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Pedobarografía

La pedobarografía es el estudio de los campos de presión que actúan entre la planta del pie y una superficie de apoyo. Utilizada con mayor frecuencia para el análisis biomecánic...

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La pedobarografía es el estudio de los campos de presión que actúan entre la planta del pie y una superficie de apoyo. Utilizada con mayor frecuencia para el análisis biomecánico de la marcha y la postura, la pedobarografía se emplea en una amplia gama de aplicaciones, incluyendo la biomecánica deportiva y la biometría de la marcha . El término «pedobarografía» deriva del latín « pedes» , que se refiere al pie (como en «podómetro» , «peatón» , etc.), y del griego « baros» , que significa «peso» y también «presión» (como en «barómetro» , «barógrafo »).

Historia

El primer estudio pedobarográfico documentado se publicó en 1882 y utilizó caucho y tinta para registrar las presiones del pie. [ 1 ] Numerosos estudios con aparatos similares se llevaron a cabo a principios y mediados del siglo XX, [ 1 ] [ 2 ] pero no fue hasta la llegada de la computadora personal que se desarrollaron aparatos electrónicos y la pedobarografía se volvió práctica para el uso clínico rutinario. [ 3 ] Actualmente se utiliza ampliamente para evaluar y corregir diversos trastornos biomecánicos y neuropáticos. [ 4 ] [ 5 ]

Ejemplo de dispositivo de medición de la presión plantar instalado en el suelo.
Ejemplo de dispositivo para medir la presión plantar en la plantilla (dentro del calzado).

Hardware

Los dispositivos se dividen en dos categorías principales: (i) de suelo y (ii) dentro del calzado . La tecnología subyacente es diversa, abarcando desde matrices de sensores piezoeléctricos hasta refracción de luz , [ 2 ] [ 4 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] pero la forma final de los datos generados por todas las tecnologías modernas es una imagen 2D o una serie temporal de imágenes 2D de las presiones que actúan bajo la superficie plantar del pie. Actualmente, existen varios sistemas comerciales de medición de presión y generalmente utilizan sensores capacitivos o resistivos. [ 9 ] Los estudios han demostrado que los sensores capacitivos son más válidos y fiables que los sensores resistivos cuando se utilizan de forma continua durante un período de tiempo más prolongado. [ 9 ] A partir de estos datos se pueden calcular otras variables (véase Análisis de datos ).

Existen algunas diferencias entre los tipos de información que se obtienen de estos dos sistemas, por lo que, según la aplicación, uno podría ser más adecuado. Por ejemplo, un sistema de suelo proporciona información espaciotemporal, como la longitud de la zancada, que un sistema integrado en el calzado no puede ofrecer. Los sistemas de plataforma (o de suelo) también permiten evaluar a pacientes con dispositivos de asistencia para caminar. Sin embargo, existe cierta controversia sobre la evaluación de la marcha natural con un sistema de plataforma, debido a la posibilidad de que los pacientes apunten a la plataforma al caminar. En este sentido, un sistema integrado en el calzado ofrece una ventaja, ya que reduce el riesgo de que esto ocurra. Al seleccionar un sistema, los usuarios deben evaluar cuidadosamente las diferencias entre ambos, los pacientes que evaluarán y el tipo de datos que les interesan. [ 10 ]

Las resoluciones espaciales y temporales de las imágenes generadas por los sistemas pedobarográficos comerciales varían de aproximadamente 3 a 10  mm y de 25 a 500  Hz, respectivamente. La resolución más fina está limitada por la tecnología del sensor. Dichas resoluciones dan como resultado un área de contacto de aproximadamente 500 sensores (para un pie humano adulto típico con un área de superficie de aproximadamente 100 cm²  ) . [ 11 ] Para una duración de la fase de apoyo de aproximadamente 0,6 segundos durante la marcha normal, [ 12 ] se registran aproximadamente 150 000 valores de presión, dependiendo de las especificaciones del hardware, para cada paso.

Análisis de datos

Para gestionar el gran volumen de datos que contiene cada registro pedobarográfico, los análisis tradicionales reducen los datos a un tamaño más manejable en tres etapas: (1) generar máscaras anatómicas o regionales, (2) extraer datos regionales y (3) realizar pruebas estadísticas. Los resultados se suelen presentar en tablas o gráficos de barras . También existen diversas técnicas de análisis alternativas derivadas de la metodología de procesamiento de imágenes digitales . [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] Se ha comprobado que estas técnicas son útiles desde el punto de vista clínico y biomecánico , pero los análisis regionales tradicionales son los más comunes.

La variable pedobarográfica más analizada es la «presión máxima», es decir, la presión máxima que se experimenta en cada sensor (o píxel, si los sensores se encuentran en una cuadrícula cuadrada regular) durante la duración del paso. Otras variables, como la duración del contacto, la integral presión-tiempo y la trayectoria del centro de presión , también son relevantes para la función biomecánica del pie.

Uso clínico

La aplicación clínica más estudiada de la pedobarografía es la ulceración del pie diabético , [ 16 ] una afección que puede llevar a la amputación en casos extremos [ 17 ] pero para la cual incluso los casos leves a moderados se asocian con un gasto sustancial en atención médica . [ 18 ] La pedobarografía también se utiliza en una variedad de otras situaciones clínicas, incluyendo: evaluación biomecánica postoperatoria, [ 19 ] evaluación intraoperatoria, [ 20 ] diseño de ortesis [ 21 ] y evaluación de la cirugía de pie caído. [ 5 ] Además de las aplicaciones clínicas, la pedobarografía continúa utilizándose en el laboratorio para comprender los mecanismos que rigen la marcha y la postura humanas. [ 3 ] [ 7 ]

El uso de pedobarógrafos en entornos clínicos cuenta con el respaldo de los investigadores. Según Bowen et al., «las mediciones con pedobarógrafo pueden utilizarse para monitorizar y evaluar cuantitativamente los cambios progresivos de la deformidad del pie a lo largo del tiempo. El pedobarógrafo es una medición fiable que muestra poca variabilidad entre mediciones realizadas en la misma ocasión y entre mediciones realizadas en días diferentes». [ 22 ]

Terminología

  • La pedobarografía dinámica se refiere a la recopilación y el análisis de datos pedobarográficos de series temporales durante actividades dinámicas como la marcha.
  • La pedobarografía estática se refiere a la recopilación y el análisis de datos pedobarográficos de series temporales durante actividades posturales (es decir, cuasiestáticas ).

Referencias

  1. 1 2 Elftman HO (1934). "Un estudio cinematográfico de la distribución de la presión en el pie humano". Anat Rec . 59 (4): 481– 90. doi : 10.1002/ar.1090590409 . S2CID 85126461 . 
  2. 1 2 Lord M (1981). "Medición de la presión plantar: una revisión de la metodología". J Biomed Eng . 3 (2): 91– 9. doi : 10.1016/0141-5425(81)90001-7 . PMID 7230763 . 
  3. 1 2 Alexander IJ, Chao EY, Johnson KA (diciembre de 1990). "La evaluación de las fuerzas dinámicas de contacto pie-suelo y la distribución de la presión plantar: una revisión de la evolución de las técnicas actuales y las aplicaciones clínicas". Pie y tobillo . 11 (3): 152– 67. doi : 10.1177/107110079001100306 . PMID 2074083. S2CID 28350803 .  
  4. 1 2 Gefen A (diciembre de 2007). "Dispositivos de detección de presión para la evaluación de la carga de tejidos blandos bajo prominencias óseas: conceptos tecnológicos y utilización clínica" . Heridas: Compendio de investigación y práctica clínica . 19 (12): 350– 62. PMID 25942685 . 
  5. 1 2 Parmar B (2009). "Evaluación de la cirugía de pie caído en sujetos con lepra mediante análisis de dominio de frecuencia de imágenes de distribución de presión plantar". 13.ª Conferencia Internacional de Ingeniería Biomédica, Actas de la IFMBE . Vol. 23. págs. 1107–1111 . doi : 10.1007/978-3-540-92841-6_272 . ISBN   978-3-540-92840-9.
  6. ↑ Cobb J, Claremont DJ (julio de 1995). "Transductores para la medición de la presión del pie: revisión de los desarrollos recientes". Medical & Biological Engineering & Computing . 33 (4): 525– 32. doi : 10.1007/BF02522509 . PMID 7475382. S2CID 19670853 .  
  7. 1 2 Rosenbaum D, Becker HP (1997). "Mediciones de la distribución de la presión plantar: antecedentes técnicos y aplicaciones clínicas". J Foot Ankle Surg . 3 : 1– 14. doi : 10.1046/j.1460-9584.1997.00043.x .
  8. ↑ Orlin MN, McPoil TG (abril de 2000). "Evaluación de la presión plantar" . Physical Therapy . 80 (4): 399– 409. doi : 10.1093/ptj/80.4.399 . PMID 10758524 . 
  9. 1 2 Burnie, Louise; Chockalingam, Nachiappan; Holder, Alex; Claypole, Tim; Kilduff, Liam; Bezodis, Neil (1 de septiembre de 2023). "Sensores de presión disponibles comercialmente para aplicaciones deportivas y de salud: una revisión comparativa" . The Foot . 56 102046. doi : 10.1016/j.foot.2023.102046 . PMID 37597352 . 
  10. ↑ "Guía para elegir una solución de análisis de la marcha" . Tekscan . 31 de mayo de 2018.
  11. ↑ Birtane M, Tuna H (diciembre de 2004). "Evaluación de la distribución de la presión plantar en adultos obesos y no obesos". Clinical Biomechanics (Bristol, Avon) . 19 (10): 1055–9 . doi : 10.1016/j.clinbiomech.2004.07.008 . PMID 15531056 . 
  12. ↑ Blanc Y, Balmer C, Landis T, Vingerhoets F (octubre de 1999). "Parámetros temporales y patrones del balanceo del pie durante la marcha: datos normativos para adultos sanos". Gait & Posture . 10 (2): 97– 108. doi : 10.1016/S0966-6362(99)00019-3 . PMID 10502643 . 
  13. ↑ Chu WC, Lee SH, Chu W, Wang TJ, Lee MC (noviembre de 1995). "El uso del índice de arco para caracterizar la altura del arco: un enfoque de procesamiento de imágenes digitales". IEEE Transactions on Bio-Medical Engineering . 42 (11): 1088– 93. doi : 10.1109/10.469375 . PMID 7498912. S2CID 20181495 .  
  14. ↑ Prabhu KG, Patil KM, Srinivasan S (mayo de 2001). "Pies diabéticos en riesgo: un nuevo método de análisis de imágenes de presión del pie al caminar en diferentes niveles de neuropatía para la detección temprana de úlceras plantares". Medical & Biological Engineering & Computing . 39 (3): 288– 93. doi : 10.1007/BF02345282 . PMID 11465882. S2CID 25342386 .  
  15. ↑ Shah SR, Patil KM (2005). "Procesamiento de imágenes de presión plantar y visualización de un parámetro clínico avanzado PR en la neuropatía diabética ". Actas de la 9.ª Conferencia Internacional sobre Robótica de Rehabilitación . págs. 414–417 . doi : 10.1109/ICORR.2005.1501131 . ISBN  0-7803-9003-2. S2CID 47541236 . 
  16. ↑ v van Schie CH (septiembre de 2005). "Una revisión de la biomecánica del pie diabético". The International Journal of Lower Extremity Wounds . 4 (3): 160– 70. doi : 10.1177/1534734605280587 . PMID 16100097 . 
  17. ↑ Klenerman L, Wood B (2006). El pie humano: un complemento para los estudios médicos . Berlín: Springer.
  18. ↑ Reiber GE (marzo de 1992). "Cuidado del pie diabético. Implicaciones financieras y pautas de práctica". Diabetes Care . 15 (Supl. 1): 29–31 . doi : 10.2337/diacare.15.1.S29 . PMID 1559416. S2CID 20148896 .  
  19. ↑ Hahn F, Maiwald C, Horstmann T, Vienne P (enero de 2008). "Cambios en la distribución de la presión plantar después del aumento del tendón de Aquiles con transferencia del flexor largo del dedo gordo". Clinical Biomechanics (Bristol, Avon) . 23 (1): 109–16 . doi : 10.1016/j.clinbiomech.2007.08.015 . PMID 17949866 . 
  20. ↑ Richter M , Frink M, Zech S, Geerling J, Droste P, Knobloch K, Krettek C (2006). "Técnica para el uso intraoperatorio de la pedobarografía". Tech Foot Ankle Surg . 5 : 88–100 . doi : 10.1097/00132587-200606000-00006 . S2CID 72699538 . 
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  22. ↑ Riad J, Coleman S, Henley J, Miller F (noviembre de 2007). "Fiabilidad de los pediobarógrafos para la deformidad del pie pediátrico" . Journal of Children's Orthopaedics . 1 (5): 307– 12. doi : 10.1007/s11832-007-0053-1 . PMC 2656740. PMID 19308525 .