Evaluación de la presión plantar en cinta rodante y suelo durante la

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Fisioterapia. 2011;33(5):198---202
www.elsevier.es/ft
ORIGINAL
Evaluación de la presión plantar en cinta rodante y suelo durante
la marcha
P. Salvador a , F. García a , M. Iranzo a , P. Pérez-Soriano b y S. Llana b,∗
a
b
Universidad CEU Cardenal Herrera, Valencia, España
Departamento de Educación Física y Deportiva, Universidad de Valencia, España
Recibido el 18 de marzo de 2011; aceptado el 27 de junio de 2011
Disponible en Internet el 21 de septiembre de 2011
PALABRAS CLAVE
Biomecánica;
Evaluación;
Cinta rodante;
Presión;
Marcha;
Lesiones
KEYWORDS
Biomechanics;
Evaluation;
Treadmill test;
Pressure;
Gait;
Injuries
∗
Resumen La evaluación clínica de la presión plantar durante la marcha se realiza tanto en
cinta rodante como en pasillo de marcha. Sin embargo, las posibles diferencias en el patrón de
presiones plantares entre ambos medios no está totalmente esclarecido. El objetivo del presente estudio ha sido evaluar el efecto de la cinta rodante sobre las presiones plantares a tres
velocidades de marcha (lenta, media y alta). Participaron 25 sujetos sanos. Para registrar las
presiones plantares se utilizó un sistema de plantillas instrumentadas Biofoot/IBV que se colocaban en un calzado deportivo estándar. La cinta rodante utilizada fue un BH fitness modelo
ColumbiaPro de 1.600 W de potencia y el pasillo de marcha tenía unas dimensiones de 12 m
de largo por 2 m de ancho. Tras verificar la normalidad de los datos mediante la prueba de
Kolmogorov-Smirnov y la homocedasticidad mediante la prueba de Levene, se realizó un análisis de la varianza (ANOVA) de dos factores (superficie y velocidad) y de medidas repetidas,
fijando el nivel de significación en el 95% (p ≤ 0,05). Los resultados mostraron diferencias
(p < 0,05) cinta vs pasillo, fundamentalmente en el talón y el arco externo, observándose además diferencias significativas en función de la velocidad. Se concluye que la cinta rodante
modifica las presiones plantares con respecto a la situación normal de marcha (pasillo) y que
dichas diferencias deberían tenerse en cuenta tanto en la evaluación clínica como en el diseño
de plantillas y/u ortesis plantares.
© 2011 Asociación Española de Fisioterapeutas. Publicado por Elsevier España, S.L. Todos los
derechos reservados.
Plantar pressure evaluation during gait on treadmill and on the ground
Abstract The functional evaluation of plantar pressure is performed on the treadmill and on
the ground. However, the differences in plantar pressure values between the treadmill versus
normal walking on the ground have not been totally clarified. The aim of this study was to detect
possible differences on plantar pressure induced by the treadmill with three different walking
speeds (slow, mid and high). Twenty-five healthy subjects participated in the study. Biofoot/IBV
insoles were used to record plantar pressure on a standard sport shoe. The treadmill used was
Autor para correspondencia.
Correo electrónico: [email protected] (S. Llana).
0211-5638/$ – see front matter © 2011 Asociación Española de Fisioterapeutas. Publicado por Elsevier España, S.L. Todos los derechos reservados.
doi:10.1016/j.ft.2011.06.009
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Evaluación de la presión plantar en cinta rodante y suelo durante la marcha
199
a BH fitness model, ColumbiaPro with 1600W power and the ground used was 12m long and 2m
wide. After confirming the data normality by the Kolmogorov-Smirnov test and homoscedasticity
by the Levene test, a two-factor analysis of variance (ANOVA) (kind of surface and velocity)
and repeated measures was performed. Significance level was established at 95% (P≤.05). The
most important results showed difference (P < .05) in treadmill vs. ground, fundamentally in the
heel and outer arch. Significant differences were also observed based on speed. In conclusion,
treadmill induces modifications on the plantar pressures respect the normal way of walking on
the ground. These differences must be taking into account in the clinical evaluation and in the
design for good insoles and/or plantar orthotics.
© 2011 Asociación Española de Fisioterapeutas. Published by Elsevier España, S.L. All rights
reserved.
Introducción
En la mayoría de los laboratorios donde se realizan evaluaciones funcionales, biomecánicas y/o podológicas, el
sujeto camina o corre sobre un treadmill (cinta rodante
o cinta sin fin), porque permite tener instrumentado al
sujeto en un espacio reducido y sin necesidad de mover
el instrumental de medición. Sin embargo, hay indicios
de que la evaluación biomecánica, en su doble vertiente
de evaluación-prevención de factores de riesgo de lesión,
puede dar resultados no totalmente equivalentes a los obtenidos en el entorno habitual, que es el suelo.
Diversos estudios1,2 indican que la marcha en un treadmill ideal, cuando la cinta se mueve a una velocidad
constante, no se diferencia mecánicamente de la marcha
en el suelo. Pero los treadmills existentes en el mercado no
son ideales, ya que la cinta se decelera durante el contacto
de talón y se acelera durante la fase de impulsión, además de cierto movimiento de la cinta en su eje transversal.
Esto modifica ciertos parámetros (algunos fáciles de detectar con un simple cronómetro), como la sobreestimación de
la cadencia (frecuencia) que se cifra en un 7%, u otros parámetros más complejos y difíciles de detectar, como son:
el cambio en la velocidad de la cinta dentro de cada zancada y las fluctuaciones de energía que se producen entre
cinta y corredor3,4 , y las modificaciones en aspectos espacio/temporales de la carrera que se dan al correr en cinta5---7
al comparar diversas variables cinéticas8,9 .
El tipo y la calidad de cinta, así como la familiarización de
los sujetos, son dos variables de gran importancia para limitar las posibles diferencias del suelo respecto al treadmill.
Respecto al proceso de familiarización, algunos estudios10,11
indican que solo después de un largo e intenso programa
las diferencias cinemáticas entre suelo y treadmill se estrechan, pero no desaparecen. También indican que en este
proceso se pueden diferenciar dos fases; una primera fase
de acomodación rápida, seguida de otra más lenta y gradual.
Por esta razón, el tiempo estimado10 para una correcta familiarización es de 1 h, preferiblemente distribuida en varias
sesiones.
En el caso de la carrera a pie, las diferencias en la
cinemática de las extremidades inferiores inducidas por el
treadmill han sido bastante estudiadas10-12 . Sin embargo,
existe poca información sobre los cambios inducidos por el
treadmill en la cinética del pie durante el apoyo. Gheluwe
et al13 (1994) analizaron los patrones de presión plantar
durante la fase de apoyo, en treadmill y en pasillo de
marcha, y tanto en marcha como en carrera. Sus conclusiones principales fueron que la duración de la fase de apoyo
del talón disminuye, así como la presión máxima alcanzada
en dicha zona, mientras que aumenta la duración de la
fase de impulso, especialmente en la zona medial del pie,
disminuyendo la presión máxima alcanzada en esta zona,
especialmente durante la carrera. Sin embargo, en uno de
los trabajos más completos publicados14 , se indica que «. . .la
relación entre el pico de presión plantar y la velocidad en
el treadmill durante la marcha en regiones plantares específicas y en condiciones normales con adultos no ha sido
claramente descrita».
Por todo ello, el objetivo fundamental del presente
estudio ha sido establecer las diferencias en el patrón de
presiones plantares durante la marcha inducidas por el
treadmill con respecto al suelo (pasillo de marcha) y a las
velocidades de marcha más habituales.
Material y métodos
En el estudio participaron 25 estudiantes (15 hombres
y 9 mujeres) sin ninguna patología y/o anormalidad
anatómica o funcional en el miembro inferior (edad
25,71 ± 3,9 años, peso 61,35 ± 12,46 kg, altura 171,25 ± 9,07
cm). Todos ellos firmaron un manifiesto de consentimiento
para la participación voluntaria en el estudio.
El instrumental utilizado para el registro de las presiones plantares fue el sistema de pedobarografía Biofoot
IBV v.6.0. Se trata de un sistema de plantillas instrumentadas con transductores de presión piezoeléctricos. Dichas
plantillas se introducían en calzado deportivo estándar específicamente comprado para el estudio (marca ROX, modelo
clásico. tallas europeas de la 35 a la 44). La frecuencia de
muestreo fue de 650 Hz.
El pasillo de marcha utilizado tenía unas dimensiones de
12 m de largo por 2 m de ancho y la velocidad de la marcha
fue controlada mediante dos pares de células fotoeléctricas
separadas 3 m y conectadas a un cronómetro con precisión
de milésimas de segundo. Se utilizaron las 3 velocidades
de marcha más referenciadas en la bibliografía y catalogadas como lenta (V1 = 3,6 km/h), media (V2 = 5,4 km/h) y
rápida (V3 = 7,2 km/h) y no se aceptaron desviaciones superiores al ± 5%. El treadmill utilizado fue un BH fitness modelo
ColumbiaPro de 1.600 W de potencia. Los sujetos estaban
familiarizados con caminar en treadmill; no obstante, cada
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200
Tabla 1
P. Salvador et al
Medias y desviación estándar de presiones plantares por zona en pasillo
Zona
V1
1D
1MT
2.◦ y 3.◦ MT
4.◦ y 5.◦ MT
AE
AI
RD
TE
TI
114,5
59,074
134,451
132,412
61,908
47,987
79,25
198,216
231,233
V2
±
±
±
±
±
±
±
±
±
104,562
75,616
223,916
119,768
49,629
39,253
89,555
115,483
87,922
160,962
88,075
189,183
80,25
53,337
59,287
98,091
272,675
300,429
V3
±
±
±
±
±
±
±
±
±
121,613
68,575
123,468
53,001
39,065
53,869
95,184
115,950
102,025
173,095
94,383
157,425
78,441
71,845
76,537
108,425
332,750
437,658
±
±
±
±
±
±
±
±
±
125,151
78,314
110,825
67,283
58,223
60,449
99,386
117,346
160,601
varianza (ANOVA) de dos factores (superficie y velocidad)
y de medidas repetidas, fijando el nivel de significación en
el 95% (p ≤ 0,05). Previamente, se verificaron la normalidad
de los datos mediante la prueba de Kolmogorov-Smirnov y
la homocedasticidad mediante la prueba de Levene.
Resultados
Figura 1
En la tabla 1 se muestran los valores medios y desviación
estándar para las 9 zonas estudiadas del pie, tanto en el
pasillo de marcha como en el treadmill y la tabla 2 muestra
las diferencias treadmill y pasillo de marcha para TI y TE.
A continuación, se presentan las diferencias estadísticamente significativas (p < 0’01) que se han encontrado en
función de la velocidad (V1 = 3,6 km/h; V2 = 5,4 km/h y
V3 = 7,2 km/h) y del tipo superficie (treadmill/pasillo), de
cada una de las zonas analizadas del pie:
Las 9 zonas en las que se divide la planta del pie.
sesión de medida comenzaba con una fase de calentamiento
en el treadmill de 10 min. Para cada sujeto se aleatorizó
el orden en que empezaba la sesión de medida (pasillo o
treadmill).
Para el tratamiento de los datos primarios se utilizó el
software del Biofoot IBV versión 6.0. Se dividió la planta del
pie en 9 zonas (fig. 1) y se exportaron los valores de presión
máximos de cada una de esas zonas.
El tratamiento estadístico se llevó a cabo mediante
el programa SPSS v.15.0. y consistió en un análisis de la
Tabla 2
--- TI: se han apreciado diferencias estadísticamente significativas en la velocidad de forma que a mayor velocidad
mayor presión (p < 0,01). Por otro lado, también se han
observado diferencias estadísticamente significativas
entre caminar en treadmill o en pasillo (p < 0,01), siendo
las presiones mayores en treadmill.
--- TE: se han apreciado diferencias estadísticamente significativas (p < 0,01) en las presiones plantares entre las
diferentes velocidades, de forma que a mayor velocidad
Diferencias treadmill vs pasillo de marcha para TI y TE
Superficie
Velocidad
Velocidad
Diferencia entre medias TI
Diferencia entre medias TE
Treadmill
V1
V2
V3
V1
V3
V1
V2
V2
V3
V1
V3
V1
V2
---969,083*
---2592,750*
969,083*
---1623,667*
2.592,750*
1.623,667*
---691,958*
---2.064,250*
691,958*
---1.372,292*
2.064,250*
1.372,292*
---709,375*
---2.100,833*
709,375*
---1.391,458*
2.100,833*
1.391,458*
---744,583*
---2.306,542*
744,583*
---1.561,958*
2.306,542*
1.561,958*
V2
V3
Pasillo
V1
V2
V3
V1: velocidad 1, lenta; V2: velocidad 2, media; V3: velocidad 3, rápida.
* Medida estadísticamente significativa. En todos los casos p < 0,01.
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Evaluación de la presión plantar en cinta rodante y suelo durante la marcha
Tabla 3
201
Comparaciones por pares
Superficie
Velocidad
Velocidad
Diferencia entre medias
p
Treadmill
V1
V2
V3
---0349,125*
---65,292
0,003
0,660
V1: velocidad 1, lenta; V2: velocidad 2, media; V3: velocidad 3, rápida.
Tabla 4
Comparaciones por pares
Superficie
Velocidad
Velocidad
Diferencia entre medias
p
Treadmill
V2
V1
V3
V1
V2
182,25
219,625*
---37,375
---219,625*
0,142
0,005
1,000
0,005
V3
V1: velocidad 1, lenta; V2: velocidad 2, media; V3: velocidad 3, rápida.
Tabla 5
Comparaciones por pares
Superficie
Velocidad
Velocidad
Diferencia entre medias
p
Pasillo
V2
V1
V3
V1
V2
71,208
664,917*
---593,708
---664,917*
1,000
0,001
0,112
0,001
V3
V1: velocidad 1, lenta; V2: velocidad 2, media; V3: velocidad 3, rápida.
mayor presión. Existen diferencias estadísticamente significativas en las presiones plantares al caminar en treadmill o sobre pasillo, observándose que hay mayor presión
en el pasillo que en el treadmill (p < 0,01) (tabla 3).
--- AI: existen diferencias estadísticamente significativas de
las presiones plantares entre las velocidades V1 y V2,
siendo las presiones mayores en V2 que en V1 (p < 0,05).
En el treadmill se aprecian diferencias significativas
entre V1 y V2. Las presiones son mayores en V2 que en
V1 (p < 0,05), mientras que en pasillo las presiones son
mayores en V3 que en V2 (p < 0,01) (tabla 4).
--- AE: se han observado diferencias estadísticamente significativas en las presiones plantares entre velocidades,
de forma que las presiones son mayores en V2 que
en V1. En el treadmill se han observado diferencias
estadísticamente significativas en las presiones plantares
donde son mayores en V2 que en V3 (p < 0,01). Por otra
parte, en el pasillo no se han apreciado diferencias
estadísticamente significativas (tabla 5).
--- 2 y 3 MT: se han encontrado diferencias estadísticamente
significativas en pasillo, donde las presiones plantares en
V2 son mayores que en V3 (p < 0,01) (tabla 6).
Tabla 6
--- 4 y 5 MT: se han observado diferencias estadísticamente
significativas en pasillo, de manera que en V2 las
presiones son mayores que en V3 (p > 0,01).
Discusión
La función de las extremidades inferiores y del pie durante
la marcha ha sido analizada desde diversas perspectivas.
Una de ellas es el análisis del patrón de presión plantar y
de cómo se ve modificado por diferentes condiciones y/o
patologías15 . Las técnicas de pedobarografía han sido útiles
para evaluar la eficacia de los tratamientos, construcción de
ortesis y estabilizadores plantares, detección de inestabilidades, fascitis plantar y/o la predicción de la formación de
la úlcera diabética14---21 .
La mayor parte de la literatura consultada1,10,12 describe
la utilización de un tapiz rodante (treadmill) para el análisis
de la presión plantar; sin embargo, no se ha considerado el
efecto que podría derivarse de la utilización de este instrumental. Así, Seagal et al (2004)22 indican que «. . .la relación
entre el pico de presión plantar y la velocidad en treadmill durante la marcha en regiones plantares específicas y
Comparaciones por pares
Superficie
Velocidad
Velocidad
Diferencia entre medias
p
Pasillo
V2
V1
V3
V1
V2
426,042
539,708*
---113,667
---539,708*
0,234
0,014
0,693
0,014
V3
V1: velocidad 1, lenta; V2: velocidad 2, media; V3: velocidad 3, rápida.
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202
en condiciones normales con adultos no ha sido claramente
descrita». En este sentido, la mayor aportación del presente
estudio se basa en la detección de diferencias estadísticamente significativas en el patrón de presiones plantares
al caminar sobre un treadmill frente a la situación real de
caminar sobre el suelo (pasillo de marcha).
Resumiendo los resultados obtenidos para todas las
velocidades analizadas, se ha observado que las mayores
diferencias a la hora de registrar la presión plantar en un
treadmill frente a un pasillo son:
--- Sobreestimación de la presión plantar en el talón (dividido
en dos zonas en el presente estudio: TI y TE).
--- Infraestimación de la presión plantar en el antepié central
(2, 3 MT) y lateral (4, 5 MT).
Por tanto, se ha demostrado que caminar en un treadmill,
aunque sea de «gama alta», modifica el patrón de presiones
plantares en individuos jóvenes sanos. Por ello, una principal aportación práctica del estudio es que, siempre que sea
posible, las valoraciones de las presiones experimentadas
por el pie durante la marcha deben hacerse sobre un pasillo
de marcha.
Por otra parte, en muchas clínicas donde se evalúa la
marcha en un pasillo, se utiliza una plataforma de presiones
plantares sobre la que se camina descalzo. Esta es una buena
aproximación para conocer el patrón de presiones plantares
en función de las características del biomecánicas del pie,
pero la condición «descalzo» no es la habitual. Dado que en
nuestra sociedad caminamos calzados, la utilización de plantillas instrumentadas con transductores de presión con el
calzado propio del paciente proporciona una aproximación
mucho más ajustada a lo que realmente va a experimentar
el pie del individuo a lo largo del día8 .
Conclusión
La primera conclusión reseñable del estudio es que el treadmill modifica el patrón de presiones plantares durante la
marcha en individuos jóvenes sanos, lo que indica que es
preferible utilizar un pasillo de marcha para evaluar este
tipo de variables. Respecto a los resultados sobre las presiones plantares, el treadmill sobreestima las presiones en
el talón y las disminuye ligeramente en el antepié. Futuros
estudios deberán contrastar si estas modificaciones se cumplen en función de otras variables, como edad, pendiente o
tipos de calzado/ortesis.
Conflicto de intereses
Los autores declaran no tener ningún conflicto de intereses.
Agradecimientos
A los estudiantes de Máster que han participado en este
estudio.
P. Salvador et al
Bibliografía
1. Van Ingen SGJ. Some fundamental aspects of the biomechanics
of overground versus treadmill locomotion. Med Sci Sport Exer.
1980;12:257---61.
2. Zatsiorky VM, Werner SL, Kaimin MA. Basic kinematics of walking. Step length and step frequency. A review. J Sports Med
Physical Fitmess. 1994;34:109---34.
3. Savelberg HHCM, Vorstenbosch MATM, Kamman EH, Van de
Weijer JGW, Schambardt HC. Intra-stride belt-speed variation affects treadmill locomotion. Gait & Posture. 1998;7:
26---34.
4. Meyer T, Welter JP, Scharhag J, Kindermann W. Maximal oxygen
uptake during field running does not exceed that measured during treadmill exercise. Eur J Appl Physiol. 2003;88:
387---9.
5. Schache AG, Blanch PD, Rath DA, Wrigley TV, Starr R,
Bennell KL. A comparison of overground and treadmill running for measuring the three-dimensional kinematics of the
lumbo---pelvic---hip complex. Clinical Biomechanics. 2001;16:
667---80, 10.
6. Nelson RC, Dillman CJ, Lagasse P, Bickett P. Biomechanics of
overground versus treadmill running. Medicine & Science in
Sports. 1972;4:233---40.
7. Riley PO, Dicharry J, Franz J, Croce UD, Wilder RP, Kerrigan DC.
A kinematics and kinetic comparison of overground and treadmill running. Med Sci Sports Exer. 2008;40:1093---100.
8. Hines B, Mercer JAFACSM. Comparison of shock attenuation
between overground and treadmill running. Med Sci Sports
Exer. 2004;36:293---4.
9. Kram R, Powell AJ. A treadmill-mounted force platform. J Appl
Physiol. 1989;67:1692---8.
10. Wall JC, Charteris J. The process of habituation to treadmill
walking at different velocities. Ergonomics. 1980;23:425---35.
11. Wall JC, Charteris J. A kinematic study of long-term habituation
to treadmill walking. Ergonomics. 1981;24:531---42.
12. Elliot BC, Blanksby BA. A cinematografical analysis of overground and treadmill running by males and females. Medicine
Sciences in Sport. 1976;8:84.
13. Gheluwe BV, Smekens J, Roosen P. Electrodynographic evaluation of the foot during treadmill versus overground locomotion.
JAPMA. 1994;84:598---606.
14. Seagal BAS, Rohs MS, Orendurff MS, Shofer MS, O’Brien MS,
Sangeorzan MD. The effect of walking speed on Peak Plantar
Pressure. Foot Ankle Int. 2004;25:926---33.
15. Pérez-Soriano P, López de Lacalle J, Merino MA, Sandá A, Moll R,
Castillo V. Influencia del vendaje neuromuscular sobre la presión plantar durante la marcha. Fisioterapia. 2009;32:111---5.
16. Pérez P, Llana S. Instrumentation in sports biomechanics. J
Human Sport Exer. 2007;2:26---41.
17. Pérez P, Llana S, Encarnación A, Fuster MA. Marcha nórdica:
actividad física alternativa en el cuidado del pie. Motricidad.
Eur J Human Mov. 2009;22:1---21.
18. Van Schie CHM, Boulton AJM. Biomechanic of the diabetic foot.
In: Veves A, Giurini JM, LoGerfo FW, editors. Diabetic foot. New
York: Humana Press; 2006. p. 185---200.
19. Burnfield JM, Few CD, Mohamed OS, Perry J. The influence
of walking speed and footwear on plantar pressures in older
adults. Clin Biomech. 2004;19:78---84.
20. Kernozek TW, LaMott EE, Dancisak MJ. Reliability of an in-shoe
pressure measurement system during treadmill walking. Foot
Ankle Int. 1996;17:204---9.
21. Rosenbaum D, Hautmann S, Gold M, Claes L. Effects of walking speed on plantar pressure patterns and hindfoot angular
motion. Gait Posture. 1994;2:191---7.
22. Foot & ankle international/American Orthopaedic Foot and
Ankle Society [and] Swiss Foot and Ankle Society. Foot Ankle
Int. 2004; 25: 926-33.