PERFECȚIONAREA TEHNOLOGIEI DE CONFECȚIONARE A ÎNCĂLȚĂMINTEI ORTOPEDICE [304341]

Universitatea Politehinca din București

Facultatea de Inginerie Medicală

PERFECȚIONAREA TEHNOLOGIEI DE CONFECȚIONARE A ÎNCĂLȚĂMINTEI ORTOPEDICE

CUPRINS:

INTRODUCERE

Capitolul I: Studii și cercetări cu caracter medical

Anatomia funcțională și biomecanica piciorului

1.1.1 Descriere generală

1.1.2 Biomecanica piciorului

1.1.3 [anonimizat]

1.2.1 Afecțiuni la nivelul piciorului

1.2.2 Malformatii la nivelul piciorului

1.2.3 Amputații la nivelul piciorului

1.3 Tehnici de proiectare și corectare ale afecțiunilor picioarelor cu ajutorul produselor ortopedice

1.3.1 Evoluția încălțămintei de la origini până în prezent

1.3.2 Date necesare proiectării încălțămintei ortopedice

1.3.3 Structura încălțămintei ortopedice

1.3.4 Metode de corectare ale afecțiunilor piciorului

Capitolul II: [anonimizat]

2.1 Cercetari existente

2.1.1 Soluții brevetate

2.1.2 Soluții comercializate

Capitolul III: Particularitățiile fluxului tehnologic de realizare a [anonimizat]

3.1. Fluxul de producție clasic a [anonimizat]

3.1.1 Procesul de realizare a încălțămintei ortopedice

3.1.2 Procesul de realizare a susținătorilor plantari (talonete)

3.2 Tehnici asistate de grafica digitală în încălțămintea ortopedică

3.2.1 Solescan Rubra

3.2.2 Podia 3D Scaner

3.2.3 Tehnologia 2D

3.2.4 Măsurarea presiunii plantare cu Pedar Novel

3.2.5 Analiza mersului cu echipamentul Vicon MX3 +

Capitolul IV: Studii experimentale privind optimizarea produselor ortopedice. Cazuri clinice

Susținători plantari pentru compensare în cazul piciorului pes cavus

4.1.1 [anonimizat]. Detalii personale

4.1.2 Rezultate obținute

4.2 Pantofi ortopedici pentru remedierea în cazul malformației congenitale a inegalității de lungime a membrelor inferioare

4.2.1[anonimizat]

4.2.2 Rezultate obținute

INTRODUCERE

În urma realizări unei perechi de încălțăminte ortopedică personalizată care să ofere toate carcteristicile de confort și de protecție a [anonimizat] a piciorului, cât și partea de biomicanică a piciorului și a mersului, dar și problemele apărute la nivelul acestuia dar și tehnici de corectare cu ajutorul echipamentelor de specialitate.

În proiectul de diplomă cu titlul „ Perfecționarea tehnologiei de confecționare a încălțămintei ortopedice” [anonimizat] a încălămintei ortopedice la comandă. Acest proiect este structurat în următoarele capoitole:

Capitolul I [anonimizat], [anonimizat]. Partea de probleme apărute la nivelul picioarelor scoate în evidență apariția afecțiunilor cauzate în timp datorită încălțămintei necorespunzătoare sau a [anonimizat].

Capitolul II prezintă soluțiile brevetate cu invenții ce au ca scop găsirea unor soluții la ceea ce este existent pe piață urmărind îmbunătățirea acestora și asigurarea unui confort deosebit și menținerea stării de sănătate la nivelul piciorului. Soluțiile comercializate sunt o opțiune bună în remedierea afecțiunilor în raport cu prețul, deoarece prezintă o multime de avantaje.

Capitolul III urmărește fluxul tehnologic în realizarea încălțămintei ortopedice și a susținătorilor plantari de la măsurători la produsul dorit de client. Detaliile în structura încălțămintei, materialele folosite, modul de lucru ce contribuie la realizarea produsului necesar fiecărei persoane este realizat cu ajutorul tehnologiei digitizate pentru obținerea unor date precise. În acest capitol sunt prezentate echipamentele folosite pentru obținerea rezultatelor dorite, modul lor de funcționare și componentele acestora.

Capitolul IV descrie modul de preluare a datelor și prezentarea rezultatelor practice realizate cu echipamentele de specialitate din cadrul firmei Activ-Ortopedic și din cadrul Facultății de Biomecanică și Biomecatronică.

Capitolul I: Studii si cercetari cu caracter medical

Anatomia funcțională a piciorului

Membrul inferior sau membrul pelvin reprezintă partea inferioară a corpului uman, ce ajută la îndeplinirea funcției de locomoție. Membrul inferior este alcătuit din patru segmente: șold, coapsă, gambă și picior. [1]

Descriere generală

Scheletul membrului inferior este compus din centura pelvină și membrul inferior liber. Centura pelvină este alcătuită de către cele două oase coxale (osul coxal și osul sacrum), formând pelvisul. Membrul inferior liber este format din oasele coapsei (femurul), oasele gambei (tibia și peroneul) și oasele piciorului (tarsiene, metatarsiene și falange).[1]

Piciorul reprezintă porțiunea distală a membrului inferior, articulată cu gamba prin gleznă și se termină cu degetele piciorului. Reprezintă baza flexibilă și elastică prin care corpul iși păstrează poziția verticală în timpul mișcării.[2]

Principala funcție a piciorului este să ofere o bună stabilitate și să contribuie la menținerea în echilibru a corpului uman. Picioarele reprezintă structurile flexibile ale oaselor, articulațiilor, mușchilor și țesuturilor moi, care ne permit să stăm în picioare și să desfășurăm activități precum mersul pe jos, alergarea, săriturile. Mușchii, tendoanele și ligamentele rulează de-a lungul suprafețelor picioarelor, permițând mișcările complexe necesare mișcării și echilibrului.[3]
Structurile importante ale piciorului pot fi împărțite în mai multe categorii.

Acestea includ:

Oase

Piciorului este format dintr-o structură complexă de 26 de oase (7 oase tarsiene, 5 metatarsiene și 14 falange) și 33 de articulații. Cele 7 oase tarsiene formează osul masiv numit tarsul, ce ocupă partea posterioară a piciorului. Acestea se găsesc dispuse în două rânduri: un rând posterior alcătuit din două oase (astragalul și calcaneul) și un rând unde se gasesc cele cinci oase(navicularul, cuboidul și cele trei cuneiforme).[1][4]

Metatarsul este format din cinci oase tubulare scurte. Oasele sunt alcătuite dintr-un corp, o bază și un cap. Falangele sunt oase tubulare scurte, asemenea metatarsienelor având o structură asemănătoare. Unirea oaselor metatarsiene și a falangelor se realizează cu ajutorul fețelor articulare prezente pe capul și baza oaselor. Fiecare deget are în componența sa, trei falange(proximală, medie si distală). Degetul mare numit haluce, prezintă doar două falange (proximală și distală).[4]

Articulațiile la nivelul piciorului

Scheletul piciorului începe cu talusul sau osul gleznei, care face parte din articulația gleznei. Cele două oase ale piciorului inferior, tibia mare și fibula mai mică, se adună la articulația gleznei pentru a forma o structură foarte stabilă cunoscută sub numele de articulație cu tenon. Unirea talusului și a calcaneului se face prin articulatia subtalară. [4]

Articulația talocalcaneonaviculară unește capul astragalului, fața posterioara a navicularului, fața superioară a calcaneului și ligamentul calcaneonavicular plantar. Acest ligament susiține capul talusului, transmitând astfel informația despre greutatea corpului acestui ligament. Articluația cuneonaviculară prezintă unirea dintre cele trei oase cuneiforme cu osul navicular.[4]

Articulatiile intermetatarsiene formează unirea oaselor metatarsiene la nivelul bazei, iar la nivelul capetelor prin intermediul ligamentului metatarsian. Iar articulațiile metatarsofalangiene leagă capetele oaselor metatarsiene și bazele falangelor proximale ale degetelor.[4]

Ligamentele și tendoanele

Ligamentele sunt țesuturile moi care atașează oasele. Ligamentele sunt foarte asemănătoare cu tendoanele. Diferența este că tendoanele atașează mușchii la oase. Ligamentele și tendoanele vin în mai multe dimensiuni diferite și, asemenea frânghiei, sunt alcătuite din multe fibre mai mici. Cu cât ligamentul (sau tendonul) este mai gros, cu atat este mai puternic ligamentul (sau tendonul).Tendonul mare al lui Ahile este cel mai important tendon pentru mersul pe jos, alergare și sărituri. Multe ligamente mici țin oasele piciorului împreună.[4]

Mușchii

Majoritatea mișcării piciorului este cauzată de mușchii mai puternici din piciorul inferior ale căror tendoane se conectează la nivelul piciorului. Contracția musculaturii în picior este principala cale prin care ne mișcăm picioarele să stea, să umble, să alerge.[4]

1 – retinaculul superior al extensorilor

2 – teaca m. tibial anterior;

3 – teaca m. extensor lung haluce;

4 – retinaculul inferior al extensorilor;

5 – teaca m. extensor lung degete;

6 – teaca m. extensor lung haluce;

7 – tend.m extensor scurt degete;

8 – m. extensor lung degete.

-Mușchiul extensor scurt al degetelor se află sub tendoanele extensoare, pe partea dorsală a calcaneului.

-Mușchiul abductor al halucelui este abductor și flexor al halucelui contribuind la menținerea bolții plantare.

-Mușchiul adductor al halucelui îndoaie falangele proximale și extind falangele mijlocii și distale.

-Mușchiul abductor al degetului mic se află pe osul calcaneu, pe fața laterală a bazei primei falange a degetului mic.

-Muschiul flexor scurt al degetului mic se află pe fața laterala a bazei falangei proximale a degetului mic.[1][4]

Nervi

Principalul nerv al piciorului este nervul tibial. Acest nerv provoacă o senzație de la picioare și talpa piciorului și controlează mușchii tălpii piciorului. Nervii oferă în primul rând senzația la diferite zone de pe marginea superioară și exterioară a piciorului.[1][4]

Vase de sânge

Principala alimentare cu sânge a piciorului, artera tibială posterioară, se desfășoară chiar lângă nervul cu același nume.[2]

Biomecanica piciorului

Biomecanica reprezintă studiul corpului aflat în mișcare. Biomecanica piciorului analizează modul în care diferitele structuri ale piciorului, lucrează împreună pentru a efectua o mișcare.[6]

Așa cum bine știm, membrele inferioare susțin greutatea corpului și permit menținerea echilibrului acestuia îndeplinând funcția de stațiune, dar și funcția de locomoție, de mișcare a corpului. Aceste funcții mențin axul longitudinal al corpului în contact cu solul, reprezentând tipul de poziție bipedă. [7]

Biomecanica piciorului în diverse activități precum mersul, alergatul, săriturile, este dată de cele trei bolți ale piciorului: bolta scurtă (transversală anterioară), cuprinde marginea externă a piciorului prin cuboid, atinge un maxim de înălțare în dreptul celui de al doilea cuneiform și coboară spre marginea internă prin primul cuneiform, și cele două bolți longitudinale. Cea internă sau arcul medial, este formată din calcaneu, astragal, scafoid, navicular, cele trei cuneiforme și primul metatarsian ce este susținută prin ligamente și muschi, iar bolta externă sau arcul lateral, este formată din calcaneu, cuboid și metatarsiene IV și V.[7][4]

Scăderea activitătii mușchilor și slăbirea ligamentelor ale piciorului duc la o deformare a bolții plantare,formând astfel piciorul plat. Acest efect de picior plat, apare mai des în perioadele de dezvoltare a corpului. Informația despre greutatea corpului este transmisă solului prin trei puncte de sprijin și anume, un punct posterior dat de tuberozitatea calcaneului și două puncte anterioare date de capul metatarsianului I și capul metatarsianului V.[4]

Pentru a face diferența dintre piciorul plat si piciorul normal se uitilizează metode de determinare a înălțimii boltii longitudinale al stâlpului medial. O metodă bazată pe măsurarea distanței dintre apexul maleolei și linia orizontală ce unește capul osului metatarsian I cu tuberul calcaneului. Un interval normal se află între 55-60 de mm., și unghiul nu trebuie sa depașasca 95˚,iar cel de la tuberozitatea calcaneului un unghi de 60˚. O altă metodă bazată pe măsurarea distanțelor indicate pe o radiogramă, dimensiunea unghiului navicular nu trebuie să depășasca 130˚. La piciorul plat unghiul este mai mare, aproximativ 140˚ În figura de mai sus, (Figura 4.), avem prezentate si unghiurile triunghiurilor formate prin unirea punctelor.[4][7].

Termenii anatomici pentru localizarea părților corpului și a mișcărilor sunt necesare pentru o varietate de motive. Pentru a înțelege mai bine orientarea piciorului, am prezentat imagini din partea de sus a piciorului, partea de jos a piciorului, partea din față și spatele piciorului. Primul set de imagini prezintă partea superioară, inferioară, din față și din spate a piciorului. Cunoscută și ca dorsală, plană, anterioară și posterioară.[2][5]

Dorsal se referă la partea superioară a piciorului. Plantar se referă la talpa piciorului. Anterior se referă la partea din față a corpului. Posterior se referă la partea din spate a corpului. [5]

Imaginea de mai jos, prezintă orientarea, în raport cu linia centrală a corpului. Această terminologie include partea distală, partea proximală, partea medială și partea laterală.[5]

Partea distală reprezintă partea mai depărtată de corp.

Partea proximală reprezintă partea mai apropiată de corp.

Partea medială reprezintă partea spre linia centrală a corpului.

Partea laterală reprezintă partea mai îndepărtată de linia centrală a corpului. [5]

Concentrându-ne asupra acestei zone, mișcările posibile sunt: flexia dorsală, reprezentată de mișcarea prin care fața dorsală a piciorului se apropie de fața anterioară a gambei și flexia plantară reprezentată de mișcarea inversă prin care fața dorsala a piciorului se îndepărtează de fața anterioară a gambei. Abducția reprezintă mișcarea piciorului departe de linia centrală a corpului, adducția este dată de mișcarea piciorului spre linia centrală a corpului. Inversiunea este răsucirea piciorului spre interior, iar eversiunea, răsucirea piciorului spre exterior.[8]

Supinația este o mișcare triplanară în care piciorul se mișcă în jos și către centrul corpului, iar pronația este o mișcare a articulației subtalare în care piciorul se deplasează în sus și în afara centrului corpului.[8]

Articluația gleznei

Axa articulației gleznei trece doar distal față de vârful maleolei și poate fi estimată prin plasarea unui deget pe maleolă. Studiile antropometrice demonstrează că, deși plafonul tibial este paralel cu podeaua, unghiul dintre axa articulației gleznei și cel al axei longitudinale a tibiei este înclinat medial la circa 80 de grade. Axa piciorului cu axul gleznei, piciorul este ușor rotit în interior. În raport cu axa genunchiului, axa gleznei este rotită în exterior de aproximativ 20 până la 30 de grade, aceste axe variază ușor de la persoană la persoană.[10]

Articulația subtalară

Axa de rotație a îmbinării subtalare este oblică atât pentru planurile sagitale cât și pentru cele transversale. Mișcarea care are loc în articulația subtalară, este cea a inversiunii și a eversiunii. Intervalul de mișcare a articulației subtaliare include o inversare de aproximativ 20-30 de grade și o eversiune de aproximativ 5-10 grade.[10]

1.1.3 Biomecanica mersului

Locomoția reprezintă abilitatea de deplasare a corpului uman dintr-un loc în altul. La om, principala metodă de locomoție este mersul pe jos. Mișcarea implică toate articulațiile membrelor inferioare și se caracterizează printr-o mișcare de „pendul inversat” în care corpul se înclină spre membrul care nu se mișcă.[7]

Mișcările locomotorii sunt de două feluri: mișcări ciclice carcaterizate de o repetare succesivă, fiecare membru inferior al corpului revenind la poziția inițială, față de poziția de plecare și mișcări aciclice caracterizate de mișcări la care nu se percep repetări succesive, neexistând o poziție inițială și una finală.[7]

Caracteristicile mersului și fazele sale:

Mersul este alcătuit dintr-o succesiune de pași. Prin fiecare pas, se realizează mișcarea fiecărui picior pe rând, trecând unul în fața celuilalt. Toată această acțiune reprezentând pasul dublu, pentru ca fiecare picior să parcurgă un număr egal de faze și anume, faza de sprijin și faza de oscilație. Un pas dublu este format din doi pași simpli. Un pas simplu este definit ca distanța dintre călcâiul piciorului ce are contact cu solul și vârful piciorului de impulsie.[7][8]

Perioada piciorului de sprijin prezintă trei faze.

1.Prima fază este caracterizată de faza de amortizare, ce începe din momentul în care piciorul ia contact cu solul pe călcâi și durează până în momentul verticalei piciorului de sprijin.[7]

2.Faza doi, este dată de momentul verticalei piciorului de sprijin este de durată scurtă, deoarece corpul este sprijinit pe un singur picior. În această fază centrul de greutate al corpului are poziția cea mai înaltă și se orientează usor lateral spre piciorul de sprijin.[7]

3. Faza trei, faza de impulsie, începe imediat după momentul verticalei piciorului de sprijin și prezintă momentul desprinderii călâiului de pe sol și momentul atingerii vârfului metatarsienelor pe sol. Există o scurtă perioadă de sprijin bilateral. Centrul de greutate al corpului în această fază este cel mai coborât.[7]

Perioada piciorului oscilant prezintă trei faze.

4. Faza patru, faza pasului piciorului posterior, începe din momentul desprinderii vârfului piciorului de pe sol până în momentul trecerii sale la poziția verticală. În acest moment se produce o oscilație între articulația coxofemurală și flexia din articulația genunchiului și a gleznei.[7]

5. Faza cinci, este dată de momentul fazei verticalei piciorului oscilant, începe din momentul trecerii piciorului oscilant, ușor în flexie, pe verticală, intersectând piciorul de sprijin, aflat si el în momentul verticalei.[7]

6. Faza șase, faza pasului anterior al piciorului oscilant, caracterizată de momentul în care piciorul se pregatește să ia contact cu solul prin călcâi, efectundu-se prin oscilarea de la verticală spre înainte.[7]

Lungimea pasului este dată de lungimea membrelor inferioare și de acțiunea de impulsie ce diferă de la individ la individ. Numărul pasilor făcuți într-un minut caracterizează frecvența sau ritmul mersului. Viteza mersului reprezintă spațiul parcurs într-un minut și este egală cu produsul dintre lungimea pasului și cadența acestuia.[7][8]

Oscilațiile corpului în timpul mersului sunt prezentate sub trei forme, și anume:

Oscilațiile verticale sunt caracterizate de contracțiile mușchilor ale piciorului de sprijin în faza de impulsie, prezentate în plan sagital.

Oscilațiile laterale încep din momentul terminării fazei de sprijin bilateral în momentul verticalei piciorului de sprijin. Oscilațiile laterale determină menținerea echilibrului în timpul sprijinului și al centrului de greutate al corpului. Bazinul își modifică pozitia în același timp cu trunchiul, care oscilează odată cu centrul de greutate, când spre dreapta când spre stânga, pe piciorul de sprijin.

Oscilațiile transversale sunt caracterizate de faptul ca partea laterala a bazinului în aceași parte cu piciorul de sprijin este proiectată înainte, iar lungimea pasului și viteza determină aceste oscilatii. Cu cât acestea sunt mai mari cu atât oscilatiile sunt mai vizibile.[9]

Diverse tipuri de mers

Marșul sportiv este asemănător cu mersul normal, cu câteva diferențe în cadrul fazelor pasului dublu, mai exact, în faza de amortizare, contactul piciorului cu solul se face pe călcâi, iar apoi talpa se desprinde complet de pe sol, și în faza pasului posterior oscilant, grupa musculară a bazinului se contractă mai mult decât la mersul obișnuit.

Mersul pe plan înclinat prezintă aceleași faze ca cel al mersului normal. Numai că la mersul pe înclinat perioada de sprijin bilateral este mai lungă ca la mersul normal, iar în faza de amortizare contactul cu sol se face fie pe toată suprafața talpii, fie pe vârf.

Mersul înapoi are în componența sa aceleași faze ca și mersul normal. Se observă o modificare a fazei de amortizare, deoarece aceasta se face pe vârfuri, cu genunchii ușor flexați, iar viteza mersului este redusă.

Mersul pe vârfuri prezintă tipul de mers, în care membrele inferioare sunt în extensie la nivelul genunchilor și în flexie plantară. Mișcarea se realizează cu ajutorul articulațiilor coxofemurale și musculatura este puternic solicitată.

Mersul lateral se produce cu ajutorul mișcărilor de abducție și adducție ale piciorelor în mod succesiv.

Mersul patologic prezintă defectul de a se deplasa normal, datorită problemelor apărute la nivelul membrelor inferioare.[9]

Afecțiuni, malformații și amputatii ale piciorului

Membrele inferioare prezintă uneori niște simptome ale unor boli grave, ce se pot manifesta și la nivelul acestora. Aceste boli aduc unele modificari la nivelul piciorului, ce ar putea fi prevenite la timp.

1.2.1Afecțiuni ale piciorului

1.Montul (Hallux valgus)

Montul (Hallux valgus) descrie o stare a piciorului în care primul metatarsian este deviat medial, iar halucele este deviat lateral, creând o proeminență mediană la prima articulație metasofalangiană, care poate fi dureroasă, mai ales în cazul încălțămintei. Apariția acestora este cauzată de osteoartrită, inflamație bursală, formarea de ganglioni sau artropatie gută. [11]

Acestă afectiune la nivelul piciorului se poate trata printr-un tratament non-operativ, ce poate implica încălțămintea ortopedică corespunzătoare sau intervenția chirurgicală aplicată după o serie de investigații. [11]

2. Hallux rigidus

Hallux rigidus înseamnă literalmente "degetul mare rigid", arată limitarea mișcării degetelor și este doar un element al gamei de simptome care constituie diagnosticul de hallux rigidus. Hallux rigidus cuprinde artrita degenerativă ușoară până la severă, a primei articulații metatarsofalangiene a piciorului.[12]

Simptomele sunt rezultate din uzura cartilajului, mecanica articulară modificată și formarea osteofitelor, în special în aspectul dorsal al primului cap al metatarsienelor. dificultatea de a se mișca. La fel ca și în cazul, monturilor, acestă afecțiune se poate trata prin tratament non-chirurgical sau intervenție chirurgicală. [12]

3. Picior plat

Piciorul plat (pes planus) este o afecțiune, în care întreaga talpă a piciorului vine în contact, aproape complet cu solul. Există trei tipuri de picior plat: picior plat flexibil, picior plat cu scurtarea tendonului achilean și picior plat rigid. Arcurile piciorului ce sunt susținute și restrânse în mod activ de ligamente și tendoane, permite piciorului să sprijine greutatea corpului în poziție verticală și distribuie în mod adecvat forțele generate la contactul cu solul în timpul mersului. Atunci când alinierea necorespunzătoare,a oaselor sau slăbirea tendonelor sau ligamentelor, apare o deformare a picioarelor ce se poate dezvolta. Pentru tratarea acestei afecțiuni se folosește încălțămintea ortopedică și ortezele adecvate, dar și prin kinetoterapie sau tratament chirurgical.[13]

4. Montul croitorului

Montul croitorului este similar cu montul, dar acesta afectează aspectul lateral al celui de-al cincilea deget la nivelul articulației metatarsofalangiene. Simptomele dureroase apar adesea datorită unui coeficient de frecare ridicat în interiorul încălțămintei.[11]

5. Maladia Haglund

Deformitatea lui Haglund este o anomalie a părții postero-superioare a calcaneului, unde există o extindere osoasă la atașamentul tendonului lui Ahile. Țesuturile moi adiacente pot fi iritate atunci când această bucată osoasă se freacă de pantofi rigizi.[14]

6. Degetul în ciocan și degetul în gheară

Degetul în ciocan și degetul în gheară prezintă o deformare în flexie a primei falage, în flexie plantară celei de a doua falangă distală rămânând în poziție normală față de a doua.

Tratamentul conservator implică încălțăminte ortopedică adecvată, sustinătoare plantare anteriore, iar tratamentul chirurgical constă în rezecția extermității distale a falangei proximale.[12]

Piciorul diabetic

Infecția piciorului diabetic, definită ca o infecție a țesuturilor moi sau a osului de sub maleolă este cea mai frecventă complicație a diabetului zaharat care duce la spitalizare și cea mai frecventă cauză de amputație a extremităților inferioare netraumatice. Infecțiile piciorului diabetic sunt diagnosticate clinic pe baza prezenței a cel puțin două descoperiri clasice de inflamație sau purulență. Infecțiile ușoare sunt tratate cu antibiotice orale, îngrijire a rănilor și suprimarea presiunii în ambulatoriu.[14]

Malformatiile congenitale ale piciorului

1.Picior scobit (Pes cavus)

Piciorul scobit (Pes cavus) este un picior cu un arc longitudinal planar mare. Persoanele care au această afecțiune vor pune prea multă greutate asupra degetelor și călcâiului piciorului. Spectrul de deformații include prăbușirea degetelor de la picioare, deformarea posterioară a piciorului (descrisă ca un unghi calcaneal crescut), contracția fasciei plantare și deformarea de încovoiere a degetului mare. Acest lucru poate provoca creșterea greutății pentru capetele metatarzelor și metatarsalgia asociată și coapsele. Se poate remedia această problemă cu susținători plantari.[15]

2. Picior strâmb (varus equinus)

Equinus este o afecțiune în care mișcarea în sus a articulației gleznei este limitată. Persoana cu equinus nu are flexibilitatea de a aduce partea superioară a piciorului spre partea din față a piciorului. Equinusul poate apărea la unul sau la ambele picioare. Când implică ambele picioare, limitarea mișcării este uneori mai rea la un picior decât în ​​celălalt. Se datorează stării de tensionare a mușchilor.

Pentru a diagnostica equinus, se evaluează gama de mișcări ale gleznei atunci când genunchiul este îndoit și îndreptat, se v-a identifica dacă tendonul sau mușchiul este strâns și se v-a evalua dacă osul interferează cu mișcarea gleznei. Se poate remedia cu produse ortopedice. [15]

3.Inegalitatea de lungime a membrelor inferioare

Inegalitatea de lungime a membrelor inferioare este o problemă frecvent întâlnită în perioada creșterii. Există numeroase cauze congenitale și dobândite, dar necesitatea unui tratament și tipul acestuia sunt determinate de gradul inegalității estimate la vârsta maturității scheletale. Cauzele majore ale inegalitatilor de lungime ale membrelor inferioare pot fi grupate în: congenitale, traumatice, infecțioase, neurologice, tumorale sau displazii, inflamatorii etc. Se poate remedia prin pantofi ortopedici cu scurtare.[16]

Amputații la nivelul piciorului

Amputația piciorului parțial, este o continuare obișnuită a bolii vasculare avansate secundare a diabetului și a complicațiilor acestuia, dar poate apărea și datorită leziunilor, infecțiilor sau malformațiilor congenitale. Amputațiile la nivelul piciorului sunt asociate cu o rată de eșec semnificativă și numeroase complicații, inclusiv distrugerea pielii, ulcerația. [17]

Acestea afectează o porțiune din piciorul din față, mijlocul sau din spate, dar nu include amputarea care disarticulează articulația gleznei. Pot implică degetul mare, partea proximală, incluzând amputația transmetatarsală, sau amputarea mediană tarsală (Figura1.21). Amputațiile tarsometatarsal și transtarsal sunt descrise în mod obișnuit folosind eponime precum Lisfranc sau Chopart după chirurgii care au creat aceste proceduri.[17]

Tehnici de proiectare și corectare ale afecțiunilor picioarelor cu ajutorul produselor ortopedice

În prezent, pentru o protecție bună a piciorului și pentru rezolvarea problemelor în cazul afecțiunilor, amputațiilor sau malformațiilor de la nivelul acestora s-au dezvoltat produsele ortopedice ce se clasifică în: proteze, orteze, susținători plantari (talonete) și încăltăminte ortopedică.

1.3.1 Evoluția încălțămintei de la origini până în prezent

Cele mai vechi încălțări, sunt sandalele ce datează din aproximativ 7000 sau 8000î.Hr., găsite în Peștera Fort Rock în statul american Oregon în 1938. Cel mai vechi pantof din lume, confecționat dintr-o singură bucată de piele de vacă cu un cordon de piele ce prezintă niște cusături din față până în spate, au fost decopoerite în complexul de peșteri Areni din Armenia în 2008 și se crede că datează din 3500 î.Hr. [18]

Se consideră că pantofii ar fi putut fi folosiți cu mult timp înainte, dar deoarece materialele folosite erau foarte perisabile, este dificil să se găsească dovezi ale celei mai vechi încălțăminte. Studiind oasele degetelor de la picioare (spre deosebire de degetul mare), s-a observat că grosimea acestora a scăzut. Acest lucru a determinat arheologii să deducă că purtarea pantofilor a dus la o scădere mai mică a osului, rezultând degete mai scurte și mai subțiri. Aceste modele mai vechi au fost foarte simple în design, adesea simple "pungi de picior" din piele pentru a proteja picioarele de roci, resturi și frig. Ele au fost mai frecvent întâlnite în climatele mai reci.[19]

Majoritatea localnicilor din America de Nord purtau un tip similar de încălțăminte, cunoscut sub numele de mocasini. Aceștea sunt pantofi din piele moale, care sunt în mod obișnuit confecționați din piele de bizonn și erau decorați cu margele și alte podoabe. Aceste încălțări nu au fost proiectate pentru a fi impermeabile, iar pe vreme umedă și lunile calde de vară, majoritatea americanilor nativi mergeau desculți.[19]

Pe masura ce civilizațiile au inceput sa se dezvolte, s-au purtat sandale (precursorii flip-flop-ului modern). Această practică se datorează fotografiilor lor în picturi egiptene din anul 4000 î.Hr. O pereche găsită în Europa a fost făcută din frunze de papirus și are o vechime de aproximativ 1500 de ani. Ei au fost de asemenea purtați în Ierusalim în timpul primului secol al Erei Comune . Sandalele au fost purtate de multe civilizații și au fost fabricate dintr-o mare varietate de materiale. Sandalele egiptene antice au fost fabricate din papirus și frunze de palmier. În India au fost făcute din lemn, iar în China și Japonia, paie de orez. Frunzele plantei de sisal au fost folosite pentru a produce sfoară de sandale în America de Sud, în timp ce localnicii din Mexic au folosit planta Yucca [20].

În timp ce sandalele au fost purtate în mod obișnuit, mulți oameni în vremuri străvechi, cum ar fi egiptenii, hindușii și grecii, au văzut o mică nevoie de încălțăminte și, de cele mai multe ori, preferau să fie desculți. Egiptenii și hindușii foloseau în mod obișnuit încălțămintea ornamentală, cum ar fi o sandală unică, cunoscută sub numele de "Cleopatra", care nu oferea nici o protecție practică piciorului. Sportivii din Jocurile Olimpice antice au participat desculți și goi. Chiar și zeii și eroii au fost descriși în primul rând desculți, iar războinicii au luptat cu picioarele goale chiar și Alexandru cel Mare a cucerit imperiul său vast cu armatele desculte. De asemenea, se crede că alergătorii din Grecia antică au condus desculți.[19][20]

Până în secolul al XIX-lea, producția de încălțăminte a fost o artizanare tradițională, dar până la sfârșitul secolului, procesul a fost aproape complet mecanizat, producția fiind produsă în fabrici mari. În ciuda câștigurilor economice evidente ale producției în masă, sistemul fabricant a produs pantofi fără diferențierea individuală pe care a reușit să o ofere încălțămintei tradiționale.[20]

Primii pași spre mecanizare au fost luați în timpul războaielor napoleoniene de către inginerul, Marc Brunel. El a dezvoltat mașini pentru producerea în masă a cizmelor pentru soldații Armatei Britanice. În 1812, el a conceput o schemă de fabricare a mașinilor pentru fabricarea de bocanci, care să fixeze automat tălpile de pe partea superioară cu ajutorul unor știfturi metalice. Cu sprijinul ducelui de York, pantofii au fost fabricați și, datorită puterii, ieftinității și durabilității, au fost introduse pentru folosirea armatei. [21]

Mașina de cusut a fost introdusă în 1846 și a oferit o metodă alternativă pentru mecanizarea încălțămintei. Până la sfârșitul anilor 1850, industria a început să treacă la fabrica modernă, în special în SUA și în zonele din Anglia.[21]

De la mijlocul secolului XX, avansurile în cauciuc, materiale plastice, țesături sintetice și adezivi industriali au permis producătorilor să creeze pantofi care se îndepărtează considerabil de tehnicile tradiționale de fabricare. Pielea, care a fost materialul primar în stilurile anterioare, a rămas standard în pantofii de costume, dar și pantofii sportivi. Talpa, ce a fost o dată cusută cu mâna, este acum mai des împletită de mașină sau pur și simplu lipită. Multe dintre aceste materiale mai noi, cum ar fi cauciucul și materialele plastice, au făcut pantofii mai puțin biodegradabili. Se estimează ca majoritatea încălțămintelor produse în masă au nevoie de 1000 de ani pentru a se degrada într-un depozit de deșeuri. La sfârșitul anilor 2000, unii producatori de pantofi au preluat problema si au inceput sa produca pantofi fabricați în intregime din materiale degradabile. [22]

Încălțămintea ortopedică poate fi sub formă de pantofi, ghete sau sandale, după preferința sau necesitatea afecțiunii pacientului. [23]

Pantofii ortopedici reprezintă încălțămintea special concepută pentru a ușura disconfortul asociat cu multe afecțiuni ale piciorului și gleznelor, cum ar fi, degetele în ciocan, monturi, picior plat etc. Acestea pot fi de asemenea purtate de persoane cu diabet sau de persoane cu o lungime inegală a piciorului. Pantofi cu inserții și / sau modificări pentru persoanele care suferă de afecțiuni se realizează după măsurători personalizate ale persoanei, aceasta trebuie să aibă o prescripție scrisă de la un medic cu diagnosticul, afecțiunea medicală, și motivul pentru realizarea tipului de pantof specific cu modificare.[23]

Un pantof ortopedic, în general, are o construcție asemănatoare cu un pantof normal. Pantoful este construit cu o talpă, care este poziționată în partea de jos, ce vine în contact cu solul. Talpa poate fi fabricată dintr-o varietate de materiale, deși majoritatea pantofilor au talpi fabricați din cauciuc natural, poliuretan sau compuși din clorură de polivinil. Talpa poate fi simplă un singur material într-un singur strat sau poate fi complexă, cu mai multe structuri sau straturi și materiale, în funcție de necesitatea pacientului și afecțiunea de care suferă. Atunci când sunt folosite diferite straturi, tălpi pot consta dintr-un branț, o talpă intermediară și o talpă. [24]

Branțul este partea de jos din interiorul pantofului, care se află direct sub picior. Scopul branțului este de a se atașa la marginea durabilă a părții superioare, care este înfășurată în jurul închiderii încălțămintei. Insolatile sunt de obicei realizate din carton celulozic sau bord sintetic netesut. Amortizarea suplimentară este adesea adăugată pentru confort (pentru a controla forma, umezeala sau mirosul pantofului) sau din motive de sănătate (pentru a ajuta la rezolvarea diferențelor în forma naturală a piciorului sau poziționarea piciorului în timpul mersului sau în timpul mersului). [23][24]

Cele mai multe fețe au un mecanism de fixare și închidere, cum ar fi șireturi, curele cu catarame, fermoare, elastic, bretele, nasturi, pentru strângerea părții superioare a piciorului. Partea superioară cu șireturi are, de obicei, o limbă care ajută la etanșarea deschiderii întinse și protejează piciorul de abraziune prin șireturi. Vampa este partea din față a pantofului, care începe în spatele vârfului picioarelor, care se extinde în jurul ochiurilor și limbii și către partea din spate a pantofului.[25] Medialul este partea pantofului cea mai apropiată de centrul de simetrie al unei persoane, iar partea laterală este pe partea opusă, departe de centrul simetriei. Acest lucru se poate referi fie la talpa exterioara, fie la vampa. Cutia de picior este partea care acoperă și protejează degetele de la picioare. Persoanele cu deformații de la picior sau persoanele care suferă de umflături la picior necesită, de obicei, o cutie mai mare de la picior. [24]

1.3.2 Date necesare proiectării încălțămintei ortopedice

Încălțămintea ortopedică special concepută pentru a ușura disconfortul asociat cu multe afecțiuni ale piciorului și gleznelor, cum ar fi, degetele în ciocan, monturi, picior plat etc. Rolul încălțămintei, în general, este de a proteja piciorul față de agresivitatea factorilor exteriori. [26]

În proiectarea încălțămintei ortopedice, trebuie sa ținem cont de funcția utilitară a acestuia, ce este dată de funcția de protectie, funcția ortopedică și funcția fiziologico-igienică, dar și de funcția informațională cu privire la estetica încălțămintei dorite.[27]

Astfel, funcția de protecție asigură protejarea piciorului sub acțiunea agenților atmosferici, cum ar fi: căldura, umezeala, praful etc., dar și a unor agenți speciali, produse chimice.[27]

Funcția ortopedică are rolul de a păstra starea de sănătate a piciorului, a echilibrului corpului uman, pentru a evita deteriorarea articlualțiilor dintre gambă și picior, articulatiile degetelor.[26][27]

Funcția fiziologico-igienică este necesară pentru asigurarea confortului igienic, dar și asigurarea comodității încăltămintei în proces static sau dinamic.[27]

Funcția informațională oferă informații despre produs, mai exact, despre mărimi, aspect, elemente estetice, adică elemente decorative, proporția reperelor, finisaj, acuratețea execuției produsului.[27]

Structura încălțămintei ortopedice

Încălțămintea este construită după niște repere, care în funcție de poziția pe care o au în raport cu piciorul, pot fi grupate în două ansambluri: ansamblul superior și ansamblul inferior.[26]

Din punct de vedere al materialelor, reperele componente ale ansamblului sunt confecționate din materiale naturale, flexibile pentru ansamblul superior și rigide pentru ansamblul inferior.[27]

Ansamblul superior este format dintr-un subansamblul exterior, ce prezintă raportul numarului și configurației reperelor componente, condiționând particularitățile unui model pentru un anume tip de încălțăminte. Reperele formând fețele încalțămintei, situate pe fața dorsala a piciorului și anume, capută cu carâmb și carâmb interior.[27]

Datorită solicitărilor complexe ale reperelor subansamblului exterior în procesul de confectionare o prezintă materialul. Materialul trebuie să aibă o felxibilitate ridicată, o rezistență la întindere, la uzura prin frecare, propietăti igienice, propietăți ecologice.[26][27]

Un alt subansamblu al ansamblului superior este, subansamblul intermediar, ce prezintă repere rigide, și anume ștaif și bombeu ce au rol în menținerea formei, căptușala intermediară menține rezistența produsului de încălțăminte.[27]

Subasamblul interior este alcătuit din repere din diferite materiale ce formează captușelile exterioare, având rolul de a proteja suprafața dorsală a piciorului împotriva  actiunii de erodare pe linia cusaturilor dintre reperele subansamblului exterior, precum si din partea reperelor rigide ale subansamblului intermediar (staif si bombeu). Reperele acestui subansamblu sunt: căptușala exterioară capută cu carâmb, carâmb interior și antiglisor.[27]

Ansamblul inferior cuprinde reperele amplasate sub partea plantara a piciorului. Este format din urmatoarele subansambluri: subansamblul interior conține urmatoarele repere constituind o suprafață de sprijin pentru picior și anume branțul și accesoriile sale.[27]

Branțul se află între ansamblul superior și reperele ansamblului inferior. Acesta susține greutatea corpului uman, fiind supus la comprimare, la îndoiri ale capetelor metatarsienelor în mod repetat, este supus și la acțiuni distructive ale frecării, ca urmare a deplasării piciorului. Materialul trebuie să aibă propietăți de flexibilitate, de elasticitate și capacitatea de absorbție a umidității.[26]

Întăritura de branț asigură rezistența branțului și are rolul de a diminua din mișcările de încovoiere. Este confecționat dintr-un carton mai dur, ce întărește branțul.[26]

Glencul este situat între întăritura de branț și talpă, are rolul de a susține bolta longitudinală a piciorului, iar materialul din care este confecționat de obicei este oțelul.[26]

Acoperișul de branț este situat în interiorul încălțămintei pe branț, cu rolul de a proteja piciorul de eventualele neregularități, îmbunătățind aspectul estetic interior.[26]

Subansamblul intermediar este situat între subansamblul interior și cel exterior, format dintr-o parte, numită umplutură ce prezintă o felxibilitate ridicată datorită solicitărilor de încovoiere.[27]

Subansamblul exterior este poziționat sub încălțămintea finită, la exterior. Acesta realizând contactul dintre încălțăminte si sol. Este format din talpă ce trebuie sa îndeplinească anumite condiții de rezistență la uzură prin frecare și îndoiri dese, dar și propietatea de a ferii partea exterioară de temperaturi ridicate sau umezeală.[27]

1.3.4 Metode de corectare în funcție de anomaliile piciorului

Anomaliile structurale ale piciorului pot fi simple sau multiple, ce pot fi corectate si controlate cu ajutorul încălțămintei ortopedice. Anomalii ale piciorului ce pot fi corectate sunt:

Picior valgus

Această anomalie este caracterizată de devierea călcâiului în exterior, iar recunoașterea acestui tip de anomalie, constă în trasarea unei linii centrale ce începe din centrul călâiului spre gambă. Daca această linie își modifică forma din linie dreaptă se pot evidenția cele două tipuri de devieri ale călcâiului, dacă acesta este spre exterior sau spre interior.[28]

Metoda de corectare în cazul acestei anomalii se face cu ajutorul unor elemente compensatorii de tipul ortezelor rigide sau semiflexibile, atașate în interiorul încălțămintei ortopedice.[28]

.

Picior equinus

Acest tip de anomalie este recunoscut de situația în care călcâiul nu atinge planul de sprijin. Din punct de vedere mecanic, această anomalie a piciorului arată faptul că sprijinul se face la nivelul oaselor metatarsiene.[28]

Încălțămintea destinată acestui tip de anomalie se proiectează pe anumite principii, și anume ca distribuția încărcărilor ce acționează asupra piciorului pe toată suprafața tălpii se realizează prin intermediul reperelor ce au rol compensator. Se corectează fiecare diferență de lungime ce apar între cele două membre inferioare, înălțimea tocului trebuie să fie cât mai mică pentru a permite mișcările de flexie. În cazul în care se folosesc elemente compensatorii ce se poziționează sub calcaneu, se preferă ca această compensare să nu fie completă, deoarece corpul pacientului exercită o forță asupra călcâiului care determină coborârea lui cu câțiva milimetri.[28]

Picior equino-varus

Această anomalie este caracterizată de situația în care călcâiul nu atinge planul de sprijin și este deviat spre interior. Prezintă apariția unor presiuni mari la nivelul celui de al cincilea metatarsian și pe zona esterioară a piciorului.[28]

Principiul ce ajută la realizarea încălțămintei ortopedice pentru acest tip de anomalie se numeste sistemul celor trei puncte. Conform, acestui principiu se regăsesc două forțe ce acționează într-o direcție, în timp ce a treia fortă este aplicată central și în direcție opusă față de celelalte două în concordanță cu semnsul de dezvolare a acestei anomalii.[28]

Prima forță este aplicată în zona centrală, a doua forță în spatele capătului primului metatarsian, iar cea de a treia este aplicată în zona laterală a piciorului și este în direcția opusă primelor două. Un alt principiu de structurare a încălămintei, în cazul acestei anomalii se bazează pe reacțiunea suprafeței de sprijin ce acționează pe direcția cuboidului. Prin urmare, această încălțăminte trebuie să aibă în componența sa un branș rigid și înalt pe partea înterioară a piciorului, un toc evazat pe partea dinspre exterior ce v-a compensa poziția normală a piciorului.[28]

Inegalitatea de lugime a membrelor inferioare

În realizarea încălțămintei ortopedice destinate inegalităților membrelor inferioare trebuie ținut cont de anumite criterii de abordare. În prezența acestei malformații congenitale se pot regăsi diferente de lungime până la 3-4 centimetri, diferențe până la 8 centimetri, până la 12 sau chiar mai mari de 12 centimetri.[28]

În cazul diferențelor mai mici de 4 centimetri se poate folosi încălțămintea obișnuită modificată ortopedic cu ajutorul elementelor compensatorii ce se pot amplasa în interiorul încălțămintei pe porțiunea posterioară. Elementul compensator, în acest caz nu trebuie să depășacă un centimetru grosime, în regiunea călcâiului, iar talpa intermediară 0.5 centimetri. În cazul în care diferentele de lungime sunt mai mari, încălțămintea necesită o abordare specială, la bază stând măsurători ale pacientului.[28]

Capitolul II: Studiu comparativ, constructiv și funcțional al soluților existente

2.1 Soluții brevetate

1. În brevetul US20040194352A1, cu titlul „Orthopedic insole for a diabetic shoe”(Branț ortopedic pentru un pantof destinat piciorului diabetic), creat de Todd Campbell, Russell Davis, William Guthrie, sunt prezentați pantofii destinați persoanelor cu picioare diabetice, contribuind la reducerea riscului de apariție a numeroaselor complicații legate de diabet, cum ar fi formarea de calus, ulcerații piciorului, circulația slabă, pierderea senzației, scăderea rezistenței la infecție, deformarea piciorului și neuropatia.[29]

Invenția se referă la un branț ortopedic pentru un pantof diabetic, cuprinzând: o porțiune mai înaltă la călcâi, având o suprafață de susținere superioară concavă, o porțiune de picior mediană cuplată continuu la porțiunea înaltă de la călcâi și o porțiune frontală maleabilă la temperaturi ridicate, cuplată la porțiunea mediană a piciorului, porțiunea din față a piciorului având o suprafață de susținere superioară deformabilă.[29]

Pantoful încorporează un material maleabil la căldură ce poate fi adaptat în mod individual la piciorul diabetic, reducând astfel orice stres concentrat asupra piciorului și potențialul de afecțiuni legate de presiune.[29]

2. În brevetul US5572808A, cu titlul „Orthopedic shoe insert for correction of the adduction of the large toe”(Pantof ortopedic pentru corectarea adducției degetului mare), creat de Josef Birke, prezintă un dispozitiv ce cuprinde în general o inserție în încălțămintea ortopedică din material plastic având o carcasă de picior posterioară, a cărei margine frontală se află aproximativ sub degetul mare și un lob de corectare a materialului termoplastic, situat în poziție verticală, susținând partea degetului mare. Lobul corector este ușor înclinat spre exterior și suprafața sa interioară este ușor curbată într-o manieră concavă, în timp ce muchia inferioară este curbată într-o manieră. Inserția este utilizabilă într-un pantof și promovează o vindecare mai rapidă a piciorului și poate fi reglată în funcție de cantitatea sau gradul de corecție.[30]

Poziționarea necorespunzătoare a degetului mare, este o anomalie congenitală în cea mai mare parte. Inserțiile corective speciale sau tălpile interioare purtate în pantofi ortopedici pot, în majoritatea cazurilor, să facă posibilă corectarea adducției degetului mare. Astfel de inserții sunt, în general, personalizate măsurate după consultarea cu un medic și constau, în mod obișnuit, dintr-o carcasă de picior din spate, care are un lob de corectare, formată pe partea adiacentă a degetului mare. Lobul este construit astfel încât degetul mare este presat în direcția dorită spre restul degetelor. [30]

Totuși, cu succes de corecție progresivă, sunt necesare inserții scumpe, deoarece astfel de dispozitive corective nu pot fi fixate la acest tip de inserție.[30]

3. În brevetul US5632104A, cu titlul „Shoes for reducing stress in feet” ( Pantofi ortopedici pentru reducerea stresului la nivelul picioarelor), creat de Itzchak Zohar, prezintă un pantof care include o porțiune superioară și unică ce definește interiorul suprafeței suport a piciorului și o suprafață de cuplare exterioară a pantofului. Suprafața suportului pentru picior fiind astfel formată încât să alinieze degetele de picioarele.[31]

De preferință, suprafața de susținere a piciorului definește o linie metatarsală ce separă partea din spate a pantofului cu o distanță egală cu două treimi din lungimea pantofului, adică regiunea călcâiului suprafeței de susținere a piciorului prezentând o curbă simetrică generală în planuri paralele cu linia metatarsală, și potrivirea curbei naturale a călcâiului. Astfel, în conformitate cu o realizare preferată a prezentei invenții, este prevăzut un pantof care cuprinde o porțiune superioară și unică și care definește o suprafață de sprijin pentru picior a încălțămintei și o suprafață de cuplare exterioară a pantofului, suprafața suportului pentru picior fiind astfel aliniată.[31]

În conformitate cu o variantă preferată de realizare a prezenței invenții, suprafața de susținere a piciorului este formată astfel încât să permită degetele de la picioare la flexia plantară și flexia dorsală.[31]

4.În brevetul US5005575A, cu titlul „Plantar support”(Susținator plantar), creat de Luciano Geri, prezintă un susținător plantar ce trebuie să fie dispus în pantof în locul tălpii, ce conține cavități cu pereți flexibili și elastici care conțin un material granular care permite ajustarea suprafeței suport a piciorului.[32]

Invenția se referă la o proteză corectivă ca înlocuitor pentru o talpă, care prezintă numeroase posibilități de reglare atât în ​​ceea ce privește forma și grosimea cât și posibilitățile de corecție progresivă, acest lucru fiind absolut imposibil cu talpa ortopedică tradițională rigidă și cu forma ce este aproape imposibil de ajustat. Acest suport planar este mai confortabil pentru mersul pe jos.[32]

Conform unei variante practice, o talpă tubulară este produsă din piele foarte fină sau dintr-un material echivalent ale căror pereți sunt realizate din cauciuc elastic. Diferitele cavități sunt umplute independent una de cealaltă, existând totuși posibilitatea de a le face interdependente, cu un material granular sferic de aproximativ 0,10 / 0,15 mm, până la gradul de umplere care face posibilă obținerea formei recomandate pentru ortopedie, corecția cerută de medic. Aceste cavități umplute în acest fel au o funcție de fixare, iar proprietățile lor intrinseci acționează asupra piciorului fără a-l traumatiza. Se potrivesc perfect între talpa piciorului și pantof, atât în ​​poziția statică, cât și în poziția dinamică, datorită mobilității conținutului granular și a îndoiturii elastice a pereților cavităților.[32]

2.2 Soluții comercializate

1. Pantof ortopedic postoperator pentru piciorul diabetic și ulcer plantar

Pantofii postoperatori/papucii medicinali sunt special creați pentru purtarea după intervențiile chirurgicale (în special pentru picior diabetic și ulcer plantar), grăbind procesul de vindecare. Se poate potrivi la orice mărime sau formă a piciorului, inclusiv în cazul unor pansamente mai mari sau a unor diformități. Pantof postoperator, realizat din material ce permite respirație pielii, destinat pentru picior stâng sau drept, cu talpă non alunecare, sistem de închidere cu bandă Velcro ceea ce îi conferă abilitatea de a se potrivi unor diformități mari sau pansamentelor post-operatorii.[33]

2. Ghete ortopedice cu scurtare

Ghetele ortopedice pentru scurtări sunt concepute și fabricate la cele mai înalte standarde de sănătate ale piciorului, din materiale de calitate și cu o grijă deosebită în procesul de execuție. Modelul se va personaliza în funcție de anotimp și diagnostic. Întrucât ghetele cu scurtare se fabrică numai în baza unei recomandari medicale, măsurători individuale, iar prețul variază în funcție de opțiunile alese și mărimea piciorului.[34]

3. Pantofi ortopedici pentru diabetici

Caracteristici tehnice:

1. Cele două barete prevăzute cu velcro (popular numit și "arici"), permit un reglaj bun în vederea adaptarii picioarelor și sunt special concepute pentru picioare umflate si fragile.

2. Fața pantofilor este confecționată din piele naturală, de vitel, de tip stretch, pentru a se adapta perfect formei picoarelor.

3 si 4. Pantoful este prevăzut, în partea superioară a călcâiului, cu un guler, din piele, pentru mai multa stabilitate si confort.

5. Interiorul este confecționat din microfibră high-tech, antibacterian, antialergic, antitranspirant.

6. Branțul, confecționat din piele, se poate scoate și se poate înlocui cu unul nou pentru reînnoirea încalțămintei, recomandabil la fiecare 3 luni de purtare, sau cu un plantar / branț personalizat.[35]

4. Ghetele Markell

Ghetele Markell sunt utilizate de a trata un piciorul strâmb congenital.Sunt deschise complet și sunt prevăzute cu 2 găuri filetate ce permit montarea pe tija Dennis Browne. Au căptușeala interioara din piele și consolidare suplimentară pe partea medială. [36]

5. Branturi piele cu suport plantar

Branturi din piele, cu forma anatomica si suport plantar, fabricate din spuma poliuretanica, de densitate medie, acoperite cu piele. Branturile asigura un bun suport pentru bolta plantara, fiind recomandate persoanelor cu probleme deosebite (ex: caderi de bolta plantara, cu diferente stangul – dreptul), branturile personalizate, realizate la comanda in cabinetele de podologie, regasite comercial sub denumirea de susținători plantari. [37]

6. Pantofi ortopedici pentru amputații de metatarsiene și falange

Persoanele cu amputare a unora sau a tuturor degetelor de la picioare folosesc pantofi(sau ghete) ortopedici creați pe măsura lor. Acești pantofi (sau ghete) includ: tălpi interioare, umplutură pentru picior, mufe, inclusiv dispozitive cosmetice din silicon.[38]

Încălțăminte ortopedică-model de vară

Încălțăminte ortopedică pentru perioada de vară, fabricate din piele naturală. Carâmb înalt, întărit, pentru o bună fixare a gleznei. Căptușeală și talpă interioară din piele naturală, pentru igiena piciorului. Bombeu întărit cu cusatură decorativă și perforații. Talpă din cauciuc, semi-rigidă și aderentă. Corecție pentru piciorul var/valg, degete deformate, prăbușirea bolții plantare, inegalități ale membrelor inferioare.[39]

Capitolul III: Particularitățiile fluxului tehnologic de realizare a produselor ortopedice-optimizare și direcții viitoare

Firma Activ-Ortopedic are în dotare echipamente noi achiziționate prin fonduri europene, problema fiind că aceste echipamente noi depășesc competențele celor angajați, tehnicienii mergând în continuare pe metodele de producție clasice.

3.1. Fluxul de producție clasic a produselor ortopedice – operațiuni și materiale

În cadrul firmei Activ-Ortopedic s-a analizat procesul fluxului tehnologic clasic al produselor ortopedice. Firma încearcă să-și alinieze activitatea la standardele de vigoare privind calitatea

3.1.1 Procesul de realizare a încălțămintei ortopedice

Ansambul superior conține numai piele, atât interior cât și exterior. În plus, întărirea pantofului se face tot cu o piele dar mai tare.

O persoană ce dorește o pereche de încălțăminte ortopedică destinată afecțiunii sau malformaților sale, trebuie să se prezinte cu o fișă medicală, unde sunt precizate detalii despre stare piciorului acestuia.

Prima etapă a întregului proces începe cu o serie de măsuri riguroase ale piciorului clientului, ce implică circumferința piciorului, lungimea acestuia și alte detalii personalizate în funcție de caz. O fisă de măsuratori cere detalii despre identitatea pacientului, diagnosticul acestuia, măsurători după repere anatomice, detalii despre aspectul încălțămintei, tipul acestora și materialele dorite. În metoda clasică măsurătorile se fac cu ajutorul unui centimetru, conform (Figura 3.1.), prima măsurătoare se face la nivelul degetelor de la haluce până la degetul mic(a), cea de a doua în jurul ristului(b), cea de a treia de la călcâi la rist(c), iar în cazul dorinței de confecționare a încălămintei de tip gheată se mai ia o măsurătoare în jurul gleznei(d). O fișă de măsurători arată ca în anexa 1.

A doua etapă se începe formarea calapodului. Acest calapod este până în prezent cel mai important, punctul de pornire în tot ce înseamnă încălțăminte. El reprezintă forma pe care se întinde fața, proces care se numeste tras. Este lesne de înțeles că forma calapodului va deveni forma pantofului, ceea ce înseamnă ca acest calapod dă mărimea, stilul și forma încalțămintei, fără de care celelalte piese nu își au rostul.

Se folosesc calapoadele standard din material plastic. Aceste calapoade sunt obținute prin turnare în matrițe metalice. Aceste matrițe se obțineau prin copierea unui calapod reper de bază pentru număr și model cu ajutorul unei mase din ceramică sau nisip. Acest lucru a permis crearea benzilor de producție mecanizate prin facilitarea realizării mai multor perechi în același timp. Încălțămintea la comandă pornește de la calapoadele standard, pe care le alege în funcție de afecțiunea piciorului pacientului

Pentru o adaptare cât mai bună a piciorului în funcție de diagnosticul clientului se aplică o încărcătură din plută sau piele de calitate inferioară pe calapod, aceasta putând fi îndepărtată dupa ce pantoful a fost realizat. De exemplu, în cazul în care pancientul prezintă o malformație congenitlă de inegalitate de membre, această încărcătură se realizeză în functie de diferența față de celălalt membru, detaliu ce se regăsește în fișa medicală.

A treia etapă este caracterizată de înfașurarea calapodului în hârtie, pentru a se obține forma calapodului, în baza căreia se poate începe proiectarea propriu-zisă. În urma unor modificări în funcție de tipul de afecțiune al pacientului, se obține forma finală pe care se va începe proiectarea, numită desfașurata medie.

A patra etapă se desfășoară atunci când partea de design este gata și se obține un șablon, adică strict desenul ce se lipește pe calapod arătându-se cu aproximație cum va fi pantoful. Acest șablon conține în general jumătate de calapod, pe care sunt marcate simultan ambele părți. Este ca și cum am secționa pantoful fix pe linia de simetrie ce trece din centrul călcâiului până în spațiul dintre falangele degetului 2 și 3 ale piciorului. Acesta este denumit copia medie.

Din acest șablon, respectând regulile proiectării, se extrag piesele individuale și astfel se obține tiparul pentru un pantof.

Pe piesele exterioare se marchează și elementele de design. Aceste piese se decupează cu cuțitul de croit din pielea aleasă de client, iar în mod similar se decupează și piesele de întărire. În zonele de îmbinare de la marginile pielii, aceasta se subtiază în funcție de cerințele specifice ale suprapunerii, în sistemul clasic, acest lucru se face cu cuțitul sau cu diverse materiale abrazive.

A cincia etapă începe cu croiul părților componente, apoi se trag pe calapod. Surplusului, denumit rezervă de tras, îi este atașat o bandă de întărire folosind o cusătură denumită spic. Pregătirea calapodului presupune atașarea unui branț rigid din carton special ce asigură stabilitatea tălpii. După prinderea în cuie, este aplicat un element de întărire suplimentară a tălpii numită glenc, în mod clasic din lemn sau toval. Se adaugă apoi câteva elemente din plută pentru confort și se aplică talpa din toval, adică pielea foarte groasă, în mai multe straturi, în funcție de design. După fiecare strat, surplusul este îndepărtat manual. Acestea pot rămâne doar lipite sau pot fi cusute. În cazul încălțămintei cu toc, acesta este clasic executat din lemn cu elemente de prevenire a uzurii la partea inferioară din diverse materiale, printre care și metal.

A șasea etapă constă în amplsarea feței de încălțăminte și a branțului interior ce se trag peste calapod și sunt prinse în cuie. Pentru încălțămintea ortopedică, este preferat un branț mai rigid. Majoritatea făbricilor sau atelierelor folosesc talpina. Aceasta are diverse densități și grosimi în funcție de necesități. Uneori pentru confort aceasta poate veni cu un strat subțire de burete de înaltă densitate.

După această etapă, este necesar un repaus tehnic pentru întărirea a adezivului. În funcție de caracteristicile încălțămintei, poate fi necesar un timp de 12 până la 48 de ore.

Urmatoarea etapă constă în scoaterea cuielor și crearea cantului. Acesta este o suprafață subțiată și tratată abraziv pentru a face o bună priză pe talpă. Se aplică apoi talpa.

Variante de talpă utilizate în încălțămintea ortopedică:

1.Talpa turnată – este proiectată împreună cu și în funcție de calapod, de obicei se achiziționează în bază de comandă, în serie. Aceasta poate fi din

a.TR – material mai dur, mai rugos și mai rezistent, permite o talpă mai subțire, foarte bun pentru încălțămintea de iarnă deoarece nu alunecă

b.Spumă poliuretanică – talpă foarte ușoară, foarte elastică, flexibilă, îșipăstrează mai puțin forma în timp, nu este recomandată iarna.

1.Talpa preformată se execută în baza unui calapod specificat de client și vine în mai multe variante:

a.Microporos si ramă se folosesc mai multe straturi de material și la final se aplică o ramă decorativă. Materialul este prefresat și vine direct format in atelierul de încălțăminte. Microporosul vine în diverse densități și grosimi. Este un material în general moale și cu o uzura relativ rapidă, dar cu o flexibilitate crescută.

b.Talpa de plută cu un strat de uzură aplicat și optional rama, preferabil lăcuita pentru a nu se degrada.

Talpa lucrată la fața locului pentru lucrări atipice și calapoade foarte încărcate, din:

a.Microporos se folosește ori placă cu grosime variabilă, ori suprapunere de plăci. Material cu densități variabile, crează o talpă mai groasa, care atenuează în schimb foarte bine, șocul la călcare.

b.Durocol acesta este un material mai dur, care nu atenuează șocuri. Poate fi folosit cu flec din același material sau cu toc aplicat. Cu grosimi sub 4 mm. Poate prezenta textura sau striații pentru o mai buna aderență.

Pentru tălpile turnate se face o degresare cu halogen a tălpii și o aplicare a adezivului denumit aderom atât pe ansamblul de pe calapod cât și pe talpă. După uscarea parțială a adezivului, tălpile se încălzesc fie cu o suflantă, fie cu ajutorul unui cuptor de mici dimensiuni. Se lipește apoi talpa pe față.

Pentru tălpile prefrezate se folosește o tehnică asemanatoare, în funcție de materialul din care sunt executate, în general excluzând partea de încălzire și curățare cu halogen.

Pentru placile de microporos se aplica adeziv pe cantul feței și se aplică o ramă decorativă. Peste această ramă, se aplică o pană sau mai multe pentru a ridica zona calcaneului și a crea înclinația ortopedică necesară, apoi la final se aplică microporos pe întreaga suprafață a tălpii. După fiecare aplicare, se corectează cu cuțitul forma exterioară și înclinația iar la final se frezează cu bandă abrazivă pentru obținerea unei suprafețe bune.

Atunci când toata talpa se află în forma sa finală, se scoate încălțămintea de pe calapod, acesta putând fi refolosit.

Etapa finală constă în eventuala vopsire, în cazul în care pielea folosită nu are culoarea dorită și se aplică ceară pentru luciu si protecție.

3.1.2 Procesul de realizare a susținătorilor plantari (talonete)

În cazul susținătorilor plantari, etapele de realizare sunt asemănătoare ca și în cazul pantofilor ortopedici. Persoana ce își dorește acest produs, trebuie să se prezinte în cadrul firmei cu o fișă medicală, în cazul în care aceasta are un diagnostic clar.

Susținătorul plantar are o formă curbă, fermă, ce susține bolta plantara și prin presiunea pe mușchii boltei plantare, stimulează tonusul acestora. Se executa din diverse materiale și în diverse forme în funcție de înălțimea boltei plantare, a stării generale a piciorului și a lungimii acestuia.

În cadrul firmei Activ Ortopedic, procesul în realizarea acestui produs ortopedic, începe prin completarea fișei de măsurători.

Prima etapă constă în preluarea măsurătorilor piciorului în funcție de afecțiunea, anomalia pe care o prezintă clientul, cu ajutorul unui centimetru. Se începe cu desenarea conturului piciorului pe o foaie de hârtie.

După obținerea măsurătorilor, următoarea etapă este în alegerea tiparului potrivit mărimi piciorului clientului. Dintr-un material, talpină de preferat, se dă conturul tiparului ales și se realizează prima componentă, numită bază(Figura 55).

În cazul, în care pacientul are un picior cavus (picior scobit) următoarele componente ale susținătorului pantar, numite pene de corecție, se construiesc după construcția piciorului, astfel se contruiește din plută un petec conform măsurătorilor și se lipește cu ajutorul adezivului de baza acestuia, în partea medială a piciorului, continuând în partea laterală cu un alt petec adiacent din pedelină. Pentru finisarea acestor componente se folosește un polizor.

Următoarea etapă este în adăugarea unei componente de burete cu bandă adezivă în zona călâiului și o pernuță pentru metatars ce este necesară de multe ori în cazuri de picior cavus în zonele sensibilizate. Acestea nu au rol de corectie ci doar de confort. Materialul ce acoperă toată construcția se numește meșină, se oferă forma perfectă a tiparului și se lipește peste toate aceste componente cu un adeziv, iar pentru o fixare mai bună se coase la mașina de cusut ( Figura. 60) și se realizează astfel produsul finit, adică susținătorii plantari.

3.2 Tehnici asistate de grafica digitală în încălțămintea ortopedică

Preluarea măsurilor plane și volumetrice și analiza amprentei plantare asistate pe calculator (2d vs 3d) în cardul firmei Activ Ortopedic sunt reprezentate de următoarele echipamente:

3.2.1 Solescan Rubra

Solescan Rubra este un scaner de picior tridimensional bazat pe lumina laser care oferă un model 3D precis al tălpilor unui pacient. Obținerea de date digitale precise și fiabile ale piciorului permite medicului să detecteze problemele care stau la baza funcției piciorului și a mersului, care altfel ar fi nevăzute. În plus, modelul de picior 3D permite generarea de tălpi personalizate rapid și cu mare precizie.

Combinația Solescan Rubra cu aplicațiile informatice STT este un instrument puternic pentru producerea produselor ortopedice, care este adaptată nevoilor individuale ale pacientului.

Caracteristici cheie:

Foarte ușor de configurat și de utilizat

Sensibilitate excelentă

Rezoluție înaltă

Culoare sau scanare progresivă interline, monocrom, cu rezoluție de 640×480

Declanșatorul electronic global permite capturarea obiectelor în mișcare de mare viteză 60 fps la maxim 640×480 sau 100+ fps la 320×240 (modul binning)

Pachetul complet Solescan Rubra include cea mai recentă versiune a software-ului de scanare STT, care este ușor de utilizat și actualizat cu cei mai recenți algoritmi. Aplicația permite utilizatorului vizualizarea piciorului din diferite puncte de vedere, să efectueze măsurători exacte, să introducă note suplimentare și de a gestiona datele legate de pacient într-un mod confortabil. 3D

3.2.2 Podia 3D Scaner

Un alt dispozitiv de măsurare 3D este sistemul Podia 3D Scaner de picioare și software de măsurare.

Podia este un scaner pentru picioare rapid, precis și ușor de utilizat. Din mai multe puncte de vedere, permite generarea unei reconstrucții 3D complete a piciorului pacientului și efectuarea de măsurători pe acesta. Atât scanerul cât și software-ul au fost dezvoltate pe deplin.

Acesta este livrat utilizatorului calibrat și gata de utilizare. Sunt incluse toate accesoriile necesare: cabluri, instrumente de calibrare, taburete, manivela si scuturi luminoase. Documentația și manualul de utilizare sunt furnizate de asemenea.

Hardware- Podia Scanner se bazează pe tehnologie de triangulare cu laser. Patru unități de scanare se aliniază din față spre spatele piciorului, obținând date 3D. Fiecare cap de scanare cuprinde două camere de mare viteză și un proiector cu laser. Capetele de scanare sunt montate pe o platformă mobilă care a fost proiectată cu atenție pentru a acoperi volumul dorit de scanare. Informațiile sunt procesate automat și afișate utilizatorului în câteva secunde.

Ca funcționalități Podia Scanner este un instrument valoros pentru a genera informații rapide și fiabile cu privire la forma piciorului. Funcționalitățile sale, testate și îmbunătățite datorită experienței multor utilizatori, oferă o asistență simplă, dar robustă pentru profesioniști. Acest scanner 3D a fost proiectat și dezvoltat folosind tehnologia de ultimă generație și a construit experiența îndelungată în domeniul scanării și dezvoltării software-ului. Cele mai populare aplicații includ designul de pantofi, studii privind ergonomia, podiatria, ortopedia, studii statistice etc.

Caracteristici cheie:

Măsurători automate ale picioarelor

Scanare rapidă: Procesul complet (achiziția de date 3D, măsurarea, generarea de rapoarte) durează 1 minut.

Înaltă rezoluție și precizie.

Tehnologii de vârf și algoritmi de procesare.

Baza de date a pacienților cu spațiu de stocare multi-scanare.

Interfață prietenoasă cu instrumente puternice de vizualizare.

Software-ul Podia a fost conceput pentru a oferi o experiență rapidă și eficientă a utilizatorului. Acesta conține toate instrumentele necesare pentru a efectua măsurători exacte. Pentru a maximiza productivitatea, interfața prezintă o interfață multi-tab, similară celor utilizate în cele mai comune browsere web. În acest fel, utilizatorul poate lucra în mai multe sesiuni în același timp și le poate compara fără a se ocupa de mai multe ferestre.

3.2.3 Tehnologia 2D

Pornind de la etapa de măsurare a piciorului, tehnologiile digitale oferă un mare avantaj cu ajutorul scanarii 2D se poate obține o amprenta fidelă a tălpii, ce poate fi consultată în absența clientului, pentru o personalizare cât mai bună a branțului interior.

Tehnologia 2D ajută în identificarea plană a punctelor unde este necesară amplasarea de elemente de corecție. Spre exemplu, lungimea arcului plantar, lățimea, dimenisunea și poziția pernuței retrocapitale, forma generală a pernuței pentru calcaneu.

Cu ajutorul scanerului 2D Mustek, putem lua toate aceste detalii.

Mustek Plug-n-Scan folosește tehnologia senzorului de imagine de contact, acest scanner compact necesită mai puțină energie pentru a funcționa decât scanerele tradiționale cu dispozitiv de cuplare încărcată. Elimină, de asemenea, necesitatea unui obiectiv separat, oglindă și senzor de imagine, permițând modelului 1200CP să sporte un design subțire, elegant.

3.2.4 Măsurarea presiunii plantare cu Pedar Novel

În cadrul laboratorului de la Facultatea de Biomecanică și Biomecatronică am realizat măsurători cu ajutorul de echipamentului de măsurare a presiunii plantare cu Pedar Novel.

Măsurarea presiunii plantare se realizează cu ajutorul sistemului Pedar. Este un sistem de măsurare a presiunii dinamice de calitate a încălțămintei Sistemul Pedar este un sistem precis și fiabil de măsurare a distribuției presiunii pentru monitorizarea sarcinilor locale între picior și pantof. Pedarul oferă versatilitatea maximă, cu multiplele sale caracteristici standard și modurile de funcționare.

Pedarul este conectat la un PC printr-un cablu cu fibră optică / USB. De asemenea, poate funcționa într-o capacitate mobilă cu tehnologia Bluetooth încorporată. Și, ca o altă alternativă, pedarul are un spațiu de stocare SD care permite colectarea de date oriunde și ulterior descărcarea pe computer. Toate aceste caracteristici fac sistemul pedar extrem de mobil și flexibil pentru a satisface practic toate necesitățile de testare, cum ar fi mersul pe jos, alergarea, scările de alpinism, transportul încărcăturilor, jocul de fotbal sau chiar bicicleta. Rezultatele sunt, prin urmare, mai relevante pentru viața reală.

Sistemul pedar se conectează la tălpi interioare de senzori elastici care se potrivesc întregii suprafețe plantare a piciorului sau la plăcuțele senzorilor pentru zonele dorsale, medii sau laterale ale piciorului. Sistemul pedar permite utilizarea mai multor opțiuni de sincronizare cu sistemele EMG și video pentru analiza mersului.

Caracteristici ale software-ului pedarului:

Selectarea individuală a senzorilor On-line și off-line

Imagine de presiune în vizualizare 2D, 3D și isobară

Afișare numerică

Animarea fazelor de contact ale piciorului

Imagine maximă de presiune (MPP)

Selectarea pasului

Analiza temporizării pasului

Calcularea încărcărilor regionale

Înregistrarea video simultană

3.2.5 Analiza mersului cu echipamentul Vicon MX3 +

Tot în cadrul Facultății de Biomecanică și Biomecatronică, am realizat măsurători cu ajutorul echipamentului Vicon MX3+ pentru a studia mersul în cazul afecțiunilor la picior.

Echipamentul Vicon MX3+ are în componența sa 7 camere MX3+ ce sunt specializate cu stroboscop înglobat. Acestea emit lumină și recepționează semnale reflectate de markeri amplasați pe corpul uman. Informațiile 2D primite de la camere sunt transmise unui calculator central care digitizează în timp real și le utilizează în reconstrucția tridimensionaală a poziției markerilor.

Softul specializat permite realizarea analizei kinematice, kinetice și biomecanice pe baza modelelor generate din coordonatele calculate din informațiile primite de la markeri.

Unitatea Ultranet MX reprezintă unitatea de comunicare în rețea prin cablul ethernet Gigabite între camere și stația de lucru.

Markerii sunt componente ale acestui echipament pentru a ne ajuta să reprezentăm reperele anataomice ce sunt urmăriți de camere. Au formă sferică cu diametrul de 14 mm.

Etapa de plasare a markerilor se face după măsurarea datelor antropometrice necesare sistemului să reconstruiască scheletul aflat în mișcare.

Pentru calibrarea echipamentului se folosește o baghetă metalică ce face parte din kit-ul de calibrare furnizat de Vicon.

Calibrarea dinamică se face prin mișcări circulare a baghetei sub forma cifrei 8 în interiorul volumului căpătat de camere.

Aplicațiile softului în momentul calibrării arată ca în figura de mai jos.

Capitolul IV: Studii experimentale privind optimizarea produselor ortopedice. Cazuri clinice

Susținători plantari pentru compensare în cazul piciorului pes cavus

Pes cavus este o deformare a picioarelor multiplanare caracterizată printr-un arc longitudinal medial anormal de mare. Pes cavus prezintă în mod obișnuit o poziție plantarflexată a primului metatarsal, un front anterior adus și contracția dorsală a degetelor. În ciuda numeroaselor rapoarte anecdotice și descrieri ipotetice, există foarte puține date științifice riguroase privind evaluarea sau tratamentul pentru pes cavus.

Mecanismul de deformare ce stă la baza acestei anomalii este foarte complex. Factorii considerați influențați în dezvoltarea acestei anomalii includ slăbiciune musculară și dezechilibru al bolii neuromusculare, efectele reziduale ale piciorului congenital, ale malformației osoase post-traumatice, contracția fasciei plantare și scurtarea tendonului lui Ahile.
Tratamentul chirurgical este inițiat numai dacă există durere severă, deoarece operațiile disponibile pot fi dificile. În caz contrar, arcurile înalte pot fi tratate cu grijă și cu un tratament adecvat.

Tratamentul non-chirurgical recomandat pacienților cu pes cavus implică, de regulă, strategii de reducere și redistribuire a încărcăturii sub presiune plantară cu utilizarea susținătorilor plantari și a încălțămintei specializate. Alte abordări non-chirurgicale de reabilitare includ întinderea și întărirea musculaturii strânse și slabe, și strategii de îmbunătățire a echilibrului.

4.1.1 Caz clinic-pes cavus. Detalii personale

Un prim caz analizat în cadrul firmei Activ-Ortopedic este o tânără de 23 de ani, ce prezintă o malformație congenitală de picior scobit (pes cavus). Cauzele ce au determinat-o să apeleze la produse ortopedice, constau în oboseala permanentă a picioarelor deoarece greutatea corpului nu era distribuită normal pe toată suprafața tălpii, ci doar pe călcâi și degete. Nu a mai utilizat alte produse ortopedice până acum. Pentru a începe procesul de realizare a produsului în cazul ei, tânăra se prezintă cu fișă medicală, eliberată de medicul ortoped specificând diagnosticul.

Procesul de ralizare a produsului dorit începe cu preluarea măsurătorilor de la nivelul piciorului. În firma Activ-Ortopedic, se pot prelua aceste măsurători în metoda clasică cu centimetrul dar și cu ajutorul echipamentelor computerizate pentru realizarea produsului recomandat și anume susținători plantari.

Date personale despre primul caz clinic, sunt prezentate în următorul tabel:

4.1.2 Rezultate obținute

O primă măsurătoare în cadrul firmei, Activ-Ortopedic, pe care am preluat-o este prin metoda clasică, mai exact cu desenarea suprafeței piciorului pe o hârtie și cu ajutorul centimetrului, completând fișa standar de măsurători.

După preluarea datelor se completează fișa de măsurători standard.

Datele necesare pentru realizarea susținătorilor plantari pe care le-am obținut în mod clasic cu centimetrul sunt prezentate în următorul tabel:

Măsurătorile cu ajutorul echipamentelor din firma, Activ-ortopedic, încep cu o scanare 2D, cu ajutorul scanerului 2D Mustek, asupra tălpii picorului, pentru a observa cum calcă și ce zone sunt afectate.

Rezultatul obținut după scanarea 2D, cu ajutorul scanerului 2D Mustek este prezentat în Figura 4.5.

Rezultatul tânărei obținut cu scanarea 2D, se observă ca aceasta, nu calcă normal, presiunea plantară și greutatea acesteia sunt susținute pe partea călcâiului și în zona degetelor, deci bolta plantară este arcuită.

Scanarea 3D se face cu ajutorul scanerului Solescan Rubra, iar rezultatele obținute oferă date digitale precise și fiabile ale piciorului și măsurători exacte. Scanarea se realizează pe fiecare picior.

Rezultatul obținut cu ajutorul scanerului 3D Solescan Rubra pe fiecare picior:

O altă analiză 3D a piciorului realizată cu ajutorul Podia Scanner, ce ne oferă o scanare a piciorului până la gleznă și poate oferii și măsurătorile exacte în realizarea susținătorilor plantari. Măsurătorile se realizează pentru fiecare picior.

Rezultatele obținute cu Podia Scanner pentru fiecare picior.

4.2 Pantofi ortopedici pentru remedierea în cazul malformației congenitale a inegalității de lungime a membrelor inferioare

Inegalitatea de lungime a membrelor inferioare este o problemă frecvent întâlnită în perioada creșterii. Există mai multe cauze ce duc la acest diagnostic și anume: malformații congenitale, traumatisme, infecții, afecțiuni neruro-musculare, cauze mecanice, tumori și alte cauze ce pot influența creșterea piciorului sau oprirea creșterii acestuia.

În cazul clinic pe care l-am studiat este vorba despre o malformație congenitală de origine genetică, rezultat al leziunilor apărute în viața intrauterină.

Există diferente de lungime a membrelor inferioare de la 1 la 18 cm. Această diferență de lungime a membrelor determină asimetria mersului și o multitudine de mecanisme compensatorii. Postura întregului corp se modifică și anume umărul și capul sunt înclinate spre partea mai lungă, prezintă o scolioză cu dublă curbură cervicală și lombară.

Soluția în acest caz prin tratament non-chirurgical este prin apelarea la o pereche de pantofi ortopedici destinați pentru scurtare de membru. Realizarea acestei încălțăminte se face prin procesul normal, cu o încărcătură la nivelul tălpii pantofului.

Caz clinic-inegalitatea de membre inferioare

În cadrul firmei Activ-Ortopedic, am analizat acest caz clinic de scurtare a unui membru inferior. Clientul s-a prezentat cu o fisă medicală eliberată de medic, unde este precizat diagnosticul și mai ales detaliile ce ne interesează în realizarea încălțămintei, adică cu cât este mai scurt un membru față de celălalt. Este vorba despre un domn, în vârsta de 43 de ani, cu o scurtare a piciorului drept de 3 cm.

Datele personale sunt prezentate în următorul tabel:

Rezultate obținute

În urma măsurătorilor prin metoda clasică, obținerea datelor cu ajutorul centimetrului și completarea fișei de măsurare sunt prezentate în următorul tabel:

Se observă o mică diferentă la piciorul drept, constatând că nu s-a dezvoltat normal față de piciorul stâng.

Se încep măsurătorile computerizate în primul rând cu scanarea 2D cu Scanner Mustek.

Rezultatul obținut în urma scanării 2D arată ca în Figura 4.14. unde se poate observa că bărbatul calcă normal, iar presiunea este mai mare pe piciorul stâng.

Următoarea măsurătoare este cu Scannerul 3D Solescan Rubra ce oferă date precise și măsurători exacte ale picioarelor. Se face scandarea pentru fiecare picior.

Podia Scanner ne oferă o scanare a piciorului până la nivelul gleznei pentru a obține măsurătorile exacte de la picior ce ne ajută în realizarea încășțămintei ortopedice.

Rezultatele obținute cu Podia Scanner pentru fiecare picior:

În urma analizei a doi pacienți, ce prezintă anomalii asupra picioarelor, mai exact o scurtare de membru inferior de 3 centimetri și un picior scobit (pes cavus), am obținut detalii despre starea picioarelor cu ajutorul tehnicilor computerizate, ce ne oferă măsurători rapide în realizarea încălțămintei ortopedice destinate diagnosticului fiecăruia.

În cadul laboratorului al Facultății de Biomecanică și Biomecatronică am realizat optimizarea mersului domnului cu scurtare de membru inferior. Pentru a studia mersul acestuia, am realizat măsurători cu o pereche de încălțăminte normală și o pereche de încălțăminte ortopedică realizată la comandă.

Pentru o analiză corectă, impune introducerea unor date personale regăsite în tabelul 4.3. și a datelor antropometrice.

Tabelul cu datele antropometrice ale bărbatului:

Valoarea femurului este reprezentată de distanța dintre marele trohanter și maleola mediană, valoarea pentru genunchi reprezintă distanța intercondilială, iar valoarea gleznei este dată de distanța intermaleolară. Toate aceste măsurători se realizează cu ajutorul unui metru și a unui antropometru.

Se plasează markeri echipamentului Vicon pe suprafața corpului cu ajutorul unui tip de bandă dublu adezivă după reperele anatomice.

Urmează etapa în care subiectul trebuie să meargă în interiorul perimetrului captat de camere atât cu pantofi normali, dar și cu pantofi destinați egalizării membrelor inferioare.

Rezultatele obținute cu ajutorul echipamentului Vicon MX3+ cu pantofi normali și cu pantofi pentru egalizarea membrelor inferioare în timpul mersului sunt prezentate în figurile următoare.

Concluzii generale

Anexe

Fișă de măsurători

Fișă de producere a încălțămintei

Bibliografie

[1] Dan Cristescu, Carmen Salavastru, Bogdan Voiculescu, Cezar Th. Niculescu, Radu Cârmaciu, (2008), Biologie – Manual pentru clasa a- XI-a, editura Corint

[2] http://eorthopod.com/foot-anatomy/

[3]- Leg Ulcers 3/4, L-20, 1990 Published by Elsevier Science Publishing CO., Inc. 655 Avenue of the Americas, New York, NY 10010

[4] Mihail Ștefaneț „Anatomia omului-Volumul I”, Chișinău, Centrul Editorial-Poligrafic Medicina, 2007

[5] http://northcoastfootcare.com/pages/Foot-and-Ankle-Anatomy.html

[6] http://www.oandplibrary.org/cpo/pdf/1986_01_008.pdf

[7] Nenciu, G., Biomecanica în educație fizică și sport”, Editura Fundației România de Mâine, 2008.

[8] Eva Taina Avremescu „Curs practic pentru studenții Facultăților de Kinetoterapie- Bazele anatomice ale mișcării”

[9] Curs-„Analiza biomecanică a mersului din prisma vectorilor de deplasare a segmentelor corporale”

[10] ”Anatomy of the foot and ankle”, Philadelphia, 1993, JB Lippincott.

[11].Coughlin, M. J., and Jones, C. P.: Hallux valgus: demographics, etiology, and radiographic assessment. Foot Ankle Int, 28(7): 759-77, 2007.

[12] Siclari A, Piras M. Hallux metatarsophalangeal arthroscopy: indications and techniques. Foot Ankle Clin. 2015 Mar. 20 (1):109-22.

[13] Daria Nurzynska1, Franca Di Meglio1, Clotilde Castaldo1, Francesca Latino1 , Veronica Romano1 , Rita Miraglia1 , Germano Guerra2, Luca Brunese2, Stefania Montagnani1- Article-„Flatfoot in children: anatomy of decision making” 5 september 2011

[14] Reiber GE, Vileikyte L, Boyko EJ, et al. Causal pathways for incident lower-extremity ulcers in patients with diabetes from two settings. Diabetes Care. 1999;22(1):157–162.

[15] malformații congenitale, Principiile chirurgiei, Seymor I. Schwartz, vol II, pag. 1925-1930

[16] Bruce RW Jr. Torsional and angular deformities Pediatr Clin North Am. 1996:43:867–81

[17] McKittrick LS, McKittrick JB, Risley TS. Transmetatarsal amputation for infection or gangrene in patients with diabetes mellitus. Ann Surg. 1949 Oct. 130(4):826-40.

[18] Connolly, Tom. "The World's Oldest Shoes". University of Oregon. Retrieved July 22, 2012.

[19]  Johnson, Olivia (August 24, 2005). "Bones Reveal First Shoe-Wearers". BBC News. Retrieved July 23, 2012.

[20] Kippen, Cameron (1999). The History of Footwear. Perth, Australia: Department of Podiatry, Curtin University of Technology.

[21] "History of Shoemaking in Britain – Napoleonic Wars and the Industrial Revolution".

[22] Clark, Brian (October 24, 2009). "Biodegradable Shoes". The Daily Green. Retrieved July 23, 2012.

[23] DeMello, Margo (2009). Feet and Footwear: A Cultural Encyclopedia. Santa Barbara, California: ABC-CLIO, LLC. pp. 20–24, 90, 108, 130–131, 226–230. ISBN 978-0-313-35714-5.

[24] Frank, Robert H. (2007). The Economic Naturalist: In Search of Explanations for Everyday Enigmas. New York City: Basic Books. p. 174. ISBN 978-0-465-00217-7.

[25]  Vonhof, John (2011). Fixing Your Feet: Prevention and Treatments for Athletes. Birmingham, Alabama: Wilderness Press. pp. 58–59. ISBN 978-0-89997-638-9

[26] Ionescu C.,” Matrițe și procese de formare în matrița din industria de încălțăminte„ Editura Cronica , Iasi , 1995 .

[27] Ionescu C., „Asigurarea și controlul calității încălțămintei„ , Editura   Gh.Asachi Iasi, 2001.

[28]  Malureanu G., Mihai A., Bazele proiectarii încălțămintei , Editura Performantica, Iasi,  2003

[29] https://patents.google.com/patent/US20040194352A1/en?q=orthopedic+shoses

[30] https://patents.google.com/patent/US5572808A/en?q=orthopedic+shoses&page=2

[31] https://patents.google.com/patent/US5632104A/en?q=orthopedic+shoses&page=1

[32] https://patents.google.com/patent/US5005575A/en?q=shoses&q=orthopedic&page=7

[33] https://www.ortopedica.ro/pantof-postoperator-in-special-pentru-picior-diabetic-si-ulcer-plantar.ort

[34] https://www.ortopedica.ro/ghete-ortopedice-cu-scurtare.ort

[35] http://www.podowell.ortopediq.ro/cumpara/pantofi-ortopedici-podowell-soisson-pentru-diabetici-3?gclid=CN7sk8nA09QCFQhkGQodGrgEQg

[36] http://www.ortotech.ro/catalog-produse/incaltaminte-ortopedica/detalii-ghete-markell-markell-boots(166)

[37] https://brant.compari.ro/ortomed/branturi-piele-cu-suport-plantar-ortomed-p370676283/

[38] http://www.rosal-ortopedic.ro/produse/incaltaminte-ortopedica/pantofi/pantofi-amputatii-de-metatarsiene-si-falange/

[39] http://www.ortotech.ro/catalog-produse/incaltaminte-ortopedica(3)