LA VOCE DELLA ALTRE SOCIETÀ SCIENTIFICHE

L’analisi del cammino a supporto della riabilitazione

Stefano Filippo CASTIGLIA¹, Antonio NARDONE², Guido PASQUINI³, Pietro PICERNO⁴, Rita STAGNI⁵

Tutti gli autori hanno contribuito equamente all’articolo

¹ Dipartimento di Scienze e Biotecnologie Medico – Chirurgiche, “Sapienza” Università di Roma, Polo Pontino, 04100, Latina, Italia; Dipartimento di Scienze del Sistema Nervoso e del Comportamento, Università di Pavia, 27100, Pavia, Italia

² Dipartimento di Scienze Clinico-Chirurgiche, Diagnostiche e Pediatriche, Università degli Studi di Pavia; Istituti Clinici Scientifici Maugeri IRCCS, Unità Operativa di Risveglio, Neuroriabilitazione e Spinale dell’Istituto di Pavia e Unità Operativa di Riabilitazione Neuromotoria dell’Istituto di Montescano (PV)

³ INMOTU Lab, IRCCS Fondazione Don Carlo Gnocchi, 50143, Firenze, Italia

⁴ Centro di Ricerca “SMART Engineering Solutions & Technologies” (SMARTEST) , Università Telematica “e-Campus”, Novedrate (CO), Italia

⁵ Dipartimento dell’Energia Elettrica e dell’Informazione “Guglielmo Marconi” – DEI; CIRI – Scienze della Vita e Tecnologie della Salute, Università degli Studi di Bologna, Italia

Autore di riferimento
Rita Stagni
Professore Associato
Dipartimento dell’Energia Elettrica e dell’Informazione “Guglielmo Marconi” – DEI
Università di Bologna
Viale Risorgimento 2
40136, Bologna – Italia
Tel +39-051-2093965
+39-0547-339241
Fax +39-051-2093096
e-mail rita.stagniunibo.it
web http://www.unibo.it/docenti/rita.stagni

Sommario

L‘analisi del cammino strumentale consente di quantificare e analizzare la funzione locomotoria e le alterazioni associate a specifiche condizioni patologiche. Pertanto, tale analisi può supportare efficacemente la definizione del progetto riabilitativo nell’identificazione del problema alla base dell’alterazione funzionale, nella definizione dell’intervento e nel suo monitoraggio, oltre che nella verifica finale del raggiungimento degli obiettivi riabilitativi.

A tale scopo risulta essenziale la corretta definizione del quesito clinico in relazione alle misure di out-come che l’analisi strumentale può fornire, che dipendono dallo specifico contesto applicativo e devono essere definite in base alle evidenze in linea con le indicazioni delle società scientifiche competenti.

Il presente articolo fornisce una sintetica panoramica delle informazioni che può fornire l’analisi del cammino a supporto del progetto riabilitativo, e due esempi applicativi in soggetti affetti da condizioni neurologiche e in relazione al segno clinico del ‘piede equino’.

Parole chiave:

Analisi del cammino; stereofotogrammetria; pedane di forza; quesito clinico; riabilitazione.

Introduzione

L’Analisi del Cammino applica i metodi dell’analisi del movimento strumentale per fornire una descrizione quantitativa della locomozione di soggetti sani e/o patologici. Come per l’analisi del movimento osservazionale [1], queste grandezze possono essere messe in relazione con le caratteristiche funzionali della locomozione (e.g. temporizzazione del ciclo del passo, simmetria, coordinazione), ma la quantificazione strumentale consente l’applicazione di metodi di analisi avanzati: i) per identificare pattern e valori di riferimento caratteristici; ii) per stimare grandezze non osservabili o quantificabili direttamente (e.g. carichi articolari, attivazioni muscolari); iii) per confrontare i dati di movimento con valori normativi (e.g. performance di soggetti sani). Tale metodo consente di quantificare l’alterazione, oltre a ridurre il rischio di polarizzazione della valutazione dipendente dall’operatore associata all’analisi osservazionale.

L’analisi del cammino è stata utilizzata estensivamente, a partire dagli anni ’80, nell’ambito della ricerca di base e clinica [2–4] per comprendere in dettaglio il contributo biomeccanico delle diverse componenti dell’apparato muscolo-scheletrico e del controllo nel cammino normale, così come per caratterizzare le alterazioni funzionali associate a patologie specifiche. D’altra parte, l’analisi del cammino può supportare efficacemente anche la pratica clinica, fornendo indicatori a sostegno della decisione rispetto alla diagnosi e/o alla scelta dell’intervento, e per il monitoraggio del decorso e/o dell’esito [5,6].

In particolare, l’analisi del cammino può supportare e complementare le fasi in cui si articola il progetto riabilitativo finalizzato a recuperare l’autonomia nelle attività di vita quotidiana del paziente, a partire da i) l’identificazione del problema alla base dell’alterazione funzionale, delle sue cause, e del segno clinico corrispondente, passando per ii) la definizione degli obiettivi riabilitativi, iii) dei tempi previsti per raggiungerli e degli indicatori di esito necessari a verificarli, iv) del setting e v) del programma riabilitativo, durante la cui implementazione deve essere previsto un monitoraggio per potere modificare e adattare il progetto ad eventuali cambiamenti e nuove esigenze del paziente, oltre a valutare il raggiungimento degli obiettivi e l’efficacia del progetto riabilitativo nella verifica finale.

Nella riabilitazione, l’analisi del segno clinico, è lo strumento più idoneo per farci comprendere, fra componenti centrali e periferiche, quali siano elementi modificabili e difetti inemendabili, compensi e supplenze, e quali strategie terapeutiche adottare. Il segno clinico può essere messo in relazione a una o più misure dell’analisi del cammino in base al quesito clinico [7].

L’analisi del cammino risulta un utile strumento: i) nella fase progettuale dell’intervento terapeutico, per studiare in particolare il ruolo delle alterazioni del pattern cinematico e dei carichi articolari nella genesi del segno, il ruolo dell’attività dei singoli muscoli, la responsabilità di eventuali limitazioni articolari e/o deformità; ii) nella fase valutativa dell’out-come, per misurare il guadagno ottenuto nel singolo soggetto e rendere possibile, in pazienti clinicamente affini, il confronto fra strategie terapeutiche differenti. Le condizioni e le patologie sono peculiari caso per caso e analizzare il segno clinico durante il compito funzionale attraverso la strumentazione da laboratorio può essere di grande aiuto nel verificare il quesito clinico e programmare l’intervento terapeutico.

Lo scopo del presente lavoro è di introdurre e illustrare sinteticamente come l’analisi del cammino possa supportare e integrare il processo riabilitativo, tramite l’analisi e il monitoraggio del segno clinico attraverso misure opportune. Prima di tutto, verrà fornita una panoramica delle tecniche e delle misure di out-come che permettono di quantificare il compito motorio e di come queste possano essere messe in relazione a specifici segni, per poi illustrare il loro possibile utilizzo per rispondere a quesiti clinici in alcuni esempi applicativi.

L’analisi del cammino e la quantificazione del segno clinico

Secondo quello che è diventato uno standard de facto [4], l’analisi del cammino consente di misurare durante la locomozione in laboratorio le rilevanti grandezze:

• cinematiche, che quantificano come e quanto il nostro soggetto si muove;
• dinamiche, che evidenziano quali carichi sono associati al movimento osservato;
• di attivazione muscolare, che illustrano quando sono attivi i muscoli e come contribuiscono all’equilibrio dinamico del movimento.

Dalla misura strumentale (i.e. come misuro) vengono estratte misure di out-come (i.e. cosa misuro) che possono essere messe in relazione con i segni clinici di interesse. In Figura 1 è rappresentato in modo schematico l’allestimento tipico di un laboratorio di analisi del movimento, e agli strumenti sono associate le misure di out-come presenti in un report tipo di analisi del cammino.

Figura 1 Rappresentazione schematica degli strumenti utilizzati in laboratorio per l’analisi quantitativa del cammino e delle misure di out-come risultanti, incluse in un report standard di analisi del cammino.

Lo strumento di riferimento per la misura della cinematica (i.e. posizione e orientamento nello spazio dei segmenti corporei) è il sistema stereofotogrammetrico: comprende una serie di telecamere (da un minimo di due per la ricostruzione tridimensionale) dotate di illuminatori a luce infrarossa e ricostruisce la traiettoria di marcatori catarifrangenti che vengono fissati sulla superficie dei segmenti corporei del soggetto. Dalle traiettorie di questi marcatori, opportunamente posizionati secondo ciò che viene definito protocollo (i.e. quanti marcatori devo posizionare, dove e come), viene poi ricostruito un modello scheletrico costituito da segmenti anatomici articolati di cui viene fornita la posizione e l’orientamento relativo (i.e. cinematica articolare). Oltre agli angoli articolari (e.g. flesso-estensione, ab-adduzione, intra-extrarotazione di anca, ginocchio e caviglia) e gli angoli di orientamento assoluto (e.g. antiversione, obliquità, rotazione di pelvi e tronco), le misure di out-come risultanti includono i parametri temporali del passo (i.e. durata del ciclo del passo e cadenza, della fase di appoggio, di volo, di doppio supporto), i parametri spaziali (i.e. lunghezza e larghezza del passo), oltre alla velocità di progressione del soggetto analizzato.

Lo strumento per la misura della dinamica è la pedana di forza, o pedana dinamometrica: costituita da celle di carico (dinamometri) coperte da un pianale rigido integrato nel camminamento, restituisce la posizione del centro di pressione al suolo, oltre alle componenti anteroposteriore, verticale e medio-laterale della forza di contatto piede-suolo. Grazie all’integrazione con il sistema stereofotogrammetrico, queste grandezze vengono ricostruite nello stesso spazio delle grandezze cinematiche, consentendo così di stimare ciò che viene definita dinamica articolare. Le misure di out-come sono momenti e potenze articolari (di flesso-estensione, ab-adduzione, intra-extrarotazione ad anca, ginocchio e caviglia) che descrivono la funzione dinamica netta di ogni articolazione durante il movimento e identificano quale gruppo muscolare è responsabile del movimento di un’articolazione in ciascun istante del ciclo del passo; per esempio, il momento articolare al ginocchio è flessorio all’inizio della fase di appoggio, controbilanciato dall’azione netta dei muscoli estensori. Inoltre, le misure di out-come di dinamica articolare definiscono in che regime di contrazione (contrazione concentrica, eccentrica, isometrica) sta operando il muscolo. Tuttavia, queste misure di out-come non possono fornire informazioni dettagliate su quale muscolo è attivo, con quale intensità e per quanto tempo, né è possibile quantificare l’eventuale co-contrazione di muscoli antagonisti.

Per sopperire a questa limitazione, lo strumento usato per misurare l’attivazione muscolare, associata alla dinamica, è l’elettromiografia di superficie: costituito da una coppia di elettrodi per muscolo, uno stadio di amplificazione/digitalizzazione/acquisizione del segnale, che nei dispositivi moderni è collegato in modalità wireless, così da non interferire con il movimento del soggetto analizzato. Il segnale elettromiografico così acquisito quantifica la somma dei potenziali elettrici generati dalla depolarizzazione/ripolarizzazione della membrana delle fibre muscolari comprese nel volume di prelievo. L’associazione del segnale prelevato a uno specifico muscolo è ottenuta posizionando gli elettrodi in modo tale da comprendere nel volume di prelievo il ventre muscolare, secondo opportune direttive [8]. Le misure di out-come risultanti sono gli intervalli di attivazione dei muscoli rispetto al ciclo del passo e alle corrispondenti misure di out-come cinematiche e dinamiche.

Tutte le misure di out-come che lo richiedono [9] sono normalizzate rispetto alle caratteristiche antropometriche del soggetto analizzato, così da consentire la possibilità di confrontare non solo più acquisizioni di uno stesso soggetto (e.g. prima, durante e dopo l’intervento riabilitativo/terapeutico), ma anche più soggetti/pazienti tra di loro, oltre a consentire il confronto con i valori e gli andamenti di una popolazione di riferimento (e.g. soggetti sani di età corrispondente).

L’affidabilità e la rappresentatività clinica delle misure di out-come è garantita dalla corretta implementazione dei protocolli di misura da parte di personale competente, oltre che dalla corretta esecuzione del gesto locomotorio da parte del soggetto analizzato (e.g. naturalezza del gesto locomotorio, significatività delle condizioni operative, quali, ad esempio, velocità di progressione, calzature, assenza di fattori di disturbo intrinseci e/o estrinseci).

Date le misure di out-come risultanti dall’analisi del cammino, l’associazione di queste a un segno clinico dipende dallo specifico quesito clinico. Alcune misure di out-come possono essere associate ad alterazioni funzionali significative in diverse condizioni patologiche (e.g. velocità di progressione, durata della fase di appoggio rispetto alla durata del ciclo del passo), mentre altre possono essere analizzate dipendentemente dalla condizione patologica e dall’obiettivo riabilitativo che si vuole analizzare. A titolo esemplificativo, la quantificazione funzionale dell’andatura claudicante può essere implementata, in risposta a un quesito descrittivo, analizzando l’asimmetria (i.e. differenza dei valori tra lato destro e sinistro del soggetto analizzato) solo della durata e della lunghezza del passo e delle sue sottofasi, oppure la valutazione può essere approfondita in modo più analitico andando ad esaminare se e come si differenzia la cinematica articolare (e.g. si osservano limitazioni, compensi, strategie motorie che caratterizzano l’alterazione del soggetto in esame), la dinamica (e.g. il carico di un comparto articolare è ridotto? La capacità di spinta e/o frenata è ridotta?), e l’attivazione muscolare. Nella sezione successiva vengono illustrati due contesti applicativi in cui le misure di out-come risultanti dall’analisi del cammino vengono utilizzate a supporto del programma riabilitativo.

Esempi applicativi

Analisi del cammino e riabilitazione in soggetti affetti da condizioni neurologiche

Uno dei vantaggi dell’analisi strumentale del cammino è la possibilità di caratterizzare quantitativamente e qualitativamente il comportamento del tronco dei pazienti durante la deambulazione. La stabilità posturale richiede una attività costante della muscolatura assiale al fine di stabilizzare il tronco e agire da compenso ai movimenti delle articolazioni distali durante il cammino, come parte del meccanismo di controllo anticipatorio involontario dell’equilibrio [10,11]. Inoltre, l’attività muscolare del tronco precede la corrispondente attività cinematica. Ad esempio, i dati elettromiografici hanno mostrato che l’attività del muscolo obliquo esterno anticipa le fasi propulsive della deambulazione con un pattern ripetitivo, suggerendo un controllo programmato da parte di un generatore di pattern nel sistema nervoso centrale [12]. La capacità di controllare la stabilità del tronco rappresenta uno dei migliori predittori di out-come funzionale a 6 mesi nei soggetti affetti da esiti di condizioni neurologiche (e.g. esiti di stroke), predicendone la capacità di recuperare o migliorare la funzione deambulatoria [13] e la durata del ricovero riabilitativo [14,15]. Allo stesso modo, nonostante i soggetti con disabilità più grave siano coloro che ottengono i migliori risultati dalla riabilitazione robotica, il controllo residuo del tronco rappresenta un fattore prognostico positivo per l’avvio del paziente alla riabilitazione robotica del cammino [13]. Approcci riabilitativi basati su esercizi volti alla riabilitazione del tronco hanno mostrato efficacia nel potenziare gli effetti dell’allenamento alla deambulazione [16–22]. La valutazione clinica delle capacità residue del controllo del tronco è basata su scale di valutazione che stimano le capacità residue del controllo del tronco in base al raggiungimento di obiettivi motori senza, tuttavia, valutarne qualità e quantità del movimento, e utilizzando prevalentemente la posizione seduta non valutando il comportamento del tronco durante la deambulazione [23]. In questo senso, la valutazione strumentale del tronco permette di misurarne l’attività cinematica ed elettromiografica, attraverso misure dirette o indirette, durante il cammino [24–28] o in movimenti di reaching degli arti superiori [29–32]. L’analisi strumentale consente di valutare l’attività cinematica del tronco sul piano sagittale, frontale e trasverso o sulla base di misure dirette della cinematica del tronco superiore ed inferiore, oppure mediante misure sintetiche indirette tratte dalla detezione dei segnali di accelerazione del tronco che consentono di valutarne la simmetria, la fluidità, la variabilità durante il compimento della task motoria [17,33–38]. Attraverso l’analisi strumentale del cammino è stato possibile comprendere e caratterizzare l’alterazione del cammino correlata alle alterazioni della cinematica del tronco in soggetti in cui tale alterazione rappresenta sia un segno primario della patologia [24–26,39–47] che un segno secondario compensativo [39,40].

Ad esempio, nei soggetti affetti da atassia cerebellare, nei quali il deficit di controllo assiale del tronco rappresenta un segno primario della degenerazione cerebellare, il cammino è tipicamente definito come caotico e dismetrico con base d’appoggio allargata e riduzione della lunghezza del passo. L’analisi strumentale ha permesso di individuare un tipico pattern motorio del tronco con deficit di coordinazione del tronco con gli arti inferiori [25], e un comportamento caotico della parte superiore del tronco [24]. Questo comportamento porta a eccessivi dislocamenti del centro di massa, detrimento della componente armonica del movimento e incremento della variabilità con deficit di risposta alle piccole perturbazioni interne [34]. A queste i soggetti tentano di rispondere mettendo in atto un meccanismo compensatorio di co-contrazione globale degli arti inferiori [42,48] con riduzione dei range di movimento delle articolazioni del ginocchio e caviglia. Questa riduzione, sebbene renda più stabili in condizioni statiche, espone a rischio di cadute durante la dinamica del cammino e riduce la capacità di reazione posturale alle perturbazioni esterne. In tal senso, il comportamento del tronco rappresenta un elemento perturbativo del cammino atassico, che ne altera la capacità di reazione posturale anticipatoria [24].

Anche nei soggetti con malattia di Parkinson, laddove la rigidità extrapiramidale rappresenta un segno primario della patologia, il grado di coinvolgimento assiale è quantificabile attraverso sia l’analisi cinematica del tronco [26,49,50], sia indagandone il comportamento durante il cammino attraverso i segnali di accelerazione [33,51,52], così come studiandone l’alterazione dell’attivazione muscolare nei soggetti con alterazioni posturali tipiche della patologia [53–55]. In particolare, tali soggetti presentano un deficit del range di movimento nel piano trasverso [47], che si traduce in un deficit della componente rotatoria del tronco la cui riduzione, in virtù di un effetto eccessivamente ammortizzante, ha un effetto di carry-over sui parametri spazio-temporali del cammino [26]. Si ha, quindi, riduzione della lunghezza del passo e della cadenza, indipendentemente dal rallentamento della velocità del cammino, che, alterando la capacità di risposta alle perturbazioni esterne e la fluidità del cammino, riflette e quantifica il grado di rischio di caduta dei pazienti [33].
Dal punto di vista del trattamento riabilitativo, inoltre, la possibilità di quantificare l’alterazione del tronco nei soggetti con malattia di Parkinson ha permesso di identificare la capacità di rotazione del tronco durante il cammino come tipologia di out-come responsiva al trattamento. La capacità di rotazione del tronco è in grado di influenzare il successo anche sugli altri parametri del cammino [26], definendone anche fattori predittivi di miglioramento e differenze minime clinicamente significative da raggiungere come out-come riabilitativo [16,17,56]. Ad esempio, è necessario migliorare di almeno il 9% la rotazione del tronco [26] misurata attraverso sistema stereofotogrammetrico per ottenere un miglioramento clinicamente rilevante nel cammino in soggetti con malattia di Parkinson sottoposti ad un trattamento riabilitativo multimodale [16]. Attraverso l’analisi delle accelerazioni del tronco, inoltre, è possibile identificare un miglioramento minimo di almeno l’8,5% utile al miglioramento clinicamente significativo della componente armonica delle accelerazioni del tronco, a sua volta fortemente correlata al rischio di cadute [17].

Analisi del cammino nell’analisi del segno clinico del ‘piede equino’ e nell’identificazione del trattamento riabilitativo.

Si parla di “piede equino” quando il cammino è caratterizzato, o presenta in alcune fasi, da un’eccessiva flessione plantare del piede (segno clinico).

Il piede equino è un difetto decisamente importante perché in grado di produrre [57]:

– compromissione dell’allineamento verticale del corpo;

– limitazione dell’avanzamento del corpo nello spazio durante la fase di appoggio per riduzione della lunghezza del passo singolo;

– diminuzione della velocità di progressione;

– peggioramento dell’equilibrio sia statico sia dinamico.

Tali caratteristiche del cammino risultano alterate in relazione ai tipi di equino, e devono essere verificate (out-come) durante la progressione dell’intervento terapeutico.

Secondo Cosgrove e coll. è possibile distinguere due principali tipi di piede equino: l’equino “dinamico” o reversibile e l’equino “fisso” o permanente [58].

L’immediata conseguenza di questa distinzione è il diverso trattamento dei due tipi di equino: l’equino reversibile, prodotto dalla spasticità, deve essere affrontato con la fisioterapia, i farmaci miorilassanti sistemici (e.g. baclofen, tizanidina, dantrolene), distrettuali (e.g. pompa al baclofen) o topici (e.g. tossina botulinica, alcool, fenolo), oppure con i gessi “inibitori”. L’equino “fisso”, invece, caratterizzato dalla retrazione muscolare, può rispondere solo in uno stadio iniziale allo stretching (i.e. allungamento muscolare passivo selettivo) [59], alle ortesi di posizionamento e ai gessi correttivi seriali, ma finisce presto per richiedere soluzioni chirurgiche (e.g. release) [60]. Le indicazioni alla chirurgia ortopedica funzionale richiedono una valutazione combinata composta dell’esame osservazionale del cammino, dell’esame strumentale e dall’esame obiettivo segmentario.

Oltre alla natura del piede equino, in letteratura sono state fornite diverse classificazioni che mettono in relazione i parametri cinematici con i segni funzionali alterati, a volte riferiti a patologie specifiche (Rodda et al., 2004). In questo breve esposto ci rifacciamo ad un estratto della classificazione e alle indicazioni di Ferrari e coll. che identificano il segno clinico rispetto alle fasi del ciclo del passo [7]. Deve essere comunque sottolineato il fatto che esistono combinazioni e condizioni ulteriori e differenti di questo segno associato alle condizioni cliniche e alle peculiarità della patologia sottostante. Tuttavia, riteniamo che ai fini esemplificativi sull’utilizzo dell’analisi strumentale del cammino sia più esplicativo riferirsi alle fasi del ciclo del cammino.

In riferimento quindi alla sequenza temporale del ciclo del passo, il primo equino descritto è “l’equino di contatto”. La caratteristica più evidente è l’inversione della sequenza di appoggio (dalla punta al tallone), di conseguenza non viene esercitato il primo rotolamento sul calcagno, alterando la normale inerzia che si ha nella progressione dei tre rocker. Se l’articolazione tibiotarsica è libera da retrazioni/contratture miotendinee o blocchi articolari, l’equino si riduce quando il carico viene portato sul piede, e il soggetto riesce a compiere il rotolamento sul II e III rocker.

L’analisi del cammino in questo caso mostra nel piano sagittale un precoce contatto in flessione plantare solitamente associato ad una prematura attivazione dei flessori plantari, oppure il deficit dei flessori dorsali di caviglia nel caso del piede cadente. Come riferimento funzionale di out-come risulta un’alterazione dei parametri spaziali (passo più corto del lato con il deficit) e, di conseguenza, temporali (durata della fase di appoggio maggiore) del ciclo del passo.

Nel primo caso il trattamento medico/riabilitativo sarà quindi volto al rilasciamento o inibizione dell’attività dei flessori plantari per mezzo di farmaci topici (i.e. tossina botulinica, alcool, fenolo), prescrizione di Ankle Foot Orthosis (AFO), o chirurgia nei casi più estremi. Nel secondo caso, solitamente associato all’equino di sospensione (vedi oltre) dovrà essere valutata la prescrizione di un AFO per il sostegno in flessione dorsale del piede anche nella fase di oscillazione.

L’equino che si riscontra durante la fase di appoggio (“equino di appoggio”) si può verificare per una incompleta risoluzione dell’equino di contatto (spasticità/contrattura del tricipite surale), irradiazione muscolare patologica ai flessori plantari estrinseci, o per intolleranza percettiva. Nel caso vi sia un accorciamento o contrattura marcata dei flessori plantari la tibia risulta arretrata rispetto al piede con conseguente iperestensione del ginocchio. In questo caso avremo una fase di spinta anticipata oppure un distacco precoce del calcagno per abnorme reazione allo stiramento del tricipite surale (“equino di spinta”). La condizione in cui invece la tibia risulta più avanti rispetto al piede, ma in cui comunque vi sia un appoggio sulla parte anteriore del piede, viene definita come condizione di “equino apparente” poiché l’angolo di tibiotarsica risulta inferiore ai 90° (e.g. crouch gait). In entrambi i casi, per mantenere il centro di massa al di sopra della base di appoggio del piede di solito vengono attuate, oltre che a livello del ginocchio, delle strategie di compenso al livello dell’anca e del bacino, che alterano l’assetto del cammino e la velocità di progressione. Nel caso dell’equino di appoggio (Fig. 2), solitamente si riduce il passo controlaterale accorciando la fase di oscillazione. Lo studio dell’attività elettromiografica rispetto alla fase di appoggio fornisce indicazioni sulla sequenza di attivazione muscolare, l’eventuale reazione abnorme allo stiramento o retrazione muscolare e, quindi, indicazioni su quali muscoli agire con il trattamento medico/riabilitativo. Nell’identificazione dell’equino apparente, che solitamente ha un’evoluzione e un’indicazione di trattamento differenti rispetto agli altri tipi di equino, oltre ai parametri elettromiografici risultano utili i parametri cinematici. Infatti, se nel caso dell’equino di appoggio vengono solitamente valutate soluzioni di rilasciamento muscolare con farmaci sistemici o topici, seguiti da tutori AFO; nel caso dell’equino apparente, in cui i tessuti consentono la chiusura dell’angolo di caviglia, sono consigliati solo gli AFO per sostenere la caduta della tibia in avanti.

Figura 2 Equino di appoggio: (a) Plantar-Dorsiflessione Caviglia (°); (b) Attività elettromiografica del muscolo tibiale anteriore sinistro durante l’intero ciclo del passo; (c) Attività elettromiografica del muscolo gastrocnemio laterale sinistro durante l’intero ciclo del passo.

L’”equino di sospensione” (Fig. 3), chiamato in altre classificazioni piede cadente, ha come causa un deficit di attività dei muscoli flessori dorsali. Il deficit può essere dovuto, per esempio, a ipostenia muscolare, difficoltà di reclutamento, errore del timing di attivazione, sinergia patologica, neuropatia del peroneo comune. Le caratteristiche del segno sono l’incapacità di alzare la punta del piede durante la fase di oscillazione con conseguente perdita della clearance (possibile strisciamento del piede al suolo). Ciò porta ad un aumento del consumo energetico per l’eventuale attrito del piede a terra o per l’adozione dei meccanismi di compenso (e.g. hiking, voulting, pendolo frontale, steppage, schema falciante).

Figura 3 Equino di sospensione di contatto: (a) Plantar-Dorsiflessione Caviglia (°); (b) Attività elettromiografica del muscolo tibiale anteriore sinistro durante l’intero ciclo del passo; (c) Attività elettromiografica del muscolo gastrocnemio mediale sinistro durante l’intero ciclo del passo.

In questo caso, l’analisi del cammino può verificare l’eventuale alterazione dell’attività muscolare dei flessori dorsali di caviglia, alterazione della temporizzazione di attivazione tra flessori plantari e dorsali, l’attivazione abnorme allo stiramento dei flessori plantari. Inoltre, si possono verificare l’evoluzione degli schemi di compenso negli altri distretti (e.g. tronco e anca) e ripercussioni sulla stabilità dinamica, sulla simmetria e sulla velocità del cammino.

Il trattamento medico/riabilitativo in questo caso si articola nella prescrizione di AFO anti-equino e/o tecniche di attivazione elettrica o magnetica funzionale, ma raramente si ricorre a chirurgia funzionale (e.g. trasferimenti muscolari a supporto della flessione dorsale).

Conclusioni

L’analisi strumentale del cammino consente la quantificazione delle misure di out-come cinematiche (i.e. parametri spazio-temporali, cinematica segmentale e articolare), dinamiche (i.e. forze di reazione al suolo, carichi e potenze articolari nette), e di attivazione muscolare (i.e. on-set, off-set) che caratterizzano la biomeccanica e la funzione locomotoria del soggetto analizzato. Tali misure di out-come possono integrare e supportare efficacemente la definizione del progetto riabilitativo, aiutando a identificare e comprendere l’alterazione funzionale, a definire gli obiettivi riabilitativi, a monitorarli per un’eventuale adattamento del progetto e, infine, a verificare l’esito finale dell’intervento. A tale scopo, risulta essenziale la corretta definizione del quesito clinico, per l’identificazione del segno cui associare la più appropriata misura/e di out-come.

Come sinteticamente evidenziato dagli esempi applicativi illustrati, l’indicazione delle misure di out-come da analizzare per rispondere a uno specifico quesito clinico varia in base al contesto applicativo. Patologie come la paralisi cerebrale infantile, le lesioni acquisite del sistema nervoso centrale (e.g. stroke, patologie degenerative, trauma cranico, malattia di Parkinson) e gli interventi protesici agli arti inferiori sono state analizzate estensivamente tramite l’analisi del cammino strumentale, tanto da consentire di identificare le misure di out-come più adeguate all’analisi del segno per rispondere al quesito clinico e supportare l’utilizzo di tale analisi a fine diagnostico e prognostico [4].

Per ogni condizione di alterazione funzionale/patologica, l’appropriata definizione del quesito clinico da parte del responsabile del progetto riabilitativo è essenziale ai fini dell’adeguata implementazione della procedura di analisi strumentale del cammino che produrrà un report (i.e. insieme delle misure di out-come) sui cui si basa il referto (i.e. risposta al quesito clinico sulla base del segno), analogamente a quanto avviene, per esempio, per la diagnostica per immagini.

Come per ogni tipo di analisi strumentale, anche le misure di out-come provenienti dall’analisi del cammino risultano affette da errore. Pertanto, ai fini della significatività della refertazione, risulta analogamente essenziale tanto il corretto utilizzo dello strumento (i.e. la competenza del laboratorio che esegue l’analisi e la qualità delle procedure in esso implementate, in linea con le direttive degli standard internazionali indicati dalle società scientifiche competenti) [4], quanto la qualificazione della figura clinica che si occupa della refertazione.

Come precedentemente affermato, il presente articolo fa riferimento all’analisi di cammino di laboratorio, che è divenuta uno standard de-facto e per cui sono disponibili i riferimenti di consenso internazionale. Negli ultimi anni si sono resi disponibili dispositivi strumentali indossabili (e.g. sensori inerziali, solette di pressione, elettromiografi wireless) che possono essere utilizzati per effettuare un’analisi strumentale del cammino al di fuori del laboratorio, in ambito ambulatoriale e/o in contesti di vita reale [61]. Benché tali strumenti non forniscano gli stessi livelli di accuratezza e controllo forniti dall’analisi di laboratorio, appare evidente il loro potenziale ai fini della quantificazione funzionale a basso costo, in condizioni di vita quotidiana e/o domiciliari, e per lunghi periodi di monitoraggio. Rimane ovviamente essenziale, anche per tali strumenti, la necessità della corretta formulazione del quesito clinico in relazione alla misura di out-come, per cui, data la recente comparsa di tali strumenti, non sempre è disponibile una chiara indicazione, basata su evidenze, delle procedure di misura più corrette, così come delle indicazioni ai fini dell’interpretazione funzionale.

Bibliografia

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