomoci při  zhodnocení jejího efektu.

Obrázek 3. Předšvihová fáze krokového cyklu pravé končetiny u osoby s HV – VICON Motion Analysis systém synchronizován s tenzometrickými plošinami Kistler.