Pedobarografia
| Pedobarografia | |
|---|---|
 Przykład rozkładu nacisku stopy; maksymalne ciśnienie podczas jednego kroku.
| |
| Test z | biomechanika chodu |
Pedobarografia to badanie pól nacisku działających między powierzchnią podeszwową stopy a powierzchnią oparcia. Stosowana najczęściej do biomechanicznej analizy chodu i postawy, pedobarografia jest wykorzystywana w szerokim zakresie zastosowań, w tym w biomechanice sportu i biometrii chodu . Termin „pedobarografia” pochodzi od łacińskiego: pedes , odnoszącego się do stopy (jak w: krokomierz , pieszy , itp.) oraz greckiego: baros oznaczający „ciężar”, a także „ciśnienie” (jak w: barometr , barograf ).
Historia
Pierwsze udokumentowane badanie pedobarograficzne zostało opublikowane w 1882 roku i wykorzystywało gumę i atrament do rejestrowania nacisku stopy. Liczne badania z użyciem podobnej aparatury przeprowadzono na początku i w połowie XX wieku, ale dopiero wraz z pojawieniem się komputera osobistego opracowano aparaturę elektroniczną i pedobarografia stała się praktyczna w rutynowych zastosowaniach klinicznych. Obecnie jest szeroko stosowany do oceny i korygowania różnych zaburzeń biomechanicznych i neuropatycznych.
Sprzęt komputerowy
Urządzenia dzielą się na dwie główne kategorie: (i) podłogowe i (ii) w bucie . Stosowana technologia jest zróżnicowana, od czujników piezoelektrycznych po refrakcję światła , ale ostateczną formą danych generowanych przez wszystkie nowoczesne technologie jest obraz 2D lub szereg czasowy obrazu 2D nacisków działających pod powierzchnią podeszwową stopy. Na podstawie tych danych można obliczyć inne zmienne (patrz Analiza danych ).
Istnieje kilka różnic między rodzajami informacji otrzymywanych z tych dwóch systemów, więc w zależności od zastosowania jeden system może być lepiej dopasowany. Na przykład system oparty na podłodze dostarczy przestrzennych informacji czasowych, takich jak długość kroku, których nie może zapewnić system w bucie. Systemy platform (lub systemy podłogowe) pozwolą również na testowanie pacjentów z pomocami do chodzenia pod kątem urządzeń wspomagających. Istnieją jednak pewne kontrowersje dotyczące oceny naturalnego chodu za pomocą systemu platform, ponieważ pacjenci potencjalnie celują w platformę podczas chodzenia. W tym przypadku system w bucie zapewnia przewagę, ponieważ zmniejsza ryzyko celowania. Wybierając system, użytkownicy powinni dokładnie ocenić różnice między systemami, pacjentów, których będą oceniać, oraz rodzaj danych, którymi są zainteresowani.
Rozdzielczość przestrzenna i czasowa obrazów generowanych przez komercyjne systemy pedobarograficzne wahają się odpowiednio od około 3 do 10 mm i od 25 do 500 Hz. Lepsza rozdzielczość jest ograniczona przez technologię czujnika. Takie rozdzielczości dają powierzchnię styku około 500 czujników (dla typowej stopy dorosłego człowieka o powierzchni około 100 cm2 ) . Dla fazy podporu trwającej około 0,6 sekundy podczas normalnego chodzenia, dla każdego kroku rejestrowanych jest około 150 000 wartości nacisku, w zależności od specyfikacji sprzętu.
Analiza danych
Aby poradzić sobie z dużą ilością danych zawartych w każdym zapisie pedobarograficznym, tradycyjne analizy redukują dane do łatwiejszego do opanowania rozmiaru w trzech etapach: (1) tworzenie masek anatomicznych lub regionalnych, (2) wyodrębnianie danych regionalnych i (3) prowadzenie statystyk testy. Wyniki są zazwyczaj przedstawiane w formie tabelarycznej lub wykresu słupkowego . Istnieje również szereg alternatywnych technik analizy wywodzących się z cyfrowego przetwarzania obrazu . Stwierdzono, że techniki te są również przydatne klinicznie i biomechanicznie , ale najczęściej stosowane są tradycyjne analizy regionalne.
Najczęściej analizowaną zmienną pedobarograficzną jest „ciśnienie szczytowe” lub maksymalne ciśnienie odczuwane na każdym czujniku (lub pikselu, jeśli czujniki leżą na regularnej siatce kwadratowej) w czasie trwania kroku. Inne zmienne, takie jak na przykład czas kontaktu, całka nacisku po czasie, środek trajektorii nacisku , są również istotne dla funkcji biomechanicznej stopy.
Zastosowanie kliniczne
Najszerzej badanym zastosowaniem klinicznym pedobarografii jest owrzodzenie stopy cukrzycowej , stan, który w skrajnych przypadkach może prowadzić do amputacji, ale w przypadku którego nawet łagodne lub umiarkowane przypadki wiążą się ze znacznymi wydatkami na opiekę zdrowotną . Pedobarografia jest również wykorzystywana w wielu innych sytuacjach klinicznych, w tym: pooperacyjnej ocenie biomechanicznej, ocenie śródoperacyjnej, projektowaniu ortez i ocenie operacji opadającej stopy. Oprócz zastosowań klinicznych pedobarografia jest nadal wykorzystywana w laboratoriach do zrozumienia mechanizmów rządzących ludzkim chodem i postawą.
Wykorzystanie pedobarografów w warunkach klinicznych jest wspierane przez naukowców. Według Bowena i wsp. „Pomiary pediobarografu można wykorzystać do monitorowania i ilościowej oceny postępujących zmian deformacji stopy w czasie. Pedobarograf to niezawodny pomiar, który wykazuje niewielką zmienność między pomiarami dokonanymi przy tej samej okazji i między pomiarami w różnych dniach. "
Terminologia
- Pedobarografia dynamiczna odnosi się do gromadzenia i analizy szeregów czasowych danych pedobarograficznych podczas czynności dynamicznych, takich jak chód.
- Pedobarografia statyczna odnosi się do gromadzenia i analizy szeregów czasowych danych pedobarograficznych podczas czynności posturalnych (tj. quasi-statycznych ).