Changes in dynamic pedobarography and 3-dimensional gait analysis after subtalar arthrodesis in pes planovalgus

의학과/박사[한글] 편평족(flat foot)에서는 지면과 족부의 접촉 면적이 증가되며 후족부(hindfoot)의 외반(valgus)과 동반되어 있는 경우 편평외반족(pes planovalgus)이라 한다. 치료를 요하는 병적 편평외반족의 다양한 원인 중 뇌성마비는 환아의 약 25%에서 편평외반족이 발생하여 편평외반족의 가장 큰 원인이다. 뇌성마비에서의 편평외반족은 하퇴삼두근의 경직성이 주된 원인이고 단 비골근의 경직성과 후 경골근의 약화가 또 다른 요인으로 기여한다. 따라서 족부변형으로 인한 문제뿐만 아니라 족저압과 보행에 있어서 문제를 유발한다. 이에 대한 치료로 거골하 관절유합술과 종골 연장 절골술 등이 있다. 치료의 목표는 족부의 비정상적인 압력분포를 호전시키는 것과 보행시 입각기의 안정성, 진출기의 효율성을 부여하는 것이다. 따라서 술 후 족부의 압력분포와 보행에 미치는 영향을 평가하기 위해 거골하 관절유합술 후 삼차원 보행분석과 역동적 족저압 측정의 변화를 분석하고자 하였다.2003년 6월부터 2004년 9월까지 뇌성마비로 인한 편평외반족으로 거골하 관절유합술을 시행 받은 28명의 환아, 48례를 대상으로 하였으며, 남아가 21명, 여아가 7명이었다. 수술 당시 평균 연령은 9년 2개월(5년-18년10개월)이었고 술 후 평균 추시기간은 12개월이었다. 무지, 각각의 중족골두, 내외측 중족부, 내외측 종골부의 9곳을 2 Cm x 2 Cm의 값으로 통일 측정하였다. 내반이 심할수록 외측 전족부와 중족부의 압력이 증가하고 외반이 심할수록 내측 전족부와 중족부의 압력이 증가하므로 이를 보정하기 위한 관상지수를 측정하였다. 족저압 중심의 전후이동, 외측편향, 거골하 관절의 충격흡수를 측정하였다. 보행은 3차원 보행분석기인 Vicon 370 Motion Analysis System (Oxford Metrics Inc., Oxford, U.K.)을 이용하여 시공간적인 지표(temporospatial data), 운동형상학적 지표(kinematic data) 및 운동역학적 지표(kinetic data)를 측정하여 수술 전후의 변화를 관찰하여 분석하였다.수술 전 무지와 제 1 중족골두, 내측 중족부의 족저압은 정상이상 이었으며, 외측 중족부와 종골부는 정상이하로 감소되어 있었다. 술 후 무지에 미치는 압력은 정상범위이내로 회복되었으며 제 1, 2, 3, 4 중족골두에 미치는 압력은 정상미만으로 감소하였다. 외측 중족부의 압력은 증가하였고 내측 중족부의 압력은 감소하였으나 술 후에도 정상범위이상 이었다. 종골부는 정상이상으로 증가하였다. 관상지수는 감소하였으며, 정상범위이상의 외반에서 정상범위내의 내반으로 교정되었다. 족저압 중심의 이동에서 전후지수와 외측편향지수가 호전되었으며, 거골하 관절의 충격흡수 또한 호전되었다. 골반 전방경사의 증가와 고관절 신전이 감소하였으며 슬관절 신전이 증가하고 굴곡이 감소하였다. 진출기 족관절의 족저굴곡각이 감소하였으며, 족저 굴곡 모멘트와 힘 또한 감소하였다. 그러나 슬관절 신전-족관절 족저굴곡 복합체의 호전의 호전을 보였다. 따라서 거골하 관절유합술 시행 시 하퇴삼두근의 근력 유지를 위한 수술적 처치는 보다 효과적인 보행의 향상을 기대할 수 있으리라 사료된다. [영문]Flat foot represents an increased contact surface of medial foot. Pes planovalgus has an increased contact surface of medial foot with hindfoot valgus. The common cause of pathologic planovalgus is cerebral palsy. The planovalgus was reported about 25% in cerebral palsy patients. The main causes of planovalgus in cerebral palsy is spasticity of plantar flexor. The spasticity of peroneus brevis and the weakness of posterior tibialis are another causes of planovalgus. The planovalgus deformity makes problems in foot pressure and gait. Several surgical options were suggested. Among them, subtalar arthrodesis is the common treatment for plano- valgus. The goals of treatment are improvement of abnormal foot pressure distribution, which improves stability during stance phase and efficacy in toe-off. The purpose of this study is to analyze the result of subtalar arthrodesis using dynamic pedobarography and gait analysis.28 patients(48 feet) who recieved subtalar arthrodesis between 2003 and 2004 were included in this study. 21 patients are boys and 7 patients are girls. The mean age at the time of operation was 9 years 2 months and the mean follow up duration was 12 months.Foot pressure was measured at 9 regions including hallux, each metatarsal head, medial and lateral portion of midfoot and calcaneus. Coronal index was calculated to estimate varus and valgus. The changes of anteroposterior and lateral excursion of center of pressure and initial shock absorption was measured. With Vicon 370 Motion Analysis System, temporospatial data, kinematic data and kinetic data were obtained and analyzed.The preoperative pressure of hallux, 1st metatarsal head and medial midfoot were above normal range and the pressure of lateral midfoot and calcaneus were below normal range. The postoperative pressure of hallux was decreased within normal range and the pressure of 1, 2, 3, and 4 metatarsal head were decreased below normal range. The pressure of lateral midfoot was increased and the pressure of medial midfoot was decreased. The coronal index was decreased, so abnormal valgus pressure distribution was changed to varus pressure distribution within normal range. Anteroposterior index and center of pressure excursion index were improved. The initial shock absorption was also improved. The peak angle of pelvic anterior tilt and hip extension were decreased. The peak angle of knee extension was increased. The angle of ankle plantar flexion at push-off was decreased and the peak moment and power were also decreased. However, the moment and power were increased in two cases who did not undergo plantar flexor lengthening.After subtalar arthrodesis, the pressure of medial midfoot was decreased and the pressure distribution of forefoot was improved. But, the pressure of 1st metatarsal head was decreased below normal range. The sagittal angle of pelvic anterior tilt was increased. The moment and power of plantar flexion was not improved. But, peak knee extension was increased because of increased ankle dorsiflexion. So, knee extension-ankle plantar flexion coupling was improved. The proper lengthening of plantar flexor is an important factor for the gait improvement after subtalar arthrodesis.ope