뇌성마비에서 거골하 관절의 형태와 발 변형

뇌성마비(CP)는 1000명당 2.11명의 발병률을 보이는 소아 장애의 일반적인 원인입니다. CP가 있는 어린이는 종종 성장 중에 발에 문제가 발생하며 66명의 마비 어린이 그룹에서 발 기형의 유병률이 86%로 보고되었습니다. 기형은 발목 관절, 거골하 관절(발목 아래 관절) 및/또는 발 자체에서 발생할 수 있습니다. 유럽의 SPARCLE 연구에서는 CP가 있는 어린이의 54%가 지난 주에 통증을 경험했으며 이는 삶의 질 저하와 관련이 있다고 보고했습니다. 이것은 청소년에 대한 후속 연구에서 75%로 증가했습니다. 아이들이 통증을 경험하는 가장 흔한 곳은 발이며, 특히 움직임이 많은 아이들의 경우 더욱 그렇습니다.

임상 경험에 따르면 변형된 발은 부목으로 관리하기가 어렵습니다. 발목과 발의 생체역학적 변화는 다리 전체에 영향을 미치며, 예를 들어 웅크린 보행 패턴의 발달과 같이 보행의 갑작스러운 악화가 종종 뒤따릅니다.

종아리 근육 긴장, 근육 불균형, 뼈 아탈구 및 세로 아치의 붕괴를 포함하여 발 기형의 발달을 위한 몇 가지 메커니즘이 제안됩니다. 현상이 동시에 일어나기 때문에 원인과 결과를 분리하기 어렵다.

이전에 연구팀은 이미징 기술과 보행 분석을 사용하여 발의 형태를 자세히 조사했습니다. 현재까지 아무도 뇌성마비에서 거골하 관절을 관찰하는 유사한 연구를 수행하지 않았으며 이 조건에서 축의 방향은 현재 알려지지 않았습니다.

이 연구의 참가자(일반적으로 발달 중인 아동 및 뇌성마비 아동)는 한 번만 참석하면 됩니다. 그들은 병원에서 약 반나절을 보낼 것이며 두 부서에서 측정을 할 것입니다.

MRI 스캔: 아이들은 한쪽 다리의 MRI 스캔을 받게 됩니다. 이 작업은 두 번 수행됩니다. 먼저 팔다리에 하중이 가해지지 않은 상태에서 발에 하중이 가해집니다. 아이는 스캔을 하기 전에 피부의 뼈 랜드마크에 MRI 불투명 마커를 부착하게 됩니다.

걸음걸이 분석: 아이들은 걸음걸이 실험실에 참석할 것입니다. 여기에서 그들은 반바지와 티셔츠 또는 크롭 탑을 입도록 요청받을 것입니다. 다리와 관절을 측정하기 위해 간단한 정형 외과 검사가 수행됩니다. 그런 다음 다리에 역반사 마커와 근전도(EMG) 센서를 부착하고 걷는 패턴이 기록되는 동안 실험실을 오르내리도록 요청받습니다. 기록에는 비디오 이미지, 마커 위치의 3D 추적 및 EMG의 근육 신호가 포함됩니다.

데이터 수집이 끝나면 자유롭게 떠날 수 있으며 연구 참여가 종료됩니다.

MRI 스캔은 뼈 형상을 얻기 위해 Mimics(Materialise, 벨기에) 소프트웨어를 사용하여 분할됩니다. 이전 연구에서 입증된 바와 같이 언로드 MRI 스캔은 성인 및 소아 집단에서 발 및 경골의 다중 세그먼트 모델을 생성하는 데 적합한 발 뼈 형상의 고품질 재구성을 허용합니다. 대상자별 발목 및 발 근골격 모델은 MRI 스캔 및 대상자별 경골 거골 및 거골하 관절 축에서 파생된 개인화된 근육 부착을 포함하여 재건된 환자의 뼈 기하학에서 생성되며, 적절한 분석 모양(구 및 실린더)을 피팅하여 식별됩니다. 관절면.

개별 동적 모델은 로드된 MRI 스캔에 대해 걷는 자세 단계에서 구성을 비교하여 유효성을 검사합니다. 지면 반력의 작용으로 인한 외부 관절 모멘트는 OpenSim에서 구현된 역동학 분석을 사용하여 계산되며, 내부 관절 모멘트에 대한 종아리 근육의 기여도는 발 관절에 대한 근육의 모멘트 팔을 계산하여 추정됩니다. 축.

이 연구는 뇌성마비 아동의 정적 및 동적 거골하 형태에 대한 첫 번째 파일럿 데이터를 생성할 것입니다. 연구팀은 미래의 중재적 임상 시험을 설계하기 전에 발을 분류하고 치료를 알리는 데 사용할 수 있는 기형의 잠재적 메커니즘을 식별하기를 희망합니다.