Structural deformation of longitudinal arches during running in soccer

players with medial tibial stress syndrome

BYUNGJOO NOH, AKIHIKO MASUNARI, KEI AKIYAMA, MAKO FUKANO,

TORU FUKUBAYASHI, SHUMPEI MIYAKAWA

European Journal of Sport Science, 2015, Vol. 15, No. 2, 173–181

Introduction

Medial tibial stress syndrome (MTSS)은 운동 중 경골의 후내측부에 통증이 발생하는 증후군으로 runner들에게 2.8/1000 athlete exposure의 발생률을 보인다. 경골의 후내측부에 부착하는 FDL, TP, soleus에 의한 견인이 주요한 발생 기전으로 알려져 있다. 이 근육들은 발의 움직임이 과다한 경우 과부하를 받기 쉬우며, 그 결과는 스포츠 활동 중 MTSS의 발생과 관련된다. 이는 특히 MTSS의 여러가지 내적 위험요인들 중 체중 부하 시 foot pronation (navicular drop)과 관련될 것으로 여겨진다. 따라서 본 연구의 목적은 MTSS와 non-MTSS에서 heel strike동안 발의 종아치 (medial longitudianal arch; MLA and lateral longitudinal arch; LLA)의 각도 변화와 움직임을 비교하였다.   

Materials and Methods

Subjects and data acquisition

MTSS 진단 6개월 이내의 대학 축구선수 5명 (age, 21.4 ± 2.3years; height, 1.75 ± 0.06 m; body mass, 71.0 ± 5.3 kg)과 MTSS 진단받지 않은 대학 축구선수 5명 (age, 19.0 ± 1.0 years; height, 1.77 ± 0.05 m; body mass, 68.8 ± 4.7 kg), natural forefoot striker는 제외

발의 위치를 정해둔 platform위에서 heel strike running을 3회 시도하면서 fluoroscopic imaging system으로 영상 저장 및 분석

Data management and analysis

2차원 평면에서 각각의 landmark에 x, y 좌표를 설정하고 각도와 좌표의 움직임을 측정

측정 변인들 (MLA, LLA, 1^st metatarsal 중심점;M1c, 5^th metatarsal 중심점;M5c, calcaneus의 중심점;Cc), Figure 1.

세번의 측정에서 얻어진 ICC >0.85

Statistical analysis

A Mann-Whitney U-test (non-parametric)

Results

MLA와 LLA의 각도 변화는 MTSS에서 유의하게 증가된 소견을 보였고, 1^st 와 5^th 중족골 좌표의 움직임은 MTSS에서 전하방으로 유의하게 증가된 소견을 보였다.

Discussion

본 연구에서는 MTSS에서 발의 구조적인 변형이 동반될 것이라는 가설을 확인하였다. 체중부하 시 MLA와 LLA의 각도 변화 증가는 발의 과도한 회내를 의미하며, 이는 지속적인 running시 발의 회외 근력의 저하를 초래하여 하지 정렬을 내회전으로 유도하고, 결과적으로 내측 경골 골막에 가해지는 스트레스 증가와 염증반응을 유발하게 될 것이다. MTSS에서 체중부하 시 내외측 중족골이 전하방으로 이동이 증가하는 것은 이곳에 부착된 족저굴곡근 (FDL, TP, soleus) activation의 약화를 의미하고 이는 결과적으로 경골 골막에 가해지는 장력을 증가시킨다. 또한 이러한 족저굴곡근들은 발의 회외를 함께 담당하므로 이러한 근육의 활성도 감소는 발의 종아치의 감소를 의미한다. 따라서 균형 운동이나 저항 밴드 운동 등을 이용한 족저굴곡근에 대한 적절한 재활 프로그램을 통해 MTSS의 증상 완화와 기능 회복에 도움이 될 수 있을 것이다. 그리고 MTSS에서 발목 관절의 배측 굴곡 감소는 편심성 배측 굴곡력 감소를 유발하여 상대적인 족저굴곡력 증가와 발목의 가동 범위 감소에 의한 발의 종아치 감소와 관련된다. 그러므로 MTSS의 재활 운동프로그램에 발목 관절 편심성 배측 근력 증가와 종아리 근육 스트레칭을 권장한다.

Conclusion

본 연구에서는 MTSS의 running 중 체중 부하에 의해 MLA와 LLA의 각도 변화가 증가되고 1^st and 5^th 중족골의 전하방 움직임이 증가하는 것을 확인하였고, 이러한 발의 구조적 변화는 MTSS발생의 위험 요인이 될 수 있을 것으로 생각한다.