脳性麻痺における距骨下関節の形態と足の変形

脳性麻痺 (CP) は、出生 1000 人あたり 2.11 人の発生率で、小児障害の一般的な原因です。 CPの子供は、成長中に足に問題を起こすことが多く、66人の両麻痺の子供のグループで86％の足の変形の有病率が報告されています. 変形は、足首関節、距骨下関節 (足首の下の関節)、および/または足自体に発生する可能性があります。 ヨーロッパの SPARCLE 研究では、CP の子供の 54% が前の週に痛みを経験したことが報告されており、これは生活の質の低下に関連していました。 その後の青少年の研究では、これが 75% に上昇しました。 子供が痛みを経験する最も一般的な場所は足で、特に動きやすい子供にとっては.

臨床経験によると、変形した足はスプリントで管理するのが難しい. 足首と足の生体力学的変化は脚全体に影響を与え、例えばしゃがみ歩行パターンの発生など、歩行の突然の悪化がしばしば続きます。

ふくらはぎの筋肉の緊張、筋肉の不均衡、骨の亜脱臼、縦アーチの崩壊など、足の変形の発生にはいくつかのメカニズムが提案されています。 現象が同時に発生するため、原因と結果を分離することは困難です。

これまで研究チームは、画像技術と歩行分析を使用して、足の形態を詳細に調べてきました。 今日まで、脳性麻痺の距骨下関節を調べた同様の研究は行われておらず、この状態での軸の方向は現在不明です。

この研究の参加者 (通常、発達中の子供や脳性麻痺の子供) は、1 回だけ参加する必要があります。 彼らは病院で約半日過ごし、2 つの部門で測定が行われます。

MRI スキャン: 子供たちは片足の MRI スキャンを受けます。 これは 2 回行われます。最初は四肢に負荷がかからず、次に足に負荷がかかります。 子供は、スキャンが行われる前に、皮膚の骨のランドマークに取り付けられた MRI 不透明マーカーを持っています。

歩行分析：子供たちは歩行実験室に参加します。 ここでは、ショートパンツと T シャツまたはクロップトップを着用するよう求められます。 足と関節を測定するために、簡単な整形外科検査が行われます。 次に、再帰反射マーカーと筋電図 (EMG) センサーを足に取り付け、歩行パターンを記録しながら実験室を上下に歩くように求められます。 記録には、ビデオ画像、マーカー位置の 3D トラッキング、および EMG からの筋肉信号が含まれます。

データ収集の最後に、彼らは自由に立ち去ることができ、研究への参加は終了します。

Mimics (Materialise、ベルギー) ソフトウェアを使用して MRI スキャンをセグメント化し、骨の形状を取得します。 以前の研究で実証されているように、アンロード MRI スキャンにより、足の骨の形状を高品質に再構築できます。これは、成人および小児集団における足と脛骨のマルチセグメント モデルの生成に適しています。 被験者固有の足首と足の筋骨格モデルは、再構築された患者の骨の形状から作成されます。これには、MRI スキャンと、被験者固有の脛距および距骨下関節軸に由来するパーソナライズされた筋肉の付着が含まれます。関節面。

個々の動的モデルは、ロードされた MRI スキャンに対して歩行のスタンス段階での構成を比較することによって検証されます。 地面反力の作用による外部関節モーメントは、OpenSim に実装された逆動力学解析を使用して計算されますが、内部関節モーメントに対するふくらはぎの筋肉の寄与は、足関節に対する筋肉のモーメント アームを計算することによって推定されます。軸。

この研究は、脳性麻痺児の静的および動的な距骨下形態の最初のパイロット データを生成します。 研究チームは、将来の介入臨床試験を設計する前に、足を分類して治療に情報を提供するために使用できる奇形の潜在的なメカニズムを特定したいと考えています.