Ventajas y aplicación del análisis instrumental de la marcha en 3D

Los niños y adolescentes con anomalías en la postura y/o el movimiento acuden a menudo a pediatras y médicos de familia. Las patologías musculoesqueléticas o las enfermedades neurológicas pueden provocar trastornos de la marcha. Además del examen clínico, el médico dispone de métodos de diagnóstico por imagen, como las radiografías convencionales y la tomografía computarizada (TC). Aquí, a menudo resulta difícil distinguir las diversas variantes fisiológicas del desarrollo de los procesos patológicos en niños y adolescentes.

Representación cuantitativa mediante análisis 3D

En los hospitales especializados, el análisis instrumental de la marcha en 3D permite al equipo interdisciplinar de médicos, científicos del deporte y del movimiento y fisioterapeutas asegurar el diagnóstico de problemas clínicamente relevantes. Por un lado, en medicina existen métodos para el análisis complejo del patrón de la marcha humana (Tab. 1) . La información complementaria puede conducir a la revisión de las medidas de atención/terapia iniciadas y, en caso necesario, a la mejora de la planificación quirúrgica. En el otro lado de los métodos se encuentra el análisis descriptivo de la marcha a simple vista. Sirve como técnica básica para detectar desviaciones de la marcha mediante la observación visual entrenada. El ojo humano puede procesar directamente unas diez informaciones por segundo. En cambio, las cámaras de infrarrojos, como las utilizadas para el análisis de la marcha en 3D, registran los datos a una frecuencia de 200 Hz (fotogramas/seg). En medio se encuentra el diagnóstico médico de la marcha asistido por aparatos, que utiliza procedimientos sencillos de evaluación por vídeo y mediciones dinámicas de la carga de presión.

La comparación de los patrones de marcha facilita un diagnóstico correcto

Con un análisis de la marcha en 3D, obtenemos información sobre posibles asimetrías o desviaciones de las articulaciones de la pelvis, el tobillo, la rodilla y la cadera con la medición simultánea de la cinemática (ángulo articular), la cinética (fuerzas articulares, pares, fuerzas de reacción del suelo) y la EMG (actividad muscular). En condiciones dinámicas, se pueden calcular las cargas que se producen en las juntas. Así, los trastornos complejos de la marcha pueden representarse cuantitativamente, por ejemplo, en forma de curvas ángulo-tiempo (cinemática) o fuerza-tiempo (cinética). En los planos anatómicos pueden registrarse los movimientos entre los segmentos en los planos sagital (flexión/extensión), frontal (abducción/aducción, varo/valgo) y transversal (rotación externa/interna).

La base de la evaluación es un paso doble normalizado, definido como dos contactos iniciales consecutivos con el suelo del mismo pie. Un ciclo de marcha consta de aproximadamente un 60% de fase de apoyo y un 40% de fase de impulsión (Fig. 1) . La comparación con probandos sanos es tan adecuada en la práctica como la referencia relativa en el sentido de una comparación pre y postoperatoria. Los valores estándar se utilizan para describir el patrón fisiológico de la marcha. Su conocimiento permite al médico o al terapeuta realizar un diagnóstico correcto, desarrollar una terapia individual y evaluar un tratamiento basado en datos. Independientemente de ello, los valores estándar se utilizan como valores de orientación.

Requisito previo para una marcha fisiológica:

• Control central y periférico intactos
• Suficiente movilidad articular
• Fuerza muscular suficiente
• Brazos de palanca estables mediante articulaciones estabilizadoras
• Suministro energético intacto

Ventajas e inconvenientes de los distintos métodos de medición

Los datos cinemáticos (curva ángulo-tiempo) se registran mediante sistemas multicámara de alta resolución. Se utiliza cinta adhesiva de doble cara para fijar los marcadores a puntos óseos definidos anatómicamente. Las cámaras de infrarrojos emiten pulsos de luz que son reflejados por los marcadores. Los impulsos reflejados capturados se transmiten desde las cámaras al ordenador, que calcula las coordenadas espaciales a partir de al menos dos vistas de cámara y reconstruye una figura lineal utilizando líneas de conexión entre los marcadores individuales. Se utilizan puntos de referencia anatómicos para determinar los movimientos segmentarios (por ejemplo, entre la parte superior e inferior de la pierna) uno respecto al otro. Dependiendo de la pregunta, los marcadores se disponen utilizando conjuntos de marcadores definidos de forma diferente. Estos modelos de marcadores difieren en el número de marcadores, la colocación, las posibilidades de aplicación y los parámetros de salida. Una desventaja y un factor limitante para la validez de los datos de medición son los artefactos causados por el desplazamiento de la piel y los tejidos blandos.

La cinética (progresión fuerza-tiempo) se ocupa de las fuerzas que actúan sobre una articulación o una parte del cuerpo. El interés se centra en la causa y el control del movimiento. Las fuerzas verticales y horizontales de reacción del suelo se miden mediante placas de fuerza empotradas en el suelo (Fig. 2 ). Estas mediciones permiten calcular las demandas funcionales (cargas) sobre las articulaciones que se producen durante la marcha. Los pares se calculan para las articulaciones de los miembros inferiores utilizando las matemáticas de la dinámica inversa. El objetivo de este procedimiento es determinar los pares y fuerzas necesarios para un movimiento cinemático.

Se realizan mediciones de EMG de superficie para evaluar la actividad muscular. La electromiografía es un procedimiento para determinar los potenciales eléctricos durante la contracción muscular en los músculos. El comportamiento de inervación de los músculos derivados puede mostrarse así de forma objetiva. Se utilizan electrodos de superficie para registrar la señal EMG. El uso de la EMG en el análisis clínico de la marcha revela, entre otras cosas, cuándo están activos qué grupos musculares en las distintas fases del ciclo de la marcha.

Los métodos cinemáticos, cinéticos, electromiográficos y clínicos se complementan entre sí y sólo pueden interpretarse de forma significativa en combinación. El estado de movimiento del paciente se determina mediante pruebas de movilidad y función muscular para poder interpretar los resultados del análisis de la marcha. En pacientes con enfermedades neurológicas, se comprueba además la espasticidad de los músculos.

Ejemplo de aplicación

Uno de los trastornos de la marcha más comunes en la parálisis cerebral es el patrón de marcha con rotación interna observado en la presente paciente (15 años) con parálisis cerebral espástica derecha (fig. 3) .

Sin embargo, el aumento de la rotación interna de la articulación de la cadera derecha con contractura de aducción simultánea durante la marcha no conduce a una marcha hacia dentro sino hacia fuera en ambos lados (ángulo de progresión del pie) debido al aumento de la excursión tibial de 51° en ambos lados (norma 33° ±8°) así como a los pies flexionados presentes en ambos lados. La causa del aumento de la rotación interna de la cadera en el lado derecho es un aumento de la rotación interna de la cadera medido clínicamente con una articulación de la cadera flexionada 90° y una capacidad de rotación externa anulada (IRO/ARO derecha 55/0/0°). Por otro lado, el ángulo de rotación de la cadera izquierda se encuentra dentro del rango de referencia durante la marcha (fig. 4). Una coxa antetorta podría excluirse como diagnóstico diferencial.

El curso en doble pico del movimiento pélvico sagital y el examen clínico indican que el músculo iliopsoas está muy acortado en ambos lados (fig. 4). La prueba de espasticidad muestra que los flexores de la cadera son espásticos en ambos lados. El acortamiento resultante de la espasticidad conduce a su vez a que el paciente tenga que caminar con las articulaciones de las rodillas flexionadas para mantener el equilibrio. Tanto las articulaciones de la rodilla como las de la cadera están excesivamente flexionadas durante el ciclo de la marcha, con la flexión ya contraída en ambos lados. Los extensores de la rodilla tienen que contrarrestar los pares de flexión resultantes en ambas articulaciones de la rodilla, lo que se indica por una actividad continua en la fase de apoyo en la EMG dinámica del músculo vasto medial. (Fig. 5).

Además, la articulación de la cadera derecha se aduce cada vez más debido a una contractura, con fuerzas elevadas (pares de abducción) que actúan sobre ambas articulaciones de la cadera con abductores de cadera débiles hasta el final de la fase de apoyo (Fig. 6).

Mientras que el ángulo de la rodilla izquierda en el plano frontal está casi dentro del rango normal, la pierna derecha muestra un ángulo de rodilla en valgo en la fase de apoyo. Este ángulo en valgo es el resultado de una rotación interna combinada de la articulación de la cadera derecha y de la contractura en flexión de la rodilla (Fig. 4). Esto desencadena cargas (pares en valgo) en ambas articulaciones de la rodilla que son muchas veces superiores en la derecha > izquierda, lo que puede provocar un mal uso prematuro en las articulaciones de la rodilla (Fig. 6, Fig. 2) . La carga en valgo en la articulación de la rodilla izquierda es el resultado de la mayor rotación externa del pie (punta hacia fuera) a la izquierda, así como de la inclinación lateral de la parte superior del cuerpo hacia el lado izquierdo como consecuencia de la debilidad de los músculos glúteos, por lo que el vector de fuerza se dirige tan hacia fuera por la posición del pie y la inclinación lateral de la parte superior del cuerpo que se desencadenan momentos laterales elevados (valgo y abducción) en las articulaciones tanto de la rodilla izquierda como de la cadera.

La cirugía multinivel planificada incluye la corrección de la torsión de ambos muslos, la extensión bilateral de la rodilla y la cirugía de ambos pies. Por tanto, es posible diferenciar un patrón de marcha complejo y multifactorial con el análisis instrumentado de la marcha en 3D y permitir así un tratamiento y una terapia específicos.

Conclusión para la práctica

• El análisis instrumental tridimensional de la marcha proporciona información adicional esencial que no pueden captar los medios clínicos para evaluar la capacidad de andar.
• Se pueden analizar patrones de enfermedades ortopédicas o neurológicas complejas (afección real), confirmar el diagnóstico y documentar el curso de la terapia.
• El comportamiento del movimiento de los pacientes puede registrarse cuantitativamente.
• Se trata de un método de medición no invasivo y sin radiación.
• En condiciones dinámicas, el examen proporciona información sobre la amplitud del movimiento (cinemática), los pares y fuerzas actuantes (cinética) y la actividad muscular (EMG).
• Las diferencias entre el lado afectado y el no afectado pueden mostrarse mediante una comparación de simetría.
• Los conjuntos de datos de comparación de un grupo de control sano simplifican la interpretación de los patrones de movimiento llamativos.

Dr. Phil. Regina Wegener

Literatura:

1. Bachmann C, et al: Sistemas de medición, métodos de medición y ejemplos para el análisis instrumentado de la marcha. Schweiz Z Med Traumatol 2008; 56 (2): 29-34.
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PRÁCTICA GP 2013; 8(6): 14-18