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Actualmente se dispone de una amplia información sobre los mecanismosbiomecánicos que rigen la marcha normal y patológica....
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Análisis CinéticoLa cinética estudia las causas que producen el movimiento. Para llevar a cabo elestudio de la cinética de...
Electromiografía Dinámica Aunque la acción muscular puede deducirse desde la observación visual de un paciente cuando cami...
Dado que actualmente se disponen de los patrones                              normales de EMG para la extremidad inferior ...
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  1. 1. XXXIII Documento: Sociedad Española de Fisioterapia en Pediatría. SEFIP ANÁLISIS DE LA MARCHA. REVISIÓN DE LOS SISTEMA DE ANÁLISIS UTILIZADOS EN LA ACTUALIDADAlicia Manzanas García. Fisioterapeuta Pediátrica. Profesora Postgrado deFisioterapia en Pediatría de la Universidad Internacional de Cataluña.Las alteraciones en la marcha son una de las más habituales alteraciones a tratar porlos fisioterapeutas pediátricos. Por su parte, el análisis de la marcha es la base para laidentificación de alteraciones en el patrón de marcha, facilitando su diagnóstico,tratamiento y seguimiento. El análisis de la marcha, resulta por tanto, un área deconocimiento muy importante para nuestro trabajo como fisioterapeutas pediátricos,dado que es durante la infancia cuando se desarrolla y adquiere la capacidad para lamarcha autónoma y funcional. El correcto tratamiento ofrecido durante los primerosaños de vida puede ser vital para el grado de independencia que llegue adquirir unniño. Por este motivo, el objetivo de este artículo es realizar una revisión de lossistemas de análisis de la marcha utilizados en la actualidad para que desde nuestropapel como fisioterapeutas podamos colaborar en el análisis y tratamiento de lasalteraciones de la marcha.INTRODUCCIÓNLa marcha es una actividad compleja que requiere de un sistema de control, unafuente de energía, palancas que proporcionen movimiento y fuerzas quemuevan estas palancas. (Gage)El sistema de control de la marcha implica un la compleja participación dediferentes partes del sistema nervioso como son (1) córtex motor, (2)ganglios basales, (3) tálamo e hipotálamo, (4) mesencéfalo, (5) cerebelo y(6) tronco cerebral y médula espinal. El sistema musculo-esquelético formalos sistemas de palanca (Fig. 1), con (1) los huesos como brazo de palanca,(2) las articulaciones como fulcros y (3) los músculos. La gravedad, la fuerzade reacción y las fuerzas internas actúan como generadores de lasdiferentes fuerzas que se ejercen a lo largo del ciclo de la marcha. Fig. 1. Sistema de palanca del tobillo 1
  2. 2. Actualmente se dispone de una amplia información sobre los mecanismosbiomecánicos que rigen la marcha normal y patológica. Estos datos han sidoaportados por una herramienta conocida como laboratorio de marcha, que nos permiteobtener una serie de datos y medidas en forma objetiva y precisa.ANÁLISIS DE LA MARCHACuando nos planteamos realizar el estudio de la marcha de un paciente debemostener en cuenta que debemos obtener información desde diferentes puntos de vista,para poder realizar un análisis de la marcha en su totalidad.El estudio de la marcha de una paciente se inicia por la revisión de su historia clínica yuna detallada exploración física. Conocer la historia del nacimiento y otros problemasmédicos son piezas importantes dentro del estudio de la marcha. Seguidamente sedebe proceder a realizar una exhaustiva valoración musculo-esquelética (Fig. 2 a y b).Este tipo de exploración ofrece información básica sobre el grado de acortamiento,espasticidad y/o debilidad que presenta un músculo o grupo muscular. Conocer elcontrol motor que presenta el paciente sobre los diferentes segmentos. La alteraciónde las palancas en forma de torsión ósea, aumento o disminución del ángulo. Asícomo la presencia de mala alineación o inestabilidad articular, entre otras, dado sonmuchas alteraciones que se pueden producir en el sistema musculo-esquelético. Estavaloración musculo-esquelética, en muchas ocasiones se debe acompañar de análisisradiológicos. Fig. 2. a. Valoración de la extensibilidad del psoas Fig. 2. b. Medición de la rotación interna de cadera.Por otro lado, y dado que la marcha es una actividad dinámica, se requiere un estudiode la dinámica que interviene en la misma. Para ello se puede llevar a cabo la simpleobservación visual de la misma o complementar con un complejo análisiscomputerizado.ANÁLISIS VISUAL DE LA MARCHAEl análisis visual de la marcha supone la realización de un análisis cualitativo de lamarcha que nos permite observar que ocurre en los diferentes segmentos corporalesen los diferentes momentos del ciclo de la marcha. 2
  3. 3. Es importante observar el patrón de marcha que realiza el paciente pudiendoobservarlo de perfil y de frente, puesto que esto ofrece información de los eventos quetienen lugar en el plano frontal y sagital. (Fig. 3 ) Cabe destacar que el análisis visualde la marcha mediante vídeo es más fiable que la simple observación de la marcha, yaque cuando un individuo camina a un ritmo normal ocurren diferentes eventos en cadauna de las articulaciones de forma simultánea que resultan muy difícil de serevaluados por el ojo humano, ya que para el ojo humano cualquier evento que ocurramás rápido de 1/16 de un segundo, es invisible. Fig. 3. Análisis visual de la marcha desde el plano sagital.Un sistema de registro de vídeo permite captar imágenes de frente y de perfil yrealizar una observación y estudio a cámara lenta y de forma repetida tantas vecescomo sea preciso. Así mismo al obtener un registro objetivo facilita poder valorar ycomparar a un mismo paciente en diferentes situaciones (p.ej. con o sin ortesis, con osin uso de ayudas externas) o entre diferentes momentos (p. ej. pre y post intervencióno seguimientos periódicos)Hay que comentar que, con este tipo de análisis no se pueden evaluar muchas de lasalteraciones que ocurren en el plano transverso, y que para ello se requiere unanálisis más complejo como es el sistema computerizado de la marcha.ANÁLISIS COMPUTERIZADO DE LA MARCHAEl análisis computerizado de la marcha permite integrar las informaciones obtenidasen las valoraciones anteriormente comentadas (revisión de la historia clínica,exploración física y análisis visual de la marcha) junto a un análisis cuantitativo de lamisma. El análisis cuantitativo permite obtener una descripción de la cinemática y de lacinética del movimiento; pudiendo ser completado por un registro de la actividadmuscular (EMG) durante la marcha. Este tipo de análisis se lleva a cabo en losdenominados laboratorios de marcha o laboratorios de análisis del movimiento.Un laboratorio de marcha y análisis del movimiento se trata de una herramienta demedición que permite cuantificar lo que vemos en un gesto motor, permitecomprenderlo y poder así describir las posibles causas de comportamientosdisfuncionales en el movimiento.Indicaciones ClínicasHoy en día el uso del laboratorio de marcha se extiende a las enfermedadesneuromusculares (Parálisis Cerebral, Mielomeningocele, Distrofias musculares), a la 3
  4. 4. adaptación y selección de prótesis de pacientes con amputaciones congénitas oadquiridas de los miembros inferiores, al diseño de férulas, a la medicina del deporte einvestigación de métodos de rehabilitación.ProfesionalesLos laboratorios de la marcha requieren de la participación de un equipomultidisciplinar compuesto principalmente por médicos neuro-ortopédicos,fisioterapeutas y bio-ingenieros.El éxito de una indicación terapéutica depende de la formación y de la experiencia delos profesionales que interpretan el conjunto de datos.Estructura e instrumentos de mediciónLos laboratorios de marcha suelen disponer deuna sala rectangular, en la que instala un pasillode marcha de una longitud de al menos 10metros (Fig.4). Fig. 4. Laboratorio de marchaLos principales componentes de un laboratorio son:* Un sistema de captura de movimiento, para evaluar la Cinemática* Plataformas para la medición de fuerzas, para el cálculo de la Cinética* Un sistema de electromiografía, para medir la actividad muscular durante la marchaEntre los componentes secundarios que pueden agregarse para obtener un estudiomás completo encontramos: • un sistema de medida del consumo energético • diferentes sistemas de registro de presiones como pista de marcha portátil (para la realización de análisis cuantitativos de marcha simplificados, en el caso en que las condiciones de marcha del paciente no permitan la realización de un examen completo) o Interruptores para los pies (colocados en la superficie plantar del paciente para registrar cuando diferentes partes del pie están en contacto con el suelo y se usan para identificar la sincronización del ciclo de la marcha)Tipos de análisis y datos obtenidosAnálisis de la CinemáticaEl análisis de la cinemática se ocupa del estudio del movimiento sin atender a quien loproduce. El objetivo de un estudio cinemático es proporcionar valores angulares quepermitan conocer la posición del tronco, de la pelvis y de cada una de las tres 4
  5. 5. principales articulaciones de los miembros inferiores (cadera, rodilla y tobillo) de formabilateral y en los tres planos del espacio (sagital, coronal y transverso) a lo largo delciclo de la marcha. Este tipo de análisis aporta por tanto la posibilidad de evaluarrotaciones dinámicas, difíciles de analizar con el análisis visual de la marcha.Para poder cuantificar estos valores, se utiliza un sistema decaptura de movimiento conformado por un conjunto decámaras infrarrojas de alta velocidad y marcadoresreflectivos adheridos a la piel del paciente (Figura 5). Elanálisis cinemático se logra colocando marcadoresreflectivos en las articulaciones de los miembros inferiores,pelvis y tronco sobre los cuales rebota un haz de luzinfrarroja que disparan las 5 o 6 cámaras colocadas en lasala alrededor del paciente. El movimiento de lossegmentos óseos es calculado de forma indirecta a partir deldesplazamiento de estos marcadores con respecto a un Fig. 5 Colocación de lossistema de coordenadas (laboratorio). marcadores.Tras la obtención de estos valores se puede reconstruir unmodelo tridimensional de los segmentos del cuerpo (Fig. 6),y como resultado de este modelo, obtener las curvas demovimiento (Fig. 7). Para hacer un análisis cinemático delas alteraciones de la marcha, previamente se requiere deunos patrones “normales” sobre los cuales compararlos. Fig. 6. Modelo tridimensional. Fig. 7: Curvas de cinemática del tobillo en el plano sagital, frontal y transversalCon los valores obtenidos se puede igualmente analizar otros parámetros temporo-espaciales de la marcha como la velocidad, cadencia, largo y ancho de paso.Por su carácter cuantitativo, la información obtenida puede ser fácilmente comparadacon patrones normales de edades específicas, o bajo diferentes condiciones demarcha (descalzo, con ortesis, con muletas, etc.). También puede compararse conevaluaciones anteriores de un mismo paciente para evaluar los resultados de untratamiento o hacer un seguimiento de la evolución a largo plazo. 5
  6. 6. Análisis CinéticoLa cinética estudia las causas que producen el movimiento. Para llevar a cabo elestudio de la cinética del movimiento debemos tener presente que partimos de quelos músculos son los generadores internos del movimiento que interactúan durante lamarcha con fuerzas externas como la inercia, gravedad, pares de fuerzas, fuerza dereacción del suelo, etc. Siendo los parámetros calculados en el estudio cinético lasfuerzas, los momentos externos (que las estructuras miofasciales, tendinosas,ligamentarias y capsulares deben contrarrestar), y las potencias articulares.Los datos cinéticos se obtienen a partir de las fuerzas de reacción al suelo, junto conlos parámetros cinemáticas y antropométricos capturados simultáneamente.Para la obtención de estos datos seprecisa contar con una o variasplataformas de fuerzas insertadas en elsuelo dentro de la pista de marcha.Cuando el paciente apoya el pie en unade las plataformas (Fig. 8) ésta registra lainformación de la fuerza de reacción y elpunto de aplicación de la misma. Lacombinación matemática de estasvariables con los parámetros obtenidos dela cinemática y la antropometría del sujetoevaluado, permiten calcular las curvasque representan los momentos, laspotencias articulares y las fuerzas de Fig. 8 Paciente pisando sobre las plataformasreacción al suelo (Fig. 9) de fuerza Fig. 9. Representación grafica de la cinética (Momentos internos y Fuerzas) junto con la cinemática de la marcha normal en el plano sagital del tobillo. Las dos líneas superpuestas a la curva de normalidad representan el lado derecho (azul) y el lado izquierdo (rojo).Con la obtención de la información cinética, ante la ejecución de un movimiento esposible determinar cual es el efecto de las fuerzas musculares y de tejidos blandoscuando actúan sobre los centros de rotación de las articulaciones a través de brazosde palanca. Por lo tanto, mediante estos parámetros se puede discriminar, entre otrascosas, si los valores del momento de fuerza son debidos a fuerzas ineficientes o adisfunciones de los brazos de palanca y si los desvíos en los patrones de generación yabsorción de potencia derivan de momentos de fuerza deficientes o rango demovimiento inadecuado de las articulaciones. 6
  7. 7. Electromiografía Dinámica Aunque la acción muscular puede deducirse desde la observación visual de un paciente cuando camina o atribuyendo la actividad muscular a los datos cinéticos, a menudo es difícil determinar que músculos están activos o inactivos durante un movimiento particular. Para obtener los datos electromiográficos se requiere de la colocación de electrodos que registren los potenciales de acción musculares mientras que el paciente camina a lo largo de la pista de marcha (Fig. 10). La colocación de los electrodos puede realizarse insertándolo intramuscularmente con finas agujas (Fig. 11) o en la superficie de la piel (Fig.12). Fig.11. Colocación de los electrodos Fig.12. Electrodos de intramuscular superficie.Fig.10. Colocación de los electrodossobre los vientres musculares aanalizar Las señales captadas por los electrodos informan sobre la activación o desactivación muscular y sobre la duración de la contracción muscular, por lo que la EMG dinámica proporciona información sobre los músculos que están activos en cada momento del ciclo de marcha (Fig. 13). Fig.13. Registro electromiográfico de los flexores plantares del tobillo durante el ciclo de la marcha. 7
  8. 8. Dado que actualmente se disponen de los patrones normales de EMG para la extremidad inferior durante la marcha (Fig.15), al comparar los datos obtenidos en el estudio de marcha con los datos normalizados se puede saber si el patrón de actividad es normal. Estos patrones normales han sido determinados para niños pequeños, niños con el patrón de marcha madura y adultos (Sutherland et al 1988). Fig.15. Patrón normal de EMG de la extremidad inferior durante el ciclo de la marcha.La cinemática, cinética y electromiografía proporcionan diferentes perspectivas de unmismo evento de la macha. Por lo que, idealmente, su interpretación simultáneapermite una mejor comprensión de los fenómenos observados, siendo útil paraentender si las fuerzas actúan de forma favorable al movimiento o si, por el contrario,representan una oposición al mismo, siendo de gran ayuda a la hora de la toma dedecisiones terapéuticas.Tal y como hemos comentado, algunos laboratorios incluyen otros estudiossecundarios que pueden agregarse a los citados para obtener un estudio máscompleto.Medición del Consumo de EnergíaDado que la marcha humana es la forma en la que una persona mueve su cuerpo deuna localización a otra, ésta supone una transformación y relación constante entreenergía cinética y energía potencial.El ahorro de energía es uno de los cinco requisitos descritos para la marcha normalpor Gage, dado que las personas tienden a caminar realizando el menor gastoenergético. Pero cuando una persona compensa una marcha anormal, la transferenciade energía es ineficiente y el gasto energético mayor. Por este motivo, la medida delconsumo energético constituye un parámetro funcional y objetivo en relación a lacalidad de la marcha en la vida cotidiana.Los métodos más utilizados son la calorimetría indirecta y el cálculo de los índicesbasados en la frecuencia cardiaca (PCI, EEI).El consumo energético suele expresarse como “consumo de oxígeno” en función de lamasa corporal o como “coste de oxígeno” en función de la distancia recorrida. El 8
  9. 9. consumo de oxígeno indica el esfuerzo realizado durante el ejercicio, esindependiente del tiempo y mide la eficacia de la marcha.La frecuencia cardiaca es un parámetro fácil de medir y preciso para estimar el gastometabólico durante un trabajo de marcha fijo, estable y mantenido, tanto en individuosnormales como en aquellos con trastornos de la marcha. (Energy Expenditure Index.EEI).Medida de las presiones plantaresEl estudio de las presiones plantares constituye un valioso complemento al análisiscinemático, ya que la complejidad de la cinemática a nivel del pie dificulta su estudio.Algunas plataformas de presión permite evaluar las presiones plantares durante variosciclos de marcha (Fig. 16) Fig. 16. Registro de presiones plantares a lo largo de varios ciclos de marcha.ConclusionesVemos por tanto que para poder llevar a cabo el correcto tratamiento de lasalteraciones en el patrón de marcha se precisa un exhaustivo análisis que debe incluirdesde la clásica exploración física hasta las novedosas tecnologías que ofrecen laposibilidad de cuantificar el movimiento, realizar comparaciones pre y post tratamientoy evaluaciones de evolución utilizando la misma metodología de medición, aportarobjetividad al seguimiento del paciente y permitir planificar su tratamiento con objetivosreales.El papel del fisioterapeuta es importante dentro de los grupos de trabajo necesariospara el análisis de la marcha, dado que nuestra formación nos permite participar en laexploración física, así como colaborar con los otros profesionales a realizar laadecuada interpretación de los resultados obtenidos en los estudios y en determinarlas posteriores orientaciones terapéuticas. 9
  10. 10. Bibliografía-Gage, J.R: Gait Analysis in Cerebral Palsy. 2ª Ed. London, MacKeith Press, 2004.-Presedo A. Introducción al Análisis Cuantitativo de la Marcha. Apuntes del SeminarioFisiología y Tratamiento de los problemas ortopédicos en pacientes con ParálisisCerebral. Postgrado de Fisioterapia en Pediatría. Universidad Internacional deCataluña. Febrero 2012.-Villa Moreno, A.; Gutiérrez Gutiérrez, E., Pérez Moreno, J.C. Consideraciones para elanálisis de la marcha humana. Técnicas de videogrametría, electromiografía ydinamometría. Revista Ingeniería Biomédica. volumen 2, número 3, enero-junio 2008,págs. 16-26.-Cifuentes, C; Martínez, F.; Romero, E. Análisis teórico y computacional de la marchanormal y patológica: Una revisión. Revista Med, vol. 18, núm. 2, julio-diciembre, 2010,pp. 182-196 Bogotá, Colombia-Crespo M - Laboratorio de marcha y análisis de movimiento Principios básicos yaplicaciones clínicas laboratorio de marcha y análisis de movimiento 2009 18 (2) 49-55. 10

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