若者の大腿骨変形における歩行分析の新しい方法
研究によると、機能的な方法がティーンの脚の変形に対する歩行分析の精度を向上させるかもしれないって。
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一部のティーンエイジャーは、特発性回旋変形という脚の状態を持ってることがあるんだ。これが原因で歩いてるときに脚が内側や外側に動いて、股関節、膝、足首に痛みが出ることがある。痛みのせいで日常生活が辛くなって、小児整形外科医に相談することもあるんだ。時には成長につれて痛みが自然に消えることもあるけど、痛みが続いたり他の治療が効かないときは手術を考えることもあるんだ。
状態の評価
手術が必要かどうかを判断するために、医者はティーンをいくつかの方法で評価することが多いんだ。脚が静止しているときや動いているときの動き方を観察するんだ。大腿骨の形は特別なスキャンや身体検査で測定できるけど、これらの方法は通常、静止時に焦点を当てることが多く、歩いているときの脚の動きにはあまり関係がないかもしれない。歩行分析は、人がどのように歩くかを見て、脚の機能を理解するのに役立つけど、この分析は研究環境に限られることが多いんだ。
歩行分析の課題
ティーンが歩く様子を研究する上での主な問題の一つは、現在の動きの分析方法があまり正確でないかもしれないということなんだ。伝統的な歩行分析の方法は、回旋変形を持つ青少年には当てはまらないかもしれない体についての仮定に依存していることが多いんだ。例えば、股関節の測定方法が誤った結果を導くことがあるかもしれなくて、これが医者が患者の動きの状況を正確に把握できない原因になることがあるんだ。
代替手法
研究者たちは、歩行分析の方法を改善する新しい方法を開発してるんだ。これらの代替手法は、身体にマーカーを置く位置にそれほど依存しないんだ。代わりに、身体のセグメント間の動きを分析して、股関節の位置や膝の動きを明らかにしようとするんだ。例えば、SCoReとSARAっていう二つの特定の方法が、股関節と膝関節の位置を推定できるんだ。これらの方法は、ティーンに自分の股関節と膝を積極的に動かしてもらう必要があるんだけど、動きが制限されてる患者には適さないことがある。でも、関節をよく動かせる特発性回旋変形のティーンには、従来のアプローチよりもこれらの方法が歩行の理解に役立つかもしれないんだ。
研究の概要
最近の研究で、研究者たちは従来の方法と新しい機能的な方法の二つの動きの分析方法を比較したんだ。機能的な方法が股関節と膝の位置をより良く推定できるか、そして歩行中の脚の動きをよりよく示すことができるかを見たかったんだ。研究者たちは、機能的な方法が従来のアプローチよりも正確な情報を提供するだろうと信じていたんだ。
この研究には、回旋変形に伴う脚の痛みを報告した主に女の子のティーンエイジャー24人が参加したんだ。これらのティーンは小児整形外科クリニックからリクルートされたんだ。研究に参加するためには、12歳から21歳であること、異常な股関節の回転の兆候を示し、脚の動きに関連した痛みを報告する必要があったんだ。歩行に影響を与えるような状態を持ってる患者(例えば脳性麻痺や重度の膝の問題を持つ患者)は研究に含まれなかったんだ。
歩行分析の手続き
歩行分析は特別なカメラとフォースプレートを使った実験室で行われたんだ。ティーンの身体にマーカーを付けて、どのように動くかをキャッチしたんだ。研究者たちは、マーカーを付ける標準手順に従って、ティーンが自然に歩く前にシステムをキャリブレーションしたんだ。
ティーンが歩く前に、いくつかのキャリブレーショントライアルを受ける必要があったんだ。これらのトライアルは、研究者が股関節と膝関節の位置を正確に追跡できるようにするために役立ったんだ。ティーンが測定可能な動作範囲を持って股関節と膝を動かせることを確認する必要があったんだ。
データ分析
運動学データを収集した後、研究者たちはこの情報を処理して、従来の方法と機能的な方法の結果を比較したんだ。二つの方法から得られた股関節の中心間の距離や膝の動きの方向を見たんだ。統計テストを使って、歩行中の股関節と膝の動きについて、二つの方法がどのように比較されるかを評価したんだ。
研究者たちは、二つの方法の間で股関節の中心の推定に有意な差があることを発見したんだ。従来の方法を使ったときの股関節の距離は、CTスキャンに基づくより正確な方法と比べて小さかったんだ。一方、機能的な方法は、より大きな距離を示していて、両方の方法が股関節の位置を推定する際にそれぞれの誤差を持つことを示してるんだ。
膝関節を見てみると、静止状態での膝の軸の方向において、二つの方法の間に有意な差は見られなかったんだ。しかし、特に大腿骨の前捻を持つティーンに限って見ると、膝のアライメントに違いが現れたんだ。機能的な方法は、従来の方法よりも膝がより内側を向いていることを示してたんだ。
歩行運動学の違い
研究者たちは、ティーンが歩いているときの股関節と膝の動きにも顕著な違いを見つけたんだ。機能的な方法は、特定の歩行フェーズで股関節がより屈曲していることを示してたし、膝も歩行サイクル全体でより屈曲していることを示していて、膝の動きの範囲が小さい結果になったんだ。これが、歩行中の膝の動きを誤って計算する問題(クロストーク)を軽減することを示唆してるんだ。
これらの違いにもかかわらず、両方の方法で測定された膝と股関節の動きの変化は受け入れ可能で、臨床的に許容される範囲内だったんだ。つまり、両方の方法が医師にとって有用な情報を提供できるってことだね。
治療への影響
最終的に、この研究は機能的なキャリブレーション方法を使うことで、回旋変形を持つティーンがどのように動いているかをより正確に見ることができるかもしれないって示唆してるんだ。この結果は、手術やその他の管理アプローチを通じて最適な治療法を決定するのに役立つかもしれないんだ。これらの代替方法は、歩行中の大腿骨の変形が下肢にどのように影響しているかのより明確な洞察を提供できるかもしれないんだ。
でも、特に股関節の回転に関しては、これらの結果を慎重に解釈することが重要だよ。手術計画に影響を及ぼすかもしれないからね。
研究の限界
研究者たちは、この研究にいくつかの限界があることに注意したんだ。リアルタイムのフルオロスコピーのようなゴールドスタンダードの測定がなかったから、どの方法が歩行を分析するために優れているとは言い切れないんだ。それに、後捻を持つ参加者が少なかったため、そのサブグループの分析が限られてしまったんだ。一部のティーンは、機能的な方法に必要な運動範囲を満たさなかったことも、測定の精度に影響を与える可能性があったんだ。
結論
要するに、この研究は回旋変形を持つ青少年の歩行分析において機能的なキャリブレーション方法を使用することの潜在的な利点を強調してるんだ。これらの方法は、股関節の中心点のより近い推定を提供し、膝関節の向きをより良く示すかもしれないんだ。その結果、歩行分析中の測定誤差を減らす可能性があるってことだね。両方の方法にはそれぞれの強みがあるけど、臨床的な実践や患者の結果に対する影響を完全に理解するためにはさらに研究が必要だね。
タイトル: The effect of functional calibration methods on gait kinematics in adolescents with idiopathic rotational deformity of the femur
概要: BackgroundDue to anatomical deviations, assumptions of the conventional calibration method for gait analysis may be violated in individuals with rotational deformities of the femur. We compared functional calibration methods with conventional methods in this group for 1) localization of the hip joint center (HJC) and knee axis orientation, and 2) gait kinematics. MethodsTwenty-four adolescents with idiopathic rotational deformity of the femur underwent gait analysis and a CT scan. During standing, distance between HJCs and knee axis orientation were compared between calibration methods, with CT serving as reference for HJC estimation. Gait kinematics were compared using statistical parameter mapping (SPM). FindingsFunctional calibration methods estimated the HJC closer to the CT reference (26{+/-}21mm more lateral) than the conventional method (38{+/-}21mm more medial). In the full sample, orientation of the knee joint axis was not different between calibration methods, but in adolescents with increased femoral anteversion, the knee was more internally rotated with the functional method (3.3{+/-}6.2{degrees}). During gait, SPM revealed significantly more hip flexion, more internal hip rotation during the stance phase, less knee varus-valgus motion, and larger knee flexion angles when applying the functional calibration method. InterpretationFunctional calibration methods better approximated the HJC, and showed a knee axis orientation that was more towards the direction of the deformity. This resulted in less knee joint angle crosstalk during gait. Although differences between calibration methods on gait kinematics were within clinically acceptable limits for the sagittal plane, relatively larger differences on transversal hip kinematics may hold clinical importance.
著者: Ramon J. Boekesteijn, M. P. F. van de Ven, L. Wilders, P. Bisseling, B. E. Groen, K. Smulders
最終更新: 2023-02-24 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.20.23286172
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.02.20.23286172.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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