Технички универзитет во Минхен

Клиниката за ортопедија и траума хирургија од Техничкиот универзитет во Минхен, Клиникум рехтс дер Исар (директор: Унив.-проф. Д-р Р. Градингер) Дистрибуција на плантарен притисок за време и по бременоста Анита Клемент Комплетна копија од медицинскиот факултет на Техничкиот универзитет во Минхен за да се добие доктор по медицина одобрена дисертација Претседавач: Унив.-Проф. Д-р Д.Нумајер 1-ви испитувач: Унив.-Проф. Д-р R. H. A. Lampe 2-ри испитувач: Прив.-Доз. Д-р Дисертацијата е доставена до Техничкиот универзитет во Минхен на 9 ноември 2009 година и е прифатена од Медицинскиот факултет на 24 март 2010 година

Оваа докторска теза им ја посветувам на моите родители. Страница 2

Признанија Мојата срдечна благодарност упатува на сите што го овозможија ова дело и го поддржаа со голема посветеност во текот на подолг временски период: Професорот Др. Рене Лампе за доделување на темата. Дипломиран физичар Јирген Митернахт, кој секогаш беше покрај мене и го даваше вистинскиот стимул, особено во тешките делови, и со тоа играше клучна улога во успехот на оваа дисертација. Мојата посебна благодарност упатувам на бројните испитаници кои честопати патувале на долги растојанија и кои честопати доаѓале под тешки услови за постпарталните мерења. Благодарност до семејството и пријателите кои се со мене долго време. Страница 3

III Кратенки БКД. Време на контакт со земја БМИ. Индекс на телесна маса, БМИ = (телесна тежина во кг): (висина во метри) ² БВ. Тежина на телото, силите често се изразуваат во% BW. Центар на маса, фокус на маса, фокус на сегмент КТ. Компјутеризирана томографија ДСП. Фокус за печатење ЕМЕД. Заштитен знак за плочи за мерење притисок од Novel FL. Должина на стапалото (во метри), конверзија на единици со големина на чевли: должина на стапалото (во см) = 0,635 * големина на чевли (0,635 = ¼ инч: германски систем), или должина на стапалото (во см) = 0,667 * големина на чевли ( ⅔: Париски гравура, европски систем) g. Гравитационо забрзување, g = 9,81 m/s2 kg. Килограм, SI единица на маса со метар, SI единица со должина Md. Средна MFB. Метатарзална ширина во педограмот (контактна површина на стапалото со земјата) Н.Nутн, СИ единица на сила, 1N е силата што и дава на масата од 1 кг забрзување од 1 m/s² Nm. Newутн метар, единица на вртежен момент Nms. Secondsутн-метар секунди, единица на шок на вртежен момент Н. Newутн-секунди, единица на силен удар OP Оперативен/оперативен (во медицинска смисла) глужд. горниот зглоб на глуждот (articulatio talocruralis) страница 6

Pa.Pascal (единица притисок на SI), 1 Pa = 1 N/m² = 10000 N/cm² (единица притисок што се користи во оваа работа: N/cm²) ROI. Регион на интерес (под-област во фокусот на разгледување) види втора, СИ временска единица (понекогаш скратена како сек или сек) SL. Должина на скелетот на стапалото USG. долен зглоб на глуждот (articulatio subtalaris/talocalcaneonavicularis) страна 7

Сл. 10 Преглед на учесниците во тестот При евалуацијата и графичкото претставување на резултатите, бројот на испитаниците варира, бидејќи на сите испитаници не им беа дадени целосни информации. Повеќето од испитаниците биле бремени за прв пат. Третина веќе имале едно или повеќе породувања зад себе. Според Сојузниот завод за статистика во Германија, просечниот број на деца по жена во 2005 година бил 1,34. Бројот на мултипарни жени со N = 9 во оваа студија не е доволно голем за веродостојно тврдење дали промените во одењето и структурата на стапалото се посилни или послаби во Примигравида отколку во Мултигравида. Соодветните информации може да се изведат само од индивидуални размислувања. Страница 25

3.5.5 Пример за педограм Сл. 16 и Сл. 17 покажуваат пример за педографско мерење од оваа студија, претставена од стандардниот софтвер за мерење на мерната плоча EMED SF. Изведувањето на понатамошните параметри од ова мерење е опишано во следните поглавја. Сл. 16 Педографија - мерење на дистрибуција на притисок под подножјето на стапалото како на слика 15, стандарден екран на уредот за мерење EMED-SF. Прикажани се максимумите на притисок за време на тркалањето на стапалото. Дијаграмите десно ја покажуваат максималната вредност на притисокот, вертикалната сила определена со интеграција над целата површина и површината за контакт на површината во текот на тркалањето. Исто така, се прави разлика помеѓу областа на предните нозе (делови од зелена кривина) и задното стапало (делови од црвена кривина). Сл. 17 Вкупен процес на тркалање на стапалото на мерењето од Слика 16, прикажани се сите индивидуални слики на мерењето. Стапката на рамка е 72 мерења во секунда. Последната индивидуална слика означена со црвена боја е слика за максимален притисок со максимални вредности на притисок што се случија за време на одвиткување. Страница 32

Во случај на дистрибуција на притисок со различно ниво на притисок, вертикалната сила F z за целото стапало или за парцијалните области (на пр. Халукс/метатарзал I) може да се пресмета со интегрирање на распределбата на притисокот над целото стапало или над парцијалните области: Fz = pa δ A во [N] (9 ) Вкупна површина Fz = pa δ A во [N] (10) парцијална површина На слика 20б, се врши интеграција на притисокот за сите слики на дистрибуција на притисок од процесот на тркалање. Ова резултира во текот на вкупната сила на земјата во текот на времето на контакт со земјата (црна крива на дијаграмот на слика 20б). Прикажани се и двата дијаграми за дистрибуција на притисок со максимална сила на земјата. Покрај тоа, областа на халукс е означена одделно на максималната слика на притисокот Слика 20а. Интеграцијата се повторува преку овој дел на подножјето на стапалото за целиот процес на тркалање. На дијаграмот на Слика 20б, ова го покажува учеството на халукс во вкупната копнена сила, дополнително поделена на уделот на прстот и уделот на топчето на палецот. Сл. 20а За да се одреди силата на земјата од плантарната Слика 20б Да се одреди силата на земјата од дистрибуцијата на притисок на плантарот. Горе: Слики за дистрибуција на притисок за маршот

Максимумот на кривата на силата не го зема предвид понатамошниот тек на обликот на кривината, туку само една измерена вредност. Со цел да се дадат изјави за вкупното метатарзално оптоварување, може да се вклучи и времетраењето на товарот (метатарзален оптоварување тип 3), што за возврат може да се нормализира на телесната тежина (метатарзално оптоварување тип 4). Во овие два случаи се одредува подрачјето под кривите на силата, потоа секако на кривините кои не се стандардизирани со текот на времето. Сл. 23 го покажува процентот на метатарзалното оптоварување во вкупната сила на подот користејќи го примерот на испитното лице P02 за време и по бременоста. Сл. 22 Шематски приказ на дефиницијата за метатарзално оптоварување MFL: Крива на приземна сила MFL 1 = AM 1 максимум 2 максимум MFL 2 = A/M MFL 3 = ФА сила во tутнс FM Среден минимум MFL 4 = FA/FMM: Телесна тежина во tутнс А: Максимална на MFL FA tx A Метатарзално оптоварување t во секунди Сл. 23 Пропорција на метатарзалното оптоварување во вкупната подна сила кај испитното лице P02 за време и по бременоста. 3.5.15 ширина на метатарзалот во педограмот Во овој контекст, ширина на метатарзата е ширина на површината за контакт на земјата во метатарзусот, а не вистинската ширина на самото стапало. Метартарската ширина се мери и се просекува на 5 точки од педограмот (Слика 21а). Страница 40

за одредени екстремни случаи, три слики за дистрибуција на притисок од процесот на тркалање, кривата на земјата и кривата на моментот во однос на оската на OSG. Дијаграмите за распределба на притисокот на Слика 25 го покажуваат моментот на максималниот момент на флексија на плантарот и времето на првиот и вториот максимум на силата на земјата (ознаки во дијаграмите на силата на земјата и моментот на зглобот). 4 4 Максималниот момент на грбната флексија е обично нешто подоцна од вториот максимум на силата на земјата, бидејќи силата тогаш веќе се намалува, но тежиштето на дистрибуцијата на притисокот се движи уште напред и со тоа рачката на рачката се зголемува дури и повеќе отколку што се намалува силата. Страница 42

Сл. 25 Да се одреди вртежниот момент на зглобот во однос на оската на глуждот. Три слики за дистрибуција на притисок од процес на тркалање на стапалото при одење бос, крива на приземје и крива на моментот во однос на проектираната оска на глуждот (црвена). Плантарна точка на флексија: дел од кривата е обележана во светло сина, дорзифлексен момент: дел од кривата е обележан со жолто педограм лево и прво обележување на дијаграмите: момент на максимален момент на плантарна флексија кога се појавува. Среден педограм во моментот на максимумот на сила на првиот кат, десниот педограм во моментот на максимумот на силата на вториот кат и максимумот на моментот на дорзифлексија. Центарот на гравитација на распределбата на тековниот притисок (DSP) и неговото растојание од рачката h до OSG оската се внесени во педограмите. Страница 43

Сл. 26 Да се одреди вртежниот момент во однос на надолжната оска на стапалото. Две слики за дистрибуција на притисок од процес на тркалање на стапалото при одење бос, крива на приземје и крива на моментот во однос на надолжната оска (сина крива на мерење, испрекината: момент во однос на OSG оската). Мерење на тест лице со особено голем момент на еверзија. Момент на превртување: негативни нумерички вредности на моментот, момент на инверзија: позитивни вредности. Двата педограма и ознаките на дијаграмите: момент на максимален момент на пресврт и максимален момент на инверзија. Центарот на гравитација на распределбата на тековниот притисок (DSP) и неговото растојание на рачката h до надолжната оска на стапалото (за споредба, исто така, со OSG оската) се внесени во педограмите. Страница 45

3.5.18 Внатрешен/надворешен агол на вртење Надворешниот агол на ротација на стапалото е дефиниран помеѓу надолжната оска на стапалото и насоката на сагитталното одење (слика 27). Во оваа студија, исто така, се утврдува од педограмот за анализа на одењето. Аголната положба на стапалото може да биде многу различна. Особено, тоа е многу зависно од аголната позиција во зглобот на колкот. Табелата 3 ги покажува просечните вредности на контролната група. Првично се претпоставува дека зголемувањето на оптоварувањето на тежината на долните екстремитети за време на бременоста може да доведе до зголемена надворешна ротација на стапалото. Сл. 27 Дефиниција на аголот на ротација на стапалото: аголна позиција помеѓу надолжната оска на стапалото и насоката на одење. (Пример десно: P13 по бременоста) Табела 3 Надворешен агол на ротација на стапалото во контролната група кај жени лево стапало десно стапало Средна средна вредност -6,9 7,7 7,3 Стандардна девијација 4,2 3,7 4,0 кај мажите лево стапало десно Средна нога - 7,6 8,1 7,9 стандардна девијација 4,0 3,4 3,7 3,5,19 Анализа на оптоварување на пета Врз основа на странична-медијална асиметрија на распределбата на товарот на петицата, како што е прикажано на сл. 28а и б, може да се заклучи положба на подножјето волја. Погрешно усогласување има на страница 46

Иако не е директно претворена во степени, промената во текот на бременоста може да се следи квалитативно. За анализа, кривата на притисок се одредува по должината на пресечната линија нормална на надолжната оска на стапалото и низ центарот на петицата и се применува постојано од сликата за печатење за да се печати сликата за време на целиот процес на тркалање. Сл. 28а За анализа на лошо израмнување на петицата. Предмет P06, нема неусогласеност на петицата. Висината на притисокот се запишува на дијаграмот десно по зелената пресечна линија низ петицата, слика по слика. Тука калкулеусот стои претежно на медијалниот раб на неговата стоечка површина, петицата е навалена медијално. Ознаките го покажуваат геометрискиот центар на гравитација на областа за контакт на петицата на земјата и неговото движење за време на тркалањето. Сл. 28б Предмет P16, позицијата на валгус на калкунеусот го поместува главниот товар медијално. 3.5.20 Просекување на параметрите добиени од педограмите Во принцип, постојат две опции за просек и сумирање на одделните мерења во серија мерења:

Сл.29а Педограми во 34-та недела од бременоста Сл.29б Педограми 7 недели по раѓањето Сл.29в Криви на параметрите добиени од дистрибуцијата на притисокот: горе лево: вкупна сила на земјата и процентот на метатарзусот, горе десно: максимален притисок, долу лево: површина на контакт со подот, долу десно: момент на OSG. Сини кривини: во 34-та недела од бременоста, црвени кривини: 7 недели по раѓањето. Прикажани во светли бои: сите индивидуални мерења, темни бои: криви во просек над двете нозе. Сите криви се стандардизираат со текот на времето до 100% време на контакт со земјата. Зголемувањето на телесната тежина на лицето за тестирање за време на бременоста на примерот на Слика 29 е прикажано во зголемувањето на силата на земјата (сина кривина на првиот дијаграм на слика 29ц или во соодветните кривини на мерење на слика 30). Обликот на кривата на копнената сила се менува страница 49

Сл. 29д Графикони од сите мерења нацртани една над друга, почетокот на линијата се префрли на точката (0,0). Сини кривини: мерења за време на бременоста, црвени кривини: мерења после породувањето. Ознаките на округлата се со 0%, 10%, 20% до 100% од времето на контакт со земјата. Силната акумулација во топчестата област и слабата акумулација во близина на оската на зглобниот зглоб се впечатливи (за објаснување видете Слика 16, стр. 32, Слика 17, стр. 32 и Слика 19, стр. 35) Табела 4 Различни од педограмите Слика 29а и б изведени параметри и нивните просечни вредности и стандардни отстапувања за испитното лице P16. Мерењата на горната група беа направени кон крајот на бременоста, долната група по раѓањето. Во последната линија, се споредуваат измерените вредности на двете серии на мерења: Споредбени вредности поголеми од 1 значат дека просечната вредност во втората серија мерења е поголема и обратно. Страница 51

Сл. 30 Параметарски дијаграми на лицето за тестирање од Слика 29а до г, 4 серии на мерења за време на бременоста и постпартална серија мерења нацртани една над друга. Светлосини до црни криви: серија мерења на почетокот и како што напредува бременоста, црвена крива: серија мерења по породувањето. 3.6 Хипотези за очекуваните промени во параметрите за анализа на одењето за време на бременоста Промените испитани во оваа студија кои произлегуваат од бременоста се однесуваат на структурата на стапалото и моделот на одење. Хипотетички очекуваните промени, исто така, треба да бидат прикажани како типични промени во педограмот и параметрите што произлегуваат од него: Под зголемено оптоварување на тежината за време на бременоста, надолжниот лак на стапалото се изедначува со формирање на рамно стапало како максимална варијанта што може да се замисли. Во педограмот, ова би довело до проширување на контактната површина на метатарзусот и зголемување на процентот на вкупниот товар поставен на метатарзусот. Зголемувањето на контактната површина со земјата може да биде и резултат на задржување на маснотии и вода, што не може јасно да се утврди при клиничкиот преглед. Страница 52

екстремни структурни промени во стапалото. Поверојатната последица е тоа што претежно средниот притисок се зголемува. 5 Преглед на можни врски и често забележани промени е даден на слика 31. Слика 31 Често забележани промени во стапалото 5 Пример за пресметка: со просечна површина на стапалото од 123 cm 12 и просечна почетна тежина од 64 kg, секој cm kg тежи 0,52 kg Површина на стапалото. Со просечно зголемување на телесната тежина од 12 кг, т.е. 76 кг телесна тежина, површината за контакт со земјата треба да биде 146 см 2, така што 0,52 кг маса исто така да тежи на секој см 2 од областа на стапалото. Разликата помеѓу двете области е 23 cm². Сепак, зголемувањето на подрачјето на стапалото од 23 cm² е многу малку веројатно, освен ако не се отпечати површина на ѓонот што вообичаено нема контакт со земјата, како што е метатарзусот - тоа би значело крајно заоблено стапало. Страница 54

во просечен опсег. Најверодостојното објаснување за ова е дека зглобот на глуждот станува поизвиткан за време на бременоста. Сл. 41а Метатарзална ширина при одење пред и после породувањето [см] пред постпартална разлика во просек 2,22 2,16-0,05 СПД 1,27 1,22 медијана 2,36 2,27-0,10 Потпишани парови на Вилкоксон -Тест на ранки: N = 24, стр