Análise da Pressão Plantar para fins de...

Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Análise da Pressão Plantar para

fins de Diagnóstico

Carolina Sofia Dias Tábuas

Trabalhos Práticos

Mestrado em Engenharia Biomédica

Junho - 2011

Análise da Pressão Plantar para

fins de Diagnóstico

Carolina Sofia Dias Tábuas

Licenciada em Engenharia Biomédica

Escola Superior de Estudos Industriais e Gestão (2010)

Orientador:

Professor Doutor João Manuel R.S.Tavares

Prof. Auxiliar do Departamento de Engenharia Mecânica

Faculdade e Universidade do Porto

Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico

III


IV

Agradecimentos

Á minha família e amigos por todo o apoio e carinho;

Ao Professor Doutor João Manuel Tavares por toda o acompanhamento, dedicação e compreensão;

Ao Mestre Francisco Oliveira por toda a disponibilidade e ajuda prestada;

Á Mestre Andreia Sousa por todo apoio e acompanhamento;

Ao laboratório CEMAH - Centro de Estudos do Movimento e Actividade Humana por ter cedido o espaço

para a realização do trabalho em questão.

A todos o meu muito obrigado!


V

Resumo

Actualmente a medição da distribuição da pressão plantar tem-se revelado fundamental para a detecção e

diagnóstico de determinadas patologias e deformidades plantares. Tal facto faz com que o seu estudo seja

cada vez mais recorrente de forma a encontrar novas directrizes e soluções que auxiliem na área médica.

No presente trabalho efectuou-se um estudo preambular da pressão plantar e das suas variáveis. Para tal

fizeram parte da amostra três indivíduos dos quais se efectuou a medição da pressão plantar, recorrendo a

uma plataforma de pressões. Para a análise dos dados adquiridos recorreu-se á ferramenta Matlab e

estudaram-se os seguintes parâmetros: pico de pressão, pressão total, área de contacto e centro de

pressão, para cada pé.

Foi possível concluir que existiam diferenças relevantes entre o pé esquerdo e direito dos indivíduos. Estes

estabeleceram em média uma maior área de contacto entre o pé direito e a plataforma, contudo foi o pé

esquerdo que atingiu em média valores de pressão total exercida mais elevados.

Palavras-chave: Distribuição da pressão plantar, plataforma de pressões, pico de pressão, área de

contacto.


VI

Abstract

Presently, the measurement of plantar pressure distribution has revealed itself essential to detection and

diagnosis of certain pathologies and plantar deformities. This is why its study is increasingly recurrent in

order to find new guidelines and solutions able to help the medical area.

During the present work, a preliminary study of the plantar pressure and its variables was carried out. Our

sample consisted of three individuals whose plantar pressure was measured using a pressure platform.

Matlab was the tool chosen to analyse the acquired data and the following parameters were studied:

pressure peak, total pressure, contact area and centre of pressure for each foot.

It was possible to conclude that there were significant differences between the left and right foot from the

analysed individuals. In average, a larger contact area was detected between the right foot and the platform,

however, in average, the left foot obtained higher values of total pressure.

Keywords: Plantar pressure distribution, pressure platform, peak pressure, contact area.


VII

Índice

I. Introdução ........................................................................................................................................ 12

II. Objectivo .......................................................................................................................................... 16

III. Materiais e métodos ........................................................................................................................ 17

3.1 Amostra ........................................................................................................................................ 17

3.2 Instrumentos ................................................................................................................................ 17

3.3 Organização do espaço ............................................................................................................... 18

3.4 Questões éticas ........................................................................................................................... 18

3.5 Procedimento experimental ......................................................................................................... 18

3.6 Escolha dos parâmetros a analisar ............................................................................................. 19

IV. Análise de dados e respectivos resultados ..................................................................................... 21

4.1 Conversão dos dados .................................................................................................................. 21

4.2 Escolha do frame a analisar ........................................................................................................ 21

4.3 Cálculo dos parâmetros ............................................................................................................... 24

4.4 Análise da variação da pressão plantar por regiões ................................................................... 29

V. Considerações finais e perspectivas futuras ................................................................................... 32

VI. Bibliografia ....................................................................................................................................... 33


VIII

Glossário de Termos

Artrite Reumatóide (Pag.9): é uma doença auto-imune sistémica, caracterizada pela inflamação das

articulações (artrite). Esta doença além de danificar as articulações possui manifestações sistémicas, tais

como: rigidez matinal, fadiga e perda de peso. Muitas das vezes a manifestação desta doença leva a

incapacitação funcional dos pacientes (Bértolo et al. 2009).

Esclerose Múltipla (Pag.9): é uma doença neurológica crónica, de causa ainda desconhecida. Este tipo de

patologia leva a uma destruição das bainhas de mielina que recobrem e isolam as fibras nervosas

(estruturas do cérebro pertencentes ao Sistema Nervoso Central ou SNC). As manifestações principais são:

o aparecimento de fraqueza muscular, rigidez articular, dores articulares e descoordenação motora. Com o

avançar da doença, o paciente vai perdendo cada vez mais as suas capacidades chegando por vezes a um

estado vegetativo (Wikipedia 2011).

Pé diabético (Pag.9): O pé diabético resulta da complicação crónica de Diabetes Mellitus e acarreta em altos

índices de mórbidade e mortalidade. Como manifestações principais destacam-se as alterações de

sensibilidade, a presença de hiperemia, o edema, o aparecimento de deformidades plantares e a ulceração

(Sandoval et al. 2007).

Pé plano (Pag.9): Pé plano, também designado de pé chato, é um tipo de deformidade caracterizado pela

queda do arco longitudinal do pé. Os ossos do tarso perdem a conformação em arco e passam a formar

uma linha recta. Tal facto faz com que haja uma perda de funções, nomeadamente ao nível amortecimento

(Santos 2008).

Sarcopenia (Pag.8): é a perda degenerativa de massa e força nos músculos com o envelhecimento

(Monteiro et al. 2010).


IX

Índice de Abreviaturas

COP – Centro de pressão;

COPx – Coordenada x do centro de pressão;

DP – Desvio padrão;

Máx – Máximo;

Min – Mínimo;

PD – Pé direito;

PE – Pé esquerdo.


X

Índice de Figuras

Figura 1. 1 – Pressão plantar e mapa de cores. ............................................................................................. 14

Figura 1. 2 – Palmilha e plataforma de pressões. ........................................................................................... 14

Figura 3. 1 - Plataforma de pressões Emed ®. ............................................................................................... 17

Figura 3. 2 - Organização do espaço. ............................................................................................................. 18

Figura 3. 3 - Postura ideal do indivíduo durante o registo da pressão plantar................................................ 19

Figura 4. 1 – New Data Converter. .................................................................................................................. 21

Figura 4. 2 – Frame “artificial”. ........................................................................................................................ 21

Figura 4. 3 – Gráfico correspondente às coordenadas do centro de pressão. ............................................... 22

Figura 4. 4 – Execução do New data converter. ............................................................................................. 23

Figura 4. 5 – Gráficos, referentes ao indivíduo 1, das variações dos parâmetros ao longo das medições. .. 26

Figura 4. 6 – Divisão do pé em retro-pé, médio-pé e ante-pé......................................................................... 29

Figura 4. 7 – Indivíduo 1 - Mapa de cores. ...................................................................................................... 29

Figura 4. 8 - Indivíduo 2 - Mapa de cores. ....................................................................................................... 30

Figura 4. 9 – Indivíduo 3 – Mapa de cores. ..................................................................................................... 30


XI

Índice de Tabelas Tabela 4. 1 – Número total de frames e a gama de frames escolhida para o pé direito. ............................... 22

Tabela 4. 2 – Número total de frames e a gama de frames escolhida para o pé esquerdo. .......................... 23

Tabela 4. 3 – Parâmetros calculados para o pé direito ................................................................................... 24

Tabela 4. 4 – Parâmetros calculados para o pé esquerdo .............................................................................. 25

Tabela 4. 5 – Individuo 1. Mínimo, máximo, média e desvio padrão dos valores obtidos. ............................. 27

Tabela 4. 6 - Individuo 2. Mínimo, máximo, média e desvio padrão dos valores obtidos. .............................. 27

Tabela 4. 7 – Individuo3. Mínimo, máximo, média e desvio padrão dos valores obtidos. .............................. 28


12

I. Introdução

O pé humano é considerado uma das estruturas biomecânicas do corpo humano com maior complexidade e

a única que actua em “parceria” com uma superfície externa. Este, graças às suas características,

proporciona ao corpo humano uma base estável que confere de forma eficiente não só o suporte e equilíbrio

numa fase de apoio, como também uma estabilidade adequada durante o processo da marcha (Abboud

2002; Teh et al. 2006; Putti et al. 2008; Santos 2008; Monteiro et al. 2010; Ramanathan et al. 2010).

Contudo, devido à actuação constante de diferentes forças ao nível da superfície plantar, a funcionalidade

do pé fica por vezes de tal forma comprometida que desencadeia alterações na distribuição da pressão

plantar e consequentemente gera o aparecimento de patologias e deformidades plantares (Abboud 2002;

Putti et al. 2008; Monteiro et al. 2010).

Com o avançar do tempo e o consequente avanço da tecnologia foram desenvolvidos diversos sistemas

capazes de efectuar a medição da pressão plantar. Essa capacidade conferiu-lhes um papel crucial em

diversas áreas, mais especificamente na área da Saúde (Keijsers et al. 2009), onde a análise da distribuição

da pressão plantar adquire um papel extremamente importante, uma vez que:

Possibilita de acordo com os resultados obtidos para as diferentes variáveis analisadas não só a

detecção e o estudo de diversas patologias e deformidades plantares, como também a verificação

da influência de determinados tratamentos e cirurgias.

São vários os estudos que comprovam tal possibilidade, nomeadamente: Abboud et al. (2000)

verificaram através de um estudo comparativo, qual a contribuição da disfunção muscular dos

membros inferiores na alteração da distribuição da pressão plantar e consequente ulceração do pé

em pacientes diabéticos; Monteiro et al.(2010) estudaram a influência da obesidade isolada e desta

associada à sarcopenia na distribuição da pressão plantar em mulheres pós-menopausa; Schuh et

al. (2011) verificaram quais as alterações sofridas na distribuição da pressão plantar em pacientes

submetidos ao tratamento de reconstrução da articulação do tornozelo com artrite.

Permite comparar dados entre indivíduos saudáveis ou entre pacientes e grupos de controlo. Assim,

diferentes estudos foram realizados com o intuito de realizar tais comparações, por exemplo:

Chiappin (2007)comparou o registo da distribuição plantar entre um grupo de adultos e um grupo de

idosos; Putti et al. (2010) entre homens e mulheres; Teh et al. (2006) entre indivíduos obesos e não

obesos e, Nazario et al. (2010) entre sujeitos com pés sem patologia e pés planos.

Introdução

13

Possibilita para valores de pressão plantar atípicos a criação e análise de soluções que melhorem a

distribuição da pressão plantar por parte do paciente (Orlin et al. 2000), tais como:

Alteração do design de calçado – Em (2003), Praet et al. realizaram um estudo no qual

avaliaram o efeito durante a marcha do design do calçado na pressão plantar de pacientes

com neuropatia diabética, concluindo que o design do calçado influenciava a distribuição da

pressão plantar; Erdemir et al. em (2005) analisaram a influência de diferentes

configurações de calçados terapêuticos no alívio da pressão plantar local, verificando

alterações significativas de acordo com as respectivas configurações do calçado.

Implementação de Ortoteses (Palmilhas)– Vários estudos comprovam a eficácia da

implementação de palmilhas na melhoria da distribuição plantar, tal como o estudo

realizado por Magalhães et al. (2007) no qual foi verificada a eficácia da implementação de

palmilhas em pacientes com artrite reumatóide. Também em (2007) Guldemond et al.

avaliaram os efeitos das diferentes configurações de palmilhas na distribuição da pressão

plantar em pacientes com neuropatia diabética, concluindo que estas traziam melhorias na

distribuição da pressão plantar por parte do paciente.

Permite verificar qual a influência da distribuição da pressão plantar no controlo postural em

pacientes com uma determinada patologia ou simplesmente em indivíduos que executem uma

determinada actividade (Orlin et al. 2000). Através do registo da pressão plantar, mais

especificamente através da análise do centro de pressão, Abrantes et al. verificaram a instabilidade

existente em pacientes com esclerose múltipla. Por sua vez, Thiesen et al. (2011) efectuou um

estudo no qual verificou o equilíbrio existente no ballet clássico através da análise da distribuição da

pressão plantar.

Apesar do vasto leque de sistemas existentes para a medição da distribuição da pressão plantar todos

obedecem a uma estrutura base, constituída por (Orlin et al. 2000):

Sistema de medição – engloba um sensor discreto ou uma matriz de múltiplos sensores,

responsáveis por medir a força normal aplicada a cada sensor quando o pé se encontra em

contacto com a superfície; A magnitude da pressão plantar vai ser determinada a partir da divisão

do valor de força obtido por a área do sensor.

Computador - para a aquisição, armazenamento e análise dos dados obtidos. O processamento da

informação é feito com auxílio a diversos softwares que possibilitam a divisão do pé em regiões

anatómicas e permitem definir um esquema gráfico de cores (Figura 1.1) que traduza a pressão

plantar exercida. Tanto a divisão do pé como o esquema de cores variam de software para software

e de acordo com o objectivo do profissional de saúde.


14

Figura 1. 1 – Pressão plantar e mapa de cores.

(adaptado de (Seitz 2008)).

Sistema de representação – normalmente é utilizado um monitor para a visualização dos dados

obtidos e o respectivo tratamento.

Da pesquisa bibliográfica até então efectuada foi possível concluir que actualmente a plataforma de

pressões e a palmilha (Figura 1.2) são dois dos sistemas com maior aplicabilidade. A palmilha definisse

como um sistema portátil e flexível que engloba um conjunto de sensores capazes de se ajustarem á

morfologia do pé humano e monitorizarem as cargas locais entre o pé e o sapato, nas diferentes actividades

do quotidiano (Castro 2007). A plataforma de pressões consiste numa superfície de sensores, capazes de

adquirir a distribuição plantar estática e dinâmica (Orlin et al. 2000).

Figura 1. 2 – Palmilha e plataforma de pressões.

(adaptado de (McCulloch 2009) e (Seitz 2008))

Introdução

15

A plataforma de pressões engloba um conjunto de vantagens que a tornam uma mais-valia relativamente

aos outros sistemas, nomeadamente (Orlin et al. 2000):

Garantem uma “verdadeira” medição da força vertical, uma vez que os sensores de pressão estão

sempre posicionados paralelamente á superfície. Nas palmilhas de pressão o mesmo não se

verifica, podendo apenas se considerar como força normal aquela que é adquirida nos momentos

em que todo o pé se encontra em contacto com a superfície de apoio;

A medição da pressão plantar é menos condicionada por factores externos, estando menos sujeitas

a falhas mecânicas. As palmilhas ao estarem colocadas num ambiente fechado (dentro do sapato)

estão mais sujeitas a falhas mecânicas, alem disso, factores como o carregamento contínuo, o suor

e o calor tornam-se prejudiciais na medição;

São vários os parâmetros que se podem medir recorrendo a um sistema de medições de pressão plantar.

No entanto, embora a escolha do parâmetro dependa do objectivo do estudo em questão, o pico pressão, a

média das pressões, a força e área de contacto são usualmente considerados como parâmetros aqueles

cujo estudo possui maior interesse (Orlin et al. 2000).

No trabalho prático a seguir supracitado foi efectuado, para uma determinada amostra, um estudo da

distribuição da pressão plantar. Esta foi recolhida através de uma plataforma de pressões e foi analisada de

acordo com os parâmetros usualmente aceites neste domínio.


16

II. Objectivo

De acordo com o tema da Tese, “Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico”, definiu-se como

objectivo principal a realização de uma actividade prática que fosse ao encontro do tema em questão e

permitisse um contacto inicial com sistemas e metodologias a utilizar futuramente.

Assim o presente trabalho prático, realizado no âmbito da disciplina de Trabalhos Práticos do Curso de

Mestrado em Engenharia Biomédica da Faculdade de Engenharia e Universidade do Porto, teve como

objectivo principal analisar a pressão plantar de uma determinada amostra, usando os parâmetros

usualmente aceites neste domínio, de forma a caracterizar e comparar, para cada indivíduo, o

comportamento do pé direito com o do pé esquerdo.

Materiais e Métodos

17

III. Materiais e métodos

A concretização da actividade experimental foi realizada no Laboratório CEMAH – Centro de Estudos do

Movimento e Actividade Humana, da Escola Superior de Tecnologia e Saúde do Porto.

3.1 Amostra

De forma a definir uma amostra que fosse de encontro com o objectivo estabelecido na realização dos

trabalhos práticos em questão, definiu-se os seguintes critérios de exclusão: (1) História de lesão recente no

membro inferior; (2) Dores e/ou deformidades estáticas no pé; (3) Traumas severos do Membro inferior; (4)

Existência de cirurgias ou próteses no membro inferior; (5) Discrepância no comprimento dos membros e (6)

Portadores de Diabetes. Os indivíduos que preenchiam um ou mais dos seguintes critérios foram

automaticamente excluídos.

A amostra utilizada foi assim constituída por 3 indivíduos saudáveis todos do sexo feminino, com 21 anos

de idade, altura compreendida entre 1.58 e 1.74 m (média = 1,66 ± 0,08 m) e peso compreendido entre 55 e

58 kg (média = 56,33 ± 1,53 kg).

3.2 Instrumentos

Para o registo da pressão plantar foi utilizado como instrumento de medição a plataforma de pressões

Emed ®, modelo AT, Figura 3.1, da empresa Novel situada nos USA, com as seguintes características:

Dimensões (mm): 610×323×18;

Área de sensorial (mm): 389×226;

Número de sensores: 1,760;

Resolução (nº de sensores/cm2): 2;

Frequência (Hz): 25/30;

Gama de pressões (kPa): 10-1,270;

Precisão (%ZAS): ±7.

Figura 3. 1 - Plataforma de pressões Emed ®.


18

3.3 Organização do espaço

O espaço para a realização da actividade prática não necessitou de uma organização específica. Apenas

colocou-se a plataforma de pressões junto do computador para se efectuar a respectiva conexão entre

ambos. Contudo, ao verificar-se que a plataforma de pressões não possibilitava a medição da pressão

plantar em apoio bipodálico, visto que o tamanho dos pés ultrapassava os limites sensoriais da placa, foi

colocada uma plataforma de madeira junto da plataforma de pressões. Esta ao possuir as mesmas

dimensões iria igualar a distribuição da pressão plantar durante a medição “monopodálica”, Figura 3.2.

Figura 3. 2 - Organização do espaço.

3.4 Questões éticas

Todos os indivíduos que participaram no estudo de forma voluntária foram submetidos, antes de

concordarem com o Termo de Consentimento Informado, a uma sessão de familiarização que consistiu

numa explicação prévia sobre os objectivos, justificativa e procedimento do trabalho prático em questão.

3.5 Procedimento experimental

Antes da recolha dos respectivos dados foi efectuada uma medição treino para que os indivíduos se

“adaptassem” à plataforma de pressões.


19

Tal como foi mencionado anteriormente, a plataforma de pressões não possibilitava a medição da pressão

plantar em apoio bipodálico foram realizadas medições individuais para cada pé. Assim, começou-se por

instruir o indivíduo a descalçar-se e a colocar-se em cima da plataforma de madeira. De seguida após

calibração instruiu-se o indivíduo a colocar-se confortavelmente em posição ortostática, com um pé em cima

da plataforma de pressões e outro na plataforma de madeira, ambos a uma largura confortável (de acordo

com a largura dos ombros) e os braços relaxados ao longo do corpo, Figura 3.3.

Figura 3. 3 - Postura ideal do indivíduo durante o registo da pressão plantar.

De forma a evitar que os sujeitos se concentrassem na força que estavam a exercer nos pés e, alterassem

consequentemente essa mesma distribuição foi pedido que permanecessem, durante o registo, o mais

imóvel possível e que olhassem para um ponto fixo colocado na parede em frente a uma distância de ± 3 m.

Para cada indivíduo foram então registadas 5 medições de ±30s para cada pé, primeiro para o pé direito e

seguidamente para o pé esquerdo.

3.6 Escolha dos parâmetros a analisar

Para efectuar, de acordo com o objectivo proposto, a análise da pressão plantar foram escolhidos para o

estudo os seguintes parâmetros:

Pressão plantar total – Correspondente á pressão total exercida pelo pé contra a plataforma de

pressões. Este parâmetro é determinado calculando o somatório das pressões registadas pelos

sensores;


20

Pico de pressão – Correspondente ao valor máximo de pressão exercida;

Área de contacto – Corresponde á quantidade de superfície de contacto existente entre a superfície

plantar do pé e os sensores da plataforma. Esta é determinada multiplicando o número de sensores

activos por a área de cada sensor (0,5 cm2);

COPx e COPy – Correspondente ás coordenadas do centro de pressão (x,y) na matriz da frame

“artificial”. A partir desses valores é possível verificar a oscilação do centro de pressão e concluir se

a pessoa é muito ou pouco estável.


21

IV. Análise de dados e respectivos resultados

4.1 Conversão dos dados

Após a aquisição de dados foi necessário efectuar, antes do respectivo tratamento, um pré-

processamento que consistiu na conversão dos dados do formato próprio do sistema Emed

(binário) para o formato ASCII, para que estes pudessem ser abertos com as ferramentas

Matlab e Excell. Para tal, recorreu-se a um programa do Francisco Oliveira que, através de um

código interno, leu e interpretou os data files provenientes do sistema Emed e guardou-os num

formato txt., Figura 4.1.

Figura 4. 1 – New Data Converter.

4.2 Escolha do frame a analisar

Devido ao elevado número de frames por cada medição (em média 172frames), definiu-se que

todo o tratamento de dados seria efectuado a partir de um frame “artificial”, cujos valores

representados por cada pixel correspondem à pressão máxima registada por o respectivo

sensor durante toda a medição, Figura 4.2.

Figura 4. 2 – Frame “artificial”.


22

Contudo, como a fase inicial do registo é uma fase de “adaptação” (o indivíduo vai se

reajustando até adoptar uma posição estável), a procura dos valores máximos passou a ser

efectuada apenas num intervalo de frames considerado estável. Assim a escolha do intervalo

baseou-se na visualização de um gráfico, Figura 4.3, correspondente às coordenadas do

centro de pressão ao longo do tempo (frames), para toda a sequência adquirida. Nesse gráfico,

a barra vertical (a preto) indicava a posição da frame, em visualização, em relação à totalidade

de frames adquiridos. Escolheu-se como intervalo estável o intervalo de frames cuja variação

das coordenadas do centro de pressão fosse menor.

Figura 4. 3 – Gráfico correspondente às coordenadas do centro de pressão.

Nas Tabela 4.1 e 4.2, referentes ao pé direito e pé esquerdo respectivamente, está

representado o número total de frames obtido em cada medição e o intervalo considerado

como estável para cada indivíduo.

Tabela 4. 1 – Número total de frames e a gama de frames escolhida para o pé direito.

Medições - Pé Direito Número total de frames Intervalo estável Indivíduo 1

Medição 1. 194

30-180

Medição 2. 184 Medição 3. 186 Medição 4. 191 Medição 5. 182

Indivíduo 2 Medição 1. 156

25-105


Indivíduo 3 Medição 1. 158

40-130



23

Tabela 4. 2 – Número total de frames e a gama de frames escolhida para o pé esquerdo.

Enquanto que para os indivíduos 2 e 3 foi mantido o mesmo intervalo para o pé direito e para o

pé esquerdo, para o indivíduo 1 teve que se efectuar uma alteração na gama referente ao pé

esquerdo. Tal facto deve-se á existência, no pé esquerdo, de medições cujo seu número total

de frames é menor que valor máximo escolhido para a gama estável do pé direito [30-180]

frames.

Todo o procedimento de representação dos frames adquiridos, escolha da gama ideal e

respectiva criação da frame artificial foi efectuado recorrendo ao programa do Francisco

Oliveira, Figura 4.4.

Figura 4. 4 – Execução do New data converter.

Medições Pé Esquerdo Número total de frames Gama de frames escolhida Individuo 1

Medição 1. 182

30-160 Medição 2. 177 Medição 3. 181 Medição 4. 178 Medição 5. 187

Individuo 2 Medição 1. 183

25-105


Individuo 3 Medição 1. 171

40-130



24

4.3 Cálculo dos parâmetros

Após a criação de frames “artificiais” para todas as medições adquiridas, efectuou-se o cálculo

dos parâmetros seleccionados inicialmente.

Para tal criou-se um código em Matlab que, através de um ciclo for, percorria a matriz da frame

“artificial” e calculava:

Os valores de pressão total – através do somatório de todos valores de pressão

presentes na matriz;

A área de contacto – através de uma contagem dos sensores activos (os sensores

cujos valores de pressão eram diferentes de zero) e a respectiva multiplicação destes

por a área de cada sensor (0,5 cm2);

O pico de pressão – através da determinação do valor máximo detectado;

COPx e o COPy – através da multiplicação da posição x e y de cada pixel pela pressão

no sensor correspondente e depois através da divisão desse valor pela pressão total

(soma de todas as pressões).

Os valores obtidos para o pé direito e esquerdo encontram-se nas Tabelas 4.3 e 4.4

respectivamente.

Tabela 4. 3 – Parâmetros calculados para o pé direito

Medições Pé

direito

Pressão total (kPa)

Pico de pressão

(kPa)

Nº de sensores activos

Área de contacto

(cm2)

COPx

COPY

Indivíduo 1 Medição 1. 4855 105 121 60,5 9,21 31,1 Medição 2. 5760 105 135 67,5 9,14 29,89 Medição 3. 5870 105 139 69,5 13,65 27,91 Medição 4. 5680 105 135 67,5 10,02 26,8 Medição 5. 5405 95 138 69 8,89 32,9

Indivíduo 2 Medição 1. 4735 85 125 62,5 11,9 39,79 Medição 2. 5105 105 119 59,5 13,5 37,91 Medição 3. 4775 90 122 61 13,68 36,96 Medição 4. 4965 100 121 60,5 10,01 41,72 Medição 5. 5035 90 128 64 8,63 33,61 Indivíduo 3 Medição 1. 6235 120 137 68,5 16,39 34,72 Medição 2. 6190 125 131 65,5 10,39 29,12 Medição 3. 5585 110 133 66,5 13,53 30,27 Medição 4. 5650 105 136 68 11,84 32,94 Medição 5. 5675 100 133 66,5 16,42 32,29


25

Tabela 4. 4 – Parâmetros calculados para o pé esquerdo

De forma a verificar qual a evolução dos parâmetros ao longo das medições criou-se, através

do Matlab, os seguintes gráficos para todos os indivíduos e para ambos os pés. Contudo, de

forma a simplificar a visualização dos resultados, apenas serão apresentados os gráficos

correspondentes ao indivíduo 1.

Medições Pé

Esquerdo

Pressão total (kPa)

Pico de pressão

(kPa)

Nº de sensores activos

Área de contacto

(cm2)

COPx

COPY

Indivíduo 1 Medição 1. 5625 105 117 58,5 23,014 39,155 Medição 2. 6475 140 126 63 23,755 32,913 Medição 3. 5675 105 124 62 23,619 31,419 Medição 4. 6080 120 122 61 21,281 36,994 Medição 5. 6275 125 127 63,5 19,431 34,478

Individuo 2

Medição 1. 5070 80 122 61 24,6381 29,3018 Medição 2. 5005 100 115 57,5 24,229 34,777 Medição 3. 5330 105 120 60 22,264 31,366 Medição 4. 5535 100 121 60,5 23,586 30,487 Medição 5. 5380 100 122 61 26,157 28,241

Individuo 3

Medição 1. 5755 130 124 62 17,724 27,773 Medição 2. 5885 140 122 61 23,826 34,438 Medição 3. 5665 140 119 59,5 23,427 33,517 Medição 4. 6090 140 126 63 23,208 35,517 Medição 5. 6025 140 124 62 23,359 29,733


26

Figura 4. 5 – Gráficos, referentes ao indivíduo 1, das variações dos parâmetros ao longo das medições.

A partir da observação dos gráficos referentes ao indivíduo 1 foi possível concluir que : (a) o

pico de pressão, no pé direito, foi o único parâmetro cujos valores foram mais constantes ao

longo das medições; (b) os valores máximos obtidos para os diferentes parâmetros foram

registados maioritariamente na medição número 3 do pé direito. No caso do indivíduo 2 a

variação dos parâmetros foi toda ela irregular, não apresentando homogeneidade entre os

valores nem entre medições. No entanto, pela visualização dos gráficos, foi possível verificar

que o COPx foi de todos aquele que sofreu uma menor variação entre medições, quer para o

pé esquerdo quer para o direito. Por fim, analisando os gráficos do indivíduo 3, foi possível

concluir que: (a) no caso do pé direito os valores máximos obtidos foram maioritariamente

registados na primeira medição; (b) o parâmetro pico pressão foi o parâmetro que obteve

valores mais constantes ao longo das medições efectuadas para o pé esquerdo; (c) a área de

contacto foi, de todos os parâmetros, aquele que sofreu uma menor variação em ambos os

pés.


27

De maneira a comprovar e validar essas mesmas observações, para posteriormente retirar as

respectivas conclusões referentes às variações existentes entre o pé direito e o pé esquerdo,

foi calculado para cada parâmetro: o mínimo, o máximo, a média e o desvio padrão das

medições efectuadas.

O cálculo desses valores foi efectuado através de um código criado em Matlab e, o respectivo

resultado encontra-se representado nas tabelas que se seguem (Tabelas 4.5,4.6 e 4.7).

Tabela 4. 5 – Individuo 1. Mínimo, máximo, média e desvio padrão dos valores obtidos.

Indivíduo 1

Pressão Total

(kPa) Pico de Pressão (kPa)

Área de contacto (cm

2)

COPx COPy

PD PE PD PE PD PE PD PE PD PE

Min. 4855 5625 95 105 60,5 58,5 8,89 19,431 26,8 31,419

Máx. 5870 6475 105 140 69,5 63,5 13,65 23,755 32,9 39,155

Média 5514 6026 103 119 66,8 61,6 10,425 22,22 29,72 34,992

DP 406,500 370,985 4,47 14,748 3,633 1,981 2,204 1,844 2,442 3,110

Através da visualização da Tabela 4.5 referente ao individuo1, é possível verificar que:

A variação dos parâmetros foi mais acentuada no pé direito;

Os valores máximos foram registados, maioritariamente, no pé esquerdo;

A pressão total exercida teve como valor mínimo 4855 kPa e máximo 6475 kPa;

O pico de pressão variou entre o valor mínimo de 95 kPa e máximo de 140 kPa;

A área contacto atingiu um valor máximo de 69,5 cm2 e mínimo de 58,5 cm

2;

O centro de pressão sofreu uma maior variação em x no pé direito e em y no pé

esquerdo, localizando-se para o pé direito em média na posição (10,425 ± 2,204 ,

29,72 ± 2,442) da matriz e para o pé esquerdo na posição (22,22 ± 1,844 , 34,992 ±

3,110).

Tabela 4. 6 - Individuo 2. Mínimo, máximo, média e desvio padrão dos valores obtidos.

Indivíduo 2

Pressão Total (kPa)

Pico de Pressão (kPa)


2)

COPx COPy


Min. 4735 5005 85 80 59,5 57,5 8,63 22,264 33,61 28,241

Máx. 5105 5535 105 105 64 61 13,68 26,157 41,72 34,778

Média 4923 5264 94 97 62,5 60 11,544 24,175 37,998 30,835

DP 161,771 221,342 8,22 9,747 2,121 1,458 2,199 1,427 3,058 2,501


28

Através da visualização da Tabela 4.6 referente ao individuo 2, é possível verificar que:

A variação dos parâmetros foi mais acentuada no pé esquerdo;


O pico de pressão variou entre o valor mínimo de 80 kPa e máximo de 105 kPa,

salientando-se que o valor máximo foi atingido, durante as medições, por ambos os

pés;

A área contacto atingiu um valor máximo de 64 cm2 e mínimo de 59,5 cm

2;

O centro de pressão sofreu uma maior variação em x e em y no pé direito, localizando-

se para o direito em média na posição (11,544 ± 2,199 , 37,998 ± 3,058) da matriz e

para o pé esquerdo na posição (37,998 ± 3,058 , 30,835 ± 2,501).

Tabela 4. 7 – Individuo3. Mínimo, máximo, média e desvio padrão dos valores obtidos.

Indivíduo 3

Pressão Total

(kPa) Pico de Pressão (kPa)


2)

COPx COPy


Min. 5585 5665 100 130 65,5 59,5 10,39 17,724 29,12 27,773

Máx. 6235 6090 125 140 68 63 16,42 23,825 34,72 35,517

Média 5867 5884 112 138 66,75 61,5 13,714 22,309 31,868 32,196

DP 317,502 178,129 10,368 4,472 1,768 1,323 2,696 2,573 2,212 3,295

Através da visualização da Tabela 4.7 referente ao individuo 3, é possível verificar que:

A variação dos parâmetros foi mais acentuada no pé direito;


O pico de pressão variou entre o valor mínimo de 100 kPa e máximo de 140 kPa;

A área contacto atingiu um valor máximo de 68 cm2 e mínimo de 59,5 cm

2;

O centro de pressão sofreu uma maior variação em x e em y no pé esquerdo e

localizou-se para o direito em média na posição (13,714 ± 2,696 , 31,868 ± 2,212) da

matriz e para o pé esquerdo na posição (22,309 ± 2,573 , 32,196 ± 3,295).

Bibliográficas

29

4.4 Análise da variação da pressão plantar por regiões

O pé, tal como foi mencionado na introdução, pode ser dividido em várias regiões anatómicas. Essa divisão

é efectuada recorrendo a softwares específicos que, de acordo com o objectivo do utilizador, efectuam a

divisão do pé em regiões.

No presente trabalho, devido ao facto do software da Emed® estar requisitado por os alunos da ESTSP, foi

impossível efectuar a divisão do pé em regiões anatómicas. Assim, de forma a retirar conclusões dos mapas

de cor criados para cara indivíduo através do Matlab (Figura 4.7,4.8 e 4.9), o pé apenas foi dividido em três

regiões: retro-pé, médio-pé e ante-pé, Figura 4.6.

Figura 4. 6 – Divisão do pé em retro-pé, médio-pé e ante-pé.

Todos os mapas de cor, abaixo representados, foram criados a partir da medição que possuía o maior valor

de pico de pressão. Assim para os indivíduos 1 e 3, foram escolhidas para ambos os pés, as medições

número 2 e para o indivíduo 2 foi escolhida a medição 3 para o pé esquerdo e a 2 para o pé direito.

Figura 4. 7 – Indivíduo 1 - Mapa de cores.


30

Através do mapa de cores do indivíduo 1, Figura 4.7, é possível verificar que: (a) este executou, em ambos

os pés, uma maior pressão ao nível do retro-pé e no ante-pé na zona central; (b) o pé direito, ao contrário

do pé esquerdo, estabeleceu contacto com a superfície de apoio ao nível do médio-pé; (c) apoia os três

dedos do pé esquerdo e somente um do pé direito.

Figura 4. 8 - Indivíduo 2 - Mapa de cores.

Relativamente ao mapa de cores do indivíduo 2, Figura 4.8, é possível verificar que: (a) este executou, em

ambos os pés, uma maior pressão ao nível do retro-pé; (b) houve uma elevada pressão na parte central do

ante-pé do pé esquerdo; (c) no pé esquerdo não existiu qualquer tipo de pressão exercida ao nível dos

dedos; (d) no caso do pé direito existe um valor de pressão elevado no lado lateral do ante-pé.

Figura 4. 9 – Indivíduo 3 – Mapa de cores.

Bibliográficas

31

Analisando o mapa de cores do indivíduo 3, Figura 4.9, é possível verificar que: (a) este executou, em

ambos os pés, uma maior pressão ao nível do retro-pé e não houve qualquer tipo de pressão exercida ao

nível do médio-pé; (b) na região ante-pé do pé esquerdo houve uma maior pressão na zona medial; (c) foi

ainda possível verificar que o individuo 3 apenas apoia o dedo halux, em ambos os pés.


32

V. Considerações finais e perspectivas futuras

Através de toda a análise efectuada foi possível concluir que embora os indivíduos apresentassem

diferenças entre si ao nível dos valores obtidos para os diferentes parâmetros, todos eles apresentaram

semelhanças em alguns comportamentos, nomeadamente: todos os indivíduos estabeleceram em média

uma maior área de contacto entre o pé direito e a plataforma, contudo foi o pé esquerdo que atingiu em

média maiores valores de pressão total exercida e foi ao nível do retro-pé que os indivíduos estabeleceram

um maior pressão com a superfície.

Relativamente ao centro de pressão foi possível concluir que os individuo 1 e 3 possuíram uma menor

variação do centro de pressão relativamente ao eixo do x (médio-lateral) no pé esquerdo e uma menor

variação relativamente ao eixo do y (antero-posterior) no pé direito.

Por fim, através da análise dos mapas de cores obtidos foi ainda possível concluir que: (a) o indivíduo 1

apoiava os três dedos do pé esquerdo e apenas do pé direito e que executava um apoio na zona medial do

pé apenas no pé direito; (b) o indivíduo 2 executa uma ligeira pressão na parte central do ante-pé do pé

esquerdo; no pé esquerdo não existe qualquer tipo de pressão exercida ao nível dos dedos (c) o indivíduo 3

possuía uma maior pressão na zona médial da região ante-pé do pé esquerdo e, em ambos os pés, o

individuo apenas apoiava o dedo halux.

Assim, perante toda a análise efectuada, é possível concluir que o trabalho prático apresentado foi ao

encontro dos objectivos inicialmente propostos, uma vez que através dos parâmetros foi executada uma

análise da distribuição plantar e uma comparação, para cada indivíduo, do comportamento do pé direito

face o do pé esquerdo.

A realização dos trabalhos práticos foi uma mais-valia uma vez que permitiu consolidar muitos dos conceitos

teóricos e metodologias abordadas durante a realização da pesquisa bibliográfica para a Tese em questão.

Como perspectivas futuras pretende-se aumentar a amostra em estudo e incluir indivíduos do sexo

masculino, de forma a obter um volume de resultados mais diversificado e conclusões mais visíveis.

Pretende-se igualmente incluir no estudo a análise da distribuição plantar nas diferentes regiões anatómicas

do pé de modo a verificar, através da utilização de índices específicos, as desigualdades existentes entre as

regiões e comparar os resultados obtidos com dados padrões. Essa comparação seria extremamente útil na

detecção e identificação de deformidades e/ou patologias plantares.

Em suma, a realização do trabalho prático permitiu não só um contacto inicial com os sistemas e

metodologias a utilizar futuramente, como também adquirir experiência e conhecimento relativo à

distribuição da pressão plantar, informações estas, extremamente enriquecedores para a formação

académica.

Bibliográficas

33

VI. Bibliografia

Abboud, R. J. 2002. (i) Relevant foot biomechanics. Current Orthopaedics 16 (3):165-179.

Abboud, R. J., D. I. Rowley, and R. W. Newton. 2000. Lower limb muscle dysfunction may contribute to foot

ulceration in diabetic patients. Clinical Biomechanics 15 (1):37-45.

Bértolo, Manoel Barros, Claiton Viegas Brenol, Cláudia Goldenstein Schainberg, Fernando Neubarth,

Francisco Aires Correa de Lima, Ieda Maria Laurindo, Inês Guimarães Silveira, Ivânio Alves Pereira,

Marco Antônio Rocha Loures, Mário Newton de Azevedo, Max Victor Carioca de Freitas, Milton da

Silveira Pedreira Neto, Ricardo Machado Xavier, Rina Dalva N. Giorgi, Sérgio Cândido Kowalski,

and Sônia Maria Alvarenga Anti. 2009. Atualização do Consenso Brasileiro no Diagnóstico e

Tratamento da Artrite Reumatoide. TEMAS DE REUMATOLOGIA CLÍNICA 10.

Castro, Fabíola Monteiro. 2007. Estudo baropodométrico de pacientes com diabetes mellitus tipo2,

Universidade de Fortaleza Fortaleza.

Chiappin, Daniela. 2007. A importância da análise do apoio plantar em idosos: um estudo comparativo entre

jovens e idosos., Universidade Católica do Rio Grande do Sul, Porto Alegre.

Erdemir, Ahmet, Jeffrey J. Saucerman, David Lemmon, Bryan Loppnow, Brie Turso, Jan S. Ulbrecht, and

Peter Re Cavanagh. 2005. Local plantar pressure relief in therapeutic footwear: design guidelines

from finite element models. Journal of biomechanics 38 (9):1798-1806.

Guldemond, N. A., P. Leffers, N. C. Schaper, A. P. Sanders, F. Nieman, P. Willems, and G. H. I. M.

Walenkamp. 2007. The effects of insole configurations on forefoot plantar pressure and walking

convenience in diabetic patients with neuropathic feet. Clinical Biomechanics 22 (1):81-87.

Keijsers, N. L. W., N. M. Stolwijk, B. Nienhuis, and J. Duysens. 2009. A new method to normalize plantar

pressure measurements for foot size and foot progression angle. Journal of Biomechanics 42 (1):87-

90.

Magalhães, Eduardo. 2007. Efeito do uso de palmilhas no tratamento de pés reumatóides, Faculdade de

Ciências Médias da Universidade Estadual de Campinas, Campinas.

McCulloch, Mr Ron. 2011. The London Podiatry Center 2009 [cited 02/06 2011].

Monteiro, M., R. Gabriel, J. Aranha, M. Neves e Castro, M. Sousa, and M. Moreira. 2010. Influence of

obesity and sarcopenic obesity on plantar pressure of postmenopausal women. Clinical

Biomechanics 25 (5):461-467.

Nazario, Patrik, João Santos, and Aluísio Avila. 2010. Comparação da distribuição de pressão plantar em

sujeitos com pés normais e com pés planos durante a marcha. Revista brasileira cineantropom.

desempenho humano.

Orlin, Margo, and Thomas McPoil. 2000. Plantar Pressure Assessment. Physical Therapy 80.

Praet, Stephan, and Jan Willem Louwerens. 2003. The Influence of Shoe Design on Plantar Pressures in

Neuropathic Feet. Diabetes Care 26.

Putti, A., G. Arnold, L. Cochrane, and R. Abboud. 2008. Normal pressure values and repeatability of the

Emed® ST4 system. Gait & Posture 27 (3):501-505.


34

Putti, A. B., G. P. Arnold, and R. J. Abboud. 2010. Foot pressure differences in men and women. Foot and

Ankle Surgery 16 (1):21-24.

Ramanathan, A. K., P. Kiran, G. P. Arnold, W. Wang, and R. J. Abboud. 2010. Repeatability of the Pedar-X®

in-shoe pressure measuring system. Foot and Ankle Surgery 16 (2):70-73.

Sandoval, Renato Alves, Maise de Lara Neves, and Mariângela Fachinello. Fisioterapia na prevenção do pé

diabético: um relato de caso 2007. Available from http://www.efdeportes.com/efd111/prevencao-do-

pe-diabetico.htm.

Santos, João Otacilio Libardoni dos. 2008. Aspectos cinemáticos e cinéticos do movimento de eversão do

calcanhar durante a marcha, Ciências do departamento humano, Universidade de Estado de Santa

Catarina, Florianópolis, Brazil.

Schuh, Reinhard, Jochen Gerhard Hofstaetter, Stefan Gerhard Hofstaetter, Samual B. Adams Jr, Karl-Heinz

Kristen, and Hans-Joerg Trnka. 2011. Plantar pressure distribution after tibiotalar arthrodesis.

Clinical Biomechanics In Press, Corrected Proof.

Seitz, Peter. 2011. Novel.de 2008 [cited 02/04/2010 2011]. Available from

http://novel.de/novelcontent/software/emed/emedd.

Teh, E., L. Teng, R. Acharyau, T. Ha, E. Goh, and L. Min. 2006. Static and frequency domain analysis of

plantar pressure distribution in obese and non-obese subjects☆. Journal of Bodywork and

Movement Therapies 10 (2):127-133.

Thiesen, Tatiana, and Alberto Sumiya. 2011. Equilíbrio e arco plantar no balé clássico. ConScientiae Saúde

10:138-142.

Wikipedia. 2011. Esclerose múltipla 2011 [cited 12/06 2011]. Available from

http://pt.wikipedia.org/wiki/Esclerose_m%C3%BAltipla.

.

. .

.

http://www.efdeportes.com/efd111/prevencao-do-pe-diabetico.htm

http://www.efdeportes.com/efd111/prevencao-do-pe-diabetico.htm

http://novel.de/novelcontent/software/emed/emedd

http://pt.wikipedia.org/wiki/Esclerose_m%C3%BAltipla

Análise da Pressão Plantar para fins de...

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