Análisis biomecánico de la marcha mediante un modelo analítico de dinámica inversa en pacientes con alteración del equilibrio sagital del raquis

Abstract

El desequilibrio sagital es un término que engloba aquellas deformidades espinales con un componente significativo de inestabilidad postural y que resulta de una pérdida de harmonía entre las diferentes curvaturas de la columna. En los últimos años, el estudio de la fisiopatología, etiología y consecuencias del desequilibrio sagital, así como su tratamiento, ha suscitado un creciente interés entre los profesionales dedicados a la patología de columna.

De cara a su análisis, los parámetros espino pélvicos (incidencia pélvica, versión pélvica y pendiente sacra), descritos por primera vez por Duval Beaupère et al., han sido determinantes. Es preciso sin embargo remarcar, que el progresivo deterioro en el perfil sagital no únicamente afecta a la columna y la pelvis, sino que se ve acompañado de una serie de mecanismos de compensación, que comienzan en las partes flexibles de los niveles alterados, progresando hacia elementos más distales. De esta forma, el desequilibrio sagital no únicamente influye sobre la estática de los sujetos afectos, sino que también lo hace, de una forma determinante, sobre su dinámica de marcha.

El objetivo global de este proyecto de tesis doctoral fue el de determinar en qué manera el desequilibrio sagital afecta a la biomecánica de la marcha (parámetros espacio temporales, cinemática y cinética) y a la función y calidad de vida de los pacientes afectados. La hipótesis postula que, a medida que se incremente la deformidad, lo hará también el deterioro biomecánico, así como las puntuaciones en los tests de calidad de vida, imagen auto percibida, dolor y función.

Se trata de un estudio realizado con una muestra de 28 pacientes, procedentes de dos hospitales universitarios, que presentaban diferentes grados de desequilibrio sagital medidos de forma radiográfica mediante la plomada de C7, en los que se ha llevado a cabo un estudio biomecánico mediante dinámica inversa. Los datos fueron analizados empleando el software AnyBody Modeling System®. Mediante radiografía telemétrica se llevó a cabo un análisis de los parámetros espino pélvicos de la muestra. Clínicamente se analizaron las variables espacio temporales de la marcha (tiempo de apoyo monopodal y bipodal, número total de pasos, longitud de paso, distancia interpodal, cadencia y velocidad de marcha) y la cinemática de las articulaciones de extremidades inferiores implicadas en la deambulación, con excepción de los tobillos (ángulos máximos y mínimos, así como amplitud global de movimiento de caderas y rodillas). Por último fue llevado a cabo un análisis cinético de la marcha mediante la valoración de la fuerza de activación de los diferentes segmentos de los grupos musculares (oblicuos, erectores espinales, psoas, cuádriceps, isquiotibiales, tibiales anteriores y gastrocnemios) y el trabajo total y por paso realizado durante la deambulación por cada paciente. En lo referente al análisis de calidad de vida, dolor, autopercepción y función de los sujetos de la muestra a estudio, los tests empleados fueron: el índice de discapacidad de Oswestry, EVN, SF-12 y SRS-22. Se concluye en primer lugar que el desequilibrio sagital puede ser medido de forma fiable mediante técnica radiológica, clínico-estática y clínico-dinámica. A su vez, destaca un empeoramiento de los parámetros espacio temporales de la marcha a medida que aumenta la deformidad: aumento de la base de sustentación, disminución de la longitud de paso y disminución de la velocidad de marcha.

La conclusión del análisis cinemático destacó que, a medida que aumenta el desequilibrio sagital en la presente muestra, se produce una deambulación con un flexo de caderas y rodillas y una abducción mínima aumentada de la cadera. En lo que respecta al análisis cinético, se observó que a medida que evoluciona la patología, se produce una disminución de la fuerza de activación de todos los grupos musculares de las extremidades inferiores, con excepción del cuádriceps.

Por último, no se ha observado una correlación significativa entre el grado de deformidad y la alteración en los tests de calidad de vida, dolor, autoimagen percibida y función.

Sagittal imbalance is a term that encompasses spinal deformities with a significant component of postural instability, resulting from a loss of harmony between the different curves of the spine. In recent years, the study of the pathophysiology, aetiology and consequences of sagittal imbalance, as well as its treatment, has attracted a growing interest among professionals dedicated to spinal pathology. Spinopelvic parameters (pelvic incidence, pelvic tilt and sacral slope), first described by Duval Beaupère, have been crucial for the study of this pathology. It should be noted, however, that progressive deterioration of the sagittal profile not only affects the spine and pelvis, but is also accompanied by a series of compensatory mechanisms, beginning in the flexible parts of the altered levels and progressing towards more distal elements. In this way, sagittal imbalance not only influences the static posture of affected subjects but also their gait. The overall objective of this doctoral thesis project was to determine how sagittal imbalance affects gait biomechanics (temporal spatial, kinematic and kinetic parameters) and the function and quality of life of the affected patients. The hypothesis postulated that as the deformity increased, so would the biomechanical deterioration. Consequently, patients´ quality of life and function would decline, their self-perceived image would worsen, and pain would increase. This study was carried out with a sample of 28 patients from two centres: Parc de Salut Mar, Barcelona, ​​Spain; and Hôpital Pellegrin-Tripode, Bordeaux, France. The different degrees of sagittal imbalance were measured radiographically using the C7 plumb line. A biomechanical study was carried out by inverse dynamics. Data was analyzed using the AnyBody Modeling System™ software. An analysis of the spinopelvic parameters was carried out by telemetric radiography. Clinically, we analyzed the temporal spatial variables of the gait (single and double support time, total number of steps, length of stride, stride width, cadence and gait speed) and kinematics of the lower limb joints involved in ambulation with exception of the ankles (maximum and minimum angles, ad global range of movement of hips and knees). Finally, a kinetic analysis of the gait was carried out by assessing the activation force of the different segments of the muscle groups (obliquus, erector spinae, psoas, quadriceps, hamstrings, tibialis anterior and gastrocnemius) and work force (total and by step) of each patient. Regarding the analysis of quality of life, pain, self-perception and function, the tests used were the Oswestry disability index, VAS, SF-12 and SRS-22. We conclude firstly that sagittal imbalance can be reliably measured by radiological, clinical-static and clinical-dynamic techniques. A worsening of the temporal spatial parameters of gait is positively related to/correlates with a worsening of spinal deformity. This includes: increased base of support, reduced stride length and gait speed. On kynematics, it has been seen that patients with a greater sagittal imbalance walk with a greater hip and knee flexion and increased hip abduction. Regarding the kinetic analysis, it was observed that, as the pathology evolves, there is a decrease in the activation force of all muscle groups of the lower extremities except for the quadriceps. Finally, there was no observed correlation between the degree of sagittal plane deformity and negative changes in quality of life, pain, perceived self-image and function tests.