Pobierz

TRÓJPŁASZCZYZNOWY WZORZEC CHODU FIZJOLOGICZNEGO
– W PRAKTYCE KLINICZNEJ
Krzysztof Mataczyński, Piotr Samulak, Emilia Witek
Wyższa Szkoła Zarządzania i Administracji w Zamościu oraz Ośrodek
Rehabilitacyjno-Terapeutyczny w Krasnymstawie
Streszczenie
Chód jest jedną z najbardziej złożonych czynności ruchowych wykonywanych w życiu codziennym. Do
prawidłowej kompleksowej analizy chodu najodpowiedniejsze obecnie są systemy składające się z modułu:
• optoelektronicznego systemu do zbierania sygnału z markerów rozmieszczonych na powierzchni
ciała pacjenta
• zbierania sygnału SEMG
• platformy reakcji sił podłoża
• wideo w czasie rzeczywistym
Celem pracy jest przedstawienie współczesnych możliwości analizy chodu w oparciu o optoelektroniczne
systemy analizy ruchu.
Praca poglądowa oparta na aktualnie dostępnej literaturze krajowej i zagranicznej, a także na własnych
dotychczasowych doświadczeniach z pracowni analizy ruchu - System BTS „Smart”.
Otrzymane wyniki badań wykorzystywać należy do: leczenia farmakologicznego toksyną botulinową,
rekonstrukcyjno - naprawczych zabiegów operacyjnych w obrębie narządów ruchu, konstruowania
protokołów rehabilitacyjnych, dobierania odpowiedniego zaopatrzenia ortopedycznego, a także do
prognozowania przyszłych możliwości i końcowego celu usprawniania. Badania wykonane w trakcie trwania
procesu rehabilitacji służą do weryfikacji indywidualnego programu usprawniania.
1. Wstęp
Chód jest podstawowym i naturalnym sposobem umożliwiającym przemieszczanie. Dwunożna lokomocja
w doskonałej formie ruchowej jest dostępna tylko człowiekowi. Zapewnia to odpowiednia budowa
anatomiczna ciała oraz mechanizmy precyzyjnego współdziałania układów odpowiedzialnych za realizację
chodu: nerwowego (sterowanie), krwionośnego i oddechowego (zasilanie), mięśniowego (napędzanie),
kostno-stawowego (stabilizowanie).
Stereotyp chodu ulega ciągłym zmianom w zależności od stanu zdrowia, obciążenia chorobowego i wieku.
www.think.wsiz.rzeszow.pl , ISSN 2082-1107, Nr 1 (1) 2009, s. 39-50
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
Dla zdrowego, młodego człowieka chód nie stanowi problemu, jest naturalną czynnością. Powstanie
dysfunkcji w obrębie narządów ruchu powoduje potrzebę wydatkowania zwiększonej energii, obciąża
układy sercowo-naczyniowy, oddechowy i znacznie obniża efektywność mechanizmów amortyzacyjnych [1].
Według Saundersa, Inmana i Eberharta utrata jednego wyznacznika chodu może być kompensowana
kosztem większego zużycia energii, przy czym największe jej zużycie pojawia się przy utracie wyznacznika
kolana. Utrata dwóch wyznaczników wręcz uniemożliwia aktywną kompensację, a koszt zużytej energii
wrasta trzykrotnie. Brak czynności dwóch dużych stawów w obrębie kończyny dolnej obciąża układ
sercowo-naczyniowy, który w tym przypadku musi pokryć kompensacyjne wymagania energetyczne rzędu
300% [8].
2. Aspekt historyczny badania chodu
Zainteresowania dotyczące zagadnień chodu sięgają odległych lat. Klasyczne studia chodu sięgają czasów
Webera (1836), Marega (1885), Duchenne`a (1887).
Intensywne badania dotyczące problematyki chodu wynikały przede wszystkim z potrzeb wyznaczania
szeroko pojętych kierunków usprawniania osób, które utraciły zdolność sprawnej lokomocji.
Podwaliny dla obecnej wiedzy z tego zakresu stworzył Steindler A.- wybitny ortopeda amerykański.
W późniejszym okresie, w latach `70 XX w. Kalifornijski Uniwersytet Berckley w Los Angeles stał się wybitną
placówką zajmującą się pionierskimi badaniami chodu. Amerykańscy badacze posługiwali się filmowaniem
chodu na szklanej płycie wykorzystując dynamometr płytowy wmontowany w ruchomy chodnik dla badania
sił podłoża. Czynności mięśni podczas chodu kontrolowano elektromiografem [9].
Dla celów klinicznych H.D.Eberhart i współpracownicy wyróżnili w trakcie cyklu chodu każdej z kończyn fazę
podparcia (lub podporu) i przeniesienia (lub wymachu). Podczas przeciętnie szybkiego chodu faza podporu
jednej kończyny dolnej zajmuje około 60% czasu cyklu chodu. W fazie podporu (stance) wyróżniono
charakterystyczne momenty. Jest to uderzenie pięty (heel strike), płaskie przyłożenie stopy do podłoża
(foot flat), oderwanie pięty od podłoża (heel off) oraz oderwanie palców (toe off). Foot flat występuje
w dziesiątym procencie czasu całego cyklu chodu, heel off w 45%, toe off w 60%. Faza przenoszenia zajmuje
zwykle około 40% czasu cyklu chodu, rozpoczyna się w momencie oderwania od podłoża palucha a kończy
się z chwilą zetknięcia pięty tej samej kończyny z podłożem. Fazę wymachu (swing) można podzielić na
początkową (initial swing) czyli przyspieszenia, rozpoczyna się w momencie gdy paluch kończyny dolnej
zakrocznej odrywa się od podłoża i kończyna zakroczna goni tułów a kończy, gdy kończyna znajdzie się pod
„środkiem” ciała. Faza wymachu środkowa (midswing) określona też przenoszeniem właściwym jest to
moment w którym oś poprzeczna stawu skokowo- goleniowego pokrywa się z płaszczyzną czołową.
Faza wymachu końcowa (terminal swing) to okres, w którym kończyna zakroczna wyprzedza tułów,
następuje zwolnienie tempa ruchu kończyny ku przodowi i przygotowanie jej do kontaktu z podłożem.
Sytuacja, w której paluch kończyny zakrocznej jeszcze się nie oderwał od podłoża a pięta kończyny
wykrocznej już się o nią oparła, określana jest fazą podwójnego podparcia. Czas trwania tej fazy jest zależny
od szybkości chodu, podczas biegu nie występuje- zastąpiona jest fazą lotu [8].
3. Definicje chodu
Istnieje wiele definicji chodu, z reguły są one do siebie bardzo zbliżone.
Chód polega na przemieszczaniu do przodu masy ciała w przestrzeni, skupionej w środku ciężkości wzdłuż
drogi wymagającej najmniejszego wydatku energetycznego. W kinetycznej analizie chodu przyjmuje się iż
punkt ciężkości jest teoretycznym punktem, w którym koncentruje się waga całego ciała, odpowiada to
topograficznie miejscu położonemu tuż przed drugim kręgiem krzyżowym.
40
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
Chód jest cykliczną aktywnością ruchową, przez co rozumieć należy ciągłe powtarzanie określonych
wzorców koordynacyjnych kończyn dolnych i towarzyszące im rytmiczne współruchy kończyn górnych,
tułowia i głowy. Określany jest on kombinacją procesów związanych z wytwarzaniem i przekazywaniem
energii, utrzymywaniem równowagi, koordynacją ruchową.
Popularna i powszechnie znana jest definicja, że dwunożny chód jest rytmicznym gubieniem
i odzyskiwaniem równowagi w zmieniających się na przemian fazach wykroku i podporu.
Niewątpliwie chód jest cykliczną aktywnością ruchową, którą cechuje stała powtarzalność czasowa zwana
okresem lub cyklem chodu. Cykl chodu obejmuje czynności i ruchy wykonywane przez idącego pomiędzy
kontaktem pięty z podłożem jednej z kończyn po przez fazę podporu i wymach aż do powtórnego zetknięcia
pięty z podłożem. Podczas jednego z cyklu chodu każda z kończyn dolnych przechodzi przez fazę podporu
i fazę przenoszenia kończyny [1, 2, 12].
Sposób chodzenia człowieka zmienia się z wiekiem a także z różnymi okolicznościami. Małe dziecko porusza
się z ugiętymi kolanami i biodrami rozstawiając szeroko nogi, obniżając punkt ciężkości ciała, jednocześnie
poszerza płaszczyznę podparcia, chodząc na szerokiej podstawie- jest to tzw. chód bezpieczny. Sposób
chodzenia nabiera charakteru stałego dopiero około 7 roku życia [2].
4. Kinematyka i kinetyka chodu
Badanie ruchu bez uwzględniania odpowiedzialnych za niego sił określane jest mianem kinematyki.
Przedstawiane przez laboratoria wyniki badań zawierają zmienne kinematyczne dla chodu w płaszczyźnie
strzałkowej, czołowej i poprzecznej dla miednicy oraz stawów: biodrowego, kolanowego i skokowego.
Otrzymane dane dotyczące badanego pacjenta porównuje się z typową prawidłową charakterystyką ruchu.
Umożliwia to ocenę parametrów czasowo-przestrzennych tj. długości i częstotliwości kroków, rytmu
i prędkości chodzenia a także zmian kątowych w stawach i zmian długości mięśni. Natomiast badanie
zależności pomiędzy wywołującymi ruch czynnikami, takimi jak siły i momenty obrotowe a samym ruchem
wyznacza obszar badań zwany dynamiką albo kinetyką. Ruch ciała podczas chodu jest rezultatem
wypadkowej wszystkich występujących w nim sił. Podczas chodu działają dwa rodzaje sił: biernezewnętrzne oraz czynne- wewnętrzne. Siły bierne działają głównie zgięciowo, jest to: siła grawitacji, reakcji
podłoża, tarcia, bezwładności, oporów układu ruchu. Siły czynne będące wytworem pracujących mięśni są
niezbędne do utrzymania prawidłowej postawy, stabilizacji stawów, hamowania lub przyspieszania całego
ciała. Kierując się kryteriami ekonomii ruchu wyodrębniono podczas chodu istotne ruchy poszczególnych
części ciała, określane determinantami lub wyznacznikami kinematycznymi chodu. Dotyczą chodu
fizjologicznego po płaskiej, poziomej płaszczyźnie [1,2,12].
Prawidłowy chód wymaga spełnienia kilku warunków dotyczących ruchów miednicy i stawów kończyn
dolnych. Trzy z nich dotyczą zmian położenia miednicy i stawów biodrowych, dwa zakresu ruchu w stawach
kolanowych, a jeden stawów skokowo- goleniowych.
Wyznacznik 1 - Określa konieczność bocznych przemieszczeń miednicy w czasie chodu wynikających
z naprzemiennego obciążania kończyn dolnych. W fazie obciążenia miednica musi przyjąć takie położenie,
w którym stopa kończyny podporowej będzie znajdować się dokładnie w miejscu, w którym na podłożu
znajdowałby się rzut środka ciężkości ciała idącego. W momencie, w którym w cyklu chodu druga kończyna
dolna przejmuje funkcje podporu, miednica podąża w jej stronę. Wielkość wychyleń bocznych miednicy jest
osobniczo różna.
Wyznacznik 2 - Określa ustawienie miednicy i obu stawów biodrowych w płaszczyźnie czołowej w sytuacji,
kiedy jedna z kończyn dolnych znajduje się w fazie obciążenia właściwego a druga jest przenoszona.
Miednica w warunkach prawidłowych ustawia się lekko ukośnie, opadając w stronę kończyny przenoszonej.
Staw biodrowy kończyny podporowej ustawia się w przywiedzeniu 5º. Staw biodrowy kończyny
41
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
przenoszonej jest o taką samą wielkość odwiedziony.
Wyznacznik 3 - Określa prawidłowe ustawienie miednicy i stawów biodrowych w płaszczyźnie poprzecznej
w fazie podwójnego podparcia. Miednica powinna się zrotować w osi długiej, głównej ciała ku przodowi,
w stronę kończyny, która rozpoczyna podparcie i jednocześnie ku tyłowi w stronę kończyny zakrocznej.
W stosunku do płaszczyzny czołowej głównej- przeprowadzonej przez punkt środka ciężkości ciała- rotacja
ta powinna wynosić po 5º w obie strony. O taką samą wielkość kątową muszą zostać zrotowane oba stawy
biodrowe. Staw biodrowy kończyny wykrocznej jest zrotowany na zewnątrz, a zakrocznej do wewnątrz.
Wyznacznik 4 - Określa wielkość kąta zgięcia stawu kolanowego kończyny podporowej w fazie pełnego
obciążenia. Musi on wynosić około 20º. Takie ustawienie stawu kolanowego pozwala na chód z minimalną
amplitudą wychylenia środka ciężkości w płaszczyźnie strzałkowej co czyni chód bardziej ergonomicznym.
Wyznacznik 5 - Określa wymaganą wielkość skrócenia czynnościowego kończyny dolnej w fazie
przenoszenia w sytuacji, w której oś poprzeczna stawu skokowo-goleniowego mija płaszczyznę czołową,
główną ciała. Kończyna przenoszona powinna przemieszczać się do przodu dokładnie w płaszczyźnie
strzałkowej, przeprowadzonej przez staw biodrowy. Miednica po tej stronie jest lekko opuszczona co
wymaga znacznego, pozornego skrócenia kończyny po to, by mogła się ona „zmieścić” pod miednicą.
Czynnościowe skrócenie odbywa się we wszystkich trzech stawach, największe w kolanowym (65º).
Wyznacznik 6 - Określa kątową wielkość zakresu ruchu stawów skokowo-goleniowych w płaszczyźnie
strzałkowej. Musi ona wynosić od 15º wyprostu (początek przetaczania) do 20º zgięcia (koniec fazy
propulsji).
Wyznacznik 7 - (długościowy) - Stereotyp chodu prawidłowego wymaga jednakowej długości kroków
Wyznacznik 8 - (czasowy) - Chód prawidłowy określa jednakowy czas trwania fazy obciążania obu kończyn.
Wyznacznik 9 - (koordynacyjny) - Polega na prawidłowej koordynacji kończyn górnych i tułowia z pracą
kończyn dolnych. W warunkach prawidłowych wykrokowi jednej kończyny dolnej towarzyszy wysunięcie do
przodu przeciwnej kończyny górnej i rotacja tułowia w stronę wykrocznej kończyny dolnej [5, 10, 12].
5. Współczesne metody badania chodu
W Rancho Los Amigos Medical Center opracowany został współczesny system podziału chodu wyznaczający
w jego cyklu trzy podstawowe zadania: przyjęcia ciężaru ciała (weight acceptance), faza pojedynczego
podparcia (single limb support) oraz przeniesienia kończyny (limb advancement).
Patologię chodu należy analizować we wszystkich trzech płaszczyznach. Obserwacja w jednej płaszczyźnie
prowadzi często do błędnej interpretacji (np. wewnętrzny obrót uda z ugięciem kolana obserwowany tylko
w płaszczyźnie czołowej można błędnie zinterpretować jako koślawość kolana). Obecnie poziom osiągnięć
technicznych w zakresie informatyki stwarza nowe perspektywy w zakresie pomocy dla rehabilitacji
klinicznej (zajmującej się patologią chodu, dysfunkcjami narządów ruchu, zaopatrzeniem ortopedycznym)
a także dla fizjoterapii i działań chirurgicznych o charakterze rekonstrukcyjno-naprawczym. [2, 5, 6, 7]
42
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
Ryc.1: Pracownia analizy ruchu w Ośrodku Rehabilitacyjno-Terapeutycznym w Krasnymstawie – optoelektroniczny
system SMART
Źródło: opracowanie własne.
Do prawidłowej kompleksowej analizy chodu w obecnej dobie niezbędne są modularne systemy
optoelektroniczne takie jak: „Vicon”, „SMART”, „Elite”, zbierające sygnały z markerów rozmieszczonych na
powierzchni ciała pacjenta.
Optoelektroniczny system „SMART” od dwóch lat służy do badań i analizy chodu w Ośrodku
Rehabilitacyjno- Terapeutycznym w Krasnymstawie przy ulicy Kwiatowej 2 (ryc. 1).
System ten składa się ze stacji danych związanych ze specjalistycznym oprogramowaniem informatycznym
i sześciu kamer IR oraz dwóch kamer video, platformy do pomiaru reakcji sił podłoża oraz z modułu
zbierania sygnału SEMG. Kamery wysyłają sygnał w kierunku markerów a następnie zbierają odbity sygnał i
przesyłają go do jednostki centralnej.
Płaski, dwuwymiarowy obraz rejestrowany przez kamery jest opracowywany informatycznie i w efekcie
powstaje obraz przestrzenny określający trójwymiarowe położenie markerów. Istotne jest odpowiednie
rozmieszczenie markerów odzwierciedlających położenie charakterystycznych punktów kostnych i osi
stawów. System zatem określa trójwymiarowe położenie markerów w postaci punktów i rejestruje ich
zmiany położenia w przestrzeni wykorzystując sygnał optyczny.
43
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
Ryc. 2: Rozmieszczenie markerów na powierzchni ciała pacjenta
Źródło: opracowanie własne
Przed przystąpieniem do badań należy dokonać pomiaru parametrów antropometrycznych dotyczących
badanego tj. waga, wzrost, szerokość i głębokość miednicy, długość bezwzględna kończyn dolnych,
szerokość stawów kolanowych, skokowych, następnie przygotować przestrzeń pomiarową i system.
Przestrzeń pomiarowa obejmuje obszar znajdujący się w polu widzenia kamer. Istotna w przygotowaniu
badania jest kalibracja systemu statyczna i dynamiczna. Kalibracja statyczna polega na dostarczeniu
informacji określających położenie w przestrzeni układu współrzędnych.
Kalibracja dynamiczna umożliwia właściwą ocenę odległości pomiędzy markerami w przestrzeni aby obraz
rejestrowany przez kamery nie był zniekształcony przez zjawisko perspektywy. Po dokonaniu kalibracji
przystępuje się do badań po wcześniejszym umieszczeniu markerów na skórze pacjenta według
określonego schematu. Obraz wirtualny markerów opracowany komputerowo przedstawia ryc. 3.
Ryc.3: Obraz przestrzenny markerów opracowany komputerowo.
Źródło: opracowanie własne.
44
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
Początkowo dokonuje się pomiaru statycznego aby dostarczyć informacji o wzajemnym położeniu części
ciała i odległościach pomiędzy nimi. Następnie rejestruje się poszczególne próby chodu z naturalną
prędkością charakterystyczną dla danego chorego.
Dane zebrane podczas badania, system przetwarza w gotowe protokoły kliniczne, np. protokół Davis'a.
Typowy protokół kliniczny zawiera opis parametrów czasowo-przestrzennych (Temporal Parameters) takich
jak długość kroku, czas trwania fazy wymachu i fazy podporu. Długość i szerokość kroku oraz długość
trwania całego cyklu chodu informuje nas również o zakresie norm i odchyleń od poprawnych wartości.
Protokół badania wg. Davis'a przedstawia ryc. 4.
Ryc. 4: Protokół badania – parametry czasowo-przestrzenne.
Źródło:czasowo-przestrzenne
opracowanie własne.
Ryc. 1: Protokół badania- parametry
(materiał
45
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
6. Fazy chodu fizjologicznego wg. Perry J. -w pracy przedstawiono fazy chodu fizjologicznego
w płaszczyźnie strzałkowej.
Ryc 5: Fazy chodu według J. Perry [6].
Cykl chodu fizjologicznego opracowany według Perry J. przedstawia ryc. 5.
W cyklu chodu fizjologicznego Perry J.wyróżnia następujące fazy:
− Initial Contact (IC)- Początkowy kontakt rozpoczyna się od zetknięcia pięty z podłożem, trwa pierwsze
2% cyklu chodu. Kończyna dolna przygotowuje się do przyjęcia ciężaru ciała, po przez ustawienie stawu
biodrowego w zgięciu ok. 30º, z wyprostowanym stawem kolanowym i ustawionym w pozycji
pośredniej stawem skokowym.
− Loading Response (LR)- Przyparcie całej stopy do podłoża trwa od postawienia pięty na podłożu do
opadnięcia stopy, zawiera się w zakresie od 2 do10% cyklu chodu. W trakcie tej fazy dochodzi do
przyjęcia ciężaru ciała przez kończynę podporową. Stopa całą powierzchnią kontaktuje się z podłożem,
staw kolanowy zgina się w zakresie 10-15º w wyniku przemieszczenia podudzia do przodu. Mechanizmy
te służą zmniejszeniu szoku absorpcyjnego związanego z uderzeniem pięty o podłoże.
− Mid Stance (MSt)- Środkowa faza podparcia trwa od pełnego przyłożenia stopy do oderwania pięty od
podłoża. Zawiera się w zakresie od 10 do 30% cyklu chodu. Wokół osi obrotu przebiegającej przez staw
skokowy odbywa się przemieszczanie całego łańcucha kinematycznego kończyny i ciała. Zakres ruchu
w stawie skokowym wynosi od 0 do 15º, staw kolanowy i biodrowy prostują się w tej fazie.
− Terminal Stance (TSt)- Końcowa faza podparcia trwa od momentu oderwania pięty od podłoża do
przeniesienia ciężaru ciała na przodostopie, zawiera się w zakresie od 30 do 50% cyklu chodu. W tej
fazie przygotowując się do odbicia, udo i podudzie ustawiają się w linii prostej, staw kolanowy ulega
zamknięciu w wyproście.
− Pre-Swing (PSw)- Trwa od chwili obciążenia przodostopia do oderwania palców od podłoża, zawiera się
w zakresie od 50 do 60% cyklu chodu. W tej fazie dochodzi do przeniesienia ciężaru ciała na stawy
śródstopno-paliczkowe, szczególnie I staw. Dochodzi do efektywnej propulsji.
− Initial Swing (ISw)- Zawiera się w zakresie od 60 do 73% cyklu chodu. Jest to faza czynna, w której
dochodzi do tzw. trójzgięcia kończyny dolnej.
− Mid Swing (MSw)- Zawiera się w zakresie od 73 do 87% cyklu chodu. Jest to faza bierna, w której
dochodzi do przeniesienia kończyny wymachowej przed nogę podporową. Dochodzi do biernego zgięcia
w stawie biodrowym i wyprostu w stawie kolanowym, aktywne pozostają prostowniki stawu
skokowego.
46
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
−
Terminal Swing (TSw)- Zawiera się w zakresie od 87 do 100% cyklu chodu. W trakcie tej fazy przeważa
czynna praca mięśni, oparta na skurczu ekscentrycznym (hamowanie). Jest to faza przygotowująca
kończynę do przejęcia ciężaru ciała [5, 6, 7, 11].
7. Pomiar reakcji sił podłoża
W trakcie badania chodu dokonuje się jednoczasowego pomiaru reakcji sił podłoża za pomocą czujników
piezoelektrycznych lub tensometrycznych umożliwiających pomiar składowych:
pionowej Y,
bocznej X,
składowej przód-tył Z
Relacje składowych Y i X podano na ryc. 6.
Charakterystyka składowej pionowej Y ma dla chodu fizjologicznego kształt siodła z dwoma łękami.
Pierwsze dociążenie podłoża określane jest jako łęk tylny i charakteryzuje sposób
Ryc. 6: Relacja składowych Y i X reakcji podłoża (wg. Kabscha)
obciążania pięty. Jego przeciętna maksymalna wartość, odpowiadająca wartości masy ciała. Drugie
dociążenie podłoża tworzy łęk przedni, charakteryzuje sposób obciążania przodostopia i propulsję a jego
przeciętna maksymalna wartość wynosi ok. 120-140% masy ciała. Wartości niższe występują przy
niedomodze mięśni zginających stopę podeszwowo, w osłabieniu propulsji. W momencie odciążenia
podłoża powstaje tzw. „siedzisko”, charakteryzujące dynamikę wymachu kończyny przeciwnej, której masa
w okresie fazy wymachu jest przenoszona do przodu i w górę siłą bezwładności z „odciążającą” składową
pionową. Jej przeciętna wartość maksymalna wynosi w przybliżeniu 60-80% ciężaru ciała. Pogłębianie
„siedziska” czyli zwiększanie odciążenia, świadczy o dużej dynamice kończyny wymachowej przy jego
spłaszczeniu z wartością zbliżoną do wartości masy ciała, wskazuje na niedowład kończyny wymachowej.
Składową X charakteryzuje:
− zwrot do tyłu (-X) charakteryzuje popęd hamujący
− zwrot do przodu (+X) charakteryzuje popęd napędzający czyli propulsję
− zmiana zwrotu: odpowiada momentowi pionowego obciążenia kończyny wraz z całą stopą.
47
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
Charakterystyka składowej Z bocznej:
− zwrot przyśrodkowo (+Z) charakteryzuje tendencje przywiedzeniowo-koślawe podczas obciążania
kończyny podporowej
− zwrot dobocznie (-Z) charakteryzuje tendencje odwodzeniowo-szpotawe kończyny podporowej
w momencie odbicia w fazie TSt, PSw [3].
Zapis reakcji sił podłoża podczas cyklu chodu przedstawiono na ryc 7.
8. Badanie sygnału powierzchniowego z mięśni- SEMG
Ryc.7: Wykresy reakcji sił podłoża podczas chodu.
Źródło: opracowanie własne.
Zaangażowanie mięśni w fazie chodu można określić na podstawie pomiaru ich prądów czynnościowych
przy zastosowaniu powierzchniowej metody elektromiograficznej SEMG. Zestawienie aktywności
bioelektrycznej mięśni ze zmianami kątowymi w stawach i kierunkiem działania sił zewnętrznych pozwala
na określenie stopnia zaangażowania wybranych mięśni podczas chodu. Samo SEMG informuje
o aktywności mięśnia, przedstawia względny wzrost tej aktywności, bez określenia siły, rodzaju skurczu,
przyczyny powodującej i zmieniającej pracę mięśni ani też świadomej kontroli mięśni.
Zapis otrzymany w trakcie badania chodu przedstawiono na ryc. 8.
48
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
Ryc.8: Obraz zapisu powierzchniowego EMG
Źródło: opracowanie własne
Możliwość równoczesnego zapisu parametrów kinematycznych i kinetycznych pozwala na określenie
zmiany napięcia mięśni w zależności od kierunku i wartości działających sił oraz zaangażowania różnych
mięśni w poszczególnych fazach chodu. Największą aktywność podczas chodu wykazują mięśnie
stabilizujące tułów i miednicę w fazie podporu, są to prostowniki grzbietu i m. czworoboczny lędźwi (strony
przeciwnej), m. pośladkowy średni, m. przywodziciel wielki uda. Faza przenoszenia angażuje mięśnie grupy
strzałkowej umożliwiające aktywną stabilizację stopy, zabezpieczenie przed nadmierną supinacją
wyzwalaną przez m. piszczelowy przedni. W fazie podporu największą pracę wykonują mięśnie tylnej grupy
goleni, biorące czynny udział w kontroli progresji goleni. W każdym stawie istnieje stan równowagi, tak iż
wewnętrzne momenty sił w stawie wywołane napięciem mięśni i więzadeł równoważą momenty sił
przyłożone z zewnątrz [4, 9].
Do badania SEMG wykorzystuje się elektrody powierzchniowe, samo urządzenie ma niewielkie wymiary,
zawieszone jest na tułowiu i nie ogranicza swobody poruszania się. Zebrane przez mikroprocesor dane są
odpowiednio przetworzone przez program komputerowy. Pomiar winien obejmować jednocześnie
symetryczne mięśnie obu kończyn. Cennych informacji dostarcza zlokalizowanie sygnału SEMG
w rzeczywistym czasie cyklu, bowiem pojawianie się i wygaszanie sygnału w określonym czasie trwania
cyklu chodu dostarcza cennych informacji o koordynacji mięśniowej [3, 6, 7].
49
Trójpłaszczyznowy wzorzec chodu fizjologicznego – w praktyce klinicznej
9. Podsumowanie
Chód jest jedną z najbardziej złożonych czynności ruchowych jakie człowiek wykonuje w życiu codziennym.
Badacze od dawna interesowali się analizą chodu, wykorzystując dostępne im techniki. Nowoczesne
optoelektroniczne systemy wraz z oprzyrządowaniem informatycznym stanowią osiągnięcie służące
badaniu ludzkiego chodu, a także innych czynności ruchowych. Porównanie parametrów w chodzie
fizjologicznym i patologicznym daje możliwości oceny ilościowej, ułatwiającej diagnozowanie kliniczne
w zakresie dysfunkcji narządów ruchu, co jest niezbędnym warunkiem do ukierunkowanych działań
rehabilitacyjnych, ortopedycznych a także farmakologicznych. Wyniki badania połączone z doświadczeniem
klinicznym pozwalają na dobranie i wykonanie odpowiedniego zaopatrzenia ortopedycznego. Badania
wykonane w trakcie trwania procesu rehabilitacji mogą służyć weryfikacji tego procesu a w czasie odległym
do obiektywnej oceny wyników pracy zespołu rehabilitacyjnego. Ta ocena może być pomocna
w podejmowaniu decyzji o rozległości leczenia chirurgicznego oraz stosowanej farmakologii.
10. Bibliografia
1.
Błaszczyk J. W., Biomechanika kliniczna, PZWL, 2004, s.240-252
2.
Dega W., Ortopedia i rehabilitacja, pod redakcją, PZWN Warszawa 1983, t.1. s.85-94
3.
Kabsh A., Lokomocja człowieka, [w:] „Rehabilitacja medyczna” pod redakcją Kwolek A., Wydawnictwo
Medyczne Urban i partner, Wrocław 2003, t.1, s.148-155
4.
Kapandji I. A., The Phisiology of the joints. Annotated diagrams of the mechanics of the human joints,
Churchill Livingstone, Edinburgh London, New York Oxford Philadelphia St Louis Sydney Toronto,1987,
vol. 2.
5.
Kirtley Ch., Clinical Gaint Analysis Theory and Practice 2006, Eservier Limited
6.
Neuman D. A., Kinesiology of the Musculoskeletal System, Mosby, 2002, s. 523-568
7.
Perry J., Gait analysis normal and pathological function, Flack Incorporaited, 1992, s. 3-149
8.
Saunders J. B. D. M., Inman V.T., Eberhart H.D., The major determinants in normal and pathological
gait. J. Bone Jt Surg., t. 53-A, 1953, s.543
9.
Sutherland D.H i wsp., Mesurement of gait movements from motion picture film, J. Bone Jt. Surg, t. 54A, 4, 1972, s. 787
10. Walaszek R., Kasperczyk T., Magiera L., Diagnostyka w Kinezyterapii i Masażu, Biosport, Kraków 2007,
s. 45-53
11. Winter D.A., Biomechanics and motor control of human movement, Wyd. John Wiley and sons, INC.,
2005
12. Zębaty A.: Kinezyterapia, Wydawnictwo „Kasper” Sp. z.o.o., Kraków, 2003, s.74-85
50