Foot examination methods: traditional and digital technologies (literature review)
NEW TECHNOLOGIES IN MEDICINE
Abstract
Diagnosis of foot conditions requires integration of traditional and digital methods to ensure a comprehensive assessment of anatomical and functional parameters. Classical techniques (clinical examination, morphometry, plantography, radiography) remain relevant for initial evaluation but are limited by subjectivity and static nature. Digital technologies — computerized plantography, weight-bearing computed tomography (WBCT) and 3D scanning — provide high accuracy, objectivity, and the capacity for dynamic assessment. Their combination enhances diagnostic precision, reveals biomechanical dysfunctions, supports the design of personalized orthotic devices, and enables the creation of standardized databases. Literature analysis confirms that synergistic integration of methods, supplemented by ultrasound and magnetic resonance imaging for tissue assessment, represents the optimal diagnostic strategy. The incorporation of digital technologies with artificial intelligence tools opens new prospects for deformation prediction and treatment personalization.
References
1. Краюшкин А.И., Перепелкин А.И., Царапкин Л.В., Елисеева О.Г., Сивик В.В. Исследование морфофункциональных показателей стопы в возрастном аспекте. Вестник новых медицинских технологий. 2008;15(1):92–94.
2. Лашковский В.В., Мармыш А.Г. Детская и подростковая подиатрия — современные подходы к диагностике и лечению заболеваний стоп. Новости хирургии. 2011;19(2):94–100.
3. Гавриков К.В., Мандриков В.Б., Клаучек С.В., Воробьев А.А., Перепелкин А.И., Шкляр А.Л. Технология компьютерной плантографии. Вестник новых медицинских технологий. 2007;14(4):144–145.
4. Конарева Ю.С. О распространенных методах диагностики деформаций стоп человека. Технологии, дизайн, наука, образование в контексте инклюзии: Сборник научных трудов. ФГБОУ ВО «Российский государственный университет имени А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)». Т. 2. М.; 2018; 54–63.
5. Коновалова Н.Г., Масленникова В.Г. Всегда ли плоскостопие — анатомо-функциональный дефект стопы? Политравма. 2014;2:58–64.
6. Недопекин А.Е., Жилин В.В. Метод определения плоско-вальгусной деформации стопы на основе анализа изображения. Научный результат. Информационные технологии. 2024;9(4):65–73. https://doi.org/10.18413/2518-1092-2024-9-4-0-8.
7. Калинина М.Л., Шехтман А.Г., Железнов Л.М. Функциональные методы исследования стопы в современной медицинской практике. Современные проблемы науки и образования. 2015;(3):212.
8. Sukprasert O., Jongrak T., Seelaprom J., Taesawat N., Komolkul A., Somthavil S., Boonyarom O. Effects of foot muscle exercise on hard and elastic surfaces in persons with low-arched feet. Suranaree Journal of Science & Technology. 2022;29(3):1–7.
9. Grujic L., Stephens A. Arthroereisis and pes planovalgus. Tool of the devil or novel implant? Fuß & Sprunggelenk. 2020;18(1):13–19. https://doi.org/10.1016/j.fuspru.2020.01.003.
10. Papaliodis D.N., Vanushkina M.A., Richardson N.G., Di Preta J.A. The foot and ankle examination. Med Clin North Am. 2014; 98(2):181–204. https://doi.org/10.1016/j.mcna.2013.10.001.
11. Мартиросов Э.Г. Методы исследования в спортивной антропологии. М.: Физкультура и спорт; 1982.
12. Салихов Р.З., Плаксейчук Ю.А., Панков И.О., Соловьев В.В., Кузнецова Р.Г. Цифровая фотометрическая плантография в комплексном лечении пациентов с тяжелыми последствиями повреждений голеностопного сустава. Практическая медицина. 2013;1-2(69):130–132.
13. Forriol F., Pascual J. Footprint analysis between three and seventeen years of age. Foot Ankle. 1990;11(2):101–104. https://doi.org/10.1177/107110079001100208.
14. Angelova M., Marinova D., Zhekova V., Pavlov S. Association between foot arch index and other morphometric indices. Acta Morphologica et Anthropologica. 2023;30(3-4):61–66. https://doi.org/10.7546/ama.30.3-4.2023.08.
15. Gonzalez-Martin C., Pita-Fernandez S., Seoane-Pillado T., Lopez-Calviño B., Pertega-Diaz S., Gil-Guillen V. Variability between Clarke’s angle and Chippaux-Smirak index for the diagnosis of flat feet. Colomb Med (Cali). 2017;48(1):25–31.
16. Orlin M.N. Plantar pressure assessment. Phys Ther. 2000; 80(4):399–409. https://doi.org/10.1093/ptj/80.4.399.
17. Никитюк И.Е., Виссарионов С.В. Нарушение функции стоп у детей с тяжелыми формами спондилолистеза L5 позвонка. Травматология и ортопедия России. 2019;25(2):71–80. https://doi.org/10.21823/2311-2905-2019-25-2-71-80.
18. Гарбуз И.Ф., Леонтьев В.Ф. Компьютерная плантография как метод диагностики заболеваний стопы. Успехи современного естествознания. 2010;(12):54.
19. Saveko A., Amirova L., Ermakov I., Smirnov Y., Tomilovskaya E., Kozlovskaya I. Effect of 5-day dry immersion on the human foot morphology evaluated by computer plantography and soft tissues stiffness measuring. Scientific reports. 2021;11(1):6232. https://doi.org/10.1038/s41598-021-85771-9.
20. Никитюк И.Е., Никитин М.С., Кононова Е.Л., Афоничев К.А. Восстановление опорной функции нижних конечностей у детей с послеожоговыми рубцовыми деформациями тыла стопы после хирургического лечения. Волгоградский научно-медицинский журнал. 2018;(4):23–27.
21. Эранов Н.Ф., Эранов Ш.Н. Диагностика и лечения плоскостопия у детей. Re-health journal. 2020;2-2(6):60–62.
22. Перепелкин А.И. Компьютерная плантография в оценке анатомических параметров стопы. В кн.: Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы в научной работе и образовательной деятельности». Т. 1. Тамбов; 2015: 107–109.
23. Смирнова Л.М. Технология и системы для комплексной оценки состояния опорно-двигательного аппарата и контроля эффективности коррекции его нарушений. Биотехносфера. 2015;41(5):46–54.
24. Корягина Ю.В., Абуталимова С.М., Рогулева Л.Г., Нопин С.В., Копанев А.Н. Функциональное состояние опорно-двигательного аппарата детей 6–10 лет, не занимающихся спортом. Современные вопросы биомедицины. 2019;3(4): 75–88.
25. Tischer T., Oye S., Wolf A., Feldhege F., Jacksteit R., Mittelmeier W., Bader R., Mau-Moeller A. Measuring lower limb circumference and volume — introduction of a novel optical 3D volumetric measurement system. Biomedizinische Technik. Biomedical engineering. 2020;65(2):237–241. https://doi.org/10.1515/bmt-2018-0100.
26. Banwell H.A., Paris M.E., Mackintosh S., Williams C.M. Paediatric flexible flat foot: how are we measuring it and are we getting it right? A systematic review. J Foot Ankle Res. 2018;11(1):21. https://doi.org/10.1186/s13047-018-0264-3.
27. Abousayed M.M., Alley M.C., Shakked R., Rosenbaum A.J. Adult-acquired flatfoot deformity: etiology, diagnosis, and management. JBJS Revievs. 2017;5(8):e7. https://doi.org/10.2106/JBJS.RVW.16.00116.
28. Christman R.A. Radiographic anatomy foot and ankle-part 5. Journal of the American Podiatric Medical Association. 2015; 105(2):141–149. https://doi.org/10.7547/0003-0538-105.2.141.
29. Кишковский А.Н., Тютин Л.А., Есиновская Г.Н. Атлас укладок при рентгенологических исследованиях. Л.: Медицина; 1987.
30. Меллер Т.Б., Райф Э. Атлас рентгенологических укладок. Л.: Медицинская литература; 2005.
31. Серова Н.С., Беляев А.С., Бобров Д.С., Терновой К.С. Современная рентгенологическая диагностика приобретенного плоскостопия взрослых. Вестник рентгенологии и радиологии. 2017;98(5):275–280. https://doi.org/10.20862/0042-4676-2017-98-5-275-280.
32. Berkeley R., Tennant S., Saifuddin A. Multimodality imaging of the paediatric flatfoot. Skeletal radiology. 2021;50(11):2133–2149. https://doi.org/10.1007/s00256-021-03806-8.
33. Tuominen E.K., Kankare J., Koskinen S.K., Mattila K.T. Weight-bearing CT imaging of the lower extremity. Am J Roentgenol. 2013;200(1):146–148. https://doi.org/10.2214/AJR.12.8481.
34. Cesar de Netto C., Saito G.H., Roney A., Day J., Greditzer H., Sofka C., Ellis S.J., Deland J. Combined weightbearing CT and MRI assessment of flexible progressive collapsing foot deformity. Foot Ankle Surg. 2021;27(8):884–891. https://doi.org/10.1016/j.fas.2020.12.003.
35. Rosenberg Z.S., Beltran J., Bencardino, J.T. From the RSNA Refresher Courses. Radiological Society of North America. MR imaging of the ankle and foot. Radiographics: a review publication of the Radiological Society of North America, Inc. 2000;20(Supple 1):153–179. https://doi.org/10.1148/radiographics.20.suppl_1.g00oc26s153.
36. Jiang Z., Zhang Q., Ren L., Qian Z. Non-invasive and quantitative analysis of flatfoot based on ultrasound. Front Bioeng Biotechnol. 2022;10:961462. https://doi.org/10.1148/10.3389/fbioe.2022.961462.
37. Парфенов В.О., Борисов О.В. Информативность лучевых методов диагностики при визуализации стопы. Бюллетень медицинских интернет-конференций. 2018;8(11):550–553.
38. Tamborrini G., Bianchi, S. Ultraschall des Fusses (adaptiert nach SGUM-Richtlinien). Praxis. 2020;109(13):1074–1084. https://doi.org/10.1024/1661-8157/a003541.
39. Княгичева Н.В., Голованов С.А., Киселев С.Ю., Шевченко А.В. Применение 3D-сканирования при проведении антропометрических исследований стоп. Дизайн и технологии. 2016;53(95):31–39.
40. De Mits S., Coorevits P., De Clercq D., Elewaut D., Woodburn J., Roosen P. Reliability and validity of the INFOOT 3D foot digitizer for normal healthy adults. Footwear Science. 2010;2(2):65–75.
41. Witana C.P., Xiong S., Zhao J., Goonetilleke R.S. Foot measurements from three-dimensional scans: a comparison and evaluation of different methods. International Journal of Industrial Ergonomics. 2006;36(9):789–807. https://doi.org/10.1016/J.ERGON.2006.06.004.
42. Zhao J., Xiong S., Bu Y., Goonetilleke R.S. Computerized girth determination for custom footwear manufacture. Computers & Industrial Engineering. 2008;54(3):359–373.
43. Telfer S., Woodburn J. The use of 3D surface scanning for the measurement and assessment of the human foot. J Foot Ankle Res. 2010;3(1):19. https://doi.org/10.1186/1757-1146-3-19.
44. Noldner L.K., Edgar H.J. Technical note: 3D representation and analysis of enthesis morphology. Am J Phys Anthropol. 2013;152(3):417–424. https://doi.org/10.1002/ajpa.22367.
45. Lee Y.C., Lin G., Wang M.J. Comparing 3D foot scanning with conventional measurement methods. J Foot Ankle Res. 2014;7(1):44. https://doi.org/10.1186/s13047-014-0044-7.
46. Mueller J., Richter M., Schaefer K., Ganz J., Lohscheller J., Mueller S. How to measure children’s feet: 3D foot scanning compared with established 2D manual or digital methods. J Foot Ankle Res. 2023;16(1):21. https://doi.org/10.1186/s13047-023-00618-y.
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
