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EUROPEAN JOURNAL OF PHYSICAL AND REHABILITATION MEDICINE

Rivista di Medicina Fisica e Riabilitativa dopo Eventi Patologici


Official Journal of the Italian Society of Physical and Rehabilitation Medicine (SIMFER), European Society of Physical and Rehabilitation Medicine (ESPRM), European Union of Medical Specialists - Physical and Rehabilitation Medicine Section (UEMS-PRM), Mediterranean Forum of Physical and Rehabilitation Medicine (MFPRM), Hellenic Society of Physical and Rehabilitation Medicine (EEFIAP)
In association with International Society of Physical and Rehabilitation Medicine (ISPRM)
Indexed/Abstracted in: CINAHL, Current Contents/Clinical Medicine, EMBASE, PubMed/MEDLINE, Science Citation Index Expanded (SciSearch), Scopus
Impact Factor 2,063


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ORIGINAL ARTICLES  


Europa Medicophysica 2002 Giugno;38(2):57-64

lingua: Inglese

Energy cost and gait assessment for hemiplegic walking: effects of an ankle-foot orthesis

Franceschini M., Massucci M., Ferrari L., Agosti M., Paroli C.

From the Department of Geriatrics ­and Rehabilitation Hospital of Parma, Parma
*Department of Rehabilitation ASL n. 3 of Umbria, Trevi (Perugia)
**Medical School of Physical Medicine ­and Rehabilitation University of Parma, Parma


FULL TEXT  


Obiettivo. Il 50-80% di coloro che sopravvivono ad un ictus cerebrale raggiunge un cammino indipendente entro 3 settimane dall’evento acuto o comunque alla dimissione dall’ospedale. Dopo 6 mesi questo valore raggiunge circa l’85%. All’interno di questa quota di pazienti tuttavia, solo una parte di soggetti riesce ad utilizzare funzionalmente il proprio cammino. I parametri spazio-temporali della marcia cambiano notevolmente rispetto ai soggetti sani: diminuisce la velocità, la cadenza e la lunghezza del passo, si riduce inoltre la fase di oscillazione dell’estremità colpita e aumenta la fase di stance dell’arto sano. Inoltre l’efficienza meccanica si riduce ed il costo energetico aumenta rispetto ai normali. Tra le possibili scelte terapeutiche, le ortesi possono essere uno strumento efficace nel trattamento riabilitativo sia in fase post-acuta che nella fase degli esiti essendo in grado di contenere le problematiche chinesiologiche del complesso caviglia-piede, migliorare i parametri spazio-temporali del passo e diminuire il costo energetico durante la deambulazione. Scopo di questo lavoro è stato quello di valutare attraverso strumenti di tipo clinico, funzionale e strumentale l’efficacia di un’ortesi caviglia-piede nel cammino di un gruppo di emiplegici cronici.
Metodi. Sono stati reclutati nel Nostro Laboratorio di Analisi del Cammino, 9 soggetti emiplegici in fase stabilizzata, 6 maschi e 3 femmine, con età media di 66,5 anni. Di questi 3 presentavano un’emiparesi destra e 6 sinistra. Il campione da noi selezionato presentava un simile problema chinesiologico del complesso caviglia-piede caratterizzato da una fase di sospensione in equinismo ipertonico del piede, una fase di contatto iniziale con appoggio di avampiede e supinazione, pieno appoggio con instabilità di tibiotarsica. Per questi pazienti è stata utilizzata un’ortesi gamba-piede, su calco in gesso, in polipropilene, non articolata e avvolgente i malleoli, con caratteristiche differenziate a seconda dei problemi chinesiologico di ogni soggetto. Dopo la fase di collaudo, per un breve periodo i pazienti sono stati addestrati al cammino con l’ortesi. I soggetti studiati non presentavano patologie cardio-respiratorie clinicamente rilevanti. Il protocollo di valutazione del cammino si articolava in una parte clinica e funzionale ed in uno studio strumentale. Ogni rilevazione, clinica e strumentale, è stata effettuata nel cammino a velocità libera senza e con ortesi. La valutazione clinica, oltre all’anamnesi e l’esame obiettivo, prevedeva un esame motoscopico tramite una video-registrazione del paziente con lo scopo di definire con precisione il disturbo chinesiologico del passo e valutare gli eventuali cambiamenti con l’utilizzo dell’ortesi. Quale strumento di valutazione della funzionalità della deambulazione nella vita quotidiana è stata scelta la Walking Handicap Scale di Perry e Garret. La valutazione strumentale è stata effettuata tramite un esame basografico, un’elettromiografia dinamica (EMG) ed una misurazione del costo energetico del cammino. Per l’esame basografico e l’EMG è stata utilizzata l’apparecchiatura in telemetria Tele-EMG della BTS dotata di foot-switch secondo le European Reccomandations for surface Electromyography (SENIAM). Il soggetto camminava a velocità libera su di un percorso rettilineo di 10 m per almeno 3 acquisizioni consecutive. La valutazione energetica veniva effettuata circa 1 ora dopo quella basografica per mezzo di un’apparecchiatura miniaturizzata (Cosmed K2) in grado di misurare e trasmettere in telemetria sia l’uptake di ossigeno che i comuni parametri cardiorespiratori: ventilazione al minuto (VE), frequenza cardiaca (HR) e respiratoria (RR). Ogni test veniva effettuato dopo 3 ore dalla colazione del mattino. La procedura sperimentale prevedeva una misurazione durante il mantenimento della posizione seduta per 3 min e poi durante il cammino libero per 6 min lungo un corridoio dell’ospedale di lunghezza nota. La velocità media era calcolata dividendo la distanza percorsa per il tempo di 6 min. Abbiamo usato il termine di consumo energetico indicando il consumo di ossigeno (VO2) per Kg di peso corporeo e per minuto. Dividendo questo valore per la velocità media abbiamo ottenuto il costo energetico (inteso come consumo di ossigeno per Kg di peso corporeo per metro di distanza percorsa).
Risultati. All’esame motoscopico abbiamo osservato che l’uso dell’ortesi determina un miglioramento della fase di sospensione con completo contenimento dell’equinismo (e conseguente diminuzione dei compensi di bacino), fase di contatto iniziale con appoggio di tallone o di pianta e pieno appoggio stabile. Sul piano funzionale i pazienti prima dell’utilizzo dell’ortesi mostravano un cammino ristretto all’ambiente domestico con limitazioni. L’utilizzo dell’ortesi ha consentito un cammino in ambito sociale con un significativo miglioramento dello score della scala Garrett. L’analisi basografica ha messo in evidenza nel cammino con ortesi, sia per il lato plegico che per quello sano, significative variazioni: riduzione della durata del ciclo del passo, della durata della fase di stance e della durata del doppio appoggio. La fase di swing è rimasta invece sostanzialmente invariata. L’EMG non mostrava significative modifiche nel nostro campione. Solo in alcuni casi, con l’utilizzo dell’ortesi, vi era una tendenza ad una migliore simmetria tra muscoli agonisti ed antagonisti. L’uso delle ortesi ha determinato un incremento significativo della velocità libera, una riduzione significativa del costo senza modificazioni significative del consumo energetico e dei parametri cardiorespiratori (HR, RR, VE). Correlando statisticamente i dati ottenuti si riscontra che esiste una relazione inversa tra costo energetico e velocità nel cammino con ortesi. Inoltre il costo energetico con ortesi correla in modo significativo con le caratteristiche temporali del passo: ciclo del passo per il lato plegico e doppio supporto per il lato sano e per quello plegico. Anche la velocità correla con i dati basografici nel soggetto con ortesi: velocità e ciclo del passo per il lato plegico e per quello sano, velocità e doppio supporto per il lato plegico e per il lato sano, velocità e stance per il lato plegico. Il nostro studio mette in evidenza che l’utilizzo di ortesi gamba-piede determina un significativo miglioramento della funzionalità del cammino in soggetti emiplegici cronici. Accanto al miglioramento clinico risultano evidenti miglioramenti sia in termini basografici che in termini energetici. I pazienti scelti per il nostro studio senza ortesi presentano una velocità libera più bassa ed un costo energetico più alto di quelli di emiplegici riportati in altri studi. Nonostante questo svantaggio l’utilizzo dell’ortesi ha prodotto buoni risultati sia in termini di aumento della velocità libera (circa il 27%) che di riduzione del costo energetico (circa il 35%). Anche i dati basografici del paziente con e senza ortesi sono in linea con i dati della Letteratura: l’ortesi aumenta la velocità del cammino, diminuisce la durata del ciclo del passo e la durata del doppio appoggio. Per quanto riguarda la significatività della riduzione della fase di stance e l’aumento della fase di swing ci sono dati discordanti rispetto alla Letteratura. Per quanto riguarda l’EMG i nostri dati non hanno dimostrato significative variazioni a differenza di altri autori che hanno riscontrato, con l’utilizzo di un’ortesi, un aumento dell’attività funzionale del quadricipite paretico ed una diminuzione dell’attività del muscolo tibiale anteriore paretico. È ipotizzabile che il miglioramento dei parametri energetici e temporali del passo che riscontrato con l’utilizzo dell’ortesi sia legato ad alcuni fattori. In generale il vantaggio dell’utilizzo di un’ortesi gamba-piede in un emiplegico consiste in un miglioramento dello schema del passo e in una modifica sostanziale del pattern locomotorio con benefici sulla stabilità del lato plegico in fase di appoggio. Questa può essere una delle motivazioni della riduzione del costo energetico. La ridotta spesa energetica del cammino normale è dipendente da un meccanismo di conservazione dell’energia che si sviluppa in una trasformazione ciclica di energia cinetica in energia potenziale. Un aspetto biomeccanico fondamentale in questo meccanismo è la plantiflessione attiva della caviglia nella fase di spinta. L’ortesi non articolata in plantiflessione imprime nel passaggio dal contatto di tallone alla fase di pieno appoggio, una spinta in avanti alla tibia ed ai segmenti sovrastanti. Si tratta di un’accellerazione impressa dalla forza peso che potrebbe recuperare energia durante il passo. In tal modo si potrebbe anche spiegare la significativa correlazione tra riduzione del costo energetico e diminuzione della fase di doppio supporto e del ciclo del passo presente nei nostri dati. L’ortesi dunque ricalibra il sistema biomeccanico del cammino consentendo lo sviluppo di una velocità libera superiore. Ma mentre nel cammino dei soggetti normali ogni aumento della velocità libera determina sempre un aumento del consumo energetico, ciò non si verifica nei nostri soggetti quando camminano con l’ortesi. Per questo il cammino con ortesi non aumenta il carico di lavoro per il sistema cardiorespiratorio. Ne è prova l’assenza di variazioni significative della HR e RR. Questo è un ulteriore vantaggio per i soggetti affetti da emiplegia che spesso soffrono oltre che della menomazione neurologica anche di un decondizionamento fisico legato all’età e alla scarsa attività motoria.
Conclusioni. L’ortesi utilizzata si è dimostrata una scelta valida sul piano clinico, funzionale e strumentale per migliorare il cammino dei soggetti studiati. I dati strumentali confermano ciò che era già stato ricavato con l’esame clinico. L’attenta osservazione clinica si conferma, dunque, uno strumento valido e spesso sufficiente. Inoltre si riscontra che l’ortesi, agendo tramite una modificazione del sistema biomeccanico del cammino, può creare un significativo miglioramento della performance del paziente emiplegico anche in fase di stabilità clinica.

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