Come eseguire un’analisi del ciclo del passo senza marker

Camminare è tra le forme di locomozione che fanno parte degli schemi motori di base.

Da sempre il cammino è un elemento innato della motricità umana che ogni persona acquisisce autonomamente in seguito ad una naturale evoluzione e concatenazione di schemi posturali che si definiscono sin dai primi istanti di vita.

In questo apprendimento del gesto l’ambiente ha un ruolo fondamentale nel fornire le informazioni, chiamate afferenze, che insieme alle esperienze di vita, alla storia personale e alla psicologia di ciascun individuo, influenzano lo schema motorio e la naturale concatenazione degli schemi posturali.

Spesso però le persone tendono a modificare la camminata con conseguenti problemi posturali e a carico degli arti inferiori, ovvero adattamenti che il soggetto sviluppa per compensare gli squilibri muscolo-scheletrici. Ciò accade ad esempio a causa di:

• abitudini scorrette,
• traumi,
• infortuni,
• incidenti,
• esiti post-operatori.

Con un percorso di riabilitazione o riatletizzazione, nel caso di soggetti sportivi, è possibile correggere l'appoggio e la postura in movimento.

Ma prima di capire come programmare un percorso terapeutico o di allenamento per il ciclo del passo corretto, analizziamo con approccio biomeccanico il passo per comprendere a pieno l’analisi cinematica di questo gesto così naturale, eppure spesso scorretto.

Che cos’è e come funziona il cammino

Il cammino può essere definito un'azione di continua perdita di equilibrio per il soggetto.

Infatti durante la deambulazione la proiezione al suolo del baricentro esce continuamente fuori dalla base di appoggio.

Per la persona l’unico modo di riottenere equilibrio è portare avanti un piede ed assecondare questo spostamento anteriore del baricentro. In questo modo il soggetto avanza e porta più avanti la base di appoggio.

Il cammino coinvolge tutto il corpo e didatticamente viene suddiviso in due unità le cui funzioni hanno visto una costante modificazione nella storia dell'evoluzione umana:

• l’unità passeggero;
• l’unità locomotrice.

Sebbene in entrambe vi siano movimenti e azioni muscolari, l’intensità del lavoro e del coinvolgimento nel cammino sono differenti.

L'unità passeggero

L’unità passeggero è composta da:

• Tronco
• Testa
• Braccia

Questa unità rappresenta circa il 70% del peso corporeo.

Le azioni muscolari del collo e del tronco servono a mantenere un allineamento neutro delle vertebre e un minimo aggiustamento della postura durante il gesto della deambulazione.

L’oscillazione delle braccia, invece, è funzionale alla coordinazione sia attiva sia passiva dei segmenti braccio-gamba.

L'unità locomotrice

L’unità locomotrice è suddivisa in:

• gambe,
• bacino, che funge da collegamento tra tronco e gambe.

I segmenti ossei quali bacino, coscia, piedi e dita, svolgono la funzione di leve mobili, mentre i 57 muscoli per arto controllano tutto il movimento.

Le principali funzioni svolte dall’apparato locomotore durante la camminata sono:

• generare propulsione,
• conservare l’energia tra le fasi del passo, per abbassare il costo energetico dei muscoli,
• assorbire l’impatto al suolo ad ogni passo,
• mantenere stabile il sistema passeggero-locomotrice durante i numerosi cambiamenti posturali.

Durante la deambulazione avviene l’avanzamento del corpo verso una certa destinazione, quindi mentre un arto funziona da sostegno l’altro avanza fino al successivo appoggio.

Quest'ultima fase è definita semi-passo.

Gli arti, quindi, invertono i ruoli e nel trasferimento di peso da uno all’altro, vi è una fase di doppio appoggio in cui entrambi i piedi appoggiano sul terreno.

Una singola sequenza di queste funzioni è definita ciclo del passo.

Cos’è il ciclo del passo, ovvero il Gait Cycle 

Il ciclo del passo è costituito dall’intervallo di tempo che intercorre tra due contatti iniziali dello stesso piede, ad esempio destro-sinistro-destro (due semi-passi), nel quale vengono eseguiti tutti i movimenti meccanici e muscolari.

Proprio per questo motivo il ciclo del passo rappresenta l’unità funzionale di riferimento dell’analisi del cammino.

Il cammino è un gesto ciclico (periodico) ed è quindi sufficiente prendere in considerazione un solo ciclo del passo in quanto si presume che i cicli successivi manterranno le stesse caratteristiche.

Il ciclo del passo si suddivide in due fasi:

• fase di appoggio (stance), in cui il piede rimane a contatto col suolo.

Rappresenta il 60% del ciclo del passo di una normale deambulazione, ma la percentuale si riduce sensibilmente nella corsa, fino ad arrivare al 37% nella corsa veloce;

• fase di trasferimento (swing), durante la quale il piede si trova in volo e l’arto viene portato in avanti per prepararsi all’appoggio successivo.

La fase di appoggio

Questi due momenti principali sono a loro volta suddivisi in otto fasi, cinque delle quali riferite all’appoggio e tre al trasferimento.

La fase di appoggio (stance) è suddivisa in:

• initial contact (contatto iniziale), è molto breve (dallo 0 al 2% del ciclo del passo). Il piede proiettato in avanti impatta il suolo col tallone (heel strike), l’anca è flessa, il ginocchio è esteso, la caviglia neutra, mentre il contatto al suolo avviene con il tallone. La gamba posteriore è alla fine della fase di appoggio;
• loading response (reazione al carico), va dal 2 al 10% del ciclo del passo. Il tallone è usato come fulcro mentre il ginocchio inizia a flettersi per assorbire l’urto. La gamba opposta è nella sua fase di pre-oscillazione;
• mid stance time (medio carico), si estende dal 10 al 30% del ciclo del passo, inizia con lo stacco del piede controlaterale (toe off) e termina quando il piede è interamente sostenuto dal calcagno, dalle ossa del metatarso e delle dita;
• terminal stance time (carico terminale), si estende dal 30 al 50% del ciclo del passo e termina quando l’arto controlaterale tocca il suolo. L’arto ha superato la verticale e il corpo comincia a cadere in avanti, il ginocchio si flette lievemente sotto il suo peso e il centro di gravità (COG) si abbassa;
• pre-swing (pre oscillazione), va dal 50 al 60% del ciclo del passo ed è chiamata anche trasferimento del peso. Inizia con l’heel-off dell’arto d’interesse e termina con lo stacco dal terreno delle dita (toe off) dello stesso.

La fase di trasferimento

La fase di trasferimento (swing) è articolata in 3 momenti:

• initial swing, ovvero l’inizio dell’oscillazione che si avvia con l’alzarsi del piede dal suolo e termina con l’oscillazione del piede sull’altra gamba portante;
• mid swing (oscillazione media), coinvolge lo spostamento dell’arto interessato da una posizione posteriore del tronco ad una anteriore;
• terminal swing (fine dell’oscillazione), inizia con la tibia verticale e finisce quando il piede colpisce il terreno, coprendo l’ultimo intervallo del ciclo del passo.

Come analizzare il ciclo del passo con la tecnologia markerless

Attraverso la tecnologia odierna è possibile effettuare un’analisi della postura in movimento, dell’appoggio dei piedi e del ciclo del passo, utile sia per pazienti al rientro da operazioni chirurgiche, sia per atleti in fase di riatletizzazione, per rieducare un corretto gesto motorio nella camminata o nella corsa.

Grazie a Walker View puoi eseguire un’analisi completa del passo (Gait Analysis).

Walker View è un laboratorio compatto di analisi del movimento costituito da:

• un nastro sensorizzato con matrice ad otto celle di carico (quattro per lato),
• monitor LCD 50”,
• videocamera 3D volumetrica
• un PC per l'utente fisioterapista o personal trainer, utile a comandare le funzionalità del sistema

Perchè è utile eseguire un'analisi del passo senza markers

Analizzare il passo e la postura in movimento è utile per:

• un recupero completo della normale deambulazione durante la fisioterapia, ad esempio in caso di infortuni, incidenti, impianto di protesi ecc.
• un'analisi di punti di forza e debolezza del gesto atletico, per atleti che desiderano correre senza infortuni e migliorare la propria performance.

L'utilizzo di Walker View senza bisogno di applicare markers, rende oggettiva, accurata e completa l'analisi in tempo reale del movimento.

Queste caratteristiche permettono di ottenere risultati indispensabili alla corretta impostazione di un protocollo di fisioterapia o ad un training mirato per l'atleta.

L'analisi del passo con Walker View

Il sistema Walker View è in grado di svolgere un’accurata analisi della deambulazione del paziente o dell’atleta senza alcuna necessità di applicare markers sul loro corpo.

Perchè con Walker View non c'è bisogno di applicare markers sul corpo?

L'azione combinata delle componenti di Walker View rende il sistema stesso e gli utenti indipendenti da marcatori sul corpo.

La telecamera volumetrica 3D riprende il soggetto e permette di ottenere un'immagine dinamica istantanea ed in tempo reale della postura, visualizzata sullo schermo Full HD

Grazie a Walker View puoi ottenere i range articolari (ROM) di flesso-estensione di anca e ginocchio e di flesso-estensione e latero-laterale del tronco.

Per i range articolari delle caviglie, posizionando sui piedi del paziente gli F-Sensors, è possibile ottenere i dati inerenti al movimento di flesso-estensione e di prono-supinazione dei piedi.

Le celle di carico sono in grado di rilevare:

• il tempo medio di appoggio,
• la lunghezza del passo
• il rispettivo coefficiente di variazione,
• i tempi di contatto,
• la simmetria di carico per ciascun piede.

La rilevazione dei carichi consente anche il calcolo degli spostamenti del centro di pressione (COP).

Alla fine di una Gait Analysis con Walker View puoi osservare il comportamento posturale in toto e segmentario, per confrontarlo con l’arto controlaterale e individuare:

• possibili asimmetrie (red flags),
• scompensi posturali,
• schemi motori errati.

Come interpretare i dati dell’analisi del passo con Walker View

I dati disponibili con una Gait Analysis sono tanti, ma vanno saputi interpretare in modo che possa restituire un report completo e dettagliato al tuo paziente o atleta e possa costruire per lui il miglior programma di allenamento o recupero.

Attraverso un case report vediamo come analizzare questi dati e interpretarli.

Il soggetto in questione è un uomo, con queste caratteristiche:

• 45 anni di età;
• di professione rappresentante commerciale;
• praticante del running su medio-lunghe distanze (livello amatoriale);
• non presenta particolari patologie o traumi;
• soffre di sporadiche tendinopatie al Tendine d’Achille destro che nei periodi di maggior carico di allenamenti lo costringono a sottoporsi a terapie strumentali.

L’atleta ha preso parte ad un test di Gait Analysis, il cui report ha evidenziato le seguenti anomalie:

• tronco in flessione anteriore;
• inclinazione destra del tronco;
• deficit di flessione dell’anca sinistra;
• ginocchio destro in flessione;
• deficit di flessione dorsale della caviglia destra;
• differenza di supinazione tra piede destro e sinistro;
• picchi di carico maggiori a destra;
• coefficiente di variazione maggiore a destra;
• lunghezza del passo minore a destra.

Nella corsa i parametri posturali peggiorano rispetto alla Gait Analysis. In particolare la simmetria di carico e l’inclinazione del tronco a destra, mentre l’articolarità del piede destro rispetto alla flesso-estensione hanno un andamento opposto al precedente rispetto a ginocchio ed anca, in quanto interviene l’oscillazione.

L’interpretazione dei risultati ha evidenziato un’asimmetria sia posturale sia cinematica, tanto da rendere necessario approfondire il deficit di flessione dell’anca.

Come costruire un piano personalizzato per il paziente con Walker View

È così possibile pianificare un training mirato costituito da:

• allenamento di forza, in particolare per il tendine d’Achille in modalità eccentrica;
• mobilità, in particolare per il bacino
• allungamento delle catene muscolari posteriori
• Gait Trainer, modalità di allenamento presente in Walker View per la rieducazione del passo.

Attraverso la modalità Gait Trainer, infatti, è possibile personalizzare l’allenamento attraverso feedback visivi e/o acustici in tempo reale, che guidano il paziente e l’atleta nella correzione del proprio gesto.

A distanza di un mese dal test e dopo un accurato training mirato è stata ripetuta una seconda Gait Analysis.

Il risultato è stato un miglioramento delle oscillazioni sia sul piano frontale sia su quello sagittale del tronco. Infatti il valore medio di flessione anteriore si è ridotto rientrando in un range di normalità e il valore medio di inclinazione verso destra è limitato.

Il lavoro eseguito sulle catene posteriori e sull’anca ha portato ad una gestione migliore del segmento passeggero, ottenendo spostamenti cinematici che si allineano alle fasce normative.

A livello del passo si è ripristinata una buona simmetria tra i due arti ed è migliorata la gestione del carico.