Kinematic analysis of gait in children with rigid flatfoot before and after surgical treatment

Cover Page

Cite item

Abstract

Aim – to study the kinematics and kinetics of walking in children with rigid flatfoot by comparing data before and after surgical operations.

Material and methods. The study included 51 patients (42 boys, 9 girls) with rigid flatfoot, with a mean age of 10.5 ± 1.4 years. They were stratified by disease stage and underwent surgical treatment using the author’s technique: ‘transposition of the m. peroneus longus tendon medially, shortening of the m. tibialis posterior tendon, and arthrodesis of the cuneo-navicular joint’.

Results. It was found that higher disease stages correlated with increased step time and support time, and decreased swing time, average walking speed, and step frequency (<0.01 to <0.001). Disease progression also exacerbated pathomorphological changes in the foot, driven by biomechanical dysfunction of the lower leg’s pronator and supinator muscles, alongside reduced gait energy efficiency.

Conclusion. Gait kinematic assessment, when combined with standard diagnostic tools for rigid flatfoot (e.g., radiography and podometry), enhances the identification of effective and precise treatment strategies. The proposed disease stage-adjusted corrective approach addresses all components of rigid flatfoot: it eliminates pathological pronation, restores supination and plantar flexion function, and achieves adequate foot arch reconstruction.

About the authors

Iskandar Yu. Khodjanov

Republican specialized scientific and practical medical center traumatology and orthopaedics

Email: prof.khodjanov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3964-4148

MD, Dr. Sci. (Medicine), Head of orthopedic department No. 2

Uzbekistan, Тashkent

Xasanali I. Umarov

Andijan State Medical Institute

Author for correspondence.
Email: umarovhasanboj47@gmail.com
ORCID iD: 0009-0008-5466-1687

MD, traumatologist-orthopedist

Uzbekistan, Andijan

Sherali K. Khakimov

Bukhara State Medical Institute named after Abu Ali ibn Sino

Email: kuzievich_81@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3779-6025

Cand. Sci. (Medicine), Associate Professor

Uzbekistan, Bukhara

Anvar G. Mirzaev

Republican specialized scientific and practical medical center traumatology and orthopaedics

Email: m.anvardoc@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-9796-2959

Cand. Sci. (Medicine), Head of the Gait Laboratory

Uzbekistan, Тashkent

References

  1. Pourghazi F, Nabian MH, Bakht SS, et al. Changes in gait pattern and quality of life of adolescents with flexible flat foot after Calcaneal Lengthening Osteotomy. Foot. 2023;57:101962. doi: 10.1016/j.foot.2023.101962
  2. Boryczka-Trefler A, Kalinowska M, Szczerbik E, et al. Effect of Plano-Valgus Foot on Lower-Extremity Kinematics and Spatiotemporal Gait Parameters in Children of Age 5–9. Diagnostics. 2022;12(1):2. doi: 10.3390/diagnostics12010002
  3. Stief F, Böhm H, Michel K, et al. Reliability and accuracy in three-dimensional gait analysis: a comparison of two lower body protocols. J Appl Biomech. 2013;29:105-111. doi: 10.1123/jab.29.1.105
  4. Levinger P, Murley GS, Barton CJ, et al. A comparison of foot kinematics in people with normal- and flat-arched feet using the Oxford Foot Model. Gait Posture. 2010;32(4):519-523. doi: 10.1016/j.gaitpost.2010.07.013
  5. Kim HY, Cha YH, Lee JS, et al. Changes in gait and radiographic and clinical results of calcaneal lengthening osteotomy in children with idiopathic flexible flatfoot. Clin Orthop Surg. 2020;12:386-395. doi: 10.4055/cios19150
  6. Krautwurst BK, Wolf SI, Dreher T. Three-dimensional evaluation of heel raise test in pediatric planovalgus feet and normal feet. Gait Posture. 2016;48:146-151. doi: 10.1016/j.gaitpost.2016.05.003
  7. Mosca VS. Flexible flatfoot in children and adolescents. J Child Orthop. 2010;4(2):107-21. doi: 10.1007/s11832-010-0239-9
  8. Kim HY, Shin HS, Ko JH, et al. Gait Analysis of Symptomatic Flatfoot in Children: An Observational Study. CiOS. Clin Orthop Surg. 2017;9:363-373. doi: 10.4055/cios.2017.9.3.363
  9. Caravaggi P, Sforza C, Leardini A, et al. Effect of plano-valgus foot posture on midfoot kinematics during barefoot walking in an adolescent population. J Foot Ankle Res. 2018;11:55. doi: 10.1186/s13047-018-0297-7
  10. Portinaro N, Leardini A, Panou A, et al. Modifying the Rizzoli foot model to improve the diagnosis of pes-planus: Application to kinematics of feet in teenagers. J Foot Ankle Res. 2014;7:57. doi: 10.1186/s13047-014-0057-2
  11. Wenger DR, Mauldin D, Speck G, et al. Corrective shoes and inserts as treatment for flexible flatfoot in infants and children. J Bone Joint Surg Am. 1989;71(6):800-10. PMID: 2663868
  12. Das SP, Das PB, Ganesh S, et al. Effectiveness of surgically treated symptomatic plano-valgus deformity by the calcaneo stop procedure according to radiological, functional and gait parameters. J Taibah Univ Med Sci. 2017;12;102-109. doi: 10.1016/j.jtumed.2016.11.009
  13. Twomey D, McIntosh A. The effects of low arched feet on lower limb gait kinematics in children. Foot. 2012;22:60-65. doi: 10.1016/j.foot.2011.11.005
  14. Twomey D, McIntosh A, Simon J, et al. Kinematic differences between normal and low arched feet in children using the Heidelberg foot measurement method. Gait Posture. 2010;32:1-5. doi: 10.1016/j.gaitpost.2010.01.021
  15. Papamerkouriou Y-M, Rajan R, Chaudhry S, et al. Prospective early clinical, radiological, and kinematic pedobarographic analysis following subtalar arthroereises for paediatric pes planovalgus. Cureus. 2019;11:e6309. doi: 10.7759/cureus.6309
  16. Böhm H, Stebbins J, Kothari A, Dussa CU. Dynamic gait analysis in paediatric flatfeet: unveiling biomechanical insights for diagnosis and treatment. Children. 2024;11(5):604. doi: 10.3390/children11050604
  17. Ghazaleh L, Hoseini Y, Masoomi F, et al. Ground reaction force analysis in flexible and rigid flatfoot subjects. J Bodyw Mov Ther. 2024;39:441-446. doi: 10.1016/j.jbmt.2024.02.020
  18. Bauer K, Mosca VS, Zionts LE. What’s New in Pediatric Flatfoot? J Pediatr Orthop. 2016;36:865-869. doi: 10.1097/BPO.0000000000000582
  19. MacInnes P, Lewis TL, et al. Surgical management of pes planus in children with cerebral palsy: A systematic review. J Child Orthop. 2022;16:333-346. doi: 10.1177/18632521221112496
  20. Cen X, Yu P, Song Y, et al. Influence of medial longitudinal arch flexibility on lower limb joint coupling coordination and gait impulse. Gait Posture. 2024;114:208-214. doi: 10.1016/j.gaitpost.2024.10.002
  21. Ha Yong Kim, Hyuck Soo Shin, Jun Hyuck Ko, et al. Gait analysis of symptomatic flatfoot in children: anobservational study. Clin Orthop Surg. 2017;9(3):363-373. doi: 10.4055/cios.2017.9.3.363
  22. Saraswat P, Macwilliams Ba, Davis Rb, D’astous Jl. Kinematics and kinetics of normal and planovalgus feet during walking. Gait Posture. 2014;39(1):339-45. doi: 10.1016/j.gaitpost.2013.08.003

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Figure 1. A – appearance of the patient under study; B – coordinate system of Euler angles for measuring GRF.

Download (1MB)

Copyright (c) 2025 Khodjanov I.Y., Umarov X.I., Khakimov S.K., Mirzaev A.G.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».