Exploring plantar pressure distribution in patients with newly diagnosed diabetes: Implications for foot ulcer prevention in an overweight Mexican population.

INTRODUCTION: Elevated plantar pressure (PP) constitutes a risk factor for developing foot ulcers. Once present, elevated PP increases morbidity and mortality in patients with diabetes. Given the high prevalence of overweight and obesity in the Mexican population, this study aimed to describe the magnitudes and the distribution of the PP observed in a sample of newly diagnosed patients with diabetes, adjusting for body mass index (BMI) groups (normal weight, overweight, grade I obesity, and grade II and III obesity). MATERIALS AND METHODS: A total of 250 volunteers attending a comprehensive care program for the management of type 2 diabetes received foot assessments that included vascular and neurological evaluation, the identification of musculoskeletal changes, and measurements of PP. RESULTS: Diabetic neuropathy and peripheral arterial disease were present in 21.6% and 11.2% of all participants. Musculoskeletal alterations were present in 70.8% of participants. A positive and significant correlation (p<0.001) was observed between BMI and the peak PP of all anatomical regions assessed. After adjusting for BMI, significant differences (p<0.001) were seen between groups. The metatarsal region, particularly under the third metatarsal head, denoted the highest magnitudes across all BMI. CONCLUSIONS: Periodic PP assessment is recommended to identify the distribution of high-pressure points along the plantar surface. However, as a preventive measure, it is suggested to encourage patients with diabetes and overweight or obesity to wear appropriate footwear and pressure-relief insoles to relieve high-pressure areas - often seen in these populations - to help prevent foot complications.

Factores de riesgo asociados a patologías musculoesqueléticas en deportistas con pie cavo anterior a través de estudios de baropodometría / Risk factors associated to musculoskeletal pathologies in athletes with cavus foot through baropodometric studies

Resumen: Introducción: El pie cavo es una patología musculoesquelética con un aumento del arco medial del pie. La etiología del pie cavo aún es incomprensible, está relacionada con afecciones neurológicas, enfermedad de Charcot-Marie-Tooth, ataxia de Friedreich y parálisis cerebral. El objetivo de esta investigación fue analizar la distribución de la presión plantar en atletas jóvenes con pie cavo. Material y métodos: Se reclutaron 83 atletas jóvenes de entre nueve y 20 años de edad, que presentaban patología de pie cavo. La masa y el promedio de altura fueron 56.9 ± 12.36 kg y 1.61 ± 0.10 m, respectivamente. La distribución de la presión plantar de los pies se registró durante condiciones estáticas. Se compararon las presiones del antepié y el retropié. Resultados: La distribución de la presión plantar se categorizó en tres grupos. En el primer grupo los participantes presentaron mayor presión en la parte anterior del pie; en el segundo grupo los atletas mostraron una presión similar en la región posterior y anterior de los pies y en el último los sujetos revelaron una mayor presión en el retropié. Para ser considerado en uno de los tres grupos, la diferencia de presión entre la parte posterior y anterior del pie se estableció en 16%. Conclusión: Muchos trastornos musculoesqueléticos en el cuerpo humano son de origen biomecánico y están relacionados con la anatomía del pie. El pie cavo es una patología con alta prevalencia en atletas y está relacionada con las fuerzas mecánicas sobre los pies en condiciones dinámicas.

Abstract: Introduction: The cavus foot is a musculoskeletal pathology with an increase of the medial arch of the concavity of the foot. The etiology of the cavus foot is still enigmatic, it is related with neurologic conditions, Charcot-Marie-Tooth disease, Friedreich's ataxia, and cerebral palsy. The aim of this research was to analyze the plantar pressure distribution of the feet on young athletes with cavus foot. Material and methods: Eighty-three young athletes between nine and 20 years old, that presented cavus feet pathology were recruited. The mass and height average were 56.9 ± 12.36 kg and 1.61 ± 0.10 m respectively. Plantar pressure distribution of the feet was recorded during static conditions. The hindfoot and forefoot pressure were compared in each foot. Results: The plantar pressure distribution were categorized in three groups. In the first group the participants presented higher pressure in the hindfoot than forefoot, in the second group, the athletes showed similar pressure in the posterior and anterior region of the feet and in the last one, the subjects revealed higher pressure in the forefoot. To be considered in one of the three groups, the difference of pressure between the posterior and anterior part of the foot was established at 16%. Conclusion: Many musculoskeletal disorders in the human body are biomechanical in origin and related with foot anatomy. The cavus foot is a pathology with high prevalence in athletes and it is related with the mechanical forces over the feet during dynamic conditions.

Modificaciones morfológicas del pie luego de ocho semanas de entrenamiento de carrera a pie descalzo / Foot morphological adaptations developed after eight weeks of barefoot running training

La carrera descalza ha sido ampliamente estudiada últimamente, pero poco se sabe de cambios anatómicos que produce en el pie. El objetivo de este estudio fue determinar estos cambios producidos de forma aguda y a largo plazo en sujetos que entrenan a pie descalzo. 29 sujetos divididos en dos grupos: Barefoot (BFGr) (n=17) y Shod (SGr) (n=12), realizaron un protocolo de efecto agudo consistente en correr durante 20 min sobre treadmill a 3.1 m/s y un protocolo de entrenamiento de 8 semanas de carrera de resistencia con aumento progresivo de volumen. BFGr realizó todas las sesiones a pie descalzo. Al finalizar cada protocolo se midió Foot Length (FL), Forefoot Width (FW), Hindfoot Width (HW), Navicular Height (NH), Arch Index (AI) y Maximum Surface (MS). Se efectuó ANOVA 3x2 para comprobar los efectos que el tiempo y la condición de calzado produjo. La condición de calzado produjo efectos significativos sobre todas las variables (FL: p=0.000, η2p=0.997; FW: p=0.000, η2p=0,997; HW: p=0.000, η2p= 0,994; NH: p=0.000, η2p=0.953; AI: p=0.000, η2p=0.898; MS: p=0.000, η2p=0.983) y el factor tiempo sobre AI (p=0.012, η2p=0.152) y MS (p=0.000, η2p=0.259). Hubo interacción significativa Tiempo x Condición en FW (p=0.036, η2p= 0.116) y NH (p=0.019, η2p= 0.143). MS aumentó luego del protocolo de efecto agudo (p=0.000) y a largo plazo (p=0.001) en BFGr. El porcentaje de sujetos con pie normal aumentó en BFGr y con pie plano aumentó en SGr. El entrenamiento de carrera a pie descalzo produce efectos, principalmente luego de un período de adaptación de 8 semanas, tendientes a un aumento armónico en la superficie de apoyo plantar con tendencia a una disminución relativa del área del mediopié, lo cual se tradujo en una disminución de sujetos con arco plantar de tipología plana.

Barefoot running has been studied extensively recently, but little is known of the anatomical changes that take place in the foot. The objective of this study was to determine the acute and chronic changes that are produced in subjects who train barefoot. 29 subjects divided into two groups, Barefoot (BFGr) (n=17) and Shod (SGr) (n=12), followed an acute effect protocol which consisted in running during 20 min on a treadmill at 3.1 m/s, and an eight-week long chronic effect protocol covering eight weeks of resistance running with progressively increasing volume. BFGr did all the sessions barefoot. At the end of each protocol Foot Length (FL), Forefoot Width (FW), Hindfoot Width (HW), Navicular Height (NH), Arch Index (AI), and Maximum Surface (MS) were measured. ANOVA 3x2 was run to verify the effects caused by time and the shod condition produced. Shod/ Unshod factor caused significant effects on all the variables (FL: p=0.000, η2p=0.997; FW: p=0.000, η2p=0,997; HW: p=0.000, η2p= 0,994; NH: p=0.000, η2p=0.953; AI: p=0.000, η2p=0.898; MS: p=0.000, η2p=0.983), and the time factor on AI (p=0.012, η2p=0.152) and MS (p=0.000, η2p=0.259). There was a significant Time x Condition interaction in FW (p=0.036, η2p=0.116) and NH (p=0.019, η2p= 0.143). MS increased after the acute (p=0.000) and the chronic (p=0.001) protocols in the BFGr. The percentage of subjects with normal feet increased in the BFGr and that with flat feet increased in SGr. Barefoot running training causes effects, mainly after an adaptation period of eight weeks, tending to a harmonic surface increase on the support plantar area, with a relative decrease of the midfoot area, which meant a decrease of subjects with plantar arch of flat type.

Distribución de presión plantar en pacientes con amputación transtibial unilateral / Distribution de la pression plantaire chez les patients amputés trans-tibiaux unilatéraux / Distribution of plantar pressure in patients with unilateral transtibial amputation

Introducción: La prótesis es el método más utilizado para la rehabilitación del amputado. La adaptación protésica requiere conocer el comportamiento biomecánico del usuario de prótesis. Objetivo: Evaluar la distribución de presión plantar en pacientes con amputación transtibial unilateral y usuarios de prótesis. Métodos: Se realizó la medición de la distribución de presión plantar en bipedestación estática en amputados transtibiales. Se tomó como muestra siete hombres con amputación transtibial unilateral, usuarios de prótesis con suspensión por liner y pin, y pie en fibra de carbono de alta actividad. Se calculó presión máxima y mínima en las máscaras del pie. Se utilizó el análisis de varianza (ANOVA) para investigar la variabilidad de la presión en las diferentes regiones del pie. Resultados: Los datos obtenidos en las mediciones de las presiones de cada máscara presentan confiabilidad (cr< 10 por ciento). La distribución de la presión del pie fue significativamente diferente entre máscaras para el lado ipsolateral y el contralateral (presión máxima y media p< 0,001). La mayor presión del lado ipsolateral se presentó en la región 4; y la menor, en la 3, en ambos pies. La región posterior en ambos pies soportó mayor presión media y máxima que la anterior. En el lado ipsolateral hay mayor presión media y máxima en la región medial, en contraste con el lado contralateral que es en la región lateral. Conclusiones: Se presenta un patrón de distribución de la presión plantar en posición de bipedestación, con diferencias significativas entre ambos lados. La distribución de presión plantar para personas no amputadas propuesta en la literatura se ve alterada en los pacientes amputados(AU)

Introduction: The prosthesis is the most used method for rehabilitating the amputee. Prosthetic adaptation requires knowing the biomechanical behavior of prosthesis users. Objective: To evaluate the distribution of plantar pressure in patients with unilateral transtibial amputation and prosthesis users. Methods: Transtibial amputee plantar pressure distribution was measured in static standing. Seven men with unilateral transtibial amputation, who were prosthesis users with liner and pin suspension, foot in high activity carbon fiber were the sample. Maximum and minimum pressure were calculated in the foot masks. ANOVA analysis of variance was used to investigate the variability of pressure in different regions of the foot. Result: Data obtained from the pressure measurements of each mask show reliability (cr< 10 por ciento). The distribution of foot pressure was significantly different between masks for the ipsilateral side and the contralateral side (maximum and mean pressure p< 0.001). The highest pressure on the ipsilateral side occurred in region 4; and the lowest, in 3, on both feet. The posterior region on both feet supported higher mean and maximum pressure than the previous one. On the ipsilateral side, there is higher mean and maximum pressure in the medial region, in contrast to the contralateral side that is in the lateral region. Conclusion: A distribution pattern of the plantar pressure is present in the standing position, with significant differences between both sides. The distribution of plantar pressure for non-amputees as proposed in the literature is different in amputees(AU)

Introduction: La prothèse est la méthode la plus utilisée dans la réadaptation du patient amputé. L'adaptation prothétique exige la connaissance du comportement biomécanique de l'usager de la prothèse. Objectif: Le but de cet article est d'évaluer la distribution de la pression plantaire chez des patients amputés trans-tibiaux unilatéraux utilisant des prothèses. Méthodes: Une mesure de la distribution de la pression plantaire en bipédie statique a été effectuée chez des patients amputés trans-tibiaux. On a utilisé un échantillon de 7 hommes ayant subi une amputation trans-tibiale unilatérale, et utilisant des prothèses à gaine et verrou de suspension et pied tout usage en fibre de carbone. La pression maximale et la pression minimale des coquilles de pied ont été aussi mesurées. On a utilisé l'analyse de variances (ANOVA) pour examiner la variabilité de la pression dans différentes régions du pied. Résultats: Les données obtenues grâce à la mesure de la pression de chaque coquille sont très fiables (r< 10 pourcent). La distribution de la pression du pied a été significativement différente entre les coquilles du côté ipso-latéral et du côté controlatéral (pression maximale et moyenne p< 0.001). Dans tous les deux pieds, la pression la plus élevée du côté ipso-latéral a eu lieu dans la région 4, tandis que la moins élevée a eu lieu dans la région 3. La région postérieure de tous les deux pieds a supporté une pression moyenne et maximale plus élevée que la région antérieure. Au côté ipso-latéral, la pression moyenne et maximale a été plus élevée dans la région médiale, tandis qu'au côté controlatéral la pression moyenne et maximale a été plus élevée dans la région latérale. Conclusions: Le modèle de distribution de la pression plantaire en bipédie a montré des différences significatives dans tous les deux côtés. La distribution de la pression plantaire des personnes non amputées, proposée dans la littérature, est altérée chez les patients amputés(AU)

Modelo matemático para calcular el centro de presión plantar sobre una superficie dinámica / Mathematical Model To Calculate The Plantar Centre Pressure Over An Unstable Surface

El balance postural es la capacidad para mantener los segmentos corporales ante la acción de la fuerza de gravedad. Es una cualidad compleja del movimiento corporal, la cual depende de la interacción de los sistemas visual, vestibular y propioceptivo. Una descripción cuantitativa del balance postural se realiza mediante el cálculo del centro de presión plantar,considerado como el punto en el cual se concentra el promedio de todas las presiones ejercidas por el cuerpo sobre una superficie. Los estudios se han centrado en el análisis del balance postural bajo una superficie estática, sin embargo, las diversas praxias motoras del ser humano, como la marcha, la práctica lúdica y deportiva, la carrera y el mantenimiento de la postura exigen conservar el equilibrio ante terrenos inestables. Por ello, el objetivo del siguiente trabajo de investigación con-sistió en proponer un modelo matemático para calcular el centro de presión plantar, las fuerzas de reacción y los momentos articulares en dos dimensiones bajo una superficie inestable como indicadores de la estabilidad postural. Se fundamentó en elementos de la mecánica clásica como la condición de equilibrio estático y la condición de momento inicial para el cálculo del centro de presión plantar, las fuerzas de reacción y los momentos articulares. Los resultados mostraron las ecuaciones para el cálculo el centro de presión plantar, las fuerzas de reacción y los momentos en dos dimensiones. En conclusión, este trabajo es la base para el desarrollo de trabajos futuros como la construcción de un estabilómetro y la evaluación de tratamientos relacionados con la optimización del balance.

The postural balance is the capacity of maintain the corporal segments to the gravity force. It's a complex quality of corporal movement and it has dependence to the visual, vestibular and propioceptive system. A quantitative description of the corporal balance could be made through calculating the plantar pressure centre. It's a concentrated point of average pressures exerted over a surface. The research had studied the postural balance in a static surface; however, the va-rious motor activities of humans as gait, run and maintain the posture are developed in unstable surfaces. For this reason, the aim of this work was to propose a mathematical model to calculate the plantar pressure centre, the reaction forces and the joint moments in two dimensions into an unstable surface like indicators about postural stability. It based in the static equilibrium and the initial moment condition. The results showed equations to calculate the plantar pressure centre, the reaction forces and the joint moments. In conclusion, this work allows the development of next works to make a stabilometer to measure quantitatively the postural balance and to make comparative studies about many topics of treatment in the balance optimization.