Este documento resume un artículo sobre el análisis de la marcha en niños. Explica que el análisis de la marcha es fundamental para identificar alteraciones y guiar el diagnóstico y tratamiento de fisioterapeutas pediátricos. Describe los sistemas de análisis visual y computarizado de la marcha, incluyendo los datos cinemáticos y cinéticos que proporcionan. También explica los componentes clave de un laboratorio de análisis de la marcha.

1. XXXIII Documento: Sociedad Española de Fisioterapia en
Pediatría. SEFIP
ANÁLISIS DE LA MARCHA. REVISIÓN DE LOS SISTEMA DE ANÁLISIS
UTILIZADOS EN LA ACTUALIDAD
Alicia Manzanas García. Fisioterapeuta Pediátrica. Profesora Postgrado de
Fisioterapia en Pediatría de la Universidad Internacional de Cataluña.
Las alteraciones en la marcha son una de las más habituales alteraciones a tratar por
los fisioterapeutas pediátricos. Por su parte, el análisis de la marcha es la base para la
identificación de alteraciones en el patrón de marcha, facilitando su diagnóstico,
tratamiento y seguimiento. El análisis de la marcha, resulta por tanto, un área de
conocimiento muy importante para nuestro trabajo como fisioterapeutas pediátricos,
dado que es durante la infancia cuando se desarrolla y adquiere la capacidad para la
marcha autónoma y funcional. El correcto tratamiento ofrecido durante los primeros
años de vida puede ser vital para el grado de independencia que llegue adquirir un
niño. Por este motivo, el objetivo de este artículo es realizar una revisión de los
sistemas de análisis de la marcha utilizados en la actualidad para que desde nuestro
papel como fisioterapeutas podamos colaborar en el análisis y tratamiento de las
alteraciones de la marcha.
INTRODUCCIÓN
La marcha es una actividad compleja que requiere de un sistema de control, una
fuente de energía, palancas que proporcionen movimiento y fuerzas que
muevan estas palancas. (Gage)
El sistema de control de la marcha implica un la compleja participación de
diferentes 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 forma
los 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 fuerza
de reacción y las fuerzas internas actúan como generadores de las
diferentes fuerzas que se ejercen a lo largo del ciclo de la marcha.
Fig. 1. Sistema de
palanca del tobillo
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2. Actualmente se dispone de una amplia información sobre los mecanismos
biomecánicos que rigen la marcha normal y patológica. Estos datos han sido
aportados por una herramienta conocida como laboratorio de marcha, que nos permite
obtener una serie de datos y medidas en forma objetiva y precisa.
ANÁLISIS DE LA MARCHA
Cuando nos planteamos realizar el estudio de la marcha de un paciente debemos
tener 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 y
una detallada exploración física. Conocer la historia del nacimiento y otros problemas
médicos son piezas importantes dentro del estudio de la marcha. Seguidamente se
debe 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 el
control motor que presenta el paciente sobre los diferentes segmentos. La alteración
de las palancas en forma de torsión ósea, aumento o disminución del ángulo. Así
como la presencia de mala alineación o inestabilidad articular, entre otras, dado son
muchas alteraciones que se pueden producir en el sistema musculo-esquelético. Esta
valoración musculo-esquelética, en muchas ocasiones se debe acompañar de análisis
radiológicos.
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 estudio
de la dinámica que interviene en la misma. Para ello se puede llevar a cabo la simple
observación visual de la misma o complementar con un complejo análisis
computerizado.
ANÁLISIS VISUAL DE LA MARCHA
El análisis visual de la marcha supone la realización de un análisis cualitativo de la
marcha que nos permite observar que ocurre en los diferentes segmentos corporales
en los diferentes momentos del ciclo de la marcha.
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3. Es importante observar el patrón de marcha que realiza el paciente pudiendo
observarlo de perfil y de frente, puesto que esto ofrece información de los eventos que
tienen lugar en el plano frontal y sagital. (Fig. 3 ) Cabe destacar que el análisis visual
de la marcha mediante vídeo es más fiable que la simple observación de la marcha, ya
que cuando un individuo camina a un ritmo normal ocurren diferentes eventos en cada
una de las articulaciones de forma simultánea que resultan muy difícil de ser
evaluados por el ojo humano, ya que para el ojo humano cualquier evento que ocurra
más 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 y
realizar una observación y estudio a cámara lenta y de forma repetida tantas veces
como sea preciso. Así mismo al obtener un registro objetivo facilita poder valorar y
comparar a un mismo paciente en diferentes situaciones (p.ej. con o sin ortesis, con o
sin uso de ayudas externas) o entre diferentes momentos (p. ej. pre y post intervención
o seguimientos periódicos)
Hay que comentar que, con este tipo de análisis no se pueden evaluar muchas de las
alteraciones que ocurren en el plano transverso, y que para ello se requiere un
análisis más complejo como es el sistema computerizado de la marcha.
ANÁLISIS COMPUTERIZADO DE LA MARCHA
El análisis computerizado de la marcha permite integrar las informaciones obtenidas
en las valoraciones anteriormente comentadas (revisión de la historia clínica,
exploración física y análisis visual de la marcha) junto a un análisis cuantitativo de la
misma. El análisis cuantitativo permite obtener una descripción de la cinemática y de la
cinética del movimiento; pudiendo ser completado por un registro de la actividad
muscular (EMG) durante la marcha. Este tipo de análisis se lleva a cabo en los
denominados laboratorios de marcha o laboratorios de análisis del movimiento.
Un laboratorio de marcha y análisis del movimiento se trata de una herramienta de
medición que permite cuantificar lo que vemos en un gesto motor, permite
comprenderlo y poder así describir las posibles causas de comportamientos
disfuncionales en el movimiento.
Indicaciones Clínicas
Hoy en día el uso del laboratorio de marcha se extiende a las enfermedades
neuromusculares (Parálisis Cerebral, Mielomeningocele, Distrofias musculares), a la
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4. adaptación y selección de prótesis de pacientes con amputaciones congénitas o
adquiridas de los miembros inferiores, al diseño de férulas, a la medicina del deporte e
investigación de métodos de rehabilitación.
Profesionales
Los laboratorios de la marcha requieren de la participación de un equipo
multidisciplinar compuesto principalmente por médicos neuro-ortopédicos,
fisioterapeutas y bio-ingenieros.
El éxito de una indicación terapéutica depende de la formación y de la experiencia de
los profesionales que interpretan el conjunto de datos.
Estructura e instrumentos de medición
Los laboratorios de marcha suelen disponer de
una sala rectangular, en la que instala un pasillo
de marcha de una longitud de al menos 10
metros (Fig.4).
Fig. 4. Laboratorio de marcha
Los 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 marcha
Entre los componentes secundarios que pueden agregarse para obtener un estudio
más 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 obtenidos
Análisis de la Cinemática
El análisis de la cinemática se ocupa del estudio del movimiento sin atender a quien lo
produce. El objetivo de un estudio cinemático es proporcionar valores angulares que
permitan conocer la posición del tronco, de la pelvis y de cada una de las tres
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5. principales articulaciones de los miembros inferiores (cadera, rodilla y tobillo) de forma
bilateral y en los tres planos del espacio (sagital, coronal y transverso) a lo largo del
ciclo de la marcha. Este tipo de análisis aporta por tanto la posibilidad de evaluar
rotaciones dinámicas, difíciles de analizar con el análisis visual de la marcha.
Para poder cuantificar estos valores, se utiliza un sistema de
captura de movimiento conformado por un conjunto de
cámaras infrarrojas de alta velocidad y marcadores
reflectivos adheridos a la piel del paciente (Figura 5). El
análisis cinemático se logra colocando marcadores
reflectivos en las articulaciones de los miembros inferiores,
pelvis y tronco sobre los cuales rebota un haz de luz
infrarroja que disparan las 5 o 6 cámaras colocadas en la
sala alrededor del paciente. El movimiento de los
segmentos óseos es calculado de forma indirecta a partir del
desplazamiento de estos marcadores con respecto a un Fig. 5 Colocación de los
sistema de coordenadas (laboratorio). marcadores.
Tras la obtención de estos valores se puede reconstruir un
modelo tridimensional de los segmentos del cuerpo (Fig. 6),
y como resultado de este modelo, obtener las curvas de
movimiento (Fig. 7). Para hacer un análisis cinemático de
las alteraciones de la marcha, previamente se requiere de
unos patrones “normales” sobre los cuales compararlos.
Fig. 6. Modelo tridimensional.
Fig. 7: Curvas de cinemática del tobillo en el plano sagital, frontal y transversal
Con 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 comparada
con patrones normales de edades específicas, o bajo diferentes condiciones de
marcha (descalzo, con ortesis, con muletas, etc.). También puede compararse con
evaluaciones anteriores de un mismo paciente para evaluar los resultados de un
tratamiento o hacer un seguimiento de la evolución a largo plazo.
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6. Análisis Cinético
La cinética estudia las causas que producen el movimiento. Para llevar a cabo el
estudio de la cinética del movimiento debemos tener presente que partimos de que
los músculos son los generadores internos del movimiento que interactúan durante la
marcha con fuerzas externas como la inercia, gravedad, pares de fuerzas, fuerza de
reacción del suelo, etc. Siendo los parámetros calculados en el estudio cinético las
fuerzas, 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 con
los parámetros cinemáticas y antropométricos capturados simultáneamente.
Para la obtención de estos datos se
precisa contar con una o varias
plataformas de fuerzas insertadas en el
suelo dentro de la pista de marcha.
Cuando el paciente apoya el pie en una
de las plataformas (Fig. 8) ésta registra la
información de la fuerza de reacción y el
punto de aplicación de la misma. La
combinación matemática de estas
variables con los parámetros obtenidos de
la cinemática y la antropometría del sujeto
evaluado, permiten calcular las curvas
que representan los momentos, las
potencias articulares y las fuerzas de Fig. 8 Paciente pisando sobre las plataformas
reacción 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 es
posible determinar cual es el efecto de las fuerzas musculares y de tejidos blandos
cuando actúan sobre los centros de rotación de las articulaciones a través de brazos
de palanca. Por lo tanto, mediante estos parámetros se puede discriminar, entre otras
cosas, si los valores del momento de fuerza son debidos a fuerzas ineficientes o a
disfunciones de los brazos de palanca y si los desvíos en los patrones de generación y
absorción de potencia derivan de momentos de fuerza deficientes o rango de
movimiento inadecuado de las articulaciones.
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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 electrodos
sobre los vientres musculares a
analizar
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.
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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 un
mismo evento de la macha. Por lo que, idealmente, su interpretación simultánea
permite una mejor comprensión de los fenómenos observados, siendo útil para
entender 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 de
decisiones terapéuticas.
Tal y como hemos comentado, algunos laboratorios incluyen otros estudios
secundarios que pueden agregarse a los citados para obtener un estudio más
completo.
Medición del Consumo de Energía
Dado que la marcha humana es la forma en la que una persona mueve su cuerpo de
una localización a otra, ésta supone una transformación y relación constante entre
energía cinética y energía potencial.
El ahorro de energía es uno de los cinco requisitos descritos para la marcha normal
por Gage, dado que las personas tienden a caminar realizando el menor gasto
energético. Pero cuando una persona compensa una marcha anormal, la transferencia
de energía es ineficiente y el gasto energético mayor. Por este motivo, la medida del
consumo energético constituye un parámetro funcional y objetivo en relación a la
calidad de la marcha en la vida cotidiana.
Los métodos más utilizados son la calorimetría indirecta y el cálculo de los índices
basados en la frecuencia cardiaca (PCI, EEI).
El consumo energético suele expresarse como “consumo de oxígeno” en función de la
masa corporal o como “coste de oxígeno” en función de la distancia recorrida. El
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9. consumo de oxígeno indica el esfuerzo realizado durante el ejercicio, es
independiente del tiempo y mide la eficacia de la marcha.
La frecuencia cardiaca es un parámetro fácil de medir y preciso para estimar el gasto
metabólico durante un trabajo de marcha fijo, estable y mantenido, tanto en individuos
normales como en aquellos con trastornos de la marcha. (Energy Expenditure Index.
EEI).
Medida de las presiones plantares
El estudio de las presiones plantares constituye un valioso complemento al análisis
cinemático, ya que la complejidad de la cinemática a nivel del pie dificulta su estudio.
Algunas plataformas de presión permite evaluar las presiones plantares durante varios
ciclos de marcha (Fig. 16)
Fig. 16. Registro de presiones plantares a lo largo de varios ciclos de marcha.
Conclusiones
Vemos por tanto que para poder llevar a cabo el correcto tratamiento de las
alteraciones en el patrón de marcha se precisa un exhaustivo análisis que debe incluir
desde la clásica exploración física hasta las novedosas tecnologías que ofrecen la
posibilidad de cuantificar el movimiento, realizar comparaciones pre y post tratamiento
y evaluaciones de evolución utilizando la misma metodología de medición, aportar
objetividad al seguimiento del paciente y permitir planificar su tratamiento con objetivos
reales.
El papel del fisioterapeuta es importante dentro de los grupos de trabajo necesarios
para el análisis de la marcha, dado que nuestra formación nos permite participar en la
exploración física, así como colaborar con los otros profesionales a realizar la
adecuada interpretación de los resultados obtenidos en los estudios y en determinar
las posteriores orientaciones terapéuticas.
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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 Seminario
Fisiología y Tratamiento de los problemas ortopédicos en pacientes con Parálisis
Cerebral. Postgrado de Fisioterapia en Pediatría. Universidad Internacional de
Cataluña. Febrero 2012.
-Villa Moreno, A.; Gutiérrez Gutiérrez, E., Pérez Moreno, J.C. Consideraciones para el
análisis de la marcha humana. Técnicas de videogrametría, electromiografía y
dinamometría. 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 marcha
normal 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 y
aplicaciones clínicas laboratorio de marcha y análisis de movimiento 2009 18 (2) 49-
55.
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