Subtalaarinivelen morfologia ja jalan epämuodostumat aivovammauksessa

Aivovamma (CP) on yleinen lapsuusiän vammaisuuden syy, ja sen ilmaantuvuus on 2,11 tapausta 1000 elävänä syntynyttä kohden. Lapsille, joilla on CP, kehittyy usein jalkaongelmia kasvun aikana, ja jalkojen epämuodostumia on raportoitu 86 %:lla 66 diplegisen lapsen ryhmässä. Nilkan nivelessä, subtalaarisessa nivelessä (nilkan alla oleva nivel) ja/tai jalassa voi esiintyä epämuodostumia. Eurooppalainen SPARCLE-tutkimus raportoi, että 54 % CP-lapsista koki kipua edellisellä viikolla, mikä liittyi huonompaan elämänlaatuun. Tämä nousi 75 prosenttiin myöhemmässä nuorisotutkimuksessa. Yleisin paikka, jossa lapset kokevat kipua, ovat jalat, erityisesti liikkuvammilla lapsilla.

Kliininen kokemus on, että epämuodostuneita jalkoja on haastava hoitaa lastalla. Nilkan ja jalan biomekaaniset muutokset vaikuttavat koko jalkaan ja usein seuraa äkillinen kävelyn heikkeneminen, esimerkiksi kyykkykäyrän kehittyminen.

Jalkojen epämuodostumien kehittymiseen ehdotetaan useita mekanismeja, mukaan lukien pohkeen lihasten kireys, lihasten epätasapaino, luun subluksaatio ja pitkittäiskaaren romahtaminen. Syytä ja seurausta on vaikea erottaa, koska ilmiöt esiintyvät samanaikaisesti.

Aiemmin tutkimusryhmä on tutkinut jalan morfologiaa yksityiskohtaisesti kuvantamistekniikoiden ja kävelyanalyysin avulla. Tähän mennessä kukaan ei ole tehnyt samanlaisia ​​tutkimuksia subtalaarisesta nivelestä aivohalvauksessa, ja akselin suuntaus tässä tilassa ei ole tällä hetkellä tiedossa.

Tämän tutkimuksen osallistujien (tyypillisesti kehittyvät lapset ja lapset, joilla on aivohalvaus) tarvitsee osallistua vain kerran. He viettävät noin puoli päivää sairaalassa, ja mittaukset tehdään kahdella osastolla:

MRI-skannaukset: Lapsille tehdään magneettikuvaukset toisesta jalasta. Tämä tehdään kahdesti, ensin raajan kuormittamaton ja sitten jalkaan kohdistettu kuormitus. Lapselle kiinnitetään läpinäkymättömät MRI-merkit ihon luisiin maamerkkeihin ennen skannausta.

Kävelyanalyysi: Lapset käyvät kävelylaboratoriossa. Täällä heitä pyydetään käyttämään shortseja ja T-paitaa tai crop toppia. Heidän jalkojensa ja nivelten mittaamiseksi tehdään yksinkertainen ortopedinen tutkimus. Heidän jalkoihinsa kiinnitetään heijastavia merkkejä ja elektromyografiaantureita (EMG) ja heitä pyydetään kävelemään ylös ja alas laboratoriossa samalla, kun heidän kävelykuvionsa tallennetaan. Levy sisältää videokuvia, 3D-seurantaa merkkien asennoista ja lihassignaaleja EMG:stä.

Tiedonkeruun päätyttyä he voivat vapaasti lähteä ja heidän osallistumisensa tutkimukseen päättyy.

MRI-skannaukset segmentoidaan Mimics (Materialise, Belgia) -ohjelmistolla luun geometrioiden saamiseksi. Kuten aikaisemmissa tutkimuksissa on osoitettu, kuormittamattomat MRI-skannaukset mahdollistavat jalkaluun luun geometrioiden korkealaatuisen rekonstruoinnin, mikä sopii monisegmenttisten jalan ja sääriluun mallien luomiseen aikuis- ja lapsipopulaatioissa. Kohdekohtaisia ​​nilkan ja jalan tuki- ja liikuntaelimistön malleja tuotetaan rekonstruoidun potilaan luugeometrioista, mukaan lukien yksilölliset lihaskiinnitykset, jotka on johdettu magneettikuvauksista ja kohdekohtaisista tibiotalaarisista ja subtalaarisista nivelakseleista, jotka tunnistetaan sovittamalla sopivat analyyttiset muodot (pallot ja sylinterit) nivelpinnat.

Yksittäiset dynaamiset mallit validoidaan vertaamalla niiden konfiguraatiota kävelyn asentovaiheessa ladattuihin MRI-kuviin. Maan reaktiovoiman vaikutuksesta johtuvat ulkoiset nivelmomentit lasketaan OpenSimiin toteutetulla käänteisdynamiikka-analyysillä, kun taas pohkeen lihasten osuus sisäisten nivelen momenteissa arvioidaan laskemalla lihasten momenttikäsivarret suhteessa jalkaniveleen. kirveet.

Tämä tutkimus tuottaa ensimmäiset pilottitiedot staattisesta ja dynaamisesta subtalaarista morfologiasta lapsilla, joilla on aivohalvaus. Tutkimusryhmä toivoo voivansa tunnistaa mahdolliset epämuodostumamekanismit, joita voidaan käyttää jalkojen luokitteluun ja hoitotietojen antamiseen ennen tulevan interventiotutkimuksen suunnittelua.