características da Marcha de crianças com paralisia cerebral espástica durante a esteira inclinada a caminhar sob um ambiente de Realidade Virtual

Abstract

Objective. Para investigar as características da marcha em crianças com paralisia cerebral espástica durante a esteira inclinada Caminhando sob um ambiente de Realidade virtual. Meios. Dez crianças com paralisia cerebral espástica (CP) e dez crianças com desenvolvimento típico (TD) foram convidadas a andar à sua velocidade confortável numa passadeira a nível do solo e 10° inclinadas. Dados cinemáticos tridimensionais e dados da força de reação no solo foram capturados em um sistema de ambiente de reabilitação assistida por computador. Parâmetros cinéticos e parâmetros de balanço dinâmico foram calculados usando uma abordagem biomecânica padrão. Resultado. Durante a marcha ascendente, ambos os grupos diminuíram a velocidade e o comprimento do passo e aumentaram o pico da inclinação da pélvis, dorsiflexão do tornozelo e flexão da anca. Em comparação com crianças TD, as crianças CP diminuíram a velocidade de marcha e o comprimento do stride, diminuíram o pico do Raptor da anca, aumentaram a percentagem da fase de postura, aumentaram o pico da dorsiflexão do tornozelo e da flexão do joelho, e aumentaram o pico da extensão da anca. O ângulo de rotação máxima do tronco, o ângulo do tornozelo no contato inicial, e o comprimento do stride mostraram um efeito de interação significativo. Conclusao. As crianças com CP mostraram ajustes semelhantes para a maioria dos parâmetros de marcha durante a caminhada montanha acima como crianças TD. Com uma velocidade de marcha mais baixa, as crianças CP poderiam manter um equilíbrio dinâmico semelhante ao das crianças TD. Andar a subir aumenta os padrões anormais de marcha das crianças com paralisia cerebral. Sugerimos que durante um treinamento de esteira com uma inclinação, a velocidade de marcha deve ser cuidadosamente controlada no caso de melhorar o pico de carga conjunta demais.

1. Introdução a paralisia Cerebral (CP) é um distúrbio neurológico que resulta de defeitos ou danos no cérebro imaturo . Problemas causados pelo CP, tais como aperto muscular, fraqueza ou espasticidade, podem impedir o desenvolvimento músculo-esquelético e, portanto, resultar em padrões anormais de marcha .

melhorar a capacidade de andar é uma das principais preocupações em intervenções terapêuticas para crianças com CP. Caminhadas de passadeira tem sido amplamente utilizado na reabilitação de crianças CP para proporcionar treinamento repetitivo de todo o ciclo de marcha . Uma revisão sistemática da literatura avaliou a eficácia do treinamento de Esteira para crianças CP . A revisão sugeriu que o treinamento de Esteira é um método seguro e viável para crianças CP e pode melhorar a velocidade de marcha e habilidades motoras gerais brutas. Willerslev-Olsen et al. investigou o efeito da formação de esteiras inclinadas nas crianças de CP. Seu estudo sugere que o treinamento intensivo inclinado na marcha aumenta o impulso oscilatório beta e gama para os neurônios motores dorsiflexor do tornozelo e, portanto, melhora a elevação do dedo do pé e o ataque do calcanhar em crianças CP.

os estudos biomecânicos incluindo cinemática, cinética e análise do equilíbrio dinâmico são úteis para obter informações sobre as estratégias de controle neural, compreender completamente os padrões de marcha anormais, e projetar intervenções terapêuticas eficazes para pacientes com CP. A cinemática é usada para quantificar as anormalidades dos padrões de marcha . Cinética fornece uma indicação das causas das anomalias da marcha e da patologia da função muscular subjacente . Pessoas saudáveis podem adaptar-se à subida andando aumentando o quadril, joelho e tornozelo dorsiflexão e, assim, manter uma postura vertical . Esta adaptação pode ser usada como um treinamento direcionado de um grupo de músculos (tornozelo dorsiflexor, joelho extensor, e quadril extensor). No entanto, as crianças do CP podem ter dificuldades em se ajustar a andar inclinado devido a um controle postural deficiente ou equilíbrio dinâmico.

os estudos biomecânicos são limitados para a formação de marcha inclinada em crianças com CP. Vários estudos investigaram as características biomecânicas e as estratégias de adaptação da Marcha das crianças CP para caminhar sobre uma rampa inclinada ou passadeira . Estes estudos relatam que as crianças CP se adaptam a andar inclinado com estratégias de ajuste de marcha semelhantes às crianças em desenvolvimento (TD), mas usam adaptações posturais maiores.

tanto quanto sabemos, há uma falta de compreensão completa dos padrões de marcha anormais para crianças com CP espástico durante a caminhada da passadeira inclinada usando análise de marcha tridimensional (3D), incluindo cinemática, cinética e análise do equilíbrio dinâmico. Apenas são reportados dados cinemáticos na maioria dos estudos acima mencionados . O uso de câmeras de movimento bidimensionais (2D) também perde considerável precisão de medição para estes dados.

este estudo destina-se a investigar exaustivamente as estratégias de ajustamento da Marcha das crianças com CP na passadeira de nível e na passadeira de subida sob um ambiente de realidade virtual (um cenário padrão para um sistema de reabilitação assistida por computador (CAREN); Motekforce Link, Países Baixos). O estudo quantificou parâmetros espaço-temporais, cinemática 3D, cinética 3D e equilíbrio dinâmico das crianças CP usando as técnicas de captura de movimento de última geração. Hipotetizamos que (1) as crianças CP usavam estratégias de ajuste de marcha semelhantes às de seus pares TD durante a caminhada inclinada e (2) o Grupo CP teria uma estabilidade postural significativamente menor devido ao controle postural deficiente.

2. Métodos

2.1. Design do estudo e indivíduos

dez crianças CP espásticas (idade: anos de idade; altura: ; peso: ) e dez crianças TD (idade: anos de idade; altura: ; peso: ) foram incluídos. As características dos participantes no PC são apresentadas no quadro 1. Não há diferenças significativas na idade (), altura () ou peso () entre os dois grupos.

Equídeos aparentes

Paciente Idade(anos) Gênero > Altura
(cm)
> Peso
(kg)
lado Afetado GFMCS nível tipo de Marcha
S1 7 Masculino 125 30 L, R II Leve crouch
S2 7 Feminino 114 20 L, R eu Leve crouch
S3 6 Female 131 27 L, R I Crouch
S4 8 Female 125 22.5 L, R I Mild crouch
S5 6 Male 117 21 L, R I Mild crouch
S6 7 Male 122 22.5 L, R II Mild crouch
S7 11 Male 145 37 L, R II Apparent equines
S8 10 Male 140 36 L, R II Apparent equines
S9 12 Female 146 32 L, R I Crouch
S10 11 Male 127 30 L, R
abreviaturas: GMFC = sistema de classificação da função motora bruta; L = esquerda; R = direita.
Tabela 1
Características dos participantes.

os critérios de inclusão para crianças PC são os seguintes:: (1), diagnosticada com diplégicos CP, (2) de 6 a 12 anos de idade, (3) classificou I-II na Classificação da Função Motora grossa (Sistema de GFMCS), (4) capaz de entender e executar instruções, (5) independente caminhantes sem assistência por mais de seis minutos, e (6) com nenhuma toxina botulínica nas extremidades inferiores ou cirurgia, durante os seis meses precedentes. Os critérios de exclusão para crianças CP e TD são a ausência de (1) doenças graves do coração e pulmão e (2) doenças visuais ou auditivas do sistema. A aprovação ética foi obtida do Comitê de Ética do centro de reabilitação de Sichuan Bayi (Sichuan, China). Os pais das crianças assinaram os formulários de consentimento para participação.

2.2. Instrumentação

tridimensional (3D) joint kinematics and ground reaction force (GRF) were collected using a computer-assisted rehabilitation environment (CAREN) system. O sistema CAREN é um sistema de ambiente virtual imersivo que consiste em um sistema 3D de captura de movimento com doze câmeras infravermelhas de alta velocidade (Vicon, Oxford Metrics, Reino Unido), uma placa de força de cinturão Dividido instrumentado esteira (ADAL3DM-F-COP-Mz, Tecmachine, França) em cima de uma plataforma de base de movimento de seis graus de liberdade, e um sistema de projeção cilíndrica. Um arnês de segurança e carris laterais são colocados para garantir a segurança e o conforto do utilizador (ver Figura 1). O sistema de captação de movimentos do Vicon registou dados cinemáticos a uma frequência de amostragem de 100 Hz. Os dados da placa de força foram registados com uma frequência de amostragem de 1000 Hz. A cena visual é geralmente sincronizada com o movimento da plataforma ou o movimento do paciente.

Figura 1
A CAREN sistema utilizado para este estudo.

o sistema CAREN é empregado neste estudo devido às seguintes preocupações: (1) o sistema CAREN pode realizar movimento 3D para um corpo completo em tempo real, o que fornece feedback imediato para o terapeuta e paciente ; (2) o sistema CAREN pode conduzir experiências de marcha inclinadas e recolher simultaneamente informações cinemáticas e cinéticas; (3) o ambiente virtual é reprodutível e o mais próximo possível de um ambiente natural ; (4 ) o sistema CAREN provou ser um instrumento eficaz para a reabilitação (como formação de marcha , ajustamento protético , formação de equilíbrio e Reabilitação Cognitiva) e investigação biomecânica .

2.3. Protocolo Experimental

a informação sobre o funcionamento do motor (descrita pela classificação GMFCS) para CP e a Classificação dos subtipos CP foram obtidas a partir do registo médico de cada CP criança. Os participantes foram totalmente instruídos antes das medições. Cada participante começou com uma familiarização de três minutos na passadeira a zero e um declive inclinado de dez graus, respectivamente. A familiarização terminou até que o participante se adaptou às condições de caminhada com uma velocidade confortável para cada condição.

depois de trocar de roupa e sapatos, 25 marcadores retrorrefletivos foram colocados nos marcos anatômicos do participante seguindo a definição do modelo do corpo humano (HBM) . Os marcadores são colocados na 10ª vértebra torácica, umbigo, esterno, espinha ilíaca ântero superior, espinha ilíaca póstero superior, trocânter maior, epicôndilo lateral do joelho, maléolo lateral, posterior calcanei, a ponta do dedão do pé, lateral do quinto metatarso cabeças, acrômio, epicôndilo lateral e medial epicôndilo do cotovelo, lateral do pulso, medial pulso, processo xifóide, a 7ª vértebra cervical, topo da cabeça, do lado direito da cabeça, do lado esquerdo da cabeça.

foram criados sistemas de coordenadas de segmento Local para os segmentos do tronco, pélvis, coxa, haste e pé, com base nas posições registadas dos marcadores, que são enumeradas no quadro 2 (ver mais pormenores a partir ).

Segmento Definição do segmento de coordenação do sistema
Pelve Origem ponto Médio entre o centro articular do quadril
X vetor Unitário do produto vetorial entre o eixo e o vetor de direito do centro articular do quadril para a esquerda do centro articular do quadril
Y vetor de Unidade definida pelo eixo e eixo para criar um sistema de coordenadas à direita
Z vetor Unitário paralela à linha de S1/L5 para o ponto médio entre a esquerda e para a articulação do ombro direito centros de
Torso Origem Thoracolumbar centro da articulação
X vetor Unitário perpendicular ao plano formado pelo eixo e o vetor da articulação do ombro direito do centro para a esquerda centro da articulação do ombro
Y vetor de Unidade definida pelo eixo e eixo para criar um sistema de coordenadas à direita
Z vetor Unitário paralelo à linha de S1/L5 para o ponto médio entre a esquerda e para a direita a articulação do ombro centros de
Coxa Origem centro articular do Quadril
X vetor Unitário perpendicular ao eixo reside na global plano sagital e pontos anteriormente
Y vetor de Unidade definida pelo eixo e eixo para criar um sistema de coordenadas à direita
Z vetor de Unidade do centro articular do joelho ao centro da articulação do quadril
Haste Origem centro articular do Joelho
X vetor Unitário perpendicular ao -eixo reside na global plano sagital e pontos anteriormente
Y vetor de Unidade definida pelo eixo e eixo para criar um sistema de coordenadas à direita
Z vetor de Unidade do centro da articulação do tornozelo para o centro articular do joelho
Origem centro da articulação Subtalar
X vetor Unitário perpendicular ao eixo reside na global plano sagital e pontos anteriormente
Y vetor de Unidade definida pelo eixo e eixo para criar a mão direita sistema de coordenadas
Z vetor de Unidade de articulação do dedo do pé do centro para o centro da articulação subtalar
Tabela 2
Segmento de sistemas de coordenação.

para cada período de tempo de amostragem, as coordenadas de cada segmento em relação ao seu segmento proximal foram transformadas por uma sequência de três rotações delineadas por três ângulos de Euler seguindo a flexão/extensão, addução/abdução e ordem interna/externa.

por razões de segurança, os participantes usaram um arnês que foi fixado a uma moldura de metal usando uma linha de segurança durante todo o experimento. Cada participante foi convidado a realizar um teste estático para localizar as posições dos marcos anatômicos e os locais dos centros conjuntos. Em seguida, cada participante caminhou em sua velocidade confortável sem suporte de corrimão no ambiente virtual (uma passarela virtual) projetado em uma tela cilíndrica. Os dados foram gravados por um minuto durante a caminhada do nível da passadeira. Posteriormente,a plataforma foi inclinada a dez graus para cima. Os dados sobre a subida foram também registados durante um minuto.

2.4. Processamento de dados

o estudo utilizou um sistema de software comercial, denominado modelo do corpo humano (HBM) , incorporado no fluxo D do sistema CAREN , para calcular cinemática e cinética. Para os dados cinemáticos e o GRF, a frequência de corte do filtro de baixa passagem foi ajustada para 6 Hz.

o HBM resolve o problema da cinemática inversa usando um problema dos mínimos quadrados não lineares (1). A solução dinâmica inversa é encontrar uma pose ideal que melhor se ajuste aos dados do maker. Na equação (1), é a posição 3D de um marcador e são as coordenadas de marcador medidas pelo sistema de captura de movimento.

o HBM resolve o problema dinâmico inverso usando a equação multibody típica do Movimento (2).onde estão os desconhecidos momentos e forças conjuntas, é a matriz de massa corporal humana, é a carga centrífuga e Coriolis, é a gravidade, e representa a força externa.

a posição do centro de pressão (COP) foi medida pela passadeira instrumentada. A posição do centro de massa (COM) foi calculada com base em dados cinemáticos medidos utilizando um procedimento padrão descrito pelo inverno, que determinou a COM do corpo inteiro com base na COM a partir de cada segmento do corpo . A separação COP-COM nas direções anterior-posterior (AP) e medial-lateral (ML), a distância entre COM e COP nas direções AP E ML, foi calculada para representar o equilíbrio dinâmico durante a marcha . Para atender tanto os ensaios com o pé esquerdo como com o pé direito, a separação COP-COM na direção do ML é positiva para todas as trilhas. Estes valores positivos reflectem a distância dos pés que estavam a ser colocados em ambos os lados da OCM na direcção do ML. A separação COP-COM Média nas direções AP E ML é normalizada para o comprimento da perna de cada participante para permitir uma comparação entre os assuntos. Assumindo que ambas as pernas têm comprimentos iguais, o comprimento da perna foi calculado como a distância entre o centro da articulação do quadril esquerdo e o centro da articulação do tornozelo esquerdo durante o Ensaio estático.

2.5. Análise estatística

dados espaciais-temporais, cinemáticos, cinéticos e parâmetros de balanço dinâmico foram analisados. A baixa fiabilidade e os grandes erros foram relatados para os ângulos transversais da anca e do joelho e para os ângulos do plano frontal do joelho registados pelos sistemas de captura de movimento 3D . Estes parâmetros não foram incluídos neste estudo.

oito ciclos de marcha de cada participante em cada condição de marcha foram selecionados para a análise. O teste Shapiro–Wilk foi realizado para testar a normalidade dos dados. Uma análise de concepção mista de dois sentidos da variância (ANOVA) () foi usada para analisar os parâmetros de equilíbrio espacial-temporal, cinemático e dinâmico usando SPSS 22.0. Para parâmetros cinéticos (momentos de articulação), uma ANCOVA bidirecional () com velocidade como covariada foi usada. Uma diferença estatisticamente significativa foi aceite como . A eta ao quadrado () é usada como a medida do tamanho do efeito. O de 0, 01, 0, 06, e 0, 14 significa o pequeno efeito, efeito moderado e grande efeito, respectivamente .

3. Resultados

3.1. Parâmetros temporais espaciais

como mostrado na Tabela 3, uma diferença significativa é identificada na velocidade de marcha entre crianças CP e TD (, ). Ambos os grupos diminuíram a velocidade de marcha durante a subida (,). O efeito de Interação da velocidade de marcha () não atinge um significado estatístico. Os comprimentos de stride das crianças CP são mais curtos do que os das crianças TD (, ). Ambos os grupos diminuíram significativamente o comprimento do stride durante a subida (,). Há uma diferença significativa no efeito de interação (, ) do comprimento do stride.

Parâmetros Nível Subida (+10 graus) valor da ANOVA
CP TD CP TD Grupo Curta condição Interação
Média SD Média SD Média SD Média SD
Velocidade (m/s) 0.42 0.16 0.64 0.06 0.32 0.14 0.58 0.07 <0.01 <0.01 0.494
comprimento da Passada (m) 0.52 0.19 0.68 0.12 0.39 0.16 0.65 0.14 0.003 <0.01 0.001
Passo a largura (m) 0.09 0.02 0.12 0.04 0.09 0.03 0.11 0.04 0.05 0.135 0.199
a fase de Postura (%) 71.12 4.23 66.2 0.92 73.95 3.5 67.49 1.07 <0.01 <0.01 0.063
o Pico de flexão do tronco (°) 8.12 4.07 6.01 1.85 7.21 4.32 4.56 3.1 0.069 0.228 0.779
o Pico de extensão do tronco (°) -2.7 2.75 -0.16 1.38 1.06 4.48 0.62 3.85 0.375 0.026 0.132
o Pico de rotação de tronco (°) 4.84 8.90 4.96 6.67 2.86 8.53 9.21 5.23 0.493 0.224 0.017
o Pico de flexão lateral do tronco (°) -2.30 6.92 6.36 2.50 8.28 6.01 4.50 3.66 0.226 0.241 0.47
Peak pelvic anterior tilt (°) 12.46 5.2 12.93 4.35 26.07 6.94 26.3 7.38 0.88 <0.01 0.865
Peak pelvic posterior tilt (°) 7.34 4.49 8.9 4.48 21.01 7.13 21.9 7.7 0.593 <0.01 0.682
Peak pelvic oblique (°) -2.88 7.28 -2.53 3.29 -5.86 7.55 -5.47 4.30 0.95 <0.01 0.941
o Pico de flexão do quadril (°) 39.81 9.32 38.91 7.33 49.65 11.4 52.5 10.26 0.786 <0.01 0.292
o Pico de extensão do quadril (°) 6.62 7.62 3.36 6.61 11.28 7.26 7.16 8.36 0.182 <0.01 0.684
o Pico de abdução de quadril (°) 9.98 10.18 9.85 3.77 8.47 9.36 6.33 2.96 0.816 0.026 0.28
Pico do quadril adução (°) 2.74 16.79 4.62 4.99 1.30 11.20 5.18 5.03 0.581 0.761 0.459
o Pico de flexão do joelho durante a LR (°) 27.15 6.43 20.54 9.95 44.63 6.7 34.66 10.09 <0.01 <0.01 0.333
Pico botão de flexão (°) 60.74 8.11 65.63 11.18 60.58 7.72 67.06 5.44 0.044 0.546 0.454
Pico botão de extensão (°) 12.75 6.9 4.23 4.8 14.61 7.24 10.49 6.57 <0.01 <0.01 0.063
Média SD Média SD Média SD SD Sd Média SD
Pico ankli dorsiflex (°) 17.55 6.53 11.86 3.59 24.18 5.81 18.64 4.3 <0.01 <0.01 0.932
Pico desumano planta (°) -5.58 7.62 -14.27 6.14 2.73 7.36 -9.57 6.64 <0.01 <0.01 0.174
flexão do Joelho na IC (°) 23.49 7.86 6.93 6.01 43.88 6.21 26.74 13.21 <0.01 <0.01 0.878
Tornozelo sagital ângulo IC (°) -1.14 8.18 -5.43 4.6 11.31 7.05 1.46 5.82 <0.01 <0.01 0.004
o Pico de extensão do quadril momento (/kg) 0.54 0.18 0.36 0.09 0.79 0.19 0.55 0.15 <0.01 <0.01 0.395
o Pico de flexão do quadril momento (/kg) -0.17 0.07 -0.16 0.07 -0.10 0.05 -0.08 0.04 0.398 <0.01 0.852
o Pico de abdução de quadril momento (/kg) 0.44 0.21 0.62 0.12 0.39 0.14 0.54 0.09 0.018 0.113 0.596
o Pico de joelho, abdução momento (/kg) 0.11 0.05 0.10 0.05 0.12 0.06 0.15 0.08 0.898 0.066 0.179
Pico do momento adutor do joelho (/kg) 0.11 0.11 0.12 0.11 0.11 0.13 0.12 0.11 0.737 0.78 0.962
Primeiro pico de extensão do joelho momento (/kg) 0.14 0.16 0.15 0.08 0.09 0.12 0.23 0.15 0.032 0.657 0.057
o Pico de flexão do joelho momento (/kg) -0.24 0.14 -0.22 0.19 -0.24 0.15 -0.25 0.11 0.908 0.423 0.584
Primeiro joelho pico de flexão do momento (/kg) -0.23 0.15 -0.19 0.11 -0.23 0.16 -0.24 0.13 0.82 0.368 0.392
o Pico de tornozelo plantarflexion momento (/kg) 0.76 0.26 0.99 0.19 0.74 0.16 0.91 0.21 <0.01 0.255 0.545
o Pico de tornozelo dorsiflex momentum (/kg) -0.05 0.06 -0.09 0.05 -0.02 0.01 -0.06 0.03 <0.01 0.01 0.996
COM-COP anterior distância (m) 0.12 0.05 0.14 0.05 0.03 0.04 0.06 0.05 0.077 <0.01 0.838
COM-COP posterior distância (m) 0.09 0.08 0.22 0.19 0.14 0.14 0.27 0.13 0.088 0.092 0.764
COM COP-medial distância (m) 0.15 0.04 0.15 0.02 0.16 0.04 0.14 0.02 0.696 0.628 0.555
COM COP-distância lateral (m) -0.09 0.04 -0.04 0.04 -0.08 0.07 -0.03 0.03 0.07 0.32 0.624
Abreviaturas: LR = carga de responder; IC = contato inicial; CP = paralisia cerebral; TD = normalmente em desenvolvimento.
Tabela 3
estatísticas Descritivas para a chave de marcha variáveis do CP e TD crianças menores de dois andando condições (nível e árdua caminhada na esteira) e resultados de dois-way ANOVA para as diferenças no grupo (CP ou TD crianças), andar a pé condição, e a interação.

as crianças CP mostram uma fase de postura significativamente mais longa em comparação com as crianças TD (, ). Ambos os grupos aumentam a porcentagem de postura durante a caminhada ladeira em comparação com a caminhada de nível (, ), com um efeito de interação significativo (, ).

3.2. A cinemática das articulações e o equilíbrio dinâmico

, tal como demonstrado no quadro 3, as crianças com CP e TD aumentam o pico da inclinação anterior pélvica ao subir a encosta (,). As crianças de CP e TD têm menos inclinação pélvica posterior (,), oblíqua oblíqua de pico (,), e menor extensão do tronco de pico (,) quando caminhando colina acima (,). Os dados cinemáticos mostram diferenças significativas para abdução máxima da anca durante a fase de oscilação (,), flexão máxima da anca (,) durante a fase de oscilação, e diminuição da extensão máxima da anca durante a fase de postura (,) durante a marcha ascendente em ambos os grupos. Em comparação com a caminhada de nível da passadeira, a subida tem uma distância significativamente menor entre COM e COP na direção anterior-posterior (AP) (,).

CP as crianças caminham com um ângulo de flexão do joelho mais baixo durante a fase de balanço do que as crianças TD (, ). Ambos os grupos flexionam mais o joelho ao subir a colina (,). Existe um efeito de interacção significativo (,). No contato inicial, CP tem mais flexão do joelho do que TD (,). Ambos os grupos aumentam a flexão máxima do joelho durante a fase de resposta à carga ao subir a colina (,).

não há efeito de interacção significativo no pico da dorsiflexão do tornozelo. Ambos os grupos aumentaram o pico do tornozelo dorsiflexion durante a fase de postura ao subir a colina (,). As crianças com CP apresentam diminuição do Pico da flexão vegetal em comparação com as crianças TD durante a fase de swing (, ). Tanto o CP quanto o TD diminuem sua flexão plantar de pico durante a fase de postura e fase de balanço ao subir o Morro (,). O CP tem um tornozelo dorsiflexion maior do que o TD no contacto inicial. As diferenças significativas do tornozelo dorsiflexion no contato inicial são identificadas no efeito principal para o grupo (, ), condição de marcha (, ), e o efeito de interação (,). O ângulo de rotação máxima do tronco mostra um efeito de interação significativo (,).

3.3. Cinética das articulações

tal como demonstrado no quadro 3, tanto as crianças com CP como TD diminuem o momento de flexão do Pico da anca durante a fase de postura ao subir a encosta (, ). As crianças com CP têm maior pico de extensão do quadril do que as crianças TD (, ) durante a fase de postura. O principal efeito para a condição de marcha também mostra que os momentos de extensão do Pico da anca durante a fase de postura aumentaram ao subir a encosta (,). O momento do Pico de flexão do joelho e o momento de extensão durante a fase de postura não mostram efeitos principais significativos no grupo e na condição de marcha. As crianças com CP têm um pico mais baixo do tornozelo dorsiflexion momento na fase de postura do que crianças TD (,). Os momentos de dorsiflexão do tornozelo do pico mais baixo na fase de postura são encontrados tanto em CP e em crianças TD durante a caminhada montanha acima em comparação com a caminhada no chão de nível (, ). As crianças com CP têm reduzido o pico dos momentos de plantarflexion do tornozelo na fase de postura em comparação com as crianças TD (, ). Observam-se diferenças significativas entre grupos no momento de abdução máxima da anca na fase de postura (, ).

4. Discussão

o estudo destina-se a investigar as características da marcha durante a passadeira inclinada sob um sistema de reabilitação assistida por computador (CAREN) em crianças com CP. O sistema CAREN, que é empregado em nosso estudo, é apropriado para treinamento ou avaliação de reabilitação cognitiva e física devido à sua capacidade de criar ambientes realistas e coletar dados de pesquisa multisensorial. Estudos sobre treinamento de controle postural no sistema CAREN mostram que uma única sessão de treinamento é suficiente para desencadear um processo de adaptação do equilíbrio e não há deslocamento de COP significativamente diferente entre os sujeitos que participam no ambiente virtual e aqueles que não participam . Os caracteres ambulantes, incluindo parâmetros temporal-espaciais e cinemática na passadeira rolante utilizando o sistema CAREN e sobre a caminhada no solo, não têm diferença significativa. Perturbações visuais não estão envolvidas no nosso projeto de experimento. Assim, as características da marcha são comparáveis com outros estudos, que não usam um ambiente virtual.

os nossos resultados revelam que as crianças com CP tiveram alterações significativas na marcha em vários parâmetros espaciais-temporais, cinemáticos e cinéticos ao subir a colina. As características alteradas da marcha incluem diminuição da velocidade de marcha e do comprimento da estria e aumento da inclinação da pélvis, dorsiflexão do tornozelo (durante a fase de postura), flexão da anca e flexão do joelho (durante a fase de postura). Diminuição do Pico da abdução da anca na fase de oscilação e aumento do Pico dos ângulos oblíquos da pélvis também são observados. Em geral, as crianças com CP apresentam ajustes de marcha semelhantes aos das crianças TD durante a caminhada.

esta estratégia de ajuste da marcha concorda com os resultados de estudos anteriores usando participantes saudáveis, o que mostra que adultos saudáveis andando em uma inclinação aumentada flexão da anca, flexão do joelho e dorsiflexão do tornozelo para aumentar a depuração do dedo do pé. No entanto, é de notar que, durante a caminhada da passadeira de Nível, as crianças com CP tinham um padrão de marcha patológica com maior flexão do joelho e dorsiflexão do tornozelo durante a fase de postura em comparação com as crianças TD (ver Figura 2). Andar a subir requer mais flexão do joelho e dorsiflexão do tornozelo durante a fase de postura e aumentou a gravidade da marcha patológica.

Figura 2
Significa que os ângulos articulares e momentos articulares para CP e TD durante a nível de chão de caminhada e subida a pé (linha preta sólida: TD caminhada de nível; linha preta tracejada: TD subida a pé; linha vermelha: CP caminhada de nível; linha vermelha tracejada: CP subida a pé).

o ângulo do tornozelo no contato inicial (IC) mostrou um efeito de interação significativo. O efeito de interação significa que andar em declive influenciou o dorsiflexão no tornozelo no IC mais em CP do que em crianças TD e influenciou a extensão do joelho menos em CP do que em crianças TD. A diferença pode ser devido à espasticidade dos músculos, limitando a gama de movimento no Grupo CP e a capacidade de adaptação das crianças CP e TD para as diferentes condições de caminhada. Além disso, andar a subir requer um esforço significativo para impulsionar o corpo para cima. Pesquisas anteriores mostram que, em comparação com o nível de andar da passadeira, o momento de extensão máxima da anca, o momento de extensão máxima do joelho e o momento de flexão plantar do tornozelo são significativamente mais elevados quando se caminha pela mesma velocidade . Nossos resultados mostram que não há diferenças significativas no momento de extensão do joelho e no momento da articulação da flexão plantar do tornozelo para as duas condições de caminhada. Esta descoberta pode ser causada pela velocidade de marcha mais lenta para a subida, que pode ser explicada como uma estratégia para reduzir o carregamento conjunto .

no plano frontal, observa-se uma diferença significativa entre grupos no momento da abdução da anca. Isto está sob expectativa, já que as crianças TD têm passos mais amplos, o que resulta em um braço maior momento das forças de reação no solo. Descobrimos que a subida também resulta em maiores ângulos oblíquos pélvicos e diminuídos ângulos de abdução da anca em comparação com a caminhada de nível da passadeira, o que pode ser uma estratégia para manter o equilíbrio na direção medial-lateral (ML), uma vez que estas mudanças irão mover a COM mais perto do COP na direção de ML. Além disso, o ângulo de rotação do tronco mostra um efeito de interação significativo. Isto significa que o andar ascendente influenciou a rotação do tronco mais em TD do que em CP. Espera-se que mais pesquisas investiguem os fatores que contribuem para as estratégias de movimento do tronco durante a caminhada em declive.

em comparação com o nível da passadeira, a subida tem uma distância significativamente menor COM-COP na direção anterior. A diferença significativa pode ser causada pelo ângulo de inclinação menor durante as condições de marcha. Nenhuma diferença entre grupos é identificada para a distância COP-COM na direção lateral. Estes resultados são um pouco surpreendentes, uma vez que as crianças com PC são relatadas como tendo deslocamentos maiores da COP e COM na direção medial-lateral . Isto também pode ser afectado pela velocidade de COM na direcção do ML.

para o melhor conhecimento dos autores, esta é a primeira vez que uma cinemática 3D abrangente e cinética, bem como a análise de estabilidade dinâmica (exceto para alguns ângulos nos planos transversais) realizada para crianças CP durante a inclinação andando sob um ambiente de Realidade virtual.

os nossos resultados têm algumas implicações clínicas. Como é evidente na Figura 2, as crianças CP precisam gerar um momento de flexão plantar extra no tornozelo durante a fase inicial da postura com uma postura agachada (dorsiflexão excessiva do tornozelo e flexão do joelho). Esta conclusão está de acordo com Hösl et al. , que observa o aumento da ativação dos músculos do bezerro para crianças CP durante a fase de postura precoce. Um estudo biomecânico mostra que o pico da força das articulações do joelho pode ser superior a seis vezes o peso do corpo para a marcha severa. Andar agachado também pode causar dor nas articulações e diminuir a capacidade de andar . Num estudo com doentes obesos, é demonstrado que a subida a uma velocidade mais lenta pode reduzir a carga articular (extensão máxima do joelho e momentos de addução) . Sugerimos que, durante um treinamento de esteira com uma inclinação, a velocidade de marcha deve ser cuidadosamente controlada para que o pico de carga conjunta não aumente muito. A utilização de um sistema de suporte de peso parcial durante o treino de Esteira pode reduzir alguma carga articular para os doentes.

estudos sobre medidas únicas da patologia geral da marcha , tais como o Índice de desvio da marcha (IDG), a pontuação do perfil da marcha (GPS) e o perfil de análise do movimento (MAP) mostraram a sua eficácia em cenários clínicos. Tais medidas de resultado podem avaliar a gravidade global da marcha ou avaliar o desempenho global de uma intervenção que o doente recebeu para melhorar a capacidade de marcha. Um outro estudo é necessário para investigar a patologia geral da marcha para as crianças CP durante a caminhada inclinada sob um ambiente de realidade virtual usando um índice como o GPS ou o mapa.

o estudo tem um pequeno tamanho de amostra, com dez participantes em cada grupo. O Grupo CP também não distingue entre gaits de crouch com equinos aparentes. Estas questões afectam, em certa medida, o poder estatístico. Estudos com um tamanho de amostra maior são necessários para testemunhar estes resultados e para investigar a relação entre padrões patológicos de marcha, funções de marcha, GFMCS, espasticidade, força muscular e equilíbrio dinâmico durante a caminhada inclinada ou outros ambientes diferentes na vida diária.

5. Conclusão

as crianças CP apresentaram ajustes semelhantes na sua marcha durante a esteira ladeira a caminhar sob um ambiente de realidade virtual como crianças TD. As crianças com CP poderiam manter um equilíbrio dinâmico semelhante com uma velocidade de marcha mais baixa ao subir a colina. Andar a subir aumenta os padrões de marcha anormais das crianças CP. Durante um treino de esteira com inclinação, a velocidade de marcha deve ser cuidadosamente controlada no caso de melhorar demasiado o pico de carga conjunta.

disponibilidade de dados

os dados que suportam os resultados deste estudo estão disponíveis A pedido do autor correspondente, Ye Ma. Os dados ainda não estão disponíveis ao público devido ao subdesenvolvimento do sistema e à ética do projeto.

conflitos de interesses

os autores declaram que não têm conflitos de interesses.

contribuições dos autores

Ye Ma e Yanxin Zhang contribuíram para a concepção e desenho, bem como para a redação do artigo. Yali Liang, Xiaodong Kang e Lilja Siemelink são responsáveis pelo processamento de dados e pela redação. Yanxin Zhang e Ming Shao são responsáveis pelo conteúdo global e são os garantes.

reconhecimentos

este estudo foi apoiado pela Fundação Provincial de Ciências Naturais de Zhejiang da China (grande número LQ19A020001), Fundação de Ciências Naturais de Ningbo (grande número 2018A610193), Centro de reabilitação de Sichuan Bayi e ligação Motekforce. Este estudo também foi apoiado pelo Fundo K. C. Wong Magna na Universidade de Ningbo. Os autores gostariam de agradecer a Jing Zhang e Ruisong Liao pela sua assistência na recolha de dados.

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado.