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Impact of forefoot varus on standing and gait kinematics in children
Villarroya-Aparicio, A. [1]
Franco-Sierra, M. A. [2]
García-Muñoz, I. [1]
Marcén-Román, Y. [1]
Alonso-Vázquez, A. [1]
Rodriguez-Blanco, C. [4]

Journal: International Journal of Osteopathic Medicine Date: 2015/09, 18(3):Pages: 171–180. doi: Subito , type of study: randomized controlled trial

Full text    (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1746068914001199)

Keywords:

forefoot varus [1]
gait [30]
kinematics [12]
lower limb [3]
Oxford Foot Model [1]
static [26]
randomized clinical trial [26]

Abstract:

Objectives To assess the compensations of proximal motion for forefoot varus (FV) by analysing the lower limb kinematics in standing and walking. Methods A population of children (n = 375) underwent a goniometric evaluation of forefoot and hindfoot frontal-plane alignment (neutral/varus/valgus) drawn from a randomly selected primary school of Saragossa (Spain). Two groups were extracted: 1) forefoot varus group (FVG) (n = 30 FV children); 2) control group (CG) (n = 21 forefoot neutral children). The Oxford Foot Model and a conventional lower limb model were used to obtain kinematics while standing and walking. The Oxford Foot Model is a specific biomechanical model developed for the analysis of three-dimensional mobility of the ankle, hindfoot and forefoot in children. It is specifically adapted for paediatric use and offers normative data. Data acquisition was performed using a six-camera motion capture system. Kinematic variables were compared between both groups. Correlations between forefoot and hindfoot inversion/eversion with the rest of the kinematic variables in the FVG were carried out. Results: FV children presented larger hindfoot eversion with flattening of medial longitudinal arch and larger hindfoot, knee and hip flexion, while standing and walking. Moreover, they walked with a higher anterior pelvis tilt and hip external rotation, and with smaller stride time and length and higher cadence. There was high correlation between forefoot inversion and hindfoot eversion during standing and some correlation between both forefoot inversion and hindfoot eversion and the rest of variables analysed during gait. Conclusions: The results support the existence of a compensatory pronation of the subtalar joint. This is thought to occur during weight-bearing in order to achieve full contact of all metatarsal heads with the ground, and is probably responsible of an altered kinematic chain in the lower limb in standing and walking. FV correction might help to prevent this potentially harmful hindfoot compensation and the subsequent altered lower extremity kinematic chain.

Abstract original language:
(translated by Ostlib): Ziele: Bewertung der Kompensationsmechanismen bei der Bewegung des proximalen Vorfußes bei Vorfußvarus (FV) durch Analyse der Kinematik der unteren Extremitäten im Stehen und Gehen. Methoden: Bei einer Gruppe von Kindern (n = 375) aus einer zufällig ausgewählten Grundschule in Saragossa (Spanien) wurde eine goniometrische Untersuchung der Ausrichtung von Vor- und Rückfuß in der Frontalebene (neutral/Varus/Valgus) durchgeführt. Es wurden zwei Gruppen gebildet: 1) Vorfußvarus-Gruppe (FVG) (n = 30 FV-Kinder); 2) Kontrollgruppe (CG) (n = 21 Kinder mit neutralem Vorfuß). Zur Erfassung der Kinematik im Stehen und Gehen wurden das Oxford Foot Model und ein konventionelles Modell der unteren Extremitäten verwendet. Das Oxford Foot Model ist ein spezifisches biomechanisches Modell, das für die Analyse der dreidimensionalen Beweglichkeit von Sprunggelenk, Rückfuß und Vorfuß bei Kindern entwickelt wurde. Es ist speziell für den pädiatrischen Einsatz angepasst und bietet Normdaten. Die Datenerfassung erfolgte mittels eines Motion-Capture-Systems mit sechs Kameras. Die kinematischen Variablen wurden zwischen beiden Gruppen verglichen. Es wurden Korrelationen zwischen der Inversion/Eversion von Vor- und Rückfuß und den übrigen kinematischen Variablen in der FVG ermittelt. Ergebnisse: FV-Kinder zeigten im Stehen und Gehen eine stärkere Eversion des Rückfußes mit Abflachung des medialen Längsgewölbes sowie eine stärkere Beugung von Rückfuß, Knie und Hüfte. Zudem gingen sie mit einer stärkeren Vorwärtsneigung des Beckens und einer stärkeren Außenrotation der Hüfte sowie mit kürzerer Schrittzeit und Schrittlänge und einer höheren Schrittfrequenz. Es bestand eine hohe Korrelation zwischen der Vorfußinversion und der Rückfußeversion im Stehen sowie eine gewisse Korrelation zwischen der Vorfußinversion und der Rückfußeversion und den übrigen während des Gangs analysierten Variablen. Schlussfolgerungen: Die Ergebnisse stützen die Existenz einer kompensatorischen Pronation des Sprunggelenks. Es wird angenommen, dass diese während der Gewichtsbelastung auftritt, um einen vollständigen Kontakt aller Mittelfußköpfchen mit dem Boden zu erreichen, und wahrscheinlich für eine veränderte kinematische Kette in der unteren Extremität beim Stehen und Gehen verantwortlich ist. Eine FV-Korrektur könnte dazu beitragen, diese potenziell schädliche Kompensation des Rückfußes und die daraus resultierende veränderte kinematische Kette der unteren Extremität zu verhindern.

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