歩行分析は、CPを持つ子供のケアに影響を与えます

計測された歩行分析は、臨床的意思決定を改善する脳性麻痺患者の異常な歩行パターンを特徴付けるのに役立ちます。 歩行分析に基づく早期介入は、貧弱なバイオメカニクスの長期的な悪影響を最小限に抑えるのに役立ちます。

By Frank M.Chang,MD,Jason T.Rhodes,MD,MS,Katherine M.Davies,BA,and James J.Carollo,PhD,PE

歩行はほとんどの人にとってほとんど楽な活動であり、通常は考え直すことなく行われます。 しかし、脳性麻痺（CP）を持つ人々のために、これはそうではありません。

CPは、最も一般的な小児神経学的障害であり、「運動および姿勢の発達の永続的な障害のグループであり、発達中の胎児または乳児の脳に発生した非進行性の障害に起因する活動の制限を引き起こす」と定義されている。 脳性麻痺の運動障害は、感覚、知覚、認知、コミュニケーション、および行動の障害、てんかん、および二次的な筋骨格変形を伴うことが多い。”1

CPを持つ子供は頻繁に歩行異常につながる筋肉の緊張、運動制御、痙性、およびバランスの問題を経験します。 未処理に去られたら、これらのmusculoskeletal醜状は重大度で子供が育つと同時に増加します。 CPと関連付けられる減損の査定そして処置が成長する年の間に特に重大であるが、CPは子供が成熟すると同時に二次病状の高められた発生を与 したがって、痛みや歩行機能の悪化をもたらす可能性のある貧弱な生体力学の長期的な影響を防ぐために、歩行異常に早期に対処することが不可欠

CPを持つ個人は、全体的な機能と社会参加の同じレベルを持っていないので、これは資格のある開業医による各患者の個別評価を必要とします。 この評価は、理想的には、患者の機能レベルと解剖学的変形を評価するだけでなく、患者が彼らの特定のCP歩行パターンの自然史の中で進行しているど 患者の骨格変形および拘縮の進行のレベルを理解することは、治療の決定を担当する開業医にとって重要であり、治療の主な目標は患者の機能を最

CPを持つ子供のための治療は世界中で異なりますが、歩行偏差を定義し、適切な治療オプションを容易にするために、計装された3-D歩行分析を使 典型的には、臨床医は静的な身体検査を行い、視覚的分析を使用して患者を評価する。 計測された歩行解析により、患者の歩行パターンのbiplanarビデオ録画が追加されます; 関節の角度、速度、および加速度を記述するための3-Dモーションキャプチャ、地面反力、足底圧、および動的筋電図（EMG）を使用して筋肉活動のタイミングの記録。2

実際には、計測された歩行解析により、子供が歩行しているときに、関節の角度変位、関節のモーメントと力、およびすべての骨格要素の実際の整列を動的に理解することができます。 これらのデータはすべて収集され、処理され、分析され、歩行異常および治療の経験を持つ臨床医、セラピスト、およびエンジニアのチームに提示されます。 最終的な治療上の推奨事項は、このチーム評価から決定される。 この技術ベースの学際的なアプローチは、歩行異常を分析するための体系的な方法に最後の40年にわたって進化してきました。 モーションラボ認定のための委員会の両方,3米国の認定を担当する独立した非営利団体 歩行および動きの実験室、および歩行および臨床動きの分析のSociety4からの位置の声明はアプローチを支持しました。 計測された歩行分析は、臨床経験に代わるものではありませんが、特定の治療計画を支持する証拠を提供しながら、臨床的意思決定を強化するために利

CPを持つ子供は、発達中の脳への損傷の程度が子供ごとに異なるため、様々な歩行能力を持つことになります。 CPの子供の機能能力は非常に機能コミュニティambulatorsから援助移動性の世帯のambulatorsに彼らの独立した移動の多くのための動かされた移動性に頼るnonambulatory個人 複数の変形の相互作用は、CPを有する個人における複雑な歩行偏差を生成する。 総運動機能分類システム（GMFCS）として知られている検証され、広く使用されている分類スキームは、CPを持つ子供の機能能力を記述するために使用されます。5GMFCSは、すべての環境で援助なしで歩くことができるレベルIの子供から、非ambulatoryであり、ほとんどの活動のための援助を必要とするレベルVの子供まで、歩行の独立性のレベルに接続された運動機能の五つのレベルに分解される。

GMFCSシステムは、臨床医がCPを持つ子供の機能的能力を判断するのに役立ちますが、子供が持つ可能性のある特定の歩行パターンは記述されていません。 障害の重症度、生体力学的障害の代償機構、および機能的能力の違いは、CPを有するすべての子供が独特の歩行病理を有することを意味する。 開業医は、個々のユニークな歩行特性のメカニズムを決定するために比較を行うことができ、この患者集団内の特定の明確な歩行パターンを識別するこ 歩行分析は、適切な治療オプションを通知するために、より詳細な情報を提供します。

Stiff knee gait

歩行効率に影響を与える可能性のある異常な歩行パターンの一例であるstiff knee gait(SKG)を検出するには、計測された歩行解析が必要です。 SKGは、ピーク膝屈曲の大きさの減少（<45°）、膝屈曲のダイナミックレンジの減少、および遅延ピーク膝屈曲としてサザーランドによって定義され、そのすべてが正常な歩行サイクルのスイングフェーズ中に発生する。6これらの偏差は器械化された足取りの分析と容易に確認され、量化される。 SKGは、CPの小児の歩行パフォーマンスに影響を与える最も一般的な歩行パターンの1つであり、最近の研究では、CPの小児の歩行異常の80％がSKGを関与させていることが示されています。7

病因は、歩行サイクルのスイング期間を通して膝の屈曲を制限する異常に発射された大腿直筋から生じると考えられている。8,9EMGと見られるrectus femoris筋肉発射パターンは振動段階の間に全体の歩行周期中の活動か活動の増加を延長しました。図10図1の患者は、視覚分析、膝における関節角度測定（図3）、およびEMGで見られる大腿直筋の筋肉活動（図4）に基づいてSKGを有すると同定された。 図3の矢状面の運動学的グラフに見られるように、膝は歩行サイクル全体にわたって継続的に伸びており、屈曲はほとんどありません。 SKGパターンは、股関節の屈曲、スイング中の膝の屈曲、体重を受け入れる足の重心を維持するための前方トランクの傾き、11ボルトまたは股関節のハイキング、およびトリップや落下のリスクを高める足のクリアランスの問題などのエネルギー非効率的な代償歩行メカニズムの問題につながる。12,13

SKGの外科的治療には、大腿直筋（RF）の解放または移動が含まれますが、RF移動は、RF解放よりも股関節屈曲をより効果的に維持し、歩行のスイング期8SKGの診断とその後の治療プロトコルは、ほぼ純粋に歩行分析に基づいています。 さらに、1年のpostoperative繰り返しの歩行の分析が結果を監視し、評価するのに一貫して使用されています。

デンバーのコロラド小児病院のセンターで、Muthusamyらは、SKGを有する小児の運動学的測定に対する異なるRF伝達部位の影響を調査した。14すべての移動部位を一緒に分析したとき、スイング中の膝の動きの範囲、スイング中のピーク膝屈曲（平均9°の改善）、および末端スイングでのピーク膝伸 遠位RF転送サイトを比較したときに我々は、運動の膝の範囲、負荷応答でのピーク膝屈曲、スイングでのピーク膝屈曲、または末端スイングでのピーク膝伸展に統計; しかし、手術前に正常な膝の可動域の80％未満を有する患者において、術後の膝の可動域に有意な改善があった。

正しく区別されなければ、患者の生活の後半で望ましくない影響を伴う介入につながる可能性のある、2つの類似した歩行パターンがあります。 馬の歩行パターンは、一般的に、痙性および不十分な運動制御のために足が過度の足底屈曲にあることを特徴とする。 足底屈曲した足の位置は、前足の最初の接触および早期のかかとの上昇につながる。

roddaとGraham15によって、馬の歩行パターンの2つのバリエーションが記載されています：真の馬と見かけの馬。 真のequinus歩行パターンは、腓腹筋および/またはヒラメ筋の痙縮または拘縮、およびその後の足首の過剰な足底屈曲によって引き起こされる。 ヒップおよび膝延長は正常の近くにあります; しかし、後膝嚢が正常を超えて引き伸ばされている場合、膝再発が存在する可能性がある。 一方では、明白なequinusはすねの位置を変え、前足の最初の接触を作り出す重量の受諾の間に膝の病理学的屈曲が原因です。16

両方のパターンは馬尾の外観とつま先-つま先の歩行パターンを持っていますが、異なる病因は異なる外科的介入を求めています。 真の馬の歩行パターンを有する患者の外科的治療は、腓腹筋および/またはヒラメ筋を延長し、足および足首の足底屈曲の程度を軽減することを含む。 しかし、腓腹筋および/またはヒラメ筋を見かけの馬の歩行パターンで長くすると、相対的なふくらはぎの衰弱が起こり、最初の接触後の脛骨の進歩が早

見かけの馬の歩行パターンの適切な治療は、股関節および膝の屈曲の増加を含む近位の変形に対処する。 最終的に、治療は、これらの近位変形の原因に依存し、複数の軟部組織および骨の処置を含むことができる。 器具化された歩行分析の使用は、治療医師が、患者が明らかなまたは真の馬の歩行パターンを有するかどうかを明確に決定することを可能にし、不適切な外科的処置を防止することができる。

2006年、我々はコロラド小児病院歩行運動分析センターで、歩行分析を受けたCP患者の転帰を比較し、結果として得られた外科的勧告に従ったか、代わりに非外科的治療を使用することを選択したcp患者の転帰を比較した研究を完了した。18人の患者が最初の歩行分析を受け、歩行異常に精通した医師、理学療法士、および生物工学者のグループが外科的勧告を行った。

患者は、外科的介入または最初の歩行分析から平均1年後にフォローアップ歩行分析を受けました。 各グループの2つの時点間の運動学的測定値を比較し、肯定的な結果、否定的な結果、または変化がないとして分類した。 肯定的な結果は、最初の分析と比較して、股関節、膝、および/または足関節の角度が正常に向かう方向に>5°改善されたことであった。 否定的な結果は、最初の分析に対して>5°によって法線から離れた方向の関節角の変化であった。 関節角度の間のいずれかの方向に差の≤5°を持つ個人は、変化を持たないとして分類されました。

我々は、外科的勧告に従った子供は、治療が非外科的治療を使用した子供よりも肯定的な変化を有する可能性が高いことを発見した。 複数の研究は、器具歩行分析は、患者単独の臨床評価と比較して、CPを有する小児における外科的治療に関する医師の意思決定を変更することができ19-22の研究はまた、歩行分析の後、外科的矯正がCPを有する外来の小児および成人における機能を改善することを示している。23-25

CP患者には多くのタイプの歩行パターンが見られる。 計測された歩行解析は、骨盤、股関節、膝、足首の関節の運動学、運動学、および筋電図曲線を批判的に見直すことによって、臨床医が多くの歩行パターンを分析しやすくなります。 臨床医は、正確に記述し、一般的に歩行異常の病因を決定し、最高の患者のこの挑戦的なグループを助けることができる介入をお勧めするのに役立ちま

フランク-チャン、MDは、コロラド州小児病院の歩行と運動分析センター（CGMA）の医療ディレクターであり、コロラド大学の整形外科とリハビリ医学の教授で ジェイソンRhodes、MD、MSは、コロラド州デンバーの大学の子供の病院コロラド州および助教授にCgmaおよびOrthopaedicsの部門の整形外科医である。 キャサリンDavies、BAは、子供の病院コロラド州にcgmaの年長の研究の助手である。 James Carollo、PhD、PEは、コロラド州小児病院のCgmaのディレクターであり、コロラド大学デンバーの物理医学とリハビリテーションと整形外科の部門の准教授です。

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