Caratteristiche dell’andatura dei bambini con paralisi cerebrale spastica durante la camminata inclinata del tapis roulant in un ambiente di realtà virtuale

Abstract

Obiettivo. Studiare le caratteristiche dell’andatura nei bambini con paralisi cerebrale spastica durante la camminata inclinata del tapis roulant in un ambiente di realtà virtuale. Metodo. Dieci bambini con paralisi cerebrale spastica (CP) e dieci bambini in via di sviluppo (TD) sono stati invitati a camminare alla loro velocità comoda su un tapis roulant a livello del suolo e inclinato di 10°. I dati cinematici tridimensionali e i dati della forza di reazione al suolo sono stati acquisiti in un sistema di riabilitazione assistita da computer. I parametri cinetici e i parametri di equilibrio dinamico sono stati calcolati utilizzando un approccio biomeccanico standard. Risultato. Durante la camminata in salita, entrambi i gruppi hanno ridotto la velocità di camminata e la lunghezza del passo e aumentato l’inclinazione del bacino, la dorsiflessione della caviglia e la flessione dell’anca. Rispetto ai bambini TD, i bambini CP avevano diminuito la velocità di camminata e la lunghezza del passo, diminuito il momento di abduzione dell’anca di picco, aumentato la percentuale di fase di posizione, aumento della dorsiflessione della caviglia e della flessione del ginocchio e aumento del momento di estensione dell’anca di picco. L’angolo di rotazione del tronco di picco, l’angolo della caviglia al contatto iniziale e la lunghezza del passo hanno mostrato un significativo effetto di interazione. Conclusione. I bambini CP hanno mostrato aggiustamenti simili per la maggior parte dei parametri di andatura durante la camminata in salita come i bambini TD. Con una velocità di camminata inferiore, i bambini CP potrebbero mantenere un equilibrio dinamico simile a quello dei bambini TD. Camminare in salita ingrandisce i modelli di andatura anormali esistenti dei bambini con paralisi cerebrale. Suggeriamo che durante un allenamento con tapis roulant con un’inclinazione, la velocità di camminata dovrebbe essere attentamente controllata nel caso di migliorare troppo il carico articolare di picco.

1. Introduzione

Paralisi cerebrale (CP) è un disturbo neurologico che deriva da difetti o danni del cervello immaturo . I problemi causati da CP, come la tenuta muscolare, la debolezza o la spasticità, potrebbero impedire lo sviluppo muscolo-scheletrico e quindi provocare modelli di andatura anormali .

Migliorare la capacità di camminare è una delle principali preoccupazioni negli interventi terapeutici per i bambini con CP. Il tapis roulant walking è stato ampiamente utilizzato nella riabilitazione dei bambini CP per fornire un allenamento ripetitivo dell’intero ciclo di andatura . Una revisione sistematica della letteratura ha valutato l’efficacia dell’allenamento del tapis roulant per i bambini CP . La revisione ha suggerito che l’allenamento del tapis roulant è un metodo sicuro e fattibile per i bambini CP e può migliorare la velocità di camminata e le capacità motorie generali. Willerslev-Olsen et al. studiato l’effetto della formazione tapis roulant inclinato sui bambini CP. Il loro studio suggerisce che l’allenamento intensivo inclinato dell’andatura aumenta l’azionamento oscillatorio beta e gamma ai motoneuroni dorsiflexor della caviglia e quindi migliora il sollevamento della punta e il colpo del tallone nei bambini CP.

Gli studi biomeccanici tra cui cinematica, cinetica e analisi dell’equilibrio dinamico sono utili per ottenere informazioni sulle strategie di controllo neurale, comprendere a fondo i modelli di andatura anomala e progettare interventi terapeutici efficaci per i pazienti CP. La cinematica viene utilizzata per quantificare le anomalie dei modelli di andatura . La cinetica fornisce un’indicazione delle cause delle anomalie dell’andatura e della patologia della funzione muscolare sottostante . Le persone sane possono adattarsi a camminare in salita aumentando la dorsiflessione dell’anca, del ginocchio e della caviglia e mantenendo così una postura eretta . Questo adattamento può essere utilizzato come allenamento mirato di un gruppo di muscoli (dorsiflessore della caviglia, estensore del ginocchio ed estensore dell’anca). Tuttavia, i bambini CP potrebbero avere difficoltà ad adattarsi alla camminata inclinata a causa di un controllo posturale compromesso o di un equilibrio dinamico.

Gli studi biomeccanici sono limitati per l’allenamento inclinato dell’andatura del tapis roulant sui bambini CP. Diversi studi hanno studiato le caratteristiche biomeccaniche e le strategie di adattamento dell’andatura dei bambini CP per camminare su una rampa inclinata o un tapis roulant . Questi studi riportano che i bambini CP si adattano a camminare inclinati con strategie di regolazione dell’andatura simili a quelle dei bambini in via di sviluppo (TD), ma usano maggiori adattamenti posturali.

Al meglio delle nostre conoscenze, vi è una mancanza di comprensione approfondita dei modelli di andatura anormali per i bambini con CP spastica durante tapis roulant inclinato a piedi utilizzando tridimensionale (3D) analisi dell’andatura tra cui cinematica, cinetica, e analisi dell’equilibrio dinamico. Solo i dati cinematici sono riportati nella maggior parte degli studi di cui sopra . L’uso di telecamere di movimento bidimensionali (2D) perde anche una notevole precisione di misura per questi dati.

Questo studio mira a studiare in modo completo le strategie di regolazione dell’andatura dei bambini CP in tapis roulant di livello e tapis roulant in salita che camminano in un ambiente di realtà virtuale (un’impostazione predefinita per un sistema CAREN (computer-Assisted rehabilitation Environment); Motekforce Link, Paesi Bassi). Lo studio ha quantificato i parametri spazio-temporali, la cinematica 3D, la cinetica 3D e l’equilibrio dinamico dei bambini CP utilizzando le tecniche di motion capture all’avanguardia. Abbiamo ipotizzato che (1) i bambini CP usassero strategie di regolazione dell’andatura simili ai loro coetanei TD durante la camminata inclinata e (2) il gruppo CP avrebbe una stabilità posturale significativamente inferiore a causa di un controllo posturale compromesso.

2. Metodi

2.1. Progettazione dello studio e soggetti

Sono stati inclusi dieci bambini CP spastici (età: anni; altezza: ; peso: ) e dieci bambini TD (età: anni; altezza: ; peso:). Le caratteristiche dei partecipanti al CP sono presentate nella Tabella 1. Non ci sono differenze significative in età (), altezza () o peso () tra i due gruppi.

I criteri di inclusione per i bambini CP sono i seguenti: (1) diagnosticato con CP diplegico, (2) 6-12 anni, (3) classificato I-II nel sistema di classificazione delle funzioni motorie Gross (GFMCS), (4) in grado di comprendere ed eseguire istruzioni, (5) camminatori indipendenti senza assistenza per più di sei minuti e (6) senza tossina botulinica negli arti inferiori o chirurgia durante i sei mesi precedenti. I criteri di esclusione per i bambini CP e TD sono l’assenza di (1) gravi malattie cardiache e polmonari e (2) disturbi del sistema visivo o uditivo. L’approvazione etica è stata ottenuta dal comitato etico del Sichuan Bayi Rehabilitation Center (Sichuan, Cina). I genitori dei bambini hanno firmato i moduli di consenso per la partecipazione.

2.2. Strumentazione

La cinematica articolare tridimensionale (3D) e la forza di reazione al suolo (GRF) sono state raccolte utilizzando un sistema CAREN (Computer-Assisted Rehabilitation Environment). Il sistema CAREN è un sistema di ambiente virtuale immersivo costituito da un sistema di motion capture 3D con dodici telecamere a infrarossi ad alta velocità (Vicon, Oxford Metrics, UK), un tapis roulant a nastro diviso (ADAL3DM-F-COP-Mz, Tecmachine, Francia) in cima a una piattaforma di base di movimento a sei gradi di libertà e un sistema di proiezione cilindrico. Un’imbracatura di sicurezza e le guide laterali sono posizionate per garantire la sicurezza e il comfort dell’utente (vedi Figura 1). Il sistema Vicon motion capture ha registrato i dati cinematici ad una frequenza di campionamento di 100 Hz. I dati della piastra di forza sono stati registrati con una frequenza di campionamento di 1000 Hz. La scena visiva è solitamente sincronizzata con il movimento della piattaforma o il movimento del paziente.

Figura 1

Il sistema CAREN utilizzato per questo studio.

Il sistema CAREN è impiegato in questo studio a causa delle seguenti preoccupazioni: (1) il sistema CAREN può eseguire il movimento 3D per un corpo completo in tempo reale, che fornisce un feedback immediato sia al terapeuta che al paziente ; (2) il sistema CAREN può condurre esperimenti di camminata inclinata e raccogliere simultaneamente informazioni cinematiche e cinetiche; (3) l’ambiente virtuale è riproducibile e il più vicino possibile a un ambiente naturale ; (4 ) il sistema CAREN si è dimostrato uno strumento efficace per la riabilitazione (come l’allenamento dell’andatura , l’aggiustamento protesico , l’allenamento dell’equilibrio e la riabilitazione cognitiva) e la ricerca biomeccanica .

2.3. Protocollo sperimentale

Le informazioni sul funzionamento del motore (descritte dalla classifica GMFCS) per CP e la classificazione dei sottotipi CP sono state ottenute dalla cartella clinica di ciascun bambino CP. I partecipanti sono stati completamente istruiti prima delle misurazioni. Ogni partecipante ha iniziato con una familiarizzazione di tre minuti sul tapis roulant a zero e una pendenza inclinata di dieci gradi (in salita), rispettivamente. La familiarizzazione è terminata fino a quando il partecipante si è adattato alle condizioni di camminata con una velocità di camminata confortevole per ogni condizione.

Dopo aver cambiato vestiti e scarpe, 25 marcatori retroriflettenti sono stati posizionati sui punti di riferimento anatomici del partecipante seguendo la definizione del whole body human body model (HBM) . I marcatori sono piazzato al 10 ° vertebra toracica, ombelico, sterno, spina iliaca superiore anteriore, posteriore spina iliaca antero superiore, grande trocantere, epicondilo laterale del ginocchio, malleolo laterale, posteriore calcanei, con la punta dell’alluce, laterale quinto teste metatarsali, acromion, epicondilo laterale e epicondilo mediale del gomito, laterale del polso, mediale polso, sterno processo, la 7 ° vertebra cervicale, parte superiore della testa, lato destro della testa, e la parte sinistra della testa.

I sistemi di coordinate del segmento locale sono stati istituiti per i segmenti del tronco, del bacino, della coscia, dello stinco e del piede in base alle posizioni dei marcatori registrati, elencate nella tabella 2 (vedere maggiori dettagli da ).

Per ogni intervallo di tempo di campionamento, le coordinate di ciascun segmento rispetto al suo segmento prossimale sono state trasformate da una sequenza di tre rotazioni delineate da tre angoli di Eulero seguendo l’ordine di flessione/estensione, adduzione/abduzione e interno/esterno.

Per motivi di sicurezza, i partecipanti hanno indossato un’imbracatura che è stata fissata a un telaio metallico utilizzando una linea di sicurezza durante l’esperimento. Ad ogni partecipante è stato chiesto di eseguire una prova statica per individuare le posizioni dei punti di riferimento anatomici e le posizioni dei centri congiunti. Quindi, ogni partecipante ha camminato alla propria velocità confortevole senza supporto del corrimano nell’ambiente virtuale (una passerella virtuale) proiettata su uno schermo cilindrico. I dati sono stati registrati per un minuto durante il livello tapis roulant a piedi. Successivamente, la piattaforma è stata inclinata a dieci gradi in salita. Anche i dati sulla camminata in salita sono stati registrati per un minuto.

2.4. Elaborazione dei dati

Lo studio ha utilizzato un sistema software commerciale, denominato human body model (HBM) , incorporato nel D-flow del sistema CAREN , per calcolare cinematica e cinetica. Per i dati cinematici e il GRF, la frequenza di taglio del filtro passa-basso è stata impostata su 6 Hz.

L’HBM risolve il problema della cinematica inversa usando un problema dei minimi quadrati non lineari (1). La soluzione dinamica inversa consiste nel trovare una posa ottimale che si adatti meglio ai dati del produttore. Nell’equazione (1), è la posizione 3D di un marcatore ed è le coordinate del marcatore misurate dal sistema di motion capture.

L’HBM risolve il problema della dinamica inversa utilizzando la tipica equazione multibody del moto (2).dove sono i momenti e le forze congiunte sconosciute, è la matrice di massa del corpo umano, è il carico centrifugo e Coriolis, è la gravità e rappresenta la forza esterna.

La posizione del centro di pressione (COP) è stata misurata dal tapis roulant strumentato. La posizione del centro di massa (COM) è stata calcolata sulla base dei dati cinematici misurati utilizzando una procedura standard descritta da Winter, che ha determinato l’intero corpo COM in base al COM del singolo segmento del corpo . La separazione COP-COM nelle direzioni anteriore-posteriore (AP) e mediale-laterale (ML), la distanza tra COM e COP nelle direzioni AP e ML, è stata calcolata per rappresentare l’equilibrio dinamico durante l’andatura . Per soddisfare sia le prove con il piede sinistro che con il piede destro, la separazione COP-COM nella direzione ML è resa positiva per tutti i percorsi. Questi valori positivi riflettono la distanza dei piedi che venivano posizionati su entrambi i lati della COM nella direzione ML. La separazione media COP-COM nelle direzioni AP e ML è normalizzata alla lunghezza della gamba di ciascun partecipante per consentire un confronto tra i soggetti. Supponendo che entrambe le gambe abbiano lunghezze uguali, la lunghezza della gamba è stata calcolata come la distanza tra il centro dell’articolazione dell’anca sinistra e il centro dell’articolazione della caviglia sinistra durante lo studio statico.

2.5. Analisi statistica

Sono stati analizzati dati spaziali-temporali, cinematici, cinetici e parametri di equilibrio dinamico. Bassa affidabilità e grandi errori sono stati segnalati per gli angoli del piano trasversale dell’anca e del ginocchio e gli angoli del piano frontale del ginocchio registrati dai sistemi di motion capture 3D . Questi parametri non sono stati inclusi in questo studio.

Per l’analisi sono stati selezionati otto cicli di andatura di ciascun partecipante in ogni condizione di deambulazione. Il test Shapiro-Wilk è stato eseguito per testare la normalità dei dati. Un’analisi a disegno misto bidirezionale della varianza (ANOVA) () è stata utilizzata per analizzare i parametri di equilibrio spaziale-temporale, cinematico e dinamico utilizzando SPSS 22.0. Per i parametri cinetici (momenti congiunti), è stato utilizzato un ANCOVA bidirezionale () con velocità come covariata. Una differenza statisticamente significativa è stata accettata come . L’eta squared () viene utilizzato come misura della dimensione dell’effetto. Il di 0.01, 0.06, e 0.14 significa il piccolo effetto, effetto moderato, e grande effetto, rispettivamente .

3. Risultati

3.1. Parametri spaziali temporali

Come mostrato nella Tabella 3, una differenza significativa è identificata nella velocità di camminata tra i bambini CP e TD (, ). Entrambi i gruppi hanno diminuito la velocità di camminata durante la salita (,). L’effetto di interazione della velocità di camminata () non raggiunge una significatività statistica. Le lunghezze del passo dei bambini CP sono più corte di quelle dei bambini TD (, ). Entrambi i gruppi hanno ridotto significativamente la lunghezza del passo durante la salita (,). C’è una differenza significativa nell’effetto di interazione (, ) della lunghezza del passo.

I bambini CP mostrano una fase di posizione significativamente più lunga rispetto ai bambini TD (, ). Entrambi i gruppi aumentano la percentuale di posizione durante la camminata in salita rispetto al tapis roulant di livello (,), con un significativo effetto di interazione (,).

3.2. Cinematica articolare e equilibrio dinamico

Come mostrato nella Tabella 3, i bambini CP e TD aumentano l’inclinazione anteriore pelvica di picco quando camminano in salita (, ). I bambini CP e TD hanno meno inclinazione posteriore pelvica di picco (, ), obliqua del bacino di picco (, ) e meno estensione del tronco di picco (,) quando si cammina in salita (,). I dati cinematici mostrano differenze significative per l’abduzione dell’anca di picco durante la fase di swing (, ), la flessione dell’anca di picco (, ) durante la fase di swing e la diminuzione dell’estensione dell’anca di picco durante la fase di stance (,) durante la camminata in salita in entrambi i gruppi. Rispetto al livello tapis roulant camminare, camminare in salita ha una distanza significativamente minore tra COM e COP nella direzione antero-posteriore (AP) (,).

CP i bambini camminano con un angolo di flessione del ginocchio più basso durante la fase di oscillazione rispetto ai bambini TD (,). Entrambi i gruppi flettono il ginocchio di più quando si cammina in salita (, ). C’è un effetto di interazione significativo (, ). Al contatto iniziale, CP ha più flessione del ginocchio di TD (, ). Entrambi i gruppi aumentano la flessione del ginocchio di picco durante la fase di risposta al carico quando si cammina in salita (, ).

Non vi è alcun effetto di interazione significativo nella dorsiflessione della caviglia di picco. Entrambi i gruppi hanno aumentato la dorsiflessione della caviglia di picco durante la fase di posizione quando si cammina in salita (, ). I bambini CP mostrano una diminuzione del picco plantare rispetto ai bambini TD durante la fase di oscillazione (, ). Sia CP che TD diminuiscono la loro flessione plantare di picco durante la fase di posizione e la fase di oscillazione quando si cammina in salita (, ). CP ha una dorsiflessione della caviglia più alta rispetto a TD al contatto iniziale. Differenze significative della dorsiflessione della caviglia al contatto iniziale sono identificate nell’effetto principale per il gruppo (, ), la condizione di deambulazione (,) e l’effetto di interazione () (,). L’angolo di rotazione del tronco di picco mostra un effetto di interazione significativo (,).

3.3. Cinetica articolare

Come mostrato nella Tabella 3, sia i bambini CP che TD diminuiscono il momento di flessione del picco dell’anca durante la fase di postura quando camminano in salita (, ). I bambini CP hanno un maggiore momento di estensione dell’anca di picco rispetto ai bambini TD (,) durante la fase di stance. L’effetto principale per la condizione di camminare mostra anche che i momenti di estensione dell’anca di picco durante la fase di posizione sono aumentati quando si cammina in salita (,). Il momento di flessione del ginocchio di picco e il momento di estensione durante la fase di posizione non mostrano effetti principali significativi nel gruppo e nella condizione di camminata. I bambini CP hanno un momento di dorsiflessione della caviglia più basso nella fase di posizione rispetto ai bambini TD (, ). I momenti di dorsiflessione della caviglia di picco inferiore nella fase di posizione si trovano sia nei bambini CP che nei bambini TD durante la camminata in salita rispetto al livello del terreno (, ). I bambini CP hanno ridotto i momenti di picco plantarflexion della caviglia nella fase di stance rispetto ai bambini TD (, ). Differenze significative tra i gruppi sono osservate per il momento di abduzione dell’anca di picco nella fase di posizione (, ).

4. Discussione

Lo studio ha lo scopo di indagare le caratteristiche dell’andatura durante la camminata con tapis roulant inclinato sotto un sistema di riabilitazione assistita da computer (CAREN) nei bambini con CP. Il sistema CAREN, che viene impiegato nel nostro studio, è appropriato per la formazione o la valutazione della riabilitazione cognitiva e fisica grazie alla sua capacità di creare ambienti realistici e raccogliere dati di ricerca multisensoriali. Studi sull’addestramento al controllo posturale nel sistema CAREN mostrano che una singola sessione di allenamento è sufficiente per innescare un processo di adattamento dell’equilibrio e non vi è uno spostamento COP significativamente diverso tra i soggetti che partecipano all’ambiente virtuale e quelli che non lo fanno . I personaggi che camminano, compresi i parametri temporale-spaziali e la cinematica nel tapis roulant che cammina usando il sistema CAREN e il camminare a terra, non hanno alcuna differenza significativa. Perturbazioni visive non sono coinvolti nella nostra progettazione esperimento. Pertanto, le caratteristiche dell’andatura sono paragonabili ad altri studi, che non utilizzano un ambiente virtuale.

I nostri risultati rivelano che i bambini CP avevano cambiamenti significativi dell’andatura in diversi parametri spazio-temporali, cinematici e cinetici quando camminavano in salita. Le caratteristiche di andatura modificate includono la diminuzione della velocità di camminata e della lunghezza del passo e l’aumento dell’inclinazione del bacino di picco, la dorsiflessione della caviglia di picco (durante la fase di posizione), la flessione dell’anca e la flessione del ginocchio (durante la fase di posizione). Si osserva anche una diminuzione dell’abduzione dell’anca di picco nella fase di oscillazione e un aumento degli angoli obliqui del bacino di picco. In generale, i bambini CP mostrano regolazioni dell’andatura simili a quelle dei bambini TD durante la camminata in salita.

Questa strategia di regolazione dell’andatura concorda con i risultati di precedenti studi su partecipanti sani, che mostrano che gli adulti sani che camminano su un pendio aumentano la flessione dell’anca, la flessione del ginocchio e la dorsiflessione della caviglia per aumentare la clearance della punta. Tuttavia, si nota che, durante la camminata sul tapis roulant, i bambini con CP avevano un andamento patologico dell’andatura con maggiore flessione del ginocchio e dorsiflessione della caviglia durante la fase di stance rispetto ai bambini TD (vedi Figura 2). La camminata in salita richiede più flessione del ginocchio e dorsiflessione della caviglia durante la fase di postura e aumenta la gravità dell’andatura patologica.

Figura 2

Angoli comuni medi e momenti congiunti per CP e TD durante la camminata pianeggiante e la camminata in salita (linea nera solida: camminata a livello TD; linea nera tratteggiata: camminata in salita TD; linea rossa continua: camminata a livello CP; linea rossa tratteggiata: camminata in salita CP).

L’angolo della caviglia al contatto iniziale (IC) ha mostrato un significativo effetto di interazione. L’effetto di interazione significa che il pendio ha influenzato la dorsiflessione della caviglia all’IC più nel CP che nei bambini TD e ha influenzato l’estensione del ginocchio meno nel CP che nei bambini TD. La differenza può essere dovuta alla spasticità dei muscoli, limitando la gamma di movimento nel gruppo CP e la capacità di adattamento dei bambini CP e TD per le diverse condizioni di deambulazione. Inoltre, camminare in salita richiede uno sforzo significativo per spingere il corpo verso l’alto. La ricerca precedente mostra che rispetto alla condizione di camminata del tapis roulant di livello, il momento di estensione dell’anca di picco, il momento di estensione del ginocchio di picco e il momento di flessione plantare della caviglia di picco sono significativamente più alti quando si cammina in salita alla stessa velocità . I nostri risultati mostrano che non ci sono differenze significative nel momento di estensione del ginocchio di picco e nel momento di flessione plantare della caviglia di picco per le due condizioni di deambulazione. Questa scoperta può essere causata dalla velocità di camminata più lenta per camminare in salita, che può essere spiegata come una strategia per ridurre il carico articolare .

Nel piano frontale, si osserva una significativa differenza tra gruppi per il momento di abduzione dell’anca. Questo è sotto aspettativa poiché i bambini TD hanno passi più ampi, il che si traduce in un braccio di momento più ampio delle forze di reazione al suolo. Troviamo che la camminata in salita si traduce anche in maggiori angoli obliqui pelvici e in una diminuzione degli angoli di abduzione dell’anca rispetto al livello del tapis roulant, che può essere una strategia per mantenere l’equilibrio nella direzione mediale-laterale (ML) poiché questi cambiamenti sposteranno il COM più vicino al COP nella direzione ML. Inoltre, l’angolo di rotazione del tronco mostra un significativo effetto di interazione. Ciò significa che la camminata in salita ha influenzato la rotazione del tronco più in TD che in CP. Si prevede che ulteriori ricerche studieranno i fattori che contribuiscono alle strategie di movimento del tronco durante la camminata in pendenza.

Rispetto al tapis roulant di livello, la camminata in salita ha una distanza COM-COP significativamente inferiore nella direzione anteriore. La differenza significativa può essere causata dal minore angolo di inclinazione durante le condizioni di camminata in salita . Non viene identificata alcuna differenza tra gruppi per la distanza COP-COM nella direzione laterale. Questi risultati sono un po ‘ sorprendenti dato che i bambini con CP sono segnalati per avere spostamenti maggiori del COP e del COM nella direzione mediale-laterale . Questo può anche essere influenzato dalla velocità COM nella direzione ML.

Al meglio delle conoscenze degli autori, questa è la prima volta una cinematica e cinetica 3D completa, nonché l’analisi della stabilità dinamica (ad eccezione di alcuni angoli nei piani trasversali) eseguita per i bambini CP durante la camminata in pendenza in un ambiente di realtà virtuale.

I nostri risultati hanno alcune implicazioni cliniche. Come evidente dalla Figura 2, i bambini CP devono generare un momento di flessione plantare della caviglia in più durante la fase iniziale di postura con una postura accovacciata (eccessiva flessione della caviglia e flessione del ginocchio). Questa scoperta concorda con Hösl et al. , che osserva l’attivazione aumentata dei muscoli di vitello per bambini di CP durante la prima fase di posizione. Uno studio biomeccanico mostra che la forza articolare del ginocchio di picco potrebbe essere maggiore di sei volte il peso corporeo per una grave andatura accovacciata . L’andatura accovacciata potrebbe anche causare dolori articolari e diminuire la capacità di camminare . In uno studio con pazienti obesi, è dimostrato che camminare in salita con una velocità più lenta potrebbe ridurre il carico articolare (estensione del ginocchio di picco e momenti di adduzione) . Suggeriamo che, durante un allenamento con un tapis roulant con un’inclinazione, la velocità di camminata debba essere attentamente controllata in modo che il carico articolare di picco non aumenti troppo. L’utilizzo di un sistema di supporto parziale del peso durante l’allenamento del tapis roulant può ridurre un certo carico articolare per i pazienti.

Studi su singole misure della patologia generale dell’andatura come l’indice di deviazione dell’andatura (GDI) , il punteggio del profilo dell’andatura (GPS) e il profilo di analisi del movimento (MAP) hanno dimostrato la loro efficacia in scenari clinici. Tali misure di risultato potrebbero valutare la gravità complessiva della deambulazione o valutare le prestazioni complessive di un intervento che il paziente ha ricevuto per migliorare la capacità di deambulazione. È necessario un ulteriore studio per indagare la patologia generale dell’andatura per i bambini CP durante la camminata inclinata in un ambiente di realtà virtuale utilizzando un indice come il GPS o la MAPPA.

Lo studio ha una piccola dimensione del campione, con dieci partecipanti in ciascun gruppo. Anche il gruppo CP non distingue tra andature accovacciate con equini apparenti. Questi problemi influenzano il potere statistico in una certa misura. Sono necessari studi con una dimensione del campione più ampia per testimoniare questi risultati e per indagare la relazione tra modelli di andatura patologica, funzioni di andatura, GFMCS, spasticità, forza muscolare e equilibrio dinamico durante la camminata inclinata o altri ambienti diversi nella vita quotidiana.

5. Conclusione

I bambini CP hanno mostrato aggiustamenti simili nella loro andatura durante il tapis roulant in salita camminando in un ambiente di realtà virtuale come i bambini TD. I bambini CP potrebbero mantenere un equilibrio dinamico simile con una velocità di camminata inferiore quando si cammina in salita. Camminare in salita ingrandisce i modelli di andatura anormali esistenti dei bambini CP. Durante un allenamento con tapis roulant con un’inclinazione, la velocità di camminata deve essere attentamente controllata in caso di miglioramento del carico articolare di picco troppo.

Disponibilità dei dati

I dati che supportano i risultati di questo studio sono disponibili su richiesta presso l’autore corrispondente, Ye Ma. I dati non sono ancora disponibili al pubblico a causa del sottosviluppo del sistema e dell’etica del progetto.

Conflitti di interesse

Gli autori dichiarano di non avere conflitti di interesse.

Contributi degli autori

Ye Ma e Yanxin Zhang hanno contribuito alla concezione e al design, così come alla stesura dell’articolo. Yali Liang, Xiaodong Kang e Lilja Siemelink sono responsabili del trattamento e della redazione dei dati. Yanxin Zhang e Ming Shao sono responsabili per il contenuto complessivo e sono i garanti.

Riconoscimenti

Questo studio è stato supportato dalla Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China (Grand Number LQ19A020001), Ningbo Natural Science Foundation (Grand Number 2018A610193), Sichuan Bayi Rehabilitation Centre e Motekforce Link. Questo studio è stato anche supportato dal Fondo K. C. Wong Magna dell’Università di Ningbo. Gli autori desiderano ringraziare Jing Zhang e Ruisong Liao per la loro assistenza nella raccolta dei dati.