1. Introduction

 유연성 평발은 소아 및 청소년에게 흔하게 나타나며, 종종 통증을 유발하고 스포츠 활동 제한과 연관된다. 달리기 유형과 평발의 상호작용을 이해하는 것은 통증 감소, 움직임의 최적화, 장기적인 문제 예방을 위해 중요하지만 소아 및 청소년을 대상으로 한 연구는 부족한 상황이다. 평발을 가진 소아 및 청소년의 맨발 달리기 시 발의 역동성 분석과 달리기 유형 선택에 대해 연구하고자 다음의 3가지 가설을 설정하였다.  

 1) 전족부 달리기를 하는 평발 아동은 수동 발목 관절 배굴이 현저하게 감소되어 있을 것이다.
 2) 평발 아동에서 정상 발에 비해 후족부 외번 가동범위 및 속도가 증가하고, 그 결과 수직 지면 반발력의 부하율은 감소할 것이다. 
 3) 평발 아동의 push-off 시, 후족부 내번 속도가 감소하고 중족부 강성이 저하되어 발목 관절 모멘트와 에너지 생성이 감소할 것이다.

2. Methods 

7세에서 17세 사이의 유연성 평발 아동 및 청소년과 정상 발 대조군을 정형외과 외래에서 모집하였다. 유연성 평발 아동은 보존적인 치료에 반응하지 않아 교정 수술 필요성 확인을 위해 정밀 보행 분석에 의뢰된 환자였다. 비만, 족근골 유합, 척추 측만, 하지 정렬 이상, 신경계 질환 등이 있거나 검사 중 통증이 있었던 경우는 제외되었다. 
임상 평가 시 발목 관절의 경우 무릎을 편 상태와 굽힌 상태를 나누어서 측정하였고, 기능 평가에서는 single-leg heel raise와 single-leg balance test를 시행하였다. 이후 마커를 부착한 상태에서 맨발로 보행과 달리기를 수행하도록 하였으며, 달리기 유형은 별도로 지시하지 않고 편안한 속도로 달리도록 하였다. 운동학적 데이터는 8대의 카메라 기반 모션 캡쳐 시스템 (Vicon, Oxford, UK), 지면 반발력은 두 개의 매립형 힘 판 (force plates, AMTI, USA)을 사용해 기록하였고, 최소 5회 이상 반복적으로 측정하였다. Table 2에 나열된 발의 운동학 및 운동역학의 주요 매개변수들이 분석되었고, 통계 분석은 평발 여부와 달리기 유형을 주요 변수로 하여 chi-square test of independence, Two-factor ANOVA가 사용되었다.  

3. Results 

총 137명(유연성 평발군 84명, 대조군 53명)이 연구에 참여하였다.  
유연성 평발군에서는 후족부 달리기 유형이 69%로, 대조군(47%)보다 더 높은 비율로 나타났다. 또한 평발군은 체중과 BMI가 더 높았으며, 수동 발목 배굴 가동 범위 감소, single-leg heel raise 수행 능력 저하, single-leg balance 저하가 관찰되었다. 특히 이러한 수동 발목 배굴 제한은 전족부 달리기 유형에서 더욱 두드러졌다. 
운동학적 및 운동역학적 측면에서 평발군에서 발목 배굴 감소와 후족부 외번 증가가 확인되었으나, 충격 흡수와 관련된 지면 반발력의 부하율은 평발 여부 자체보다 달리기 유형의 영향이 더 크게 작용하여, 후족부 달리기가 전족부 달리기보다 더 높은 부하율을 보였다. 평발군에서는 발목 모멘트와 에너지 생성이 감소하여 push-off 단계에서의 추진력이 저하되어 있었으며, 달리기 전략에서도 차이가 나타나 전족부 주자는 발목 중심의 추진 전략을, 후족부 주자는 무릎과 고관절 중심의 충격 흡수 전략을 사용하는 경향을 보였다. 

Table 1 Anthropometry, calf muscle strength, coordination and passive range of motion for habitual rearfoot runners compared to forefoot runners.

Table 2 Mean values, SD and ANOVA results for groups of flexible flatfeet (FFF) and normal feet (NF) showing the condition of either habitual rearfoot (RF) and forefoot (FF) running. 

Fig.3. Mean internal moments and joint power waveforms of the ankle, knee and hip joints over the gait cycle for habitual rearfoot runners (RF) with flexible flatfeet (FFF) compared to normal feet (NF).

Fig. 4. Mean internal moments and joint power waveforms of the ankle, knee and hip joints over the gait cycle for habitual forefoot runners (FF) with flexible flatfeet (FFF) compared to normal feet (NF). 

4. Discussion

 본 연구의 결과는 가설 1) 수동적 발목 배굴 가동 범위 감소와 3) push-off 시 발목 모멘트 및 에너지 감소는 지지하지만, 가설 2) 충격 시 부하율 감소는 지지하지 않는다.  
 유연성 평발은 후족부 내번 속도가 느려 중족부 강성을 손상시키고 중족절 관절 잠금 기전을 저해할 수 있다. 입각기 후반의 이러한 발 강성 감소는 추진을 위한 유효 lever arm을 단축시켜 발목 관절 모멘트와 에너지 생성을 약화시킨다. 결과적으로 내측 아치를 안정시키기 위해 발의 내외재근과 고관절의 근육에 더 많이 의존하게 되어 내측 발 통증과 같은 만성 과사용 증상으로 이어질 수 있다. 따라서, 유연성 평발의 생체역학적 단점을 완화하기 위해서는 종아리 근육과 발 내재근을 강화하고, 스트레칭을 통해 발목 배굴 가동 범위를 증가시키는 것이 중요하다.  

comment

 이 연구는 소아 및 청소년 평발의 핵심 문제를 push-off 단계에서의 추진력 감소라는 기능적 결손으로 제시하며, 이는 발의 구조적 형태보다 발목 관절 가동성, 근력, 그리고 달리기 패턴의 영향을 더 크게 받는다고 설명한다. 따라서 평가 시에는 발목 배굴 가동 범위, heel raise, 균형 기능을 함께 확인해야 하며, 치료 또한 충격 흡수나 아치 지지 중심의 접근보다는 발목 유연성과 근력 강화를 통한 추진력 개선이 핵심이라고 볼 수 있다.