”Jämförelse av fotens kinematik med dorsalextensionsskena av kolfiber med och utan splittat fotblad”

”Jämförelse av fotens kinematik med

dorsalextensionsskena av kolfiber med och utan

splittat fotblad”

” Comparison of kinematics of the foot when using

dorsi extension orthosis made by carbon fiber with

and without split foot blade

”

HUVUDOMRÅDE: Ortopedteknik

FÖRFATTARE: Linnea Skånberg & Filippa Ring HANDLEDARE:David Rusaw

Sammanfattning

Dorsalextensionsskena, DES av kolfiberarmerad epoxi är ett vanligt förekommande hjälpmedel som förskrivs till personer med patologier som medför neuromuskulära eller muskeloskeletala

nedsättningar. Kliniskt arbetande Ortopedingenjörer har fått indikationer på att DES upplevs instabil på ojämna underlag. Därför har en ny funktion på DES framtagits med splittat fotblad. Som en eventuell början på fler studier inom detta området som saknar tidigare evidens genomfördes detta examensarbete av två Ortopedingenjörsstudenter.

Tio friska deltagare rekryterades och analyserades i ett gånglaboratorium med

kamerarörelseanalyssystem för att mäta ankelvinkeln i frontalplan. För att simulera ojämnt underlag användes en ramp på gångsträckan med 15 graders inversion- eller eversionslutning. Efter

gångsessionen svarade deltagarna på ett frågeformulär gällande upplevelsen av de olika ortoserna. Generellt låg de uppmätta vinklarna vid användning av ortos med splittat fotblad närmare

referensvinklarna uppmätta utan ortos, jämfört med ortosen med helt fotblad.

Den nya DES-interventionen med splittat fotblad genererar en skillnad i fotens kinematik i

frontalplan. Vad detta innebär i praktiken går i nuläget inte att fastställa mer än att detta skulle kunna vara en möjlig utveckling av ett mycket vanligt gånghjälpmedel.

Summary

Dorsi Extension Orthosis, DES, is a commonly prescribed aid for persons with pathologies that result in neuromuscular impairment. Orthopedic engineers have received indications that DES feels

unstable on uneven surfaces in coronal plane and therefore a new design of DES has been constructed with a split foot blade. In the absence of evidence in the field this thesis was carried out by two

orthopedic engineering students.

Ten healthy persons participated in the study. They walked in a gait laboratory with a camera movement analysis system. On the walkway there was an obstacle that was leaning 15 degrees in either inversion or eversion. In addition to kinematic data collection, participants also answered a questionnaire concerning their experience of the two different orthoses. The angle of the right ankle in the coronal plane was measured. In general, the orthosis with spilt foot blade was similar to the reference value to a greater extent than the orthosis without split foot blade.

The new DES intervention with split foot blade generated a difference in kinematics. What these outcomes results in practically is hard to say, more studies are needed for further development of a common walking aid.

Innehållsförteckning

Sammanfattning ... 2

Summary ... 3

1 Inledning ... 6

2 Bakgrund ... 7

2.1 Ankel fot ortos ... 7

2.2 Problembeskrivning ... 7

2.3 Dynamisk stabilitet och balans ... 8

2.4 Fotens anatomi ... 9

2.5 Framfotsrörelse ... 10

2.6 Normal gång ... 10

2.7 Gång med DES ... 11

2.8 Material- och metodval ... 11

2.9 Upplevelseformulär ... 15

2.10 Deltagarpopulation ... 15

3 Syfte ... 16

3.1 Hypoteser ... 16

4 Material och Metod ... 17

4.1 Case series ... 17 4.2 Urval ... 17 4.3 Datainsamling ... 17 4.4 Dataanalys ... 19 4.5 Etiska överväganden ... 19 5 Resultat ... 20 5.1 Demografi ... 20 5.2 Kinematik ... 21 5.3 Upplevelseformulär ... 24 6 Diskussion ... 25 6.1 Metoddiskussion ... 25 6.2 Resultatdiskussion ... 26 6.3 Begränsningar ... 28 6.4 Klinisk relevans ... 29 6.5 Framtida studier ... 29 7 Slutsatser ... 30 8 Författarnas tack ... 30

9 Referenser ... 31

Bilaga 1 ... 35

Information till deltagare ... 35

Bilaga 2 ... 36 Informerat samtycke ... 36 Bilaga 3 ... 37 Frågeformulär hälsotillstånd ... 37 Bilaga 4 ... 38 Upplevelseformulär ... 38 Bilaga 5 ... 39 Markörsmodell ... 39

1 Inledning

Förskrivning av en ortos en är essentiell bit av en större rehabiliteringsprocess som ämnar att förbättra en patients funktion och främja delaktighet i aktivitet för förbättrad livsaktivitet (Yamane, 2019). För att ordinera rätt typ av hjälpmedel samt lyckas anpassa hjälpmedel till patientens behov är det viktigt att konstatera vad i vardagen som begränsar patienten och hitta en lösning till problemet (Uustal, 2008). Detta examensarbete är skrivet av två Ortopedingenjörsstudenter och undersöker en ny typ av dorsalextensionsskena, DES, av kolfiberarmerad epoxi med splittat fotblad. Det innebär att fotbladet är uppdelat medio-lateralt distalt från mellan MTP 1 och 2, längsmed bladet i fotens riktning till proximalt ortogonalt med apex på laterala malleolen. Den nya interventionen jämförs med samma typ av ortos med helt fotblad.

Studiens frågeställning fokuserar på om interventionen genererar skillnad i främre fotens kinematik i gångcykelns stödfas på ojämnt underlag jämfört med det konventionella hela fotbladet. Mätningar på testpersonerna utan ortos användes som referensvärde. Genom instrumenterad gånganalys, med hjälp av ett kamerarörelseanalyssystem för att fånga kinematiken jämfördes framfotens inversion- och eversionsrörelser. För att få en uppfattning av testdeltagarnas upplevelser och eventuella upplevda skillnader av de olika interventionerna fick de efter gånganalysen svara på ett upplevelseformulär. Denna studie genomfördes som en eventuell början på att se om det finns behov av fler studier inom området som i förlängningen skulle kunna innebära att hjälpmedlets adaption till underlaget förbättras och att DES-användare således upplever bättre balans och stabilitet vid gång på ojämna underlag. Interventionen har inspirerats av split-fot-funktionen på protesfötter som blivit allt vanligare och ökar i popularitet på marknaden.

2 Bakgrund

2.1 Ankel fot ortos

Ankel fot ortos, AFO definieras enligt International Organization for Standardization, ISO 8549-3:1989 som ”en ortos som omger fotleden och hela eller delar av foten” (International Organization for Standardization, 1989). Denna breda definition innefattar ett stort utbud av hjälpmedel med varierande konstruktion och design som kan vara tillverkade av många olika material. Allt från flexibla elastiska stöd till styva plast- eller kolfiberkonstruktioner. Ortosernas funktion varierar från allt mellan att hålla foten i en viss statisk position i vila till att stödja vid idrottsutövande som innebär stora påfrestande krafter. I detta examensarbete undersöks AFO som används i syfte av

gånghjälpmedel. AFO som är ämnad för gång förskrivs och används vanligtvis för patologiska tillstånd som påverkar ledstabilitet, positionering och tryckfördelning (Lusardi, 2013). Dessa patologiska tillstånd leder till neuromuskulära eller muskeloskeletala nedsättningar till följd av exempelvis stroke (Abe, Michimata, Sugawara, Sugaya, & Izumi, 2009; Sarah F. Tyson & Kent, 2013), cerebral pares (Brehm, Harlaar, & Schwartz, 2008) och multipel skleros (Cattaneo, Marazzini, Crippa, & Cardini, 2002). AFO har visats påverka gångförmågans temporospatiala variabler positivt (Abe et al., 2009; de Wit, Buurke, Nijlant, Ijzerman, & Hermens, 2004; Wang, Lin, Lee, & Yang, 2007), ankel, knä och höftledens kinematik och kinetik i gång (Fatone, Gard, & Malas, 2009; Lucareli, Lima, Lucarelli, & Lima, 2007), samt ökad energieffektivitet i gång (Danielsson & Sunnerhagen, 2004; S. F. Tyson & Thornton, 2001). Materialval och design mellan de olika typer av AFO skiljer sig men har som huvudsaklig funktion att justera ankelns ledrörlighet för att främja att patienten får en så funktionell gång som möjligt genom gångcykelns olika faser.

AFO är indelat i två huvudkategorier, statisk och dynamisk (Lusardi, 2013). Den statiska AFO låser ankeln i alla tre plan till skillnad från den dynamiska som tillåter viss rörelse i sagittalplan. Med målet att ge precis tillräcklig extern stöttning för stabilitet i stödfas och fri svingfas (Lusardi, 2013).

Således ska hjälpmedlet störa framåtdrivningen så lite som möjligt under gång (Michael, 2008).Det finns många varianter på design av dynamiska AFO. För att tydliggöra att denna studie fokuserar på funktionen av interventionen med splittat fotblad och inte på någon specifik dynamisk AFO-design kommer interventionen vidare kallas dorsalextensionsskena, DES. I denna studie undersöks DES av kolfiberarmerad epoxi för att det är ett vanligt förekommande materialval för denna typ av

gånghjälpmedel för aktiva personer.

DES finns i olika utformningar med gemensam faktor att de assisterar dorsalflexion och ger stabilitet för inversion och eversion av ankeln. Förskrivning av detta hjälpmedel sker till patienter med nedsatt dorsalflexion, bra pronations-, supinationsstabilitet och knästabilitet och nedsatt eller moderat allmän stabilitet (Tate et al., 2012). DES består av ett fotblad, samt en kåpa som sitter anteriort eller

posteriort på underbenet med en ”fjäder” som kopplar dessa två delar samman. Dessa ortoser tillverkas ofta i kolfiberarmerad epoxi som är ett allt mer vanligt förekommande material inom hela hjälpmedelsbranschen då det jämfört med termoplast har bättre mekaniska egenskaper, det vill säga är mer hållfast och styvt i förhållande till sin vikt (R. Lunsford & Contoyannis, 2019). Kolfiberarmerad epoxi har även bättre energiåtergivning och är mer motståndskraftig mot deformation och

rekommenderas därmed som materialval av DES till vuxna aktiva dropp-fots patienter (Kerr, Moyes, Arnold, & Drew, 2011).

2.2 Problembeskrivning

Från kliniker har de ortopedingenjörsstudenter som gjort denna studie fått indikationer på att patienter upplever försämring av balans vid användning av DES på ojämna underlag. Såsom att gå i skog och på stenar jämfört med att gå på plana underlag. Med anledning av att DES förskrivs till personer som redan har nedsatt balans till följd av patologi är denna grupps kapacitet att gå utan att falla nedsatt (Ambrose, Paul, & Hausdorff, 2013; Balaban & Tok, 2014; Muir, Berg, Chesworth, Klar, & Speechley, 2010; Who, 2007). Förutom de riskfaktorer för fall som dessa individer redan har ökar risken ytterligare vid upplevd känsla av instabilitet och risk för att falla. Tidigare studier har visat att rädsla för att falla är kopplat till förhöjd fallrisk och försämrad livskvalitet (Bjerk, Brovold, Skelton, & Bergland, 2018) såväl som lägre aktivitetsnivå (Lundin Olsson, 2011). Alltså skulle den upplevda försämringen av balans på ojämna underlag som dessa patienter uttryckt troligen kunna resultera i att dessa individer undviker situationer som innebär gång i denna typ av terräng med risk för att falla. Målet vid förskrivning av hjälpmedel är att undanröja hinder för full delaktighet (Socialstyrelsen,

2016). Skulle detta upplevda problem minskas i så stor mån det går skulle således fler hinder för delaktighet undanröjas och därför är det intressant att undersöka denna nya intervention som en möjlighet till förbättring för en stor grupp ortosbrukare.

Ortosbrukare är inte den enda patientgruppen som har svårighet att gå på ojämna underlag. Samma problematik har uppmärksammats hos nedre extremitets protesbrukare. En del av utvecklingen i detta område har gjort att det på marknaden idag finns flertalet protesfötter med så kallad ”split-toe”. Dessa marknadsförs med argument om att de likt en frisk fot kan anpassa sig efter olika underlag. I brist på tidigare forskning som kan styrka behov eller ett icke-behov av en mer underlagsadaptiv DES har författarna av denna studie sökt evidens för protesfötter med split-toe funktion, som blivit så vanlig att alla större tillverkare har dem i sitt sortiment. Tyvärr finns här en lucka i forskningen och trots att denna typ av protesfötter ökar i popularitet är evidensen låg. I mailkonversation med Christoffer Lindhe, trippelamputerad och grundare av Lindhe Xtend angående utvecklingen av ”split-toe funktion” skriver han:

”Tyvärr finns det väldigt lite forskning på just detta ämne. Så mycket av grundtankarna kommer ifrån egna och andra amputerades upplevelser att gå med protes utomhus där för en amputerad alla underlag är ojämna vilket leder till instabilare upplevelse av protesen… Jag är dessutom övertygad om att samma problematik finns bland ortosanvändare” (Lindhe, 9/1-2020). Trots bristen på evidens tyder sammansatt information på att det finnas ett behov av en mer underlagsadaptiv DES som underlättar gång på ojämnt underlag.

2.3 Dynamisk stabilitet och balans

Eftersom den nya interventionen syftar till att lösa stabilitetsproblematik i dynamiska situationer är det nödvändigt med baskunskaper inom ämnet stabilitet och balans. Ett vanligt sätt att biomekaniskt beskriva balans är patientens förmåga att bibehålla sin tyngdpunkt inom supportytan, ”Base of Support” (Horak, 2006; Yim-Chiplis & Talbot, 2000). Dynamisk stabilitet kan beskrivas som förmågan att kontrollera sin tyngdpunkt under dynamiska situationer, så som att promenera (Ramstrand & Ramstrand, 2010). Balansförmågan vid gång är ett komplext samarbete mellan flera neuromuskeloskeletala funktioner som kognition, motorik och proprioception (Li, Francisco, & Zhou, 2018; Yim-Chiplis & Talbot, 2000). För att bibehålla god balans under gång, inte minst vid

störningsförhållanden som vid till exempel ojämn terräng. Är reaktionsförmåga, sensorisk feedback och motorisk gångadaption kritiska för att justera kroppens tyngdpunkt i relation till support-ytan (Aminiaghdam, Müller, & Blickhan, 2018). Den viktigaste biomekaniska begränsningen gällande balans är storlek- och kvalitet av basytan, vilket utgörs av fötterna (Horak, 2006). Bara en liten begränsning gällande fötternas styrka, rörelseomfång, smärta eller kontrollförmåga påverkar balansen (Horak, 2006). Givet det faktum att DES begränsar rörelse i ett eller flera kardinalplan samt motorisk adaption i form av muskelstyrka och rörelseomfång. Som är en väsentlig del för att bibehålla

dynamisk stabilitet finns det anledning och grund för att undersöka denna nya interventions påverkan på just adaption till underlag vilket i sin tur kan påverka individens dynamiska stabilitet.

Utvecklingsbehovet av DES stärks ytterligare vid koppling till balansresonemang och den populationen som faktiskt använder hjälpmedlet. Och ett steg ytterligare om denna population placeras på ojämnt underlag med hjälpmedlet. DES förskrivs till personer med nedsatta muskeloskeletala- och neuromuskulära funktioner (Lusardi, 2013) och därav är en av denna populations största konsekvenser av sin patologi nedsatt balansförmåga. Det ofta sedda

gångmönstren hos denna population är försök att uppnå bättre stabilitet. Sådana gångmönster kan vara minskad hastighet och bredare stegvidd (Jacquelin Perry & Judith M. Burnfield, 2010b). Nedsatt hastighet är en konsekvens av nedsatt stabilitet och eventuellt går sambandet även åt andra hållet, att nedsatt hastighet resulterar i nedsatt stabilitet. Gånghastighetens påverkan på stabilitet är en debatt som pågått en längre tid i litteraturen (IJmker, 2015) och det finns en risk att nedsatt gånghastighet faktiskt bidrar till ökade balanspåfrestningar.

Bredare stegvidd är ett effektivt sätt att öka individens supportyta vilket gör att kroppens tyngdpunkt kan röra sig i ett större område utan att sätta personen ur balans. Sidoförflyttning av foten

kontrolleras av höft ab-/adduktorer som även bidrar till den medio-lateral bålstabiliteten (Owings & Grabiner, 2004). För äldre personer har det visats att minskad steg-bredds-kontroll och ökad stegbredd karaktäriserade personer som har ökad risk för fall (Owings & Grabiner, 2004). Personer med neuromuskulära- och muskeloskeletala nedsättningar följt av muskelsvaghet och ökad stegvidd

är därför typiska riskpersoner för fall och därför bör dessa individers hjälpmedel hjälpa till att öka balansen i så stor utsträckning det går och är därför en viktig aspekt i hjälpmedelsutvecklingen.

Förhållanden som framkallar instabilitet kräver att det neuromuskulära systemet kontinuerligt gör förändringar för att motverka instabiliteten för att inte mista balansen (Blair, Lake, Ding, & Sterzing, 2018).Vid gång på ojämna underlag har det visats att ökad variation i lägre extremitetskinematik och muskelaktivitet är evident (Blair et al., 2018). Forskning har visat att variation i kinematik och muskelaktivitet minskar vid ökad gånghastighet och där med antas att lägre gånghastigheter ställer mer utmanande krav på individens muskeloskeletala förmågor (Blair et al., 2018). Tidigare studier har visat att neuromuskulär kontroll är mest nödvändig för att kontrollera balansen i sidled, alltså medio-lateral riktning. I progressionsriktningen kan balanskontrollen till stor del manövreras passivt (Bauby & Kuo, 2000). Tanken med den nya interventionen med splittat fotblad är att förbättra balansen i just medio-lateral riktning. Kinematiska data i frontalplan är således väsentligt att mäta och analysera för att kunna utvärdera om den nya interventionen kan göra skillnad för att minska balanssvårigheter. Extra viktigt blir detta då det berör en grupp som tydligt är i behov av hjälpmedel som hjälper till med balansen, i samtliga miljöer brukaren önskar att vistas i.

2.4 Fotens anatomi

I och med att huvudsyftet med den nya interventionen är att foten ska kunna anpassa sig till ojämnt underlag med efterföljande konsekvenser är det viktigt att förstå fotens anatomiska uppbyggnad. Foten är en komplex struktur vars funktion bland annat är att absorbera och stabilisera kroppsvikten samt driva kroppen framåt. Interaktionen mellan skelettet, leder, ligament och dynamisk

muskelkontroll samarbetar för att uppnå dessa mål (Cael, 2010). På grund av fotens essentiella roll i gång och aktivitet kan ett litet fel bland fotens komponenter få stora konsekvenser och leda till att individen minskar sin allmänna fysiska aktivitet. Förståelse för relationen mellan de olika

komponenterna i foten är väsentligt vid hjälpmedelsförsörjning med syftet att eftersträva normal funktion (N. Mojica & S. Early, 2019).

Foten består av 28 ben som brukar delas in i tre funktionella komponenter: bakfot, mellanfot och framfot (Nole, S. Kowalsky, C. Garbalosa, Pollard, & Thompson, 2013). Vid diskussion av mellan- och framfot kan även foten delas in axiellt i tre kolumner baserat på den relativa rörelsen mot

tarsometatarsalleden (N. Mojica & S. Early, 2019). Mellan skelettkomponenterna vid interaktionsytan finns leder. Totalt har foten 34 leder som tillsammans, mer eller mindre utgör fotens rörelseomfång. De leder som framförallt samverkar för att fotens rörelse ska fungera så funktionellt som möjligt är från proximalt till distalt sett talocrural-, subtalar-, midtarsal-, tarsometatarsal samt

metatarsophalangealederna (N. Mojica & S. Early, 2019). Tillsammans möjliggör de plantar- och dorsalflektion, adduktion, abduktion, inversion, eversion, pronation, supination och rotation av foten (N. Mojica & S. Early, 2019). Det som gör att fotens rörelse är komplex är att det finns flera

rotationsaxlar som inte sammanfaller med något av kroppens kardinalplan (frontal-, sagittal-, transversalplanet) utan är en blandning av samtliga och kan därför beskrivas som en multiaxiell rörelse som genereras i samtliga av de tre kardinalplanen (Lin, Sabharwal, & Bibbo, 2000).

Rotationsaxlarnas vinklar i förhållande till rummet ändras konstant under hela fotens rörelseomfång (N. Mojica & S. Early, 2019). När foten går mot plantarflektion ackompanjeras det med inversion. Och tvärtom går foten mot eversion samtidigt som den dorsalflekteras (Jacquelin Perry & Judith M. Burnfield, 2010a). I och med att den vanliga interventionen med DES framförallt bara tillåter viss rörelse i sagittalplan, som inte sammanfaller med fotens rörelseplan kan den inskränka fotens rörelser oönskat ta bort rörelsefunktioner som finns för att främja balansen. Ett mer följsamt fotblad skulle eventuellt kunna göra att färre av dessa oönskade inskränkningar sker.

I detta examensarbete undersöks foten i gångcykelns stödfas, alltså i belastat läge. Fotens

rörelsemönster skiljer sig i belastat och icke-belastat läge där belastat förhållande kallas för ”closed chain movement” (N. Mojica & S. Early, 2019). I ”closed chain movement” låses tibia mot talus och hela underbenet påverkas av fotens rörelse. När foten rör sig mot supination inverterar calcaneus, talus och underbenet utåtroteras vilket får knäet att flekteras lätt. Lederna i midtarsalleden följer subtalarleden in i inversion. Midtarsalledens rotationsaxlar blir allt mer icke-parallella och leden låses. När hela foten istället ställs i pronation kan motsatta rörelser observeras. Calcaneus everterar, talus och underbenet inåtroteras och knäleden extenderas. Midtarsalleden följer subtalarleden i eversion, dess rotationsaxlar blir mer parallella och leden öppnas upp och blir rörlig (N. Mojica & S. Early, 2019). Dessa rörelser är en förutsättning för att bibehålla ett optimalt gångmönster samt

stabilitet (N. Mojica & S. Early, 2019). Den nya interventionen kan eventuellt ge bättre förutsättningar att bibehålla detta komplexa rörelsemönster eftersom foten kan få möjlighet att röra sig i fler än ett plan.

2.5 Framfotsrörelse

Fotens anatomi och rörelseförmåga med avseende på den nya interventionen DES med splittat fotblad nämns i denna studie som att interventionen ska öka möjligheten till inversion och eversion av foten. Eftersom inversion och eversion är en rörelse som främst sker i subtalarleden, där splittens

rörelseomfång inte kan tas ut ordentligt bör tankegångarna till uttryckandet beskrivas närmare. Vid inversion och eversion av subtalarleden påverkas hela distala delen av foten. Utöver att strukturerna bara ”hänger med” kan de distala lederna addera extra extension eller flektion vilket resulterar i större inversion- eller eversionsrörelse. Ett exempel på hur rörelserna hänger ihop kan vara vid gång i utomhusmiljö när fotsulan träffar en sten. Om stenen träffar under den mediala delen av framfoten kommer primärt metatarsophalangealled 1 och interphalangealled 1 extenderas i jämförelse med de mer laterala lederna på samma nivå. Detta kommer påverka tarsometatarsalleden i extension, följt av midtarsalleden som extenderas i kombination med inversion och inåtrotation, svag supination. Till sist sker en liten, nästan obefintlig inversionsrörelse i subtalarleden. Denna kombination av

rörelsekedja genom hela foten kan liknas med en svag inversion av hela foten, trots att det motsvarar extension och supination av vissa leder. Att fotens strukturer samarbetar vid vissa situationer sker i fler fall än det givna exemplet. Under gångcykeln sker andra liknande kedjerörelser bland fotens strukturer som förbättrar människans gångförmåga (N. Mojica & S. Early, 2019). I och med en möjlig förbättring av adaption till underlaget med det splittade fotbladet skulle det möjligen kunna gynna fotens normala rörelsemönster i form av dessa kedjereaktioner.

2.6 Normal gång

I och med att idéen med den nya interventionen är att den ska vara funktionell under gång och underlätta den dynamiska stabiliteten, är grundkunskaper inom gång väsentligt att förstå. Stödfasen utgör 60% av gångcykeln och representeras av den period då referensbenet har underlagskontakt (Jacquelin Perry & Judith M. Burnfield, 2010a).De subfaser som tillhör stödfasen är Initial Contact (IC), Loading Response (LR), Midstance (Ms), Terminal Stance (TS) och Pre-Swing (PS). Under stödfasen har foten som är i marken tre huvuduppgifter vilka är att absorbera kraft, bibehålla

stabilitet i sagittal- och frontalplan samt att fortsätta framåtprogression (Jaqueline Perry & Judith M. Burnfield, 2010a).Vidare finns det fem identifierade faktorer som avgör hur bra en person är kapabel till att gå (Jaqueline Perry & Judith M. Burnfield, 2010b). Den första är stabilitet i stödfasen som innebär att stödbenet kan bära kroppsvikten och kunna svara på golvreaktionskraften, GRF, som uppstår genom stödfasen. Den andra är fri svingfas där det svingande benets fot ska ha tillräcklig marginal från underlaget för att minimera risken för snubbling och fall. Den tredje faktorn är god prepositionering av det svingande benet i slutet av svingfasen för att ge förutsättningar för en effektiv IC och LR. Det fjärde är adekvat steglängd där motorisk kontroll och tillräckligt rörelseomfång i höft, knä, ankel och framfot krävs för att det ska uppnås. Den femte faktorn är energieffektivitet som kräver timing, muskelkapacitet och koordination. För att gångcykeln för ortosbrukare ska bli så funktionell som möjligt ska hjälpmedlet stötta de kroppsliga funktioner som är nedsatta som i sin tur orsakar att en eller flera av Perrys faktorer ej uppfylls. Samtidigt är det av vikt att behålla de

funktioner som faktiskt fungerar för individen.

Valet att göra kinematiska mätningar under gång och analysera ankelns frontalplansvinkel i Ms baseras på att det anatomiska läge foten befinner sig i tillåter foten att ta ut rörelse i samtliga plan och därmed adapteras efter underlaget. Under LR rör sig subtalarleden mot eversion som resulterar i fotpronation. Pronationen tillåter mer flexibilitet i foten med syfte att kunna parera ojämna underlag, främja stabilitet samt minska transversella krafter i ankeln (N. Mojica & S. Early, 2019). Pronationen håller i sig till början av TS då hälen lyfts från golvet och subtalarleden ställs i inversion vilket låser midtarsalleden och ökar stabiliteten inför frånskjut (N. Mojica & S. Early, 2019; Jacquelin Perry & Judith M. Burnfield, 2010a). I denna del av gångcykeln tas alltså den rörelse som den nya

interventionen, eventuellt till skillnad från det hela fotbladet, tillåter ut. Syftet med den nya interventionen är att skapa möjlighet för adaption till underlaget och eftersom subtalarleden är i pronation och midtarsalledens axlar parallella under Ms så tillåts rörelse i de leder som tillgodoser

adaptionsrörelser medio-lateralt. Förutom det faktum att analys av funktionen på det splittade fotbladet bör ske i en fas i gångcykeln när lederna är ”öppna för rörelse” är det med hänseende till det som tidigare blivit skrivet om balans viktigt att ta hänsyn till biomekaniska begränsningen gällande balans är storlek- och kvalitet av basytan, vilket utgörs av fötterna (Horak, 2006). Alltså bör kinematiska data samlas in i en fas av gångcykeln där en så stor del av fotsulan är i marken. I Ms bildar hälen och metatarsalhuvud 1 & 5 en stabil ”foot flat”-position (Jacquelin Perry & Judith M. Burnfield, 2010a). Vidare kan antas att en större adaption till underlaget innebär en större supportyta. Den konventionella DES med helt fotblad minskar eventuellt möjligheten att samtliga av dessa tre strukturer har kontakt med marken vid gång på ojämnt underlag, vilket rimligtvis reducerar individens stabilitet eftersom supportytan minskas.

2.7 Gång med DES

För personer med neuromuskulära eller muskeloskeletala dysfunktioner är ofta fallet att någon eller flera av de fem faktorer som presenteras av Perry (Jaqueline Perry & Judith M. Burnfield, 2010b) inte uppfylls och att gångförmågan är nedsatt. För dessa åkommor förskrivs DES med syfte att möjliggöra en så dynamisk och funktionell gång som möjligt. Trots att en DES i kolfiberarmerad epoxi ofta anses vara det bästa alternativet för en person med neuromuskulära eller muskeloskeletala dysfunktioner har hjälpmedlet sina begränsningar. Att DES bara tillåter viss rörelse i sagittalplan innebär en inskränkning av fotens naturliga rörelsemönster (Alam, Choudhury, & Mamat, 2014; N. Mojica & S. Early, 2019). Detta kan leda till att fotens anpassning till olika typer av underlag inte tillåts ske naturligt och det är denna problematik den nya interventionen ämnar att lösa. Ett huvudsyfte med DES är att ge stabilitet i frontalplan eftersom många av brukarna har nedsatt muskelstyrka och behöver det stödet (Tate et al., 2012). I och med det splittade fotbladet möjliggörs rörelse framförallt i midtarsal- och metatarsallederna men eftersom inte lika stor rörelse tillåts proximalt så bibehålls förhoppningsvis stödet för ankeln samtidigt som eventuell anpassning till underlaget möjliggörs för främre delen av foten.

2.8 Material- och metodval

2.8.1 Intervention

I denna studie testas DES med posterior kåpa, så kallad posterior leaf spring ankel fot ortos, PLS AFO. Det innebär att det är en posterior fjäder som assisterar den tredje rockern när den återgår till sin orginalform efter ihopböjning vid andra rockern (Õunpuu, Bell, Davis, & Deluca, 1996). Skillnaden mellan de två ortoserna som jämförs i denna studie är att den nya interventionen har ett fotblad som är uppdelat medio-lateralt distalt från mellan MTP 1 och 2, längsmed bladet i fotens riktning till proximalt ortogonalt med apex på laterala malleolen (Bild 2). Den nya interventionen jämförs med den konventionella designen av DES som har samma utformning och material men med helt fotblad (Bild 1).

Visionen med det splittade fotbladet är att förbättra stabilitet och balans på ojämnt underlag vid gång för användare av denna typ av hjälpmedel. Bristen på stabilitet med den klassiska DES med helt fotblad har eventuellt att göra med att ortosen har ett vridstyvt fotblad som inte kan anpassa sig efter ojämnheter i underlaget. I tidigare genomförda studier har det studerats kompensationer i frontalplan vid störning av balans orsakat av bland annat ojämnt underlag (MacKinnon & Winter, 1993). Där identifierades tre frontalplansstrategier för att kompensera för den störda balansen. Dessa var inversion- och eversion av ankeln, höft ab- och adduktion samt en medio-lateral stegförflyttning (MacKinnon & Winter, 1993). Den förstnämnda av dessa frontalplansstrategier, inversion- och eversion av ankeln, kan tolkas som ett sätt för kroppen att parera ojämnheten i underlaget för att bibehålla stabilitet. Idéen med det splittade fotbladet på DES är att öka möjligheten för brukare att parera ojämnheter bättre.

Bild 3. Visar fotbladens utformning underifrån, helt fotblad till vänster och splittat fotblad till höger Bild 1. Klassiska interventionen,

DES med helt fotblad

Bild 2. Nya interventionen, DES med splittat fotblad

2.8.2 Kinematik i frontalplan

För datainsamling av kinematiska data användes instrumenterad gånganalys med hjälp av

kamerarörelseanalyssystem för att fånga kinematik och kraftplattor för att fånga kinetik. Det är ett vanligt instrument för insamling av denna typ av data (B. Webster & J. Darter, 2019). I J. Perrys bok ”Gait Analysis” (Jacquelin Perry & Judith M. Burnfield, 2010a) står det att många av referensvärdena kan skilja mellan boken och publicerade data på grund av de tekniska framsteg som skett inom datainsamling för kinematik. Vidare har tredimensionella gånganalyssystem ersatt alla tidigare tekniker eftersom det ger en bättre beskrivning av verkligheten än vid tvådimensionell analys. Med anledning av att ankelledens största rörelseutslag sker i talocruralleden vars axel är sned och rör sig i samtliga kardinalplan fångas kroppssegmentets position/orientering i rummet bäst med ett

tredimensionellt kamerabaserat rörelseanalyssystem (Levine, Richards, & W. Whittle, 2012; Jacquelin Perry & Judith M. Burnfield, 2010a).

Vid kamerabaserad rörelseanalys används vanligtvis hudmarkörer som placeras på anatomiska landmärken för att spåra kroppssegmentens rörelse i rummet (Richards, Thewlis, Sinclair, & Hobbs, 2018). Det finns diverse markörsmodeller med olika fördelar och nackdelar för olika ändamål därför ska val av markörsmodell baseras på de experimentella förhållandena och den biomekaniska

hypotesen (Leardini, Caravaggi, Theologis, & Stebbins, 2019). Inom gånganalys har foten under många år ansetts vara ett enkelt segmentsystem med rörelse i endast sagittalplan (Richards, Thewlis, Matias, Needham, & Chockalingam, 2018). I tidigare fotmarkörsmodeller placerades markörerna för att mäta just den rörelsen och därför bortsågs rörelse i inversion-eversion och inåt-utåtrotation (Richards, Thewlis, Matias, et al., 2018). I senare modeller har markörer lagts till för att ge utryck för segmentets positionering och orientering i sex graders frihet, 6DOF (6 degrees of freedom), och alltså gett förmågan att mäta rörelse i samtliga kardinalplan (Cappozzo, Catani, Della Croce, & Leardini, 1995; Levine et al., 2012; Richards, Thewlis, Matias, et al., 2018; Żuk & Pezowicz, 2015).

Konventionella markörsmodeller, exempelvis Helene Hayes-modellen, som inte tillgodoser 6 DOF är mer etablerade världen över och har bättre dokumenterade kinematiska variabler och protokoll (Żuk & Pezowicz, 2015) men i och med den tekniska utvecklingen av analyssystemen och CAST-teknikens fördelar så tillkommer allt mer evidens för att modeller med 6 DOF kan användas i kliniska

sammanhang vad gäller validitet och reliabilitet (Leardini et al., 2019; Żuk & Pezowicz, 2015). Vid kamerabaserat rörelseanalyssystem med hudmarkörer finns det två typiska ”errors”, relativa och absoluta (Richards, Thewlis, Sinclair, et al., 2018). Relativa fel uppstår när markörer tillsammans ska representera ett skelettsegment men rör sig i förhållande till varandra. Absoluta fel uppstår när markören rör sig i förhållande till det anatomiska ”landmärket” den ska representera. Relativa och absoluta fel uppstår alltså båda ofta på grund av mjukdelars rörelse; tillsammans kallas därför absoluta- och relativa fel för ”soft-tissue-artefacts”, STA. Eftersom detta är ett känt problem vid kamerabaserad rörelseanalys har flertalet studier genomförts för att beräkna magnituden av STA (Barré, Jolles, Theumann, & Aminian, 2015; Camomilla et al., 2017; Dumas, Camomilla, Bonci, Cheze, & Cappozzo, 2014; Tranberg & Karlsson, 1998; Tranberg, Saari, Zügner, & Kärrholm, 2011). Foten som primärt står i fokus i denna studie har visat relativt små utslag (i mm) av STA (Tranberg & Karlsson, 1998).

2.8.3 Markörsmodell

För mätning av fotens kinematik i frontalplan användes i denna studie CAST-teknik vid

markörplaceringen för att tillgodose 6DOF (Richards, Thewlis, Matias, et al., 2018). CAST-modellen (Bilaga 5) användes då det är den vedertagna markörsmodellen på Hälsohögskolan i Jönköping samt att den uppfyllde samtliga biomekaniska krav. Att sätta hudmarkörer utanpå skon är ett diskuterat ämne gällande huruvida det ger oss samma data som om markörerna skulle sitta direkt på foten. Dock är det i dagsläget det enda sättet att genomföra rörelseanalys med sko och analysera effekt av ortoser (Richards, Thewlis, Matias, et al., 2018). Vad som kan antas utifrån att markörer sitter utanpå skon är att STA är generellt större än för markörer direkt på foten.

2.8.4 Ortos och sko

Under samtliga testomgångar användes gymnastikskor av märket New Balance modell W890LC6 (Bild 4) bilateralt i storlek 37, respektive 40. Det är en standard gymnastiksko med 6 millimeters klack. Denna sko valdes med syfte att vara så pass flexibel att den splittade ortosen skulle ha möjlighet att ge utslag i frontalplan. Skon hade även tillräckligt tunt material på framdelen och tåkappan för att anatomiska landmärken med lätthet skulle kunna palperas igenom. Två uppsättningar ortoser för höger fot/ben, i storlek anpassade efter skorna användes. Alla kinematiska mätningar gjordes på höger ben.

2.8.5 Simulering av ojämnt underlag

Under gånganalysen användes en ramp för att simulera ojämnt

underlag. Rampen var placerad och måttanpassad efter kraftplattan och skulle liknas med en ojämnhet

vid gång utomhus. Rampen roterades 180 grader för att växla mellan inversions- och eversionslutning under datainsamlingen. Rampens lutning var 15 grader. I tidigare studier har 15 grader använts för att illustrera ojämn/störande terräng utan risk för skada (Curtze, Hof, Postema, & Otten, 2011; Yeates, Segal, Neptune, & Klute, 2016) medans större gradtal, exempelvis 30 grader inversion använts i studier om fotvrickningar (Linford et al., 2006). En av studierna som använt 15 graders lutning undersökte protesbrukare vilket talar för att det troligtvis är en rimlig lutning även för ortosbrukare då båda populationerna generellt har nedsatt balans (Curtze et al., 2011; S. F. Tyson & Thornton, 2001).

Bild 4. New Balance, W890LC6

Bild 2. Visar rampens positionering på

2.8.6 Studiedesign

Studiedesignen i detta examensarbete är Case Series som är en deskriptiv typ av medicinsk studiedesign som observerar subjekt med känd exponering, exempelvis patienter som blivit givna samma behandling, utan att ha en kontrollgrupp (Chan & Bhandari, 2011). Case series beskriver ofta en ovanlig eller ny form av fenomen som bidrar till utveckling av den medicinska vetenskapen. Dessa fenomen kan exempelvis utgöras av nya diagnoser, symtom eller behandlingar ("Guidelines to writing a clinical case report," 2017). En vanlig brist med studiedesignen ”Case Series” är så kallad

urvalsskevhet. Genom att ha tydliga exklusions-/inklusionskriterer, pågående patientregistrering och bestämd tidsram så begränsades dessa ”errors” (Chan & Bhandari, 2011).

2.9 Upplevelseformulär

Med anledning av att problembeskrivningen till viss del grundar sig på upplevda uttalanden valdes att förutom den kvantitativa datainsamlingen under gånganalysen låta testdeltagarna efter gånganalysen svara på ett frågeformulär. Bestående av två frågor med svarsalternativ om det fanns en upplevd skillnad mellan ortoserna och två öppna frågor om egenupplevd skillnad mellan ortoserna (Bilaga 4). Detta är kvalitativa data vilket innebär att detta examensarbete använder sig av både kvantitativ och kvalitativ metod. Det mest vedertagna begreppet för denna metod är ”blandade metoder” (Harrison & Reilly, 2011) och kan ge undersökningar en bredare bild av det som studerats och förtroende för de slutsatser som dras (Johnson, Onwuegbuzie, & Turner, 2007). Utöver att svara på de ställda hypoteserna fanns intresset av att bredda perspektivet och få en uppfattning på hur testdeltagarna upplevde interventionen.

2.10 Deltagarpopulation

I detta examensarbete valdes friska individer som testdeltagare. Populationen för användning av DES är som tidigare nämnts personer med neuromuskulära eller muskeloskeletala nedsättningar som medför gångsvårigheter (Lusardi, 2013). Vilken typ av gångavvikelse eller gångsvårighet individen har kan skilja sig mycket åt beroende på patologisk orsak (Jacquelin Perry & Judith M. Burnfield, 2010b). Om DES skulle testas för dessa patientgrupper skulle det krävas en studie för varje typ av patologi då gångmönstret skiljer sig och därmed även eventuellt ortosens funktion. Istället för att ha fokus på hur DES fungerar funktionellt för en specifik patologi eller gångavvikelse. Riktas fokus i denna studie, i och med de friska deltagarna mot själva interventionen, vilket minskar risken för felkällor och underlättar analysen utan påverkan av patologi. Alltså kommer fokus i denna studie ligga på hur interventionen fungerar på foten rent anatomiskt snarare än hur det påverkar gången för en specifik gångavvikelse. Studiens syfte är att få en tydligare bild på hur ortosen fungerar på människokroppen och eventuellt kan resultat och slutsatser i ett senare stadie appliceras på individer med patologier. Även om det finns tidigare studie där effekten av rigid och dynamisk AFO uteblev på kontrollgruppen bestående av friska individer jämfört med individer med ankelinstabilitet (Baier & Hopf, 1998). Gjordes bedömningen att för att få en så bra bild som möjligt och en indikation på hur biomekaniken påverkas av den nya interventionen, rekrytera friska individer. Friska individer har generellt ett mer regelbundet och förutsägbart gångmönster som inte påverkas av smärta, trötthet eller nedsatt balans i jämförelse med de patologiska grupper hjälpmedlet är avsatt för, exempelvis personer med poststroke (Balaban & Tok, 2014; IJmker, 2015; Wang et al., 2005). Detta ger förbättrad reliabilitet och

eventuellt en mer normalfördelad data vilket är bra sett till statistiska aspekter av examensarbetet. En annan fördel med att ha friska individer som deltagare är möjligheten att jämföra kinematik med ortos jämfört med utan ortos, alltså normal gång. Normal gång för friska individer kan ses som ett referensvärde och något att efterlikna då det är kroppens egna optimala sätt att röra sig i ojämn terräng.

2.10.1 Urvalskriterier

Kriterierna för att delta i studien är att vara i vuxen arbetsför ålder, det vill säga mellan 18 och 67 år, ha skostorlek 36–39 och vara mellan 145 och 176 cm lång. De fysiska kraven var att kunna gå en längre sträcka utan hinder eller gånghjälpmedel, ha full sensorik, inte äta någon medicin som kan ha påverkan på balansen. Och inte haft tidigare besvär i nedre extremitet som påverkat gång- eller balansförmåga. Deltagare exkluderades från studien om de hade fotsår, -smärta eller -deformiteter eftersom det skulle kunna påverka gångförmågan. De fick inte heller ha någon form av kognitiv nedsättning. Rekryteringen skedde via socialt nätverk.

3 Syfte

Syftet med studien är att föra utvecklingen av ett vanligt förekommande hjälpmedel framåt genom att testa en ny intervention som en eventuell start på fler studier inom området. Examensarbetet avser att mäta om den nya interventionen, DES med splittat fotblad, genererar en skillnad i ankelns inversions- och eversionsvinkel under Ms vid gång på i frontalplan lutande underlag, med avseende på fotens normala rörelsemönster. I jämförelse med den konventionella interventionen, DES med helt fotblad. Där inversion- och eversionsrörelsen i Ms utan DES används som referensvärde.

3.1 Hypoteser

1. Det finns en skillnad i fotens inversion- och eversionsvinkel i Ms på lutande underlag för de olika ortosinterventionerna och hur dessa förhåller sig till referensvärdet.

2. Det finns en upplevd skillnad mellan DES med splittat fotblad och DES med helt fotblad i Ms på ojämnt underlag och den ena ortosen föredras i allmänhet i större utsträckning än den andra.

4 Material och Metod

4.1 Case series

I denna studie undersöktes en ny design av DES som testades på en grupp individer och resultaten jämfördes med den konventionella varianten av hjälpmedlet på samma grupp individer. All datainsamling samlades in vid ett och samma tillfälle.

4.2 Urval

Till studien rekryterades tio friska individer i åldersspannet 19–30 år genom en två-stegsrekrytering via socialt nätverk. Detta var ett ”convenience sample” där samtliga som ville delta och uppfyllde inklusions-/exklusionskriterierna blev antagna. Samtliga kvinnor (medelålder [år]: 23.8±3.5, medelvikt [kg]: 69.4±8.5, medellängd [m]: 167.5±6.1 och skostorlek [Eur]: 37.9±1.0).Processen började med att personerna valde att medverka i studien genom förfrågan efter inklusionskriterierna på längd och skostorlek. På plats vid datainsamlingen fick de läsa igenom ett informationsbrev (Bilaga 1), informerat samtycke (Bilaga 2) och svara på ett frågeformulär angående hälsotillstånd (Bilaga 3), som baserades på de uppsatta inklusions- och exklusionskriterierna. Frågorna gällde hälsostatus, längd, vikt och fotrelaterad problematik. När frågeformuläret var ifyllt gjordes en kortare gånganalys för att identifiera eventuella gångavvikelser. Om ovanstående processer gick utan anmärkning fortgick processen och mätningar gjordes. Risk för urvalsskevhet reducerades genom tydliga exklusions-/inklusionskriterer, pågående patientregistrering och bestämd tidsram.

4.3 Datainsamling

Gånganalysen genomfördes med hjälp av det kamerabaserade tredimensionella rörelseanalyssystemet Qualysis Track Manager, QTM av Qualysis. I gånglaboratoriet på Hälsohögskolan i Jönköping. Systemet innefattar 12 kameror och vid gånganalysen användes 100Hz tagningsfrekvens. Två kraftplattor av systemet AMTI med en tagningsfrekvens på 1000Hz var placerade på golvnivå längs halva gångsträckan på 10 meter. Varav på den första kraftplattan en ramp anpassad efter kraftplattans storlek med lutning på 15 grader var placerad. Rampen var fastsatt med dubbelhäftande tejp för att möjliggöra 180 graders rotering för att få inversion respektive eversionslutning. 36 reflekterande markörer placerades på kroppen enligt CAST-markörsmodell (Bilaga 5). Varav fyra ”kluster” med fyra markörer på vardera placerade bilateralt på över- respektive underbenssegmenten. Vidare placerades bilateralt reflexmarkörer på spina iliaca anterior superior, SIAS, spina iliaca posterior superior, SIPS, calcaneus, MTP 1, metatarsalhuvud 2 och MTP 5 (Bild 7). För den statiska mätningen placerades även markörer bilateralt på mediala och laterala malleolerna samt på mediala och laterala kondylerna på femur. Dessa togs bort inför de dynamiska mätningarna. Alla reflexmarkörer placerades av en och samma undersökare. Rå kinematiska och kinetiska data blev ”low-pass 2nd-order Butterworth” filtrerad med en ”cut-off”-frekvens på 6 Hz respektive 25 Hz.

Bild 7. Visar reflexmarkörernas placering framifrån, från sidan respektive bakifrån.

Datainsamlingen bestod av sex olika omgångar som började med mätningar med given gympasko, utan ortos. För varannan testperson började mätningen med inversionslutning och varannan med eversionslutning på rampen. Alla deltagare fick i samband med att markera startpunkten för optimal träff på ramp och kraftplatta med höger fot följt av träff på nästkommande kraftplatta med vänster fot provgå en gång på rampen. När justering av startpunkt eventuellt gjordes senare blev deltagarna ordinerade att gå bredvid rampen. Fem godkända mätningar genomfördes där deltagarna fick gå i egenvalt tempo. Inga gånghjälpmedel var tillåtna. Beslut gällande testproceduren inspirerades av tidigare studier som använt kamerabaserat rörelseanalyssystem på ortosbrukare eller på ojämnt underlag (Cruz & Dhaher, 2009; Curtze et al., 2011; Hawkins, Clark, Balasubramanian, & Fox, 2017).

Godkänd omgång definierades som att hela högerfoten träffade rampen och att hela vänsterfoten träffade efterliggande kraftplatta. Samt att inspelningen täckte perioden från toe-off av höger ben innan kraftplattan till toe-off av höger ben i steget efter kraftplattan. Icke godkända omgångar gjordes om direkt. Efter fem godkända omgångar roterades rampen 180 grader och testpersonen tilldelades den andra ortosen. Deltagarna visste inte vilken ortos de hade på sig och var således blindade. I vilken ordning deltagarna hade ortoserna varierade enligt ett strategiskt balanserat schema (Tabell 1). Syftet med testordningen var att reducera inlärningsfaktorer. När deltagaren fått på sig en av ortoserna upprepades samma procedur som omgången ”utan ortos”. Därefter tilldelades deltagaren den andra ortosen och genomförde samma procedur en sista gång, sammanlagt krävdes 30 godkända omgångar. När alla mätningarna i gånglaboratoriet var gjorda fick testdeltagarna svara på upplevelseformuläret (Bilaga 4). Fyra frågor gällande upplevd skillnad mellan ortoserna, som skiljdes åt för deltagarna genom att ha två olika färgmarkeringar på sig.

Tabell 1: Strategiskt balanserat schema för lutning och ortos-ordning. Ortos 1 är den otros deltagaren tilldelades först och ortos 2 är ortosen deltagaren tilldelades sist.

Patient Utan ortos Utan ortos Ortos 1 Ortos 1 Ortos 2 Ortos 2

3 Inversion Eversion Eversion splittat fotblad Inversion splittat fotblad Inversion helt fotblad Eversion helt fotblad 4 Inversion Eversion Eversion helt fotblad Inversion helt fotblad Inversion splittat fotblad Eversion splittat fotblad 5 Eversion Inversion Inversion splittat fotblad Eversion splittat fotblad Eversion helt fotblad Inversion helt fotblad 6 Eversion Inversion Inversion helt fotblad Eversion helt fotblad Eversion splittat fotblad Inversion splittat fotblad 7 Inversion Eversion Eversion splittat fotblad Inversion splittat fotblad Inversion helt fotblad Eversion helt fotblad 8 Inversion Eversion Eversion helt fotblad Inversion helt fotblad Inversion splittat fotblad Eversion splittat fotblad 9 Eversion Inversion Inversion splittat fotblad Eversion splittat fotblad Eversion splittat fotblad Inversion splittat fotblad 10 Eversion Inversion Inversion helt fotblad Eversion helt fotblad Eversion splittat fotblad Inversion splittat fotblad

4.4 Dataanalys

Efter insamlingen processades data och gångcykeln definierades i Project Automation Framework (PAF) i QTM. I PAF definierades Ms som tidpunkten då golvreaktionskraften gick vertikalt uppåt. För varje testomgång, alltså fem gånger per ortos och vinkel, beräknades ett värde på den högra

framfotens vinkel. Dessa värden fördes över till Excel. Utifrån dessa fem vinklar beräknades ett medelvärde, totalt genererade varje deltagare sex medelvärden, ett för varje förhållande i form av lutningar och olika ortoser eller utan ortos.

Strukturering och analys av kinematiska data gjordes i Excel och IBM SPSS Statsitics Version 26.0 för att skapa diagram och tabeller för att få en överblick över datainsamlingen som senare la grund för analys. I SPSS genomfördes statistiska tester för att se om differenserna mellan ortoserna och referensvärdet skiljde sig signifikant. Samt om insamlade data var normalfördelad.

Normalfördelningen undersöktes genom Shapiro-Wilks ”Test of Normality”. Om skillnaden mellan ortoserna var signifikant beräknades m.h.a. Parat T-test då all data var parametrisk och stickproven beroende. Eftersom två signifikansanalyser genomfördes korrigerades signifikansnivå till 0,025 enligt Bonferroni´s metod (Wahlgren, 2012).

4.5 Etiska överväganden

Etisk egengranskning enligt Jönköping University´s anvisningar har tillämpats. Samtliga deltagare gav både muntligt och skriftligt godkännande till sitt deltagande i studien.Deltagarna fick under rekryteringsprocessen ett informationsblad gällande studiens syfte och innehåll, samt var informerade om att de när som helst fick avbryta deltagandet i studien utan att delge orsak och utan

påföljder. Personuppgifter tillhörande deltagarna behandlades konfidentiellt och avidentifierades under inskrivning i dataprogrammet. Istället för personnummer fylldes dagens datum i och därefter noterades endast kön, ålder, längd, vikt, skostorlek och kinematik vilket inte kan kopplas till en specifik individ. Informationen raderades efter studiens slut.

5 Resultat

5.1 Demografi

Totalt rekryterades tio kvinnor till studien. Ett bortfall uppstod då kraftdatainsamlingen inte samlades in under testperioden för deltagare 3. Deltagare 3 är således exkluderad från samtliga resultat.

Analysprogrammet kunde ej identifiera Ms vid totalt sex mätningar på patient 1 och 6. Dessa markerades således manuellt som tidpunkten då golvreaktionskraften gick vertikalt uppåt under stödfasen. En mätning på eversionslutning utan ortos på patient 1 exkluderades på grund av missad markör. Alla markörer placerades av en och samma undersökare bortsett från på patient 2 där markörerna placerades av den andra studenten. Deltagare 1 och 2 visste vilken ortos de testade och exkluderas därför från upplevelsetabellen.

Tabell 2: Demografisk tabell över deltagarna i studien. Ålder [år], skostorlek [Eur], längd [cm], vikt [kg]. Sammanställt demografiskt resultat presenteras som medelvärde (𝑥̅) ± standardavvikelse (SD)

Demografi

Deltagare Ålder Skostorlek Längd Vikt

1 23 39 166 70 2 30 36 155 55 3 23 38 173 70 4 21 39 173 69 5 23 37 159 78 6 25 38 170 59 7 29 38 169 69 8 24 37 168 85 9 21 38 169 67 10 19 39 173 72 𝑥̅ ± SD 23.8±3.5 37.9±1.0 167.5±6.1 69.4±8.5

5.2 Kinematik

5.21 Interferentiell statistik

Tabell 3 redovisar samtliga medelvärden för alla deltagare och testomgångar. Utifrån dessa värden har diagram och statistiska tester genomförts. Negativa värden indikerar fotens eversionsvinkel och positiva värden inversionsvinkel.

Tabell 3: Redovisning av varje deltagares medelvärde för ankelvinkeln för varje testförhållande. Varje medelvärde är baserat på fem omgångar. Medelvärde (𝑥̅) och konfidensintervall (CI) på 95% redovisas för

varje testomgång (𝑥̅(±𝐶𝐼)).

Deltagare Eversion Inversion

Utan ortos Splittat fotblad Helt fotblad Utan ortos Splittat fotblad Helt fotblad

1 -12 (±1,3) 5 (±0,7) 14 (±0,9) -8 (±0,9) -12 (±1,3) -14 (±2,3) 2 -2 (±0,9) 16 (±1,6) 21 (±1,2) 4 (±0,8) -8 (±0,6) -11 (±1,7) 4 -13 (±1,0) -5 (±1,1) 8 (±1,5) 0 (±1,6) -13 (±0,6) -11 (±0,7) 5 -15 (±0,6) -3 (±1,4) 4 (±0,8) -6 (±1,6) -10 (±1,5) -21 (±0,6) 6 -5 (±0,9) 7 (±1,2) 10 (±1,1) 0 (±1,2) -7 (±0,9) -7 (±1,4) 7 3 (±1,5) 3 (±1,9) 6 (±0,6) -4 (±1,3) -5 (±1,2) -6 (±0,9) 8 -15 (±2,5) 1 (±1,7) 11 (±1,2) -6 (±3,1) -6 (±2,1) -1 (±1,6) 9 -12 (±1,1) 3 (±0,3) 5 (±1,7) -3 (±0,3) -5 (±0,6) -5 (±1,1) 10 -12 (±0,7) -2 (±1,0) 4 (±1,2) -4 (±1,9) -13 (±1,6) -17 (±1,2)

Figur 1 visar hur deltagarnas olika testomgångar förhåller sig till varandra. Enligt hypotesen ska testomgångarna med de olika ortosinterventionerna skilja sig från varandra i förhållande till

referensvärdet. I dessa figurer kan man se hur de gula och röda linjerna, som representeras av ortos-testomgångarna förhåller sig till den grå linjen, som representeras av referensvärdet. Förutom medelvärdet från testomgångarna finns övre och undre värdet för konfidensintervallet markerat i samma färg som det medelvärde de tillhör. Detta för att visuellt visa spridningen för testomgångarna. Vad som kan konstateras i både figur 1.a och 1.b är att den röda linjen som symboliserar den nya interventionen generellt ligger närmare den gråa linjen, referensvärdet. Jämfört med hur nära den gula linjen ligger. Tydligast i figur 1.b, eversionsvinkel.

Figur 1. visar ankelns inversion- och eversionsvinkel under Ms i frontalplan för varje testdeltagare vid de tre olika testförhållandena. Varje punkt med linje är medelvärdet på fem godkända

omgångar för varje testperson. Inversionsvinkel av ankeln gav positiva värden och eversionsvinkel gav negativa värden. Punkterna utan linje är övre respektive undre gränsen på CI för det specifika medelvärdet (x)(±CI)). (1.a) visar mätningar gjorda med rampen på 15 grader placerad i

inversionsvinkel. (1.b) visar mätningar gjorda med rampen placerad i eversionsvinkel.

Figur 1.a Figur 1.b -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 1 2 4 5 6 7 8 9 10

Ankelvinkel vid inversion

Utan ortos +CI Utan ortos -CI Splittad ortos + CI

Splittad ortos -CI Hel ortos +CI Hel ortos -CI

Utan ortos Splittad ortos Hel ortos

-20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 1 2 4 5 6 7 8 9 10

Ankelvinkel vid eversionsramp

Utan ortos +CI Utan ortos -CI Splittad ortos + CI

Splittad ortos -CI Hel ortos +CI Hel ortos -CI

Figur 2 visar liknande förhållande som Figur 1. Här har differenserna räknats ut för hur mycket vardera ortos skiljer sig från testomgången utan ortos för varje individ. Alltså för värden nära noll är ankelvinkeln i Ms för ortosen lik ankelvinkeln i Ms utan ortos. Staplarna ger således en indikation på vilken av ortosinterventionerna som gav mest likt resultat jämfört med referensvärdet utan ortos. I Figur 2.b är samtliga röda staplar, ortos med splittat fotblad, mindre än de gula staplarna, ortos med helt fotblad. I Figur 2.a är mönstret detsamma men skillnaderna mellan staplarna inte lika tydliga.

Figur 2. differensjämförelse av fotens inversion- och eversionsrörelse i grader under Ms för de olika ortosinterventionerna jämfört med utan ortos för varje testdeltagares medelvärde av fem godkända mätningar. ”Differens splittat fotblad”= (medelvärde utan ortos) - (medelvärde splittat fotblad), ”Differens helt fotblad”= (medelvärde utan ortos) - (medelvärde helt fotblad). (2.a) visar differensen när rampen på 15 grader var vinklad i inversion. (2.b) visar differensen när rampen var vinklad i eversion. Figur 2.a Figur 2.b -10 -5 0 5 10 15 20 1 2 4 5 6 7 8 9 10

Differensjämförelse inversion

Differens splittat fotblad Differens helt fotblad

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 1 2 4 5 6 7 8 9 10

Differensjämförelse eversion

5.22 Statistisk analys

All data var normalfördelad enligt Shapiro Wilks ”Test of Normality” (signifikansnivå 0,05). På grund av normalfördelningen samt den beroende datan gjordes ett parat t-test för att testa den första hypotesen, tabell 4. För par 1 syns att differenserna mellan de olika ortoserna och referensvärdet i inversionsvinkel inte skiljer sig signifikant. Detta kan urskiljas i Fig. 2.a, där skillnaden mellan de gula och de röda staplarna är liten. För par två, differensen mellan de olika ortoserna och referensvärdet i eversionsvinkel är signifikant, vilket tydligare kan urskiljas i Fig. 2.b. Där samtliga röda staplar är mindre än de gula.

Tabell 4: Statistiskt ”Paired Samples Test” för att undersöka om det är en signifikant skillnad mellan de olika mätningarna. Signifikansnivå 0.025. ”Differens splittat fotblad”= (medelvärde utan ortos) - (medelvärde splittat fotblad), ”Differens helt fotblad”= (medelvärde utan ortos) - (medelvärde helt fotblad). Par 1 är för inversion och par 2 är för eversion.

Paired Samples Test

Par Sig. (2-tailed)

1 Differens inversion splittat fotblad-Differens inversion helt fotblad .263 2 Differens eversion splittat fotblad – Differens eversion helt fotblad .001

5.3 Upplevelseformulär

Tabell 5 är en sammanfattning av resultatet från upplevelseformuläret (Bilaga 4) som deltagarna fick svara på efter att samtliga mätningarna i gånglabbet var avklarade. I tabellen går att avläsa att 100% av deltagarna kände skillnad mellan ortoserna och föredrog den ortos de gjorde mätningar med sist. Oberoende på om det var den med splittat eller helt fotblad.

Tabell 5 Fråga 1. Kände du någon skillnad mellan ortoserna? (ja/nej). Fråga 2: Vilken av de två ortoserna föredrog du? (röd/gul/ingen åsikt). Den rödmarkerade ortosen hade splittat fotblad och den gulmarkerade ortosen hade helt fotblad. Citat är vad deltagarna utryckt i textform på upplevelseformuläret.

Upplevelse

Deltagare Fråga 1 Fråga 2 Ordning Citat

4 Ja Röd Gul, röd "Lättare i backe/lutning med den röda"

5 Ja Gul Röd, gul "Gul mer bekväm, fick mer ont i foten av den röda" 6 Ja Röd Gul, röd "Röda kändes mer naturlig"

7 Ja Gul Röd, gul

"Föredrog ortos 2 då den var lättare att gå med. Men kan ha som sagt va pga. jag hade vänjt mig lite (började med röda)"

8 Ja Röd Gul, röd "Den röda kändes lättare att gå med och därmed mer bekväm"

9 Ja Gul Röd, gul

"Första (röda) styrde mer. Kunde röra mig mer enklare med den andra (gul)"

6 Diskussion

Syftet med denna studie är att jämföra om den nya interventionen DES med splittat fotblad av kolfiberarmerad epoxi skiljer sig från den klassiska DES med helt fotblad med avseende på inversion- och eversionsvinkel under Ms vid gång på ojämnt underlag i frontalplan. För att avgöra den optimala vinkeln användes ett referensvärde individuellt för varje deltagare vid Ms som motsvarades av

omgången utan ortos. Således kunde mätningarna med ortos jämföras med mätningarna utan ortos. I samband med datainsamlingen undersöktes upplevd skillnad mellan ortoserna. Anledningen till intresset att göra denna studie är att det i förlängningen skulle kunna föra produktutvecklingen av ett vanligt förekommande hjälpmedel framåt, genom balans- och stabilitetsförbättringar på ojämna underlag. Resultaten visade att det fanns en skillnad mellan de olika ortoserna sett i jämförelse med referensvärdena för testgruppen som var signifikant för eversionslutning men inte för

inversionslutning.

6.1 Metoddiskussion

6.1.1 Deltagare

Valet att rekrytera friska testdeltagare gjordes för att minska spridningen i resultatet. Beslutet baserades på att personer med neuromuskulära eller muskeloskeletala nedsättningar, till exempel post-stroke, generellt har ett mer oregelbundet gångmönster än friska individer (Balaban & Tok, 2014). CI för samtliga testomgångar varierade mellan 0,3–3,1 grader (𝑥̅(CI)=1,2 grader). Spridningen på resultatet blev relativt liten och detta konstaterande bygger på att i Fig. 1. a och b flyttar linjerna till den högre eller lägre gränsen av CI, förblir linjernas förhållande till varandra i stort detsamma. Det går även att tolka det utifrån att medelvärdet av samtliga CI är 1,2 grader vilket inte har en stor inverkan på de totala ankelvinklarna som varierar ±21 grader. En bidragande anledning till att spridningen blev liten är troligen på valet att rekrytera just friska deltagare. En svaghet i att rekrytera friska testdeltagare och således icke ortosbrukare är att den externa validiteten sänks eftersom det är svårt att säga om resultatet går att generalisera från stickprov på friska individer till faktiskt

användande population. Men som en första undersökning på en ny intervention är det ett enkelt sätt att ta bort felkällor då inverkan av en diagnos eventuellt skulle göra resultatet mer svåravläst. Dessutom ger mätningar på friska individer utan ortos ett möjligt referensvärde, vilket är av vikt eftersom tidigare forskning på området saknas.

Inklusionskriterier var skostorlek 36–39 på grund av tillgång till ett begränsat antal ortoser, vilket följdes av att det endast rekryterades kvinnliga testdeltagare. Vi är medvetna om att detta inte speglar könsfördelningen av ortosbrukare och det är möjligt att en annorlunda könsfördelning hade påverkat resultatet. För att ha så mycket data till den statistiska analysen som möjligt valdes att inkludera insamlade kinematiska data från oss författare av detta examensarbete men att exkludera svar från upplevelseformuläret. Vi är medvetna om att vid dessa två testtillfällen frångicks både blindning och reflexmarkörsplaceringsrutin. I och med att detta skulle kunna påverka de kinematiska mätningarna och resultatet, kontrollerades vid analys att dessa värden går i linje med resterande mätningar på testdeltagare och därefter valdes att inkludera dessa i resultatet. I övrigt följdes rekommendationer att genom tydliga exklusions-/inklusionskriterer, pågående patientregistrering och bestämd tidsram minska urvalsskevheten, som är vanlig vid denna typ av studiedesign (Chan & Bhandari, 2011).

6.1.2 Datainsamling

Val av markörsmodell ska som tidigare nämnt baseras på experimentella förhållanden och den biomekaniska hypotesen (Leardini et al., 2019). Eftersom denna studie lägger fokus på fotens kinematik vilken är multiaxiell och sker i samtliga kardinalplan (Lin et al., 2000) valdes en

markörsmodell med CAST-teknik då den tillgodoser 6 DOF (Richards, Thewlis, Matias, et al., 2018). CAST-tekniken har visats ha tillräckligt god validitet, upprepningsbarhet och intra- och

interreliabilitet för att användas kliniskt (Leardini et al., 2019; Żuk & Pezowicz, 2015). Den externa reliabiliteten är relativt hög eftersom det användes en erkänt vanlig metod, dataanalysprogram och marköstmodell. Efter att ha kommit fram till ett arbetsmönster och rutiner med markörssättningar och ordning fungerade denna modell bra. Trots många markörer att placera ut och ibland svårhittade prominenser på vissa individer var det tydligt var markörerna skulle utplaceras. Med undantag av metatarsal 2, som på grund av tjockleken av plös och skosnörning gjorde det svårare att palpera fram och placera korrekt. Den interna reliabiliteten gjordes så hög som möjligt genom att en och samma person placerade alla reflexmarkörer. Konventionella markörsmodeller och protokoll, exempelvis

Helene Hayes Gait Model, är i större utsträckning etablerade världen över men eftersom de inte tillgodoser 6 DOF ger den ingen bra tolkning av fotens kinematik i samtliga kardinalplan (Żuk & Pezowicz, 2015).

En klassisk felkälla vid användning av kamerabaserat rörelseanalyssystem med reflexmarkörer är att markörer placeras avvikande i förhållande till varandra vilket resulterar i avvikande vinklar senare i analysen. Detta kan absolut ha förekommit i studien i form av att framfotsmarkörer hamnat i olika höjd i förhållande till varandra och därför visar att den uträknade fotvinkeln inte överensstämmer med verkligheten. I analysen av resultaten har detta dock ingen påverkan eftersom i ”Parat T-test” beräknas förhållandet mellan varje individs vinklar i de olika testomgångarna och inte värdet av de faktiska vinklarna. Alltså utgör skillnad i markörsplacering mellan individer ingen begränsning eftersom analysen syftar till förändringar inom de specifika individerna och inte vinklarna i sig. En annan vanlig felkälla vid användning av kamerabaserat rörelseanalyssystem med reflexmarkörer är som tidigare nämnt STA. I denna studie tas denna felkälla till nästa dimension eftersom

markörerna inte bara sitter på huden utan även på en sko. Detta är en felkälla vi ständigt varit medvetna om och försökt reducera. Skorna knöts ordentligt för att minska rörelsen mellan fot och sko. Tidigare studier har visat att STA generellt är liten på foten och att den största rörelsen sker proximalt (Tranberg & Karlsson, 1998). Samt att markörer utanpå skon inte är optimalt men att det är det bästa sättet för att undersöka rörelse med ortos i dagsläget (Richards, Thewlis, Sinclair, et al., 2018). Förhoppningsvis kan STA vara konsekvent under gångcykeln och avvika lika mycket under Ms oavsett ortos. Det skulle i så fall resultera i samma konstaterande som i tidigare stycke, att fotvinkeln är felaktig i förhållande till verkligheten men att de olika testomgångarna ändå förhåller sig korrekt till varandra.

6.2 Resultatdiskussion

6.2.1 Kinematik

Genom att använda erkänt kameraanalyssystem och markörsmodell (Cappozzo et al., 1995; Levine et al., 2012; Richards, Thewlis, Matias, et al., 2018; Żuk & Pezowicz, 2015). Samt ha ett systematiskt arbetssätt (Leardini et al., 2019; Żuk & Pezowicz, 2015) och en testprocedur som använts i tidigare studier (Cruz & Dhaher, 2009; Curtze et al., 2011; Hawkins et al., 2017) är den interna validiteten bra. Skillnaderna mellan ortosinterventionerna i inversionslutning skiljde sig inte signifikant åt (p=.263). Det gjorde dock skillnaden mellan ortosinterventionerna i eversionslutning (p=.001). I Fig. 1. a och b kan konstateras att inversion- och eversionsvinklarna generellt ligger närmare referensvärdet med splittat fotblad jämfört med helt. Referensvärdet valdes utifrån att det är den friska personens naturliga sätt att anpassa inversion- och eversionsvinklarna efter underlaget. För patientgruppen till denna typ av hjälpmedel är det möjligt att dessa rörelser inte är optimala eller de som skulle vilja efterliknas. Med tanke på tidigare forskning, där AFO inte hade samma positiva effekt på balansen på den friska kontrollgruppen (Baier & Hopf, 1998) kanske inte målbilden och den taktik för att bibehålla balansen på ojämna underlag är densamma för friska individer som för patientgruppen. Men för att minska felkällor och analyssvårigheter som uppstår vid patologisk gång valdes att utgå ifrån den friska normala kinematiken som referensvärde, samt med argumentet att målet med hjälpmedelsförsörjning är att eftersträva normal funktion (N. Mojica & S. Early, 2019). Detta sänker dock den externa

validiteten då det utan fler studier på interventionen inte går att applicera på patientpopulationen. Resultatet gör dock att i och med att det finns en skillnad finns det anledning att göra fler studier för att skapa sig en bredare bild av hur interventionen kan påverka balansen.

I tidigare publicerade studier har DES i allmänhet visats ha positiv påverkan på balansen i en mängd balansmätningsparametrar där majoriteten av studierna gäller personer med poststroke eller cerebral pares (de Wit et al., 2004; Wang et al., 2007). Vad som konstateras i en systematisk review som sammanfattar resultaten från 37 artiklar på detta ämne var att de balansrelaterade utfallen varierade beroende på designen av hjälpmedlet (Ramstrand & Ramstrand, 2010). Sammansatt evidens visade att rigida AFO var bättre för statiska balansuppgifter medans flexibla AFO var fördelaktig för dynamiska balansförhållanden (Ramstrand & Ramstrand, 2010). Vid uppradning av de olika

testförhållandena från detta examensarbete på en skala mellan rigida och flexibla förutsättningar kan referensvärdet på denna studie ses som mest flexibel, den konventionella ortosen åt rigida hållet och den nya interventionen någonstans däremellan. Utifrån resultaten i detta arbete med stöd från tidigare publicerade studier tyder mycket på att den nya interventionen bättre för balansen på ojämna