Morfologie subtalárního kloubu a deformace chodidla u dětské mozkové obrny

Dětská mozková obrna (DMO) je častou příčinou invalidity v dětství s incidencí 2,11 na 1000 živě narozených dětí. U dětí s CP se často během růstu vyvinou problémy s chodidly, přičemž u skupiny 66 diplegií byla hlášena prevalence deformity chodidla 86 %. Deformace se mohou vyskytovat v hlezenním kloubu, subtalárním kloubu (kloub pod kotníkem) a/nebo samotném chodidle. Evropská studie SPARCLE uvedla, že 54 % dětí s CP zažilo v předchozím týdnu bolest, která byla spojena s horší kvalitou života. V následné studii adolescentů to vzrostlo na 75 %. Nejčastějším místem, kde děti pociťují bolest, jsou chodidla, zejména u pohyblivějších dětí.

Klinická zkušenost je, že deformovaná chodidla je obtížné zvládnout pomocí dlahy. Biomechanické změny v kotníku a chodidle postihují celou nohu a často následuje náhlé zhoršení chůze, např. rozvoj vzoru chůze skrčeného.

Pro rozvoj deformity chodidla je navrženo několik mechanismů, včetně napětí lýtkových svalů, svalové dysbalance, kostní subluxace a kolapsu podélné klenby. Je obtížné oddělit příčinu a následek, protože jevy se vyskytují souběžně.

Předtím výzkumný tým podrobně zkoumal morfologii nohy pomocí zobrazovacích technik a analýzy chůze. Dosud nikdo neprovedl podobné studie zaměřené na subtalární kloub u dětské mozkové obrny a orientace osy u tohoto stavu není v současné době známa.

Účastníci tohoto výzkumu (typicky vyvíjející se děti a děti s dětskou mozkovou obrnou) se budou muset zúčastnit pouze při jedné příležitosti. V nemocnici stráví asi půl dne, přičemž měření probíhají na dvou odděleních:-

Vyšetření magnetickou rezonancí: Dětem bude provedena magnetická rezonance jedné nohy. To se provede dvakrát, nejprve s nezatíženou končetinou a poté se zátěží aplikovanou na chodidlo. Dítě bude mít neprůhledné značky MRI připevněné ke kostěným bodům na kůži před provedením skenování.

Analýza chůze: Děti navštíví laboratoř chůze. Zde budou požádáni, aby si vzali šortky a tričko nebo crop top. Provede se jednoduché ortopedické vyšetření k měření nohou a kloubů. Poté budou mít k nohám připevněny retroreflexní markery a elektromyografické (EMG) senzory a budou požádáni, aby chodili nahoru a dolů po laboratoři, zatímco se zaznamenává jejich způsob chůze. Záznam bude zahrnovat video snímky, 3D sledování pozic markerů a svalové signály z EMG.

Na konci sběru dat budou moci odejít a jejich účast ve studii bude ukončena.

Skenování magnetickou rezonancí bude segmentováno pomocí softwaru Mimics (Materialise, Belgie), aby se získaly geometrie kostí. Jak bylo prokázáno v předchozích studiích, nezatížené MRI skeny umožňují vysoce kvalitní rekonstrukci geometrií kosti nohy, vhodnou pro generování multisegmentových modelů nohy a holenní kosti u dospělé a dětské populace. Z rekonstruovaných kostních geometrií pacienta, včetně personalizovaných svalových úponů, odvozených ze skenů magnetickou rezonancí a os tibiotalárního a subtalárního kloubu, které jsou určeny konkrétním subjektům, budou vytvořeny subjektivně specifické muskuloskeletální modely kotníku a nohy, identifikované přizpůsobením vhodných analytických tvarů (koule a válce). kloubní plochy.

Jednotlivé dynamické modely budou validovány porovnáním jejich konfigurace ve stojné fázi chůze s načtenými MRI skeny. Vnější kloubní momenty v důsledku působení zemské reakční síly budou vypočítány pomocí inverzní dynamické analýzy implementované v OpenSim, zatímco příspěvek lýtkových svalů k vnitřním kloubovým momentům bude odhadnut výpočtem momentových ramen svalů vzhledem k nožnímu kloubu. sekery.

Tato studie poskytne první pilotní data statické a dynamické subtalární morfologie u dětí s dětskou mozkovou obrnou. Výzkumný tým doufá, že před navržením budoucí intervenční klinické studie identifikuje potenciální mechanismy deformace, které lze použít ke kategorizaci nohou a informování o léčbě.