Podologia - Biomeccanica

Biomeccanica lezione 1

Negli anni '70 in America, abbiamo tanti studiosi del piede. Merton Root realizza uno dei testi fondamentali (2 volumi). Root ha ideato una teoria che si basa sui criteri biofisici di normalità. Cioè una classificazione del piede basandosi su quella che dovrebbe essere la normalità. Così riesco a fare dei parametri che mi permettono di dire cos'è normale e cosa non è normale. Quindi abbiamo la fisiologia (normalità) e la patologia (non normalità). Quindi dovrò intervenire sulla patologia tramite un'ortesi plantare (ortesi funzionale: riallineamento delle strutture, riportando più vicino possibile alla normalità).

Cosa studia la biomeccanica?

Studia la struttura e la funzione del sistema biologico attraverso la meccanica.

Definizioni

• Articolazione sottoastragalica: astragalo e calcagno.
• Articolazione mediotarsica: articolazioni astragalo-scafoidea e calcaneo-cuboidea.
• Avampiede: tutto quello che è distale rispetto alla mediotarsica.

Nel nostro corpo abbiamo 2 metatarsi (destro e sinistro) e 10 ossa metatarsali.

Piani del corpo

• Piano sagittale: divide il corpo in due parti (destra e sinistra). Il piano sagittale mediano: divide il corpo in due metà uguali. Ovviamente vale anche per il piede, dove parleremo di mediale e laterale.
• Piano frontale: divide il corpo in anteriore e posteriore.
• Piano trasversale: è parallelo all’orizzonte e divide il corpo in superiore e inferiore.

Segmenti del piede

• Dita: sono 5.
• Metatarso: 5 ossa metatarsali.
• Mediotarso (medio piede): scafoide, cuboide e 3 cuneiformi.
• Tarso (retropiede): astragalo e calcagno.

Piede astragalico: costituito dall’astragalo, scafoide, 3 cuneiformi, 3 metatarsali e le prime 3 dita.

Piede calcaneare: costituito dal calcagno, cuboide, 2 metatarsali e le ultime 2 dita.

Movimento delle articolazioni del piede

Ogni movimento avviene su un piano intorno agli assi di movimento.

Asse di movimento

È perpendicolare a un piano e giace sugli altri due. Il movimento che avviene su un solo piano è monoplanare.

Direzione

È determinata dalla posizione dell’asse di movimento. Se l’asse è inclinato di 90° è monoplanare. Ma l’asse può essere inclinato anche rispetto a due o a tre piani nello spazio. L’asse è multiplanare (biplanare o triplanare).

Regola di riferimento: tanto è più grande l’angolo di movimento rispetto al piano di movimento, tanto è maggiore lo spostamento che avverrà su quel piano.

Movimenti del piede

Monoplanari

• Inversione: movimento del piede verso l’interno. Movimento sul piano frontale con la superficie plantare del piede che guarda verso la linea mediana del corpo. L’asse di movimento giace sui piani sagittale e trasversale.
• Eversione: movimento del piede verso l’esterno. Movimento sul piano frontale con la superficie plantare del piede che guarda dalla parte opposta della linea mediana del corpo. L’asse di movimento giace sui piani sagittale e trasversale.
• Dorsiflessione (flessione dorsale): movimento che avviene sul piano sagittale con la parte distale del piede che si avvicina alla tibia. L’asse del movimento giace sui piani frontale e trasversale.
• Plantarflessione (flessione plantare): movimento che avviene sul piano sagittale con la parte distale del piede che si allontana dalla tibia. L’asse del movimento giace sui piani frontale e trasversale.
• Adduzione: movimento che avviene sul piano trasversale con il piede che si muove verso la linea mediana del corpo. L’asse di movimento giace sui piani frontale e sagittale.
• Abduzione: movimento che avviene sul piano trasversale con il piede che si allontana dalla linea mediana del corpo. L’asse di movimento giace sui piani frontale e sagittale.

Triplanari

Sono i prevalenti nel nostro corpo

• Supinazione: simultanea adduzione, inversione, flessione plantare del piede. L’asse di movimento passa attraverso il piede da posteriore, laterale, plantare ad anteriore, mediale, dorsale.
• Pronazione: simultanea abduzione, eversione, flessione dorsale del piede. L’asse di movimento passa attraverso il piede da posteriore, laterale, plantare ad anteriore, mediale, dorsale.

Posizione del piede

Valgono le stesse cose dette per i movimenti del piede: adduzione, abduzione, inversione, eversione, dorsiflessione, plantarflessione, supinazione e pronazione.

Deformità strutturata

Posizioni fisse che non permettono il movimento sui normali assi di rotazione.

• Deformità sul piano trasversale darà un piede abdotto o addotto. L’alluce valgo: le due falangi vanno verso l’esterno (abdotte), mentre l’osso metatarsale va verso l’interno (addotto).
• Deformità sul piano frontale: abbiamo inversione ed eversione. In caso di deformità parliamo di varo e valgo (riferito al retropiede). Un retropiede varo è invertito, mentre un retropiede valgo è evertito.

Valutazione funzionale del retropiede

Si valuta a catena cinetica aperta (sul lettino) e diremo se il retropiede è varo o valgo, mentre a catena cinetica chiusa (in carico – in piedi) diremo se il retropiede è invertito o evertito.

• Ginocchio varo: inversione – gambe a parentesi ()
• Ginocchio valgo: eversione – gambe a X

Criteri biofisici di funzionalità

La relazione ideale che deve intercorrere tra i segmenti ossei del piede e della gamba per ottenere la massima efficienza nella statica e nella deambulazione:

• A. Il terzo distale di gamba è verticale.
• B. Ginocchio, tibiotarsica e sottoastragalica si trovano su piani trasversi paralleli alla superficie d’appoggio.
• C. La sottoastragalica (SA) è neutra.
• D. La linea divisoria della superficie posteriore del calcagno è verticale.
• E. La mediotarsica (MT) è in massima pronazione.
• F. Il piano planare del retropiede è parallelo a quello dell’avampiede ed entrambi sono paralleli alla superficie d’appoggio. La linea di sezione sagittale della superficie posteriore del calcagno è perpendicolare al piano plantare del piede.
• G. II, III e IV metatarsale sono in totale flessione dorsale e la superficie plantare delle teste metatarsali descrive un piano comune parallelo alla superficie d’appoggio.
• H. I e II metatarsale sono disposti con la superficie plantare delle loro teste che giace sullo stesso piano trasversale della II, III e IV testa metatarsale. Il I e il V fanno maggiore movimento rispetto ai 3 metatarsali centrali. Avendo maggiore movimento potrebbero trovarsi in una posizione diversa rispetto al piano di riferimento.

Articolazione tibiotarsica

È un ginglimo: presenta due capi articolari cilindrici dove uno è concavo e l’altro è convesso. Quindi permette ampi movimenti circolari.

È composto da:

• Mortaio tibio-peroneale
• Cupola astragalica

Ha un asse di movimento triplanare, ma per convenzione si considera monoplanare inclinato rispetto al piano sagittale (l’angolo maggiore e il movimento principale dell’articolazione sono sul piano sagittale). Il movimento principale è di dorsiflessione e plantarflessione.

Viene definito come asse di movimento triplanare con un solo grado di libertà: va dal posteriore, laterale, plantare ad anteriore, mediale, dorsale. Angoli compiuti:

• 8-12° sul piano trasversale
• 12-18° sul piano frontale
• Maggiore su piano sagittale.

Valutazione

• Paziente prono sul lettino
• Ginocchio esteso
• SA in neutra
• MT fine corsa pronatoria sul suo asse longitudinale
• Si esegue una flessione dorsale (la facciamo fare noi al piede del paziente): la normalità è 90°+10°. I 10° sono in flessione dorsale. Dovrebbe compiere anche 20° in flessione plantare. Non vengono mai citati perché sono più importanti i 10°.

La TT deve realizzare almeno 10° di flessione dorsale durante la fase di appoggio del cammino quando il ginocchio si estende. In questo momento la gamba è inclinata di 80° con il piede. I 10° sono necessari affinché il tronco e la gamba possano portarsi in questa posizione senza che il tallone si sollevi precocemente da terra.

Per convenzione la consideriamo monoplanare, ma non è così. Quindi non abbiamo una dorsiflessione o plantarflessione pura. Quando di dorsiflette abbiamo una leggera abduzione; quando si plantarflette abbiamo una leggera adduzione.

TT ha un effetto cardanico, cioè riesce a trasmettere le forze torsionali. È il punto di congiunzione tra il piede e la gamba. Questa fa extra e intrarotazione. Se lo faccio a catena cinetica aperta ruoto solo la gamba. Se sono in carico ho la TT che mi lega il piede alla gamba, quindi il movimento di intra e di extrarotazione verrà trasmesso al piede. Nel caso di intrarotazione produrrà una pronazione, nel caso di extrarotazione produrrà una supinazione.

Esame valutativo

• Paziente rilassato e prono, ma si può fare anche supino.
• L’operatore:
• 1. SA in neutra e MT prona completamente.
• 2. Flette la MT completamente.
• 3. Punti di repere:
• La linea plantare del piede: dalla superficie plantare del calcagno alla V testa metatarsale.
• La linea che divide lateralmente, in due parti uguali, il terzo distale di gamba: dalla giunzione muscolo-tendinea del tricipite della sura al punto centrale del malleolo laterale.
• 4. Misurare l’angolo tra la superficie plantare del piede e la linea che divide lateralmente il terzo distale di gamba.
• 5. La base del goniometro si posiziona sulla linea della gamba, l’apice sulla superficie plantare del calcagno.
• 6. L’angolo viene misurato osservando dove la linea plantare del piede attraversa il goniometro.
• 7. Se l’esame evidenzia una limitazione in dorsiflessione superiore (inferiore) a 10° si ripete l’esame a ginocchio flesso per evidenziare l’eventuale incidenza del muscolo gastrocnemio nella determinazione del movimento. Se recupera non è una deformità strutturata.

Articolazione sotto astragalica

Ha un asse di movimento triplanare. Il movimento che avviene è quello di prono-supinazione.

Quando la SA supina ha un’inversione, abduzione, e flessione plantare. Quando la SA prona ha un’eversione, adduzione e flessione dorsale.

SA neutra: quando il piede non è né pronato né supinato. Il piede compie: 2/3 in inversione e 1/3 in eversione.

Carico vs scarico

• Scarico (catena cinetica aperta): è il calcagno che si va a muovere. Si muove intorno all’astragalo.
• Carico (catena cinetica chiusa): il calcagno è bloccato a terra dal peso del corpo. Questo compie i movimenti in inversione ed eversione. È l’astragalo che va a compiere gli altri movimenti.

Supinazione: inversione del calcagno, abduzione e flessione dorsale dell’astragalo.

Pronazione: eversione del calcagno, adduzione e flessione plantare dell’astragalo.

Esame valutativo

• Paziente: rilassato, prono, con i piedi oltre i confini del lettino, posizione del 4 (pongo la superficie posteriore del calcagno sul piano frontale)
• Operatore:
• 1. Muove l’articolazione SA attraverso il suo completo arco di movimento.
• 2. Individua l’area triangolare della superficie posteriore del calcagno palpando i tubercoli.
• 3. Supina la SA invertendo il calcagno sull’astragalo e traccia la linea che divide in due la superficie posteriore del calcagno.
• 4. Prona la SA evertendo il calcagno sull’astragalo e traccia la linea che divide in due la superficie posteriore del calcagno.
• 5. Traccia la bisettrice del terzo distale di gamba (dalla giunzione muscolo-tendinea del tricipite della sura fino alla parte superiore dei malleoli).
• 6. Inizia la misurazione supinando la SA (misura l’inversione del calcagno dalla gamba) e posizionando il goniometro: l’apice prossimalmente alla linea di divisione dell’inversione, il centro dello strumento parallelo alla linea di divisione del terzo distale di gamba.
• 7. Ripetere l’operazione pronando la SA (misura l’eversione del calcagno dalla gamba) e usando per la misurazione la linea di eversione che divide in due la superficie posteriore del calcagno.

Normalmente: per misurare metto la SA in neutra e si misura l’angolo che si forma tra la bisettrice posteriore del calcagno e la linea del terzo distale di gamba.

SA in neutra: il mio punto di riferimento è la testa dell’astragalo. Seguo i due malleoli, proseguo e sento un “avvallamento” qui ci dovrebbe essere la testa dell’astragalo. Quando lo mando in massima inversione la sento laterale, quando la mando in massima eversione la sento mediale. Prono e supino fino a che la sento da entrambe le parti o non la sento da nessuna parte. Una volta trovata effettuo una spina con il pollice (posizionato tra la IV e la V testa metatarsale). Questa spinta è perpendicolare. Ho creato una stabilità retro/avampodalica.

Formula per la neutra:

ROM (escursione totale): gradi in inversione + gradi in eversione (dalla gamba)

(ROM x 2) /3 = inversione della neutra.

Posizione della neutra: gradi in inversione – gradi inversione della neutra.

Risultati

• Positivo: retropiede con deformità strutturata di varismo
• Negativo: retropiede con deformità strutturata in valgismo

Possono farlo anche con l’eversione: ROM x 1/3 e poi faccio i calcoli con l’eversione.

Esempi

Esempio 1:

• Inv.: 24° Eve: 12° 24+12=36° ROM(36x2) /3=24
• 24-24=0 piede normale

Esempio 2:

• Inv: 32° Eve: 7° 32+7=39° ROM(39x2) /3=26
• 32-26=6° ha una deformità del retropiede di 6° in varismo

Esempio 3:

• Inv: 15° Eve: 15° 15+15=30° ROM(30x2) /3=20
• 15-20=-5° ha una deformità del retropiede di 6° in valgismo. È più raro.

Non viviamo in posizione neutra, perché il piede non è né pronato né supinato. Per la neutra il piede passa in alcune fasi del cammino: subito dopo il contatto iniziale del tallone e circa al 50% della fase di appoggio (passa per la neutra quando ha una transizione da un estremo all’altro). Altrimenti compie movimenti di prono-supinazione. La SA arriva a terra leggermente invertita, il movimento che compie è un movimento di prono-supinazione. Arrivando da una posizione invertita dovrà passare alla neutra, continua a pronare finché non arriva alla massima pronazione, prima di arrivare alla massima supinazione passerà dalla neutra.

Lezione 2

La posizione della SA influenza la quantità di movimento della MT.

Articolazione mediotarsica

La MT è un’interlinea articolare perché è composta da: articolazione talo-navicolare e articolazione calcaneo-cuboidea. Presenta due assi di movimento: AO (asse obliquo) e AL (asse longitudinale).

Neutra podalica: SA in neutra e MT in pronazione completa sul suo asse longitudinale. Criteri biofisici di normalità.

Il movimento che avviene su entrambi gli assi è quello di prono-supinazione. I due assi sono inclinati diversamente rispetto ai piani cardinali dello spazio:

• AO forma un angolo di 52° con il piano trasversale e uno di 57° con il piano sagittale. Il movimento sfavorito sarà quello sul piano frontale: movimenti di dorsi-plantarflessione che avvengono sul piano sagittale ed i movimenti di adduzione e abduzione che avvengono sul piano trasversale saranno prediletti sull’AO.
• AL forma un angolo di 15° con il piano trasversale e uno di 9° con il piano sagittale. L’angolo che si viene a creare sul piano frontale sarà un movimento favorevole. Determina l’inversione nella supinazione e l’eversione nella pronazione.

Regola: tanto più l’angolo si avvicina a 90° e tanto più il movimento avviene su quel piano. La quantità di movimento della MT dipende dalla posizione di SA: la supinazione di SA riduce la quantità di movimento di mediotarsica e anche del primo raggio; la pronazione di SA aumenta la quantità di movimento di MT. Questo vuol dire che se SA è pronata, MT è in grado di compiere un movimento maggiore attorno ai suoi due assi: consente a MT di compensare alcune asperità del terreno, alcune modifiche strutturali del piede; ma allo stesso tempo fa sì che a MT sia meno stabile; quindi, è più soggetta alla forza di reazione al suolo.

SA influenza la quantità di movimento di MT in che modo:

• Quando SA supina l’AO di MT si verticalizza: sono favoriti i movimenti di adduzione/abduzione.
• Quando SA prona l’AO di MT si orizzontalizza: sono favoriti i movimenti di flessione dorsale e flessione plantare.

Piede come adattore mobile ogni qualvolta accomoda il carico. Piede come leva rigida ci aiuta ad andare nel passo successivo, quindi siamo nella fase di propulsione. MT (insieme al primo raggio) è l’unica che ci può dare un movimento aggiuntivo sul piano sagittale, per far questo SA deve essere pronata.

Esame valutativo

• Paziente: rilassato, prono, con i piedi oltre i confini del lettino, posizione del 4 (pongo la superficie posteriore del calcagno sul piano frontale)
• Operatore:
• 1. Mettere in neutra
• 2. Guardo il piano plantare dell’avampiede e devo dire cosa vedo:
• Avampiede in asse: il piano del retropiede è parallelo al piano dell’avampiede
• Avampiede varo: quando la V testa è più bassa rispetto alla I
• Avampiede valgo: quando la V testa è più alta rispetto alla I