Valutazione funzionale dell'efficacia delle ortesi plantari Kappa su soggetti pediatrici con diagnosi di piede piatto

Introduction: Although the exact incidence of flatfoot in children is unknown, it is very common and is, in fact, one of the most common conditions seen in paediatric orthopaedic practices. Orthoses, and corrective shoes represent the most used treatment for flatfoot deformities. Despite that, no scientific study has already established whether those affect the course of flexible flatfeet. Although orthoses are widely used in the treatment of flexible flat foot, limited research is available on their biomechanical effect. The goal of this study is to understand the real biomechanical effects generated by flatfoot condition and to evaluate if the use of orthoses could be a valuable instrument to correct deviations which the subjects presents during gait. To appreciate foot deviations, it’s used the more complex and specific protocol for the foot in CGA, the OFM. In particular, biomechanical effects generated by the “Kappa” insole, a prototype developed by ITOP SpA Calzature Ortopediche, will be evaluated. There will be the evaluation of the kinematic and dynamic deviations introduced by the “Kappa” insole compared to a barefoot condition and a condition wearing commercial shoes. Materials and methods: All 14 subjects under analysis were between 5 and 13 years old: 11 boys, 3 girls. Everyone was diagnosed with a 2nd and 3rd degree flatfoot. The company provided the Staheli index values of both feet for all subjects. Data were collected in three different sessions. The data analysis process involves three phases: pre-processing, extraction and post processing. In the first one, the software BTS SMART Analyzer and the tool BTS SMART Clinic were used to create protocols extracting variables of interest. In particular, protocols were developed to filtrate and normalize data on gait cycle or on stance phase. After that, data were extracted and organised in Excel tables to allow a better organisation for the post-processing phase. The software Matlab (Mathworks, Inc. USA, v.2017b) was used to extract data from tables and to perform the statistical analysis. Results: First results show a positive correlation between Staheli index and differences with Kappa insole and barefoot condition in the first peak of the M/L direction, p=0.0001 In the analysis of GRF significant differences were found between barefoot and Kappa trials in the left foot. The slope of the A/P curve were evaluated using non-parametric statistics: no differences were found between barefoot, commercial shoes and kappa insole while all of these conditions showed significant differences with respect to the normal range. Only three angles under study showed differences using the Kappa insole: ankle dorsi- plantarflexion, forefoot-hallux dorsi- plantarflexion and tibia-forefoot dorsi-plantarflexion. Discussion: A more serious flatfoot condition is associated to a greater difference between distribution of M/L component. People with a higher Staheli index is more influenced by the effect of the insole on the GRF. The analysis of the slope of the A/P curve showed that in this case the use of insole didn’t change the behaviour of the foot during gait. The medial longitudinal arch always tends to collapse during progression. Joint kinematics showed how the use of the “Kappa” insole reduced ankle dorsi- plantarflexion, .and tibia-forefoot dorsi- plantarflexion. These results agree with literature. Differences found in forefoot-hallux dorsi- plantarflexion are also presents in literature.

Introduzione: Il piede piatto nei pazienti pediatrici è una delle condizioni più comuni, tuttavia, la sua incidenza non è conosciuta con esattezza. L’utilizzo di ortesi, o solette plantari rappresenta la soluzione più utilizzata per il trattamento delle deformità del piede. Nonostante questo, non sono presenti studi scientifici che dimostrano se l’utilizzo di queste ultime possa migliorare effettivamente le performance di un soggetto con piede piatto flessibile asintomatico. L’obiettivo di questo studio preliminare è dunque quello di cercare di comprendere i reali effetti biomeccanici generati da questa condizione e se l’uso di ortesi possa correggere o meno le deviazioni introdotte nel cammino e nella postura. Per apprezzare più sensibilmente le variazioni nel cammino presenti nei soggetti con piede piatto, le acquisizioni sono state effettuate utilizzando l’OFM. È stato effettuato quindi lo studio preliminare dell’efficacia biomeccanica della soletta “Kappa”, un prototipo in sviluppato da ITOP SpA Calzature Ortopediche, indagando le variazioni dinamiche e cinematiche dei soggetti in esame. In particolare, verranno valutate le variazioni introdotte dall’utilizzo della calzatura Kappa rispetto alla condizione di piede scalzo (barefoot) e all’utilizzo di una calzatura standard. Materiali e metodi: Tutti i 14 soggetti sottoposti all’analisi sono di età compresa tra i 5 e i 13 anni, 11 maschi e 3 femmine, e presentano una diagnosi di piede piatto di 2° o di 3° grado. Per la caratterizzazione del piede piatto l’azienda ha fornito i valori dell’indice di Staheli di entrambi i piedi di tutti i pazienti. I dati sono stati raccolti da tre sessioni distinte. L’elaborazione dei dati ha seguito tre fasi: pre-elaborazione, estrazione e analisi statistica. Nella fase di pre-elaborazione, sono stati utilizzati il software BTS SMART Analyzer e il tool BTS SMART Clinic per sviluppare i protocolli per l’estrazione delle variabili di interesse. Una volta implementati i protocolli per filtrare i dati e normalizzarli sul ciclo del passo, è stato possibile estrarre i dati e organizzarli in tabelle Excel. Nella fase di estrazione ed elaborazione è stato utilizzato il software Matlab (Mathworks, Inc. USA, v.2017b): dalle tabelle Excel infatti, i dati sono stati estrapolati e riorganizzati per costituire delle matrici e, in seguito è stata effettuata l’analisi statistica di confronto tra le prove eseguite nelle condizioni di Barefoot, calzatura commerciale e calzatura con soletta “Kappa”. Risultati: I risultati dell’analisi esplorativa hanno evidenziato una correlazione positiva tra le differenze nelle diverse condizioni Barefoot e Kappa, nel primo picco della componente M/L e l’indice di Staheli, p=0.0001. Nell’analisi delle forze di reazione al terreno sono state evidenziate delle differenze significative emersi dal confronto tra distribuzione BF e K nel piede sinistro. Le pendenze della componente A/P, valutate utilizzando la statistica non parametrica, non hanno evidenziato alcuna differenza significativa tra i gruppi ma ciascun gruppo ha mostrato differenze con il range di normalità Dei 13 angoli analizzati, solo tre hanno messo in evidenza alcune differenze, con l’utilizzo della calzatura Kappa: gli angoli di Dorsi-Plantarflessione Caviglia, Dorsi-Plantarflessione Avampiede-Alluce e Dorsi-Plantarflessione Gamba-Avampiede. Discussione: La correlazione positiva riscontrata nell’analisi esplorativa dei dati potrebbe essere dovuta al fatto che l’utilizzo di solette modifichi in modo consistente la componente M/L della forza di reazione terreno. L’introduzione della soletta Kappa ha abbassato significativamente la distribuzione di forza M/L (p=0.013), cercando di riportarla verso quello che è il trend di normalità. Nella componente A/P del CoP, l’utilizzo di solette plantari non ha contribuito in modo significativo ad evitare il cedimento dell’ALM durante l’avanzamento. L’analisi della cinematica articolare ha mostrato come l’utilizzo della soletta Kappa abbia ridotto la dorsi-plantarflessione sia della caviglia che dell’angolo tra gamba e avampiede, in accordo con la letteratura. Anche le differenze riscontrate nella Dorsi-Plantarflessione Avampiede-Alluce sono in accordo con la letteratura.