Zaawansowany test jakości stopy

Kilka miesięcy temu omawialiśmy na tym blogu test, który w prosty sposób jest w stanie oszacować „jakość” stopy, czyli jej siłę w szerokim, wymaganym w na co dzień (a już szczególnie w sportach) zakresie ruchu. O tym dlaczego w ogóle mobilność stopy (czy jeszcze dokładniej przodo- i śród- stopia) miałaby być ważnym czynnikiem w prognozowaniu ryzyka kontuzji rozpisałem się nieco więcej we wpisie: „Sprawdź czy jesteś pronatorem czy supinatorem„. Dziś pójdziemy o krok dalej.

Test, o którym mowa we wspomnianym artykule, jest rewelacyjny, głównie dlatego, że jest prosty do wykonania, nie wymaga dodatkowego sprzętu, a jednocześnie daje pewną numeryczną informację o jakości stopy. Dla przypomnienia chodzi o test ze zdjęcia poniżej:

Jego wadą jest jednak statyczność dokonywanego pomiaru.

Dlatego dziś omówimy sobie lepszą wersje tego testu, która co prawda wymaga już specjalistycznego sprzętu, ale jednocześnie daje znacznie szerszy obraz jakości stopy badanego. Jak to osiągniemy?

Zaczniemy od poproszenia badanego o stanięcie na boso na jednej nodze:

Jeśli w takiej pozycji zabronimy badanemu balansować rękoma, tułowiem i biodrami, nawet za cenę utraty równowagi, jedyna możliwość ustania stabilnie przez dłuższą chwilę pochodzić będzie z „walki” na poziomie stopy, która będzie kołysać się na lewo i prawo.

Walkę tę możemy na żywo obserwować patrząc na stopę z poziomu podłogi:

Nieco więcej o samej technologii takiego obrazowania można przeczytać tutaj. Na filmie widzimy jak ciężar ciała przenoszony jest raz w lewo raz w prawo właśnie w ramach „walki” o równowagę.

Zanim przejdziemy do interpretacji takiego obrazu spróbujmy zrozumieć dlaczego stopa zachowuje się akurat w taki a nie inny sposób.

Zasady „tańca” stopy

Zamodelujmy naszą stopę jako trójkąt. Jego dolny wierzchołek to pięta, a pozostałe dwa to poduszki 1 i 5 palca [fachowo: głowy 1 i 5 kości śródstopia]). Czarna kropka symbolizuje środek ciężkości naszego ciała w trakcie stania na jednej nodze:

Dodatkowo dla zwiększenia prostoty całej analogii, załóżmy, że nasza stopa ma kontakt z podłożem tylko w tych 3 punktach (w narożnikach trójkąta). Stopa jest relatywnie długa w płaszczyźnie strzałkowej (przód-tył), przez co nasz trójkąt jest w niej relatywnie stabilny. Znacznie mniej stabilna (a zarazem ciekawsza) jest płaszczyzna czołowa (lewo-prawo).

Wyobraźmy sobie teraz sytuację, w które z dowolnej przyczyny (np. zmęczenia mięśni, albo zewnętrznej siły) nasz środek ciężkości zaczął przesuwać się w bok:

W tej pozycji wciąż się nie przewracamy, gdyż środek ciężkości nie opuścił naszego trójkąta podparcia, ale pozycja jest o tyle bliska utracie równowagi, że mózg chciałby jakoś zareagować, aby przywrócić nasz środek ciężkości na środek trójkąta. Co mózg powinien w takiej sytuacji powiedzieć stopie? Nacisk na który z 3 punktów powinien zostać zwiększony, a na który zmniejszony?

Jako, że nasz środek ciężkości zawsze będzie „odpychany” od miejsca z największym naciskiem, aby przywrócić stan równowagi powinniśmy zwiększyć nacisk na prawym górnym narożniku trójkąta, a zmniejszyć na lewym górnym.

Przekładając to na język stopy:

• Zwiększanie nacisku na przednim-zewnętrznym wierzchołku stopy, polega na wykonywaniu supinacji.
• Zwiększanie nacisku na przednim-wewnętrznym wierzchołku stopy, polega na wykonywaniu pronacji.

I tu historia zaczyna się upraszczać, bo to oznacza, że zdolność naszej stopy do utrzymania nas w równowadze w płaszczyźnie czołowej (lewo-prawo / bok-bok), jest bezpośrednio zależna od zakresu jej kołysania pomiędzy pronacją i supinacją.

Co więcej, nie każdy zakres ruchu ma znaczenie, a tylko taki, w którym nasze ciało jest w stanie wygenerować wystarczającą siłę. (Inaczej mówiąc, co z tego, że terapeuta będzie w stanie biernie ustawić stopę badanego w odpowiedni sposób, jeśli w praktyce, gdy badany będzie na niej stał, będzie miał zbyt mało siły w tym zakresie ruchu, aby obciążyć go masą swojego ciała i utrzymać przeciwko grawitacji).

Test

Tu wracamy do naszego testu. W jego ramach będziemy chcieli stworzyć takie warunki, w których stopa badanego musi wykorzystać swój maksymalny „obciążalny” zakres ruchu pomiędzy supinacją i pronacją, a następnie ten zakres zmierzyć.

Aby wiedzieć, że dotarliśmy do granicy stabilności, badany będzie musiał ją kilka razy przekroczyć (stracić równowagę).

Dla niektórych badanych, już sama prośba o stanie bez ruchu ciała na jednej nodze będzie skutkowała szybką utratą równowagi. U innych (bardziej wytrenowanych), osoba badająca może stanąć za plecami i krótkimi klepnięciami w bok ramienia lub biodra, próbować wybić ich z równowagi. Początkowo mogą to być bardzo delikatne dotknięcia, a wraz z upływem czasu, coraz mocniejsze, tak aby każdy badany w ramach swojego testu co najmniej kilka razy stracił równowagę.

Cały test jest nagrywany jednocześnie na macie naciskowej, na której badany stoi w trakcie testu oraz na superszybką kamerę, której obraz posłuży później do odrzucenia pomiarów, w których badany był już po utracie równowagi.

W wyniku takiego testu otrzymamy serię nagrań z maty, na których stopa kołysze się na lewo i prawo, próbując utrzymać środek ciężkości ciała, w obszarze stopy. Film który wklejony był wcześniej, jest dokładnie takim zapisem testu. Wklejam go poniżej jeszcze raz:

Interpretacja wyników testu

Co nam taki zapis mówi? Wiemy, że jest to zapis maksymalnego zakresu kołysania się stopy. Wiemy to stąd, że próby mocniejszej stymulacji stopy do kołysania kończyły się utratą równowagi badanego i przez to nie stały się częścią końcowego nagrania.

Oznacza to, że na filmie mamy zbiór cennych informacji o maksymalnym funkcjonalnym zakresie ruchu stopy w płaszczyźnie czołowej. Pytanie tylko jak te informacje wydobyć z nagrania?

Z pomocą przychodzi wykorzystywany często przez badaczy podział stopy na podstawowe regiony:

Taki podział możemy nałożyć na nagranie widoczne na filmie, a następnie dla każdej klatki filmu (400 klatek na sekundę) sprawdzać jaki był w tym momencie nacisk na obszar F1-2 (przyśrodkowa część przodostopia) i jaki był nacisk na obszar F4-5 (boczna część przodostopia).

Mając te dane możemy je od siebie odjąć, a następnie dla znormalizowania, odnieść do całkowitego nacisku stopy na podłoże w danym momencie.

W ten sposób otrzymujemy dla każdej klatki filmu pojedynczą wartość liczbową, która mówi nam o tym, która część przodostopia była bardziej obciążana. Wartość tą możemy nazwać „wskaźnikiem pronacji„.

I tak np. w tej klatce:

nacisk w obszarze F1-2 jest minimalny, a w F4-5 bardzo duży, przez co wskaźnik pronacji uzyska silnie ujemną wartość oznaczającą, że stopa jest mocno zsupinowana (ciężar na zewnętrznej krawędzi przodostopia).

W tej klatce natomiast, sytuacja będzie dokładnie odwrotna:

Wskaźnik pronacji przyjmie wysoką wartość dodatnią, co będzie odzwierciedleniem dużego nacisku na F1-2, przy minimalnym na F4-5 (silna pronacja).

Im stopa jest lepszej „jakości”, tym bardziej skrajne jej ustawienia zaobserwujemy w teście. Przekładając to na sytuacje z realnego życia, w im większym zakresie, nasza stopa jest w stanie generować sporą siłę, tym mniejsza będzie potrzeba przerzucania nieopanowanej energii uderzenia (np. w trakcie uprawia sportu, gdy potrzeba będzie wykonać dynamiczny zwód) do kolejnych stawów (np. kolana).

Stopa z racji swojego położenia, (blisko centrum wahadła), ma możliwość korygowania sił rozchodzących się po ciele miniaturowymi ruchami. Im dalej od punktu kontaktu z ziemią, tym potrzebujemy większego ruchu, aby osiągnąć ten sam efekt (wystarczy zobaczyć np. jak duży ruch musimy wykonać ręką, aby złapać równowagę).

Prezentacja danych

Wracając do sedna, gdy zbierzemy tak obliczone wartości „wskaźnika pronacji” dla każdej kolejnej klatki, możemy przedstawić je w formie wykresu, pokazującego zmianę wskaźnika w czasie:

Wartości ujemne na wykresie oznaczają, że badany balansował bardziej na zewnętrznej krawędzi stopy (supinacja). Wartości dodatnie, to balansowanie po wewnętrznej stronie (pronacja).

Tak obrobione dane odpowiadają nam momentalnie na kilka pytań. Wiemy na ich podstawie:

• czy badany woli balansować po stronie supinacji lub pronacji. (Inaczej mówiąc, wiemy czy jest funkcjonalnym pronatorem czy supinatorem).
• jak daleko w jedna i drugą stronę, jest się w stanie „odkołysać” stopą, pozostając w silnej pozycji. (Inaczej mówiąc, czy jego stopa jest silna w dużym zakresie ruchu).

Jako, że stopa jest biomechanicznym kluczem do ciała (gdyż jako pierwsza ma kontakt z podłożem, więc jej nieodpowiednia praca, będzie rozsiewała konsekwencje po całym ciele) to informacje zebrane w takim „zaawansowanym teście jakości stopy” są punktem wyjścia do oceny biomechanicznej kondycji ciała badanego.