The Influence of the Shoe over the Medial Foot Arch and the Lower Limbs Kinematics in Toddlers.

Objective To evaluate the biomechanical behavior of the medial longitudinal arch (MLA) of the foot and the kinematic parameters of the lower limbs with biomimetic footwear (BF) and non-biomimetic (NB1, NB2, NB3 and NB4) footwear in children at the beginning of the gait acquisition phase. Methods Four toddlers were evaluated at the beginning of the gait acquisition phase under the following conditions: walking barefoot, ambulation with BF and NB1, NB2, NB3 and NB4 footwear in hard floor. BF is described as biomimetic because of its property of emulating natural and irregular floors through a dynamic internal insole. The MLA and kinematics of the hip, knee, and ankle during gait were evaluated by three-dimensional motion analysis system. The similarity between the kinematic curves of barefoot and footwear conditions was analyzed by root mean square error (RMSE). Results The use of BF presented the highest magnitude of MLA and the greatest difference in relation to barefoot condition (higher RMSE). The BF showed less difference in the kinematics of the knee and ankle joints during gait when compared to barefoot condition (lower RMSE). NB2 footwear presented hip kinematics more similar to barefoot condition (lower RMSE). Conclusion Biomimetics footwear and NB2 shoes (both with wider forefoot region) generated smaller differences in lower limbs compared to barefoot. In addition, the MLA was higher in the BF, probably because different design from other shoes.

The Influence of the Shoe over the Medial Foot Arch and the Lower Limbs Kinematics in Toddlers / A influência de calçados no arco longitudinal medial do pé e na cinemática dos membros inferiores de crianças no início da fase de aquisição de marcha

Abstract Objective To evaluate the biomechanical behavior of the medial longitudinal arch (MLA) of the foot and the kinematic parameters of the lower limbs with biomimetic footwear (BF) and non-biomimetic (NB1, NB2, NB3 and NB4) footwear in children at the beginning of the gait acquisition phase. Methods Four toddlers were evaluated at the beginning of the gait acquisition phase under the following conditions: walking barefoot, ambulation with BF and NB1, NB2, NB3 and NB4 footwear in hard floor. BF is described as biomimetic because of its property of emulating natural and irregular floors through a dynamic internal insole. The MLA and kinematics of the hip, knee, and ankle during gait were evaluated by three-dimensional motion analysis system. The similarity between the kinematic curves of barefoot and footwear conditions was analyzed by root mean square error (RMSE). Results The use of BF presented the highest magnitude of MLA and the greatest difference in relation to barefoot condition (higher RMSE). The BF showed less difference in the kinematics of the knee and ankle joints during gait when compared to barefoot condition (lower RMSE). NB2 footwear presented hip kinematics more similar to barefoot condition (lower RMSE). Conclusion Biomimetics footwear and NB2 shoes (both with wider forefoot region) generated smaller differences in lower limbs compared to barefoot. In addition, the MLA was higher in the BF, probably because different design from other shoes.

Resumo Objetivo Avaliar o comportamento do arco longitudinal medial do pé (ALM) e os parâmetros cinemáticos dos membros inferiores durante a deambulação com calçados biomiméticos (CBs) e não biomiméticos (NB1, NB2, NB3 e NB4) em crianças no início da fase de aquisição da marcha. Métodos Foram avaliadas quatro crianças no início da fase de aquisição da marcha nas seguintes condições: andar descalço, andar com CBs e calçados NB1, NB2, NB3 e NB4 em solo plano. O calçado biomimético é descrito como biomimético por emular pisos naturais e irregulares por meio de uma palmilha interna dinâmica. O ALM e a cinemática do quadril, joelho e tornozelo durante a marcha foram avaliados por meio de sistema de análise do movimento tridimensional. A similaridade entre as curvas cinemáticas das condições descalça e com calçado foi analisada por meio do cálculo de root mean square error (RMSE). Resultados O CB foi o que apresentou maior magnitude do ALM e maior diferença do ALM em relação à condição descalça (maior RMSE). O CB apresentou ainda menor diferença na cinemática das articulações do joelho e tornozelo durante a marcha quando comparado à condição descalça (menor RMSE). O calçado NB2 apresentou a cinemática do quadril mais semelhante à condição descalça (menor RMSE). Conclusão Os calçados CB e NB2 que apresentam a região do antepé mais larga geraram menores diferenças na cinemática dos membros inferiores. Além disso, o ALM foi maior no CB provavelmente devido a seu design ser diferente daquele dos demais calçados.

Hip passive stiffness is associated with midfoot passive stiffness.

BACKGROUND: Hip motion in the transverse plane is coupled with foot motion in the frontal plane during closed kinematic activities, such as gait. Considering that movement patterns and bone alignment might influence passive mechanical properties of joints in the long term, it is possible that hip passive stiffness and foot complex stiffness and alignment are related to each other. OBJECTIVES: To investigate whether hip passive stiffness, midfoot passive stiffness and shank-forefoot alignment are related to each other. METHOD: Thirty healthy adult individuals with a mean age of 25.4 years participated (18 women and 12 men). The Foot Torsimeter was used to measure midfoot stiffness, and hip stiffness and foot alignment were measured using clinical measures. Pearson and Spearman correlation coefficients were calculated to test the associations between each pair of variables, with α = 0.05. RESULTS: Hip stiffness was positively correlated with midfoot absolute stiffness (r = 0.41, p = 0.02), indicating that increased hip stiffness is associated with increased midfoot stiffness. There were no associations between shank-forefoot alignment and the other variables. CONCLUSIONS: In clinical settings, individuals with reduced hip passive stiffness may also have reduced midfoot passive stiffness, and vice versa. Shank-forefoot alignment is not linearly associated with hip or midfoot passive stiffness.

Efeito dos exercícios de fortalecimento e alongamento sobre a rigidez tecidual passiva / Effect of strength and stretching training on tissue passive stiffness

INTRODUÇÃO: Níveis excessivos ou reduzidos de rigidez passiva dos músculos, tendões, ligamentos e fáscias podem estar relacionados à ocorrência de disfunções de movimento e ao desenvolvimento de lesões musculoesqueléticas. O tratamento dessas condições comumente envolve a aplicação de técnicas voltadas para alterar a rigidez, tais como fortalecimento ou alongamento. OBJETIVO: Realizar uma revisão crítica da literatura para investigar os efeitos de exercícios de fortalecimento e alongamento sobre a rigidez tecidual passiva. MATERIAIS E MÉTODOS: Foi realizada consulta aos bancos de dados Medline, Scielo, Lilacs e PEDro. Foram incluídos estudos experimentais realizados em animais ou humanos, sem limite de data. RESULTADOS: Foram selecionados 20 estudos que investigaram o efeito do fortalecimento sobre a rigidez passiva e 13 que pesquisaram o efeito de programas de alongamento sobre a rigidez passiva. CONCLUSÃO: Os estudos sugerem que exercícios de fortalecimento de alta intensidade são capazes de aumentar os níveis de rigidez tecidual tanto em animais quanto em humanos. O aumento da área de secção transversa e modificações na composição dos tecidos são alguns dos mecanismos responsáveis por esse aumento. Em relação ao fortalecimento muscular em posição alongada e ao fortalecimento excêntrico em toda amplitude com carga moderada, os resultados são insuficientes para afirmar sobre o real efeito dessas técnicas em reduzir os níveis de rigidez. Por fim, programas de alongamento estático ou do tipo contrai-relaxa parecem reduzir a rigidez tecidual quando realizados por meio de protocolos de longa duração e/ou alta frequência.

INTRODUCTION: High or low levels of passive stiffness of muscles, tendons, ligaments and fascia can be related to the occurrence of movement dysfunctions and to the development of musculoskeletal injuries. The treatment of these conditions often involves the use of techniques to modify stiffness, such as strengthening or stretching. OBJECTIVE: To conduct a critical review in order to investigate the effects of strength and stretching exercises on tissue passive stiffness. MATERIALS AND METHODS: A literature research was performed with the Medline, Scielo, Lilacs and PEDro. Experimental studies carried out in animals and humans, without data limit, were included in this research. RESULTS: Twenty studies about the effect of strength training on passive stiffness and 13 studies about the effect of stretching exercises on passive stiffness were selected. CONCLUSION: The studies suggest that strength exercises of high intensity are capable to increase the levels of tissue stiffness in animals and humans. The increase in cross-sectional area and changes in tissue composition are some of the mechanisms responsible to this enhance. Regarding the muscle strengthening in lengthen position and the eccentric strengthening in the whole range of motion with moderate load, the results are insufficient to confirm the real effects of these techniques in reducing the stiffness levels. Finally, static or contract-relax stretching programs seem to decrease tissue stiffness when performed through protocols of long duration and/or high frequency.

Pronação excessiva e varismos de pé e perna: relação com o desenvolvimento de patologias músculo-esqueléticas: revisão de literatura / Excessive pronation and varus alignment of foot and shank: relationship with development of musculoskeletal pathologies: literature review

A literatura propõe mecanismos biomecânicos que relacionam a pronação subtalar excessiva ao desenvolvimento de diversas patologias músculo-esqueléticas. A presença dos desalinhamentos anatômicos antepé varo, retropé varo e tíbia vara pode levar à ocorrência da pronação subtalar excessiva. Entretanto, não existe um consenso sobre a contribuição do padrão de movimento e da presença desses desalinhamentos para o desenvolvimento de patologias. O objetivo deste estudo foi realizar uma revisão da literatura para investigar a influência de varismos aumentados de antepé, retropé e tíbia e da pronação subtalar excessiva no surgimento de patologias músculo-esqueléticas. Foi realizada uma pesquisa bibliográfica sistematizada nas bases Medline, ISI – Web of Science, Lilacs e SciELO, tendo sido selecionados 13 estudos analíticos. Do total de 13 estudos, 10 encontraram associação de patologias no membro inferior com um ou mais dos desalinhamentos anatômicos analisados ou com um ou mais parâmetros cinemáticos relacionadas à pronação subtalar excessiva. A análise dos estudos sugere que a pronação subtalar excessiva e/ou a presença de desalinhamentos que podem levar a esse padrão de movimento são possíveis fatores de risco para o desenvolvimento de patologias músculo-esqueléticas no membro inferior.

The literature proposes biomechanical mechanisms that link excessive subtalar joint pronation to the development of several musculoskeletal pathologies. The presence of forefoot varus, rearfoot varus and tibiofibular varum can lead to the occurrence of excessive subtalar pronation. However, there is no consensus about the contribution of the movement pattern and/or the presence of these anatomical misalignments to the development of pathologies. The aim of the present study was to conduct a literature review in order to investigate the influence of increased varus alignment of forefoot, rearfoot and shank and of excessive subtalar pronation on the development of musculoskeletal pathologies. A systematic literature search was performed in the databases Medline, ISI – Web of Science, Lilacs and SciELO, and 13 analytic studies were selected. Ten studies found significant associations of lower-limb musculoskeletal pathologies with one or more of the anatomical misalignments analyzed or with one or more kinematic parameters related to excessive subtalar pronation. The analysis of the studies suggests that excessive pronation and/or the presence of these anatomical misalagniments should be regarded as possible risk factors for the development of musculoskeletal pathologies in the lower limb.

Eficácia do uso de palmilhas biomecânicas para a correção cinemática do padrão de pronação excessiva da articulação subtalar / Efficacy of using biomechanical insoles to correct the excessive subtalar pronation pattern

A presença do padrão de pronação excessiva da articulação subtalar (PPEAS) tem sido relacionada com o desenvolvimento de patologias ortopédicas nos membros inferiores. As palmilhas biomecânicas são frequentemente utilizadas com o objetivo de corrigir esse padrão. Entretanto, não existe um consenso sobre a eficácia dessas palmilhas para esse fim. O objetivo do estudo foi realizar uma revisão sistemática da literatura sobre a eficácia de palmilhas biomecânicas para corrigir parâmetros cinemáticos do PPEAS. Para a avaliação da qualidade das evidências utilizou-se a escala PEDro. 86 por cento das modificações cinemáticas alcançadas com o uso das palmilhas, nos estudos incluídos, foram a favor da correção do PPEAS e apenas 14 por cento pioraram esse padrão. Isso sugere que as palmilhas são eficazes para corrigir algumas das disfunções relacionadas ao PPEAS e quea correção desse padrão pode depender da associação do uso dessas órteses com a modificação de outras disfunções apresentadas porum paciente.

The presence of excessive subtalar pronation pattern (ESPP)has been related to the development of orthopedic pathologies inthe lower limbs. Biomechanical insoles are frequently used in anattempt to correct this pattern. However, there is no consensus aboutthe insoles’ effi cacy for this purpose. Th e aim of this study was tosystematically review the literature about the biomechanical insoles efficacy in correcting the kinematics parameters of the ESPP. The PEDro scale was used to assess the quality of the evidence. 86 percent of the kinematic changes achieved with the use of insoles were in favorof the correction of the ESPP and only 14 percent worsened this pattern. This suggests that the use of biomechanical insoles is efficacious for correcting some of the dysfunctions related to ESPP and this correction might depend on the association with therapeutic modifications of other dysfunctions shown by the patient.