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
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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!
IV
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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.
V
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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.
VI
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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
VII
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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).
VIII
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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.
IX
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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
X
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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
XI
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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.
12
Introdução

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.
13
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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))
14
Introdução
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.
15
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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.
16
Materiais e Métodos
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/cm ): 2;

Frequência (Hz): 25/30;

Gama de pressões (kPa): 10-1,270;

Precisão (%ZAS): ±7.
2
Figura 3. 1 - Plataforma de pressões Emed ®.
17
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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.
18
Materiais e Métodos
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;
19
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico

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
2
activos por a área de cada sensor (0,5 cm );

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.
20
Materiais e Métodos
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 préprocessamento 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”.
21
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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
Indivíduo 1
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
194
184
186
191
182
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
156
158
160
157
170
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
158
165
174
170
178
Intervalo estável
30-180
Indivíduo 2
25-105
Indivíduo 3
40-130
22
Materiais e Métodos
Tabela 4. 2 – Número total de frames e a gama de frames escolhida para o pé esquerdo.
Medições Pé Esquerdo
Número total de frames
Individuo 1
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
182
177
181
178
187
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
183
181
177
177
176
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
171
172
175
164
177
Gama de frames escolhida
30-160
Individuo 2
25-105
Individuo 3
40-130
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.
23
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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
2
por a área de cada sensor (0,5 cm );

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)
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
4855
5760
5870
5680
5405
105
105
105
105
95
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
4735
5105
4775
4965
5035
85
105
90
100
90
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
6235
6190
5585
5650
5675
120
125
110
105
100
Nº de
sensores
activos
Área de
contacto
2
(cm )
Indivíduo 1
121
60,5
135
67,5
139
69,5
135
67,5
138
69
Indivíduo 2
125
62,5
119
59,5
122
61
121
60,5
128
64
Indivíduo 3
137
68,5
131
65,5
133
66,5
136
68
133
66,5
24
COPx
COPY
9,21
9,14
13,65
10,02
8,89
31,1
29,89
27,91
26,8
32,9
11,9
13,5
13,68
10,01
8,63
39,79
37,91
36,96
41,72
33,61
16,39
10,39
13,53
11,84
16,42
34,72
29,12
30,27
32,94
32,29
Materiais e Métodos
Tabela 4. 4 – Parâmetros calculados para o pé esquerdo
Medições
Pé
Esquerdo
Pressão
total
(kPa)
Pico de
pressão
(kPa)
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
5625
6475
5675
6080
6275
105
140
105
120
125
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
5070
5005
5330
5535
5380
80
100
105
100
100
Medição 1.
Medição 2.
Medição 3.
Medição 4.
Medição 5.
5755
5885
5665
6090
6025
130
140
140
140
140
Nº de
sensores
activos
Indivíduo 1
117
126
124
122
127
Individuo 2
122
115
120
121
122
Individuo 3
124
122
119
126
124
Área de
contacto
2
(cm )
COPx
COPY
58,5
63
62
61
63,5
23,014
23,755
23,619
21,281
19,431
39,155
32,913
31,419
36,994
34,478
61
57,5
60
60,5
61
24,6381
24,229
22,264
23,586
26,157
29,3018
34,777
31,366
30,487
28,241
62
61
59,5
63
62
17,724
23,826
23,427
23,208
23,359
27,773
34,438
33,517
35,517
29,733
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.
25
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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.
26
Materiais e Métodos
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
Min.
Máx.
Média
DP
Pressão Total
(kPa)
Pico de
Pressão
(kPa)
Área de
contacto
2
(cm )
COPx
COPy
PD
PE
PD
PE
PD
PE
PD
PE
PD
PE
4855
5870
5514
406,500
5625
6475
6026
370,985
95
105
103
4,47
105
140
119
14,748
60,5
69,5
66,8
3,633
58,5
63,5
61,6
1,981
8,89
13,65
10,425
2,204
19,431
23,755
22,22
1,844
26,8
32,9
29,72
2,442
31,419
39,155
34,992
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 cm e mínimo de 58,5 cm ;

O centro de pressão sofreu uma maior variação em x no pé direito e em y no pé
2
2
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)
Min.
Máx.
Média
DP
PD
PE
Pico de
Pressão
(kPa)
PD
PE
4735
5105
4923
161,771
5005
5535
5264
221,342
85
105
94
8,22
80
105
97
9,747
Área de
contacto
2
(cm )
PD
PE
COPx
PD
PE
PD
PE
59,5
64
62,5
2,121
8,63
13,68
11,544
2,199
22,264
26,157
24,175
1,427
33,61
41,72
37,998
3,058
28,241
34,778
30,835
2,501
27
57,5
61
60
1,458
COPy
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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;

A pressão total exercida teve como valor mínimo 4735 kPa e máximo 5535 kPa;

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 cm e mínimo de 59,5 cm ;

O centro de pressão sofreu uma maior variação em x e em y no pé direito, localizando-
2
2
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
Min.
Máx.
Média
DP
Pressão Total
(kPa)
Pico de
Pressão (kPa)
Área de
contacto
2
(cm )
COPx
COPy
PD
PE
PD
PE
PD
PE
PD
PE
PD
PE
5585
6235
5867
317,502
5665
6090
5884
178,129
100
125
112
10,368
130
140
138
4,472
65,5
68
66,75
1,768
59,5
63
61,5
1,323
10,39
16,42
13,714
2,696
17,724
23,825
22,309
2,573
29,12
34,72
31,868
2,212
27,773
35,517
32,196
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;

A pressão total exercida teve como valor mínimo 5585 kPa e máximo 6235 kPa;

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 cm e mínimo de 59,5 cm ;

O centro de pressão sofreu uma maior variação em x e em y no pé esquerdo e
2
2
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).
28
Bibliográficas
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.
29
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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.
30
Bibliográficas
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.
31
Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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.
32
Bibliográficas
VI.
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Análise da pressão plantar para fins de diagnóstico
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