Il Cammino: Fasi, Analisi ed Elettromiografia

Il cammino è una successione di movimenti ritmici e alternati di arti inferiori, bacino, tronco, arti superiori e capo che, determinando uno spostamento del baricentro corporeo in avanti, provocano, attraverso una serie di rotazioni e traslazioni di tutti i segmenti corporei, la progressione del corpo in avanti. (Pirola)

COMPONENTI DELLA DEAMBULAZIONE

1 Linea di progressione del cammino

2 Passo (stride): distanza tra due appoggi consecutivi dello stesso tallone

3 Emipasso destro

4 Emipasso sinistro

5 Angolo del passo 

6 Larghezza del passo

Il ciclo del passo si riferisce all’intervallo di tempo che intercorre tra due appoggi successivi dello stesso piede al terreno. Nella fase di appoggio, il piede è a contatto con il suolo e occupa circa il 60% del ciclo. Nella fase di oscillazione, il piede è sollevato e portato in avanti per l’appoggio successivo e occupa circa il 40% del ciclo. Questi tempi variano secondo la persona e la velocità con cui cammina. La durata di queste fasi è inversamente proporzionale alla velocità con cui si cammina, perciò ad una velocità di 80metri/minuto la fase d’appoggio dura il 62% e quella d’oscillazione il 38%. Il tempo complessivo delle due fasi diminuisce man mano che la velocità aumenta, viceversa aumenta man mano che la velocità diminuisce. Camminare velocemente, probabilmente, allunga la fase di supporto su una sola gamba, mentre abbrevia il doppio appoggio. La caratteristica base del camminare è cambiare il ruolo delle gambe quando si ha un doppio appoggio; se questa fase viene omessa si sta correndo.

ELETTROMIOGRAFIA DI SUPERFICIE

Nell’analisi del cammino i muscoli che vengono solitamente presi in considerazione per verificarne l’attività sono: bicipite femorale, vasto mediale, tibiale anteriore, peroneo lungo, retto femorale, gastrocnemio ed il soleo.

Vasto Mediale

L’attivazione dei vasti avviene a metà dell’oscillazione terminale (96% ciclo del passo) opponendosi all’effetto flessorio degli ischiocrurali, per completare l’estensione del ginocchio necessaria per il contatto iniziale del tallone. Essi raggiungono il picco di intensità intorno all’8 % del ciclo del passo per limitare la flessione del ginocchio avviata con il rotolamento del calcagno e mantenere la stabilità necessaria per la sicurezza del carico. Una volta eseguiti questi due compiti i muscoli vasti si rilasciano rapidamente.

Retto Femorale

Unico dei quattro capi del quadricipite ad agire su due articolazioni, con la sua azione flette la coscia ed estende la gamba. Rappresenta un quinto della forza totale del quadricipite ma è essenziale nella deambulazione. Con la sua contrazione, che inizia nella parte finale della preoscillazione (56 % ciclo del passso) e continua per tutta la fase di oscillazione iniziale (70 %), collabora, infatti, (assieme agli altri capi del quadricipite) all’estensione della gamba dell’arto nell’azione di spinta posteriore e permette la flessione della coscia per il sollevamento dell’arto in avanti. Nella fase di oscillazione terminale e di risposta al carico l’azione del retto femorale serve a stabilizzare l’articolazione dell’anca per ridurre i traumi causati dall’impatto del tallone sul terreno.

Bicipite Femorale

Si attiva nella parte finale dell’oscillazione intermedia (82% del ciclo del passo), con un picco nella parte iniziale dell’oscillazione terminale (92%) per controllare la flessione dell’anca. La sua azione di flessione del ginocchio ne impedisce l’eccessiva iperestensione , dovuta al momento della tibia sul femore che ha terminato l’estensione. Successivamente l’attività si riduce rimanendo però attivo per tutta la durata della risposta al carico (10%) fornendo una forza di bilanciamento.

Tibiale Anteriore

Il tibiale anteriore inizia la sua attivazione nella fase finale della preoscillazione per poi intensificarsi durante l’oscillazione iniziale per effettuare il sollevamento del piede. Il movimento limitato che ne consegue è tuttavia dovuto all’inerzia che deve essere superata. L’azione dei muscoli pretibiali appare vivace anche nelle ultime due fasi dell’oscillazione per assicurare la continuazione della flessione dorsale della tibiotarsica e il posizionamento del piede per l’azione di rotolamento. Nel contatto iniziale il tibiale anteriore stabilizza l’articolazione tibiotarsica, frenando la velocità di flessione plantare passiva e consentendo la progressione durante la risposta al carico.

Soleo

Unico dei muscoli che formano il tricipite della sura ad essere monoarticolare con la sua azione, flette plantarmente la caviglia. La sua attivazione ha inizio nell’appoggio intermedio per fornire stabilità alla tibia dell’arto in appoggio, frenando la velocità di avanzamento della tibia. Sviluppa la sua massima potenza in prossimità della fine dell’appoggio terminale (50 %) quando il distacco del tallone richiede un forte momento plantarflessorio per sostenere il peso del corpo

Gastrocnemio

L’attività del gastrocnemio inizia con un ritardo di circa il 6% del ciclo del passo rispetto al soleo. Estende il piede (lo flette plantarmente), lo ruota internamente, e partecipa anche alla flessione della gamba (essendo, a differenza del soleo, un muscolo biarticolare). Con la sua contrazione partecipa, inoltre, all’inizio della preoscillazione , all’elevazione del tallone da terra.

ANALISI STRUMENTALE: LA BAROPODOMETRIA

Lo sviluppo degli elaboratori informatici, insieme ai sempre più numerosi studi sulla posturologia, hanno consentito la realizzazione di baropodometri (letteralmente “misuratori di pressione del piede”). Il baropodometro è un dispositivo costituito da una pedana con applicati dei sensori collegati ad un sistema informatico. Ciò che il sistema misura sono le reazioni a terra, in stazione eretta e in deambulazione. Vengono individuati vari parametri, la cui corretta interpretazione consente di valutare, con un buon margine di precisione, il comportamento generale del sistema tonico posturale del soggetto rispetto agli indici di normalità.

L’esame baropodometrico è un test che permette di valutare la qualità dell’appoggio a terra dei piedi e fornisce informazioni sulle pressioni, valutando in modo approfondito, la modalità di esecuzione del passo ed eventuali alterazioni della deambulazione.

L’analisi statica, valuta l’appoggio del piede identificando le aree di maggiore e minore carico . Nella stessa seduta in pochi minuti, si registrano anche:

• La percentuale di carico sui due piedi

• Carico anteriore e posteriore 

• Analisi stabilometrica e dei baricentri

• Superficie di appoggio delle piante dei piedi

Il soggetto sale sulla pedana baropodometrica a piedi nudi e sosta per 5 secondi. Il sistema computerizzato informa dei punti di pressione al suolo del piede durante la stazione eretta, facendo una media dei campioni raccolti.

L’analisi dinamica, viene effettuata chiedendo al soggetto di camminare sulla pedana fino alla sua estremità e ritorno. La camminata può essere ripetuta più volte. L’analisi dei dati ci permette di evidenziare la mappa dei carichi, il grado di supinazione o pronazione durante la marcia dell’articolazione tibio-tarsica e dell’avampiede, consentendo di indagare, sulla gestione e coordinazione delle catene muscolari cinetiche, programmate durante la dinamica del passo. Il piede è sia effettore che recettore in quanto riceve ed esegue comandi tramite i muscoli ed è in grado di interagire con il resto del corpo ,fornendo informazioni attraverso i recettori presenti sulla regione plantare,muscoli, tendini e articolazioni. Il piede è un’ importante pompa circolatoria oltre che una struttura portante e un sistema propulsivo e di sostegno per l’intero corpo umano.

PRESSIONI DINAMICHE DEL PIEDE

• Il trasferimento del carico corporeo sul piede di supporto, genera l’insorgere di livelli differenti di pressione sulle strutture plantari

• Inizialmente il carico e’ applicato rapidamente (0.05 s) su una piccola area postero-laterale e la pressione raggiunge valori fino a 400 kPa

• L’avanzamento aumenta l’area e riduce la pressione a 100-200 kPa

• Può essere presente un contatto medio-laterale ma a bassi livelli di pressione

• Le pressioni metatarsali sono generalmente superiori tra 2° e 3° metatarso

• La fine del contatto avviene con l’alluce e i valori di pressione registrati possono essere piuttosto elevati

La volta plantare è caratterizzata dalla presenza di archi longitudinali e trasversali che:

• Distribuiscono il carico

• Proteggono vasi sanguigni e nervi da un’eccessiva compressione

• Sono dinamici e flessibili, si deformano sotto carico ma poi riprendono la loro configurazione originale

ARCH INDEX

•Si traccia una linea che unisce il secondo dito al centro del tallone

•L’asse che si ottiene viene diviso in tre sezioni che definiscono la posizione di avampiede (A)- mesopiede (B) – retropiede (C)

•L’Arch Index è dato dal rapporto tra l’area del mesopiede ed area totale del piede (A+B+C)

Un valore dell’Arch Index <21 indica un piede cavo.

Un valore dell’Arch Index >21 indica un piede piatto.

In ambito clinico, l’esame permette lo studio del carico del piede e di eventuali disturbi del sistema muscolo-scheletrico, prevalentemente di interesse ortopedico o neurologico. Si possono comunque individuare anche patologie correlate al diabete,di tipo vascolaree ortodontico. Il test baropodometrico mette chiaramente in evidenza come l’aumento del grasso corporeo dovuto al sovrappeso ed all’obesità possa alterare, in modo anche grave ed in entrambi i sessi, la superficie plantare di contatto con il terreno e la distribuzione della pressione al suolo. Lo studio baropodometrico ha finalità di tipo diagnostico, ma ad esso si ricorre anche per valutazioni di tipo chirurgico (pre e post intervento), riabilitativo o di trattamento ortesico, finalizzato pertanto alla realizzazione di un plantare adeguato.

ANALISI STRUMENTALE: LA STABILOMETRIA

La pedana stabilometrica è uno strumento che ci permette di qualificare e quantificare le oscillazioni posturali del soggetto posto in ortostasi fermo in postura neutra e analizzare le strategie posturali utilizzate per il mantenimento dell’equilibrio, monitorando il contributo dei recettori nel mantenimento della sua funzionalità.

L’analisi stabilometrica si esegue ponendo il soggetto sulla pedana e facendolo sostare per 30 o 51,2 secondi, prima a occhi aperti e successivamente a occhi chiusi. Si valuta così il centro di pressione:

• Le coordinate del centro di pressione (CoP): ovvero il valore medio delle ascisse e delle ordinate del CoP sul referenziale dello statokinesiogramma, le oscillazioni sul piano frontale e sul piano sagittale , durante la stazione eretta

• La lunghezza delle oscillazioni: ovvero la distanza complessiva percorsa da CoP, indice di dispendio energetico

• La velocità media delle oscillazioni: indice dell’energia spesa dal sistema

• La superficie dell’ellisse: ovvero la dispersione delle oscillazioni e la precisione del sistema, che contiene il 90% delle posizioni campionate del CoP

• Lo spettogramma di frequenza delle oscillazioni sul piano frontale e sagittale

• Lo statokinesigramma: ovvero la rappresentazione al suolo delle oscillazioni del soggetto e i valori medi di X e Y

Il centro di massa e centro di pressione non coincidono:

• Il centro di massa e centro di pressione non coincidono:

• COM dipende dalla posizione attuale dei segmenti corporei

• CoP è espressione della forza e dei momenti impressi al suolo per mantenere l’equilibrio o generare il movimento (COM)

• Anche durante la postura ortostatica il CoP è in continuo movimento per mantenere il COM entro la base di appoggio.

Il Centro di massa: baricentro corporeo, “stima” l’obiettivo del controllo motorio e posturale

Il Centro di pressione (CoP): punto di applicazione della risultante delle forze piede-suolo, “misura” l’espressione del controllo motorio.

Lo Stabilogramma è il grafico delle coordinate del centro di pressione in funzione del tempo. Il tempo viene riportato in ascissa, rispetto ai valori medi X e Y. È la rappresentazione grafica dello spostamento del centro di pressione proiettato separatamente nei due piani, sagittale e frontale, in funzione della durata della prova. I grafici permetto di vedere l’evoluzione delle oscillazioni nel periodo testato. Bisogna osservare ampiezza dell’oscillazione, l’eventuale tendenza del grafico in una direzione e l’ampiezza di questa deviazione:

Lo Statokinesigramma(SKG)invece, esprime il movimento delle componenti X e Y del Centro di Pressione sulla base di appoggio. Rappresenta lo spostamento reale del centro di pressione (CdP) in riferimento all’appoggio plantare (gomitolo), quindi lo spostamento reale, percorso dal CoP in riferimento all’appoggio plantare.

Bisogna osservare le distanze tra centro reale e centro dell’ellisse, densità dell’area (letta come valore L/A). Eventuale deformità dell’inclinazione dell’area dell’ellisse troppo deformata sull’asse X.

•La pedana stabilometrica misura le Forze e i Momenti scambiati tra piede e suolo, comprese le componenti orizzontali.

•La pedana baropodometrica rileva la distribuzione delle pressioni plantari ma non può misurare forze e momenti.

APPLICAZIONE ANCHE NELLO SPORT

In alcuni studi, utilizzando questi strumenti, si è riscontrato che:

• Velocisti e mezzofondisti presentavano caratteristiche nello svolgimento delle pressioni plantari che evidenziavano il ‘piede rigido’ da ‘toe runner’

• Viceversa i marciatori presentavano il punto di massimo carico sul retropiede, con una dinamica che evidenziava lo svolgimento dell’avampiede dal V al I metatarso

• Il cavismo con equinismo era la regola per le danzatrici, il punto di massimo carico era sul III IV metatarso