Normative rearfoot motion during barefoot and shod walking using biplane fluoroscopy
Campbell, K. J., Wilson, K. J., LaPrade, R. F., & Clanton, T. O. (2014).
Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy : Official Journal of the ESSKA.
https://www.researchgate.net/profile/Thomas_Clanton2/publication/262931693/figure/fig3/AS:337658262900742@1457515411910/Mean-rearfoot-kinematic-profiles-1-standard-error-for-the-six-subjects-comparing_W640.jpg
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Purpose: The ankle rearfoot complex consists of the ankle and subtalar joints. This is an observational study on two test conditions of the rearfoot complex. Using high-speed biplane fluoroscopy, we present a method to measure rearfoot kinematics during normal gait and compare rearfoot kinematics between barefoot and shod gait. Methods: Six male subjects completed a walking trial while biplane fluoroscopy images were acquired during stance phase. Bone models of the calcaneus and tibia were reconstructed from computed tomography images and aligned with the biplane fluoroscopy images. An optimization algorithm was used to determine the three-dimensional position of the bones and calculate rearfoot kinematics. Results: Peak plantarflexion was higher (barefoot: 9.1°; 95 % CI 5.2:13.0; shod: 5.7°; 95 % CI 3.6:7.8; p = 0.015) and neutral plantar/dorsiflexion occurred later in the stance phase (barefoot: 31.1 %; 95 % CI 23.6:38.6; shod: 17.7 %; 95 % CI 14.4:21.0; p = 0.019) during barefoot walking compared to shod walking. An eversion peak of 8.7° (95 % CI 1.9:15.5) occurred at 27.8 % (95 % CI 18.4:37.2) of stance during barefoot walking, while during shod walking a brief inversion to 1.2° (95 % CI -2.1:4.5; p = 0.021) occurred earlier (11.5 % of stance; 95 % CI 0.2:22.8; p = 0.008) during stance phase. The tibia was internally rotated relative to the calcaneus throughout stance phase in both conditions (barefoot: 5.1° (95 % CI -1.4:11.6); shod: 3.6° (95 % CI -0.4:7.6); ns.). Conclusions: Biplane fluoroscopy can allow for detailed quantification of dynamic in vivo ankle kinematics during barefoot and shod walking conditions. This methodology could be used in the future to study hindfoot pathology after trauma, for congenital disease and after sports injuries such as instability. LEVEL OF EVIDENCE: II. 目的：足首後足部複合体は、足首と距骨下の関節で構成されています。これは、後足コンプレックスの2つのテスト条件に関する観察研究です。高速二方向X線透視法を使用して、通常の歩行中に後足部の運動を測定し、裸足と靴の歩行運動を後足の運動で比較する方法を提示します。方法：6人の男性被験者が歩行試験を完了し、スタンスフェーズで二方向X線透視画像を取得しました。骨と脛骨の骨モデルをコンピューター断層撮影画像から再構築し、二方向X線透視画像と位置合わせしました。最適化アルゴリズムを使用して、骨の3次元位置を決定し、後足の運動学を計算しました。結果：ピークの足底屈はより高く（裸足：9.1°; 95％CI 5.2：13.0;靴：5.7°; 95％CI 3.6：7.8; p = 0.015）、中立的な足底/背屈はスタンス期の後半に発生しました（裸足：31.1 ％; 95％CI 23.6：38.6; 靴：17.7％; 95％CI 14.4：21.0; p = 0.019） 8.7°（95％CI 1.9：15.5）の外転ピークは、裸足歩行中に27.8％（95％CI 18.4：37.2）のスタンスで発生しましたが、靴歩行中は1.2°（95％CI -2.1：4.5）への短い回外; p = 0.021）スタンスフェーズ中により早く発生しました（スタンスの11.5％; 95％CI 0.2：22.8; p = 0.008）。脛骨は、両方の条件のスタンス期を通して骨に対して内部で回転しました（裸足：5.1°（95％CI -1.4：11.6）;示されている：3.6°（95％CI -0.4：7.6）; ns。）。結論：二方向X線透視法は、裸足および履き物の歩行状態での動的な生体内足首運動の詳細な定量化を可能にします。この方法論は将来、外傷後、先天性疾患、および不安定性などのスポーツ傷害後の後足の病理を研究するために使用される可能性があります。 Keywords