Subtalar leddmorfologi og fotdeformitet ved cerebral parese

Cerebral parese (CP) er en vanlig årsak til funksjonshemming i barndommen med en forekomst på 2,11 per 1000 levendefødte. Barn med CP utvikler ofte problemer med føttene under vekst, med en rapportert prevalens av fotdeformitet på 86 % i en gruppe på 66 barn med diplegi. Deformasjoner kan oppstå i ankelleddet, subtalarleddet (leddet under ankelen) og/eller selve foten. Den europeiske SPARCLE-studien rapporterte at 54 % av barna med CP opplevde smerte i forrige uke, noe som var assosiert med dårligere livskvalitet. Dette steg til 75 % i en påfølgende studie av ungdom. Det vanligste stedet for barn å oppleve smerte er i føttene, spesielt for de mer mobile barna.

Klinisk erfaring er at deformerte føtter er utfordrende å håndtere med skinner. Biomekaniske forandringer i ankelen og foten påvirker hele beinet og det følger ofte en plutselig forverring av gangarten, for eksempel utvikling av hukgangmønster.

Flere mekanismer er foreslått for utvikling av fotdeformitet, inkludert tetthet i leggmuskelen, muskelubalanse, benete subluksasjon og kollaps av langsgående bue. Det er vanskelig å skille årsak og virkning ettersom fenomener oppstår samtidig.

Tidligere har forskerteamet undersøkt morfologien til foten i detalj ved hjelp av bildeteknikker og ganganalyse. Til dags dato har ingen utført lignende studier som ser på subtalarleddet ved cerebral parese, og orienteringen av aksen i denne tilstanden er foreløpig ukjent.

Deltakere i denne forskningen (vanligvis utviklende barn og barn med cerebral parese) trenger kun å delta ved en enkelt anledning. De vil tilbringe rundt en halv dag på sykehuset, med målinger på to avdelinger:

MR-undersøkelser: Barna skal få tatt MR-undersøkelser av ett ben. Dette vil gjøres to ganger, først med lem ubelastet og deretter med en belastning på foten. Barnet vil ha ugjennomsiktige MR-markører festet til benmarker på huden før skanningene tas.

Ganganalyse: Barna skal delta på ganglaboratoriet. Her vil de bli bedt om å bruke shorts og t-skjorte eller crop top. En enkel ortopedisk undersøkelse vil bli utført for å måle bena og leddene deres. De vil da ha retroreflekterende markører og elektromyografi (EMG) sensorer festet til bena, og de vil bli bedt om å gå opp og ned i laboratoriet mens gangmønsteret deres registreres. Rekorden vil inkludere videobilder, 3D-sporing av markørposisjonene og muskelsignaler fra EMG.

På slutten av datainnsamlingen vil de stå fritt til å forlate og deres deltakelse i studien avsluttes.

MR-skanninger vil bli segmentert ved hjelp av Mimics (Materialise, Belgia) programvare for å oppnå beingeometrier. Som vist i tidligere studier tillater ubelastede MR-skanninger høykvalitets rekonstruksjon av fotbeingeometrier, egnet for å generere multi-segmentelle modeller av foten og tibia i voksne og pediatriske populasjoner. Fagspesifikke muskel- og skjelettmodeller for ankel og fot vil bli produsert fra den rekonstruerte pasientens beingeometrier, inkludert personlige muskelfester, avledet fra MR-skanning og fagspesifikke tibiotalare og subtalare leddakser, identifisert ved å tilpasse passende analytiske former (kuler og sylindre) til leddflatene.

De individuelle dynamiske modellene vil bli validert ved å sammenligne deres konfigurasjon i ståfasen av å gå mot de belastede MR-skanningene. Eksterne leddmomenter på grunn av virkningen av bakkereaksjonskraft vil bli beregnet ved hjelp av en invers dynamikkanalyse implementert i OpenSim, mens leggmusklenes bidrag til de indre leddmomentene vil bli estimert ved å beregne musklenes momentarmer med hensyn til fotleddet økser.

Denne studien vil produsere de første pilotdataene for statisk og dynamisk subtalar morfologi hos barn med cerebral parese. Forskerteamet håper å identifisere potensielle mekanismer for deformitet som kan brukes til å kategorisere føtter og informere behandling, før utformingen av en fremtidig intervensjonell klinisk studie.