WARSZAWSKI UNIWERSYTET MEDYCZNY II Wydział Lekarski z Oddziałem Nauczania w Języku Angielskim i Oddziałem Fizjoterapii

Transkrypt

1 WARSZAWSKI UNIWERSYTET MEDYCZNY II Wydział Lekarski z Oddziałem Nauczania w Języku Angielskim i Oddziałem Fizjoterapii Anna Paulina Mosiołek Ocena przydatności chodu do tyłu w rehabilitacji narządu ruchu analiza wybranych parametrów biomechanicznych Rozprawa na stopień naukowy doktora nauk o zdrowiu Promotor: dr hab. n. med. Dariusz Białoszewski Promotor pomocniczy: dr n. o zdr. Anna Hadamus Zakład Rehabilitacji Oddziału Fizjoterapii II Wydziału Lekarskiego Warszawa 2019

2 Streszczenie Wstęp i cele. Chód jest zagadnieniem badanym już od wielu lat. Jest czynnością podejmowaną przez człowieka wielokrotnie każdego dnia. Chód przodem jest podstawowym sposobem lokomocji, jednak w codziennych aktywnościach wykorzystuje się także chód tyłem. Są to pojedyncze kroki, które odnaleźć można podczas czynności takich, jak: otwieranie drzwi, siadanie na toalecie, ale także w różnych dyscyplinach sportowych. Chód tyłem jest również aktywnością wykorzystywaną w rehabilitacji pacjentów ortopedycznych czy neurologicznych. Badania pokazują, że chód do tyłu jest i może być wykorzystywany do reedukacji lokomocji, jako element treningu zapobiegającego upadkom u osób starszych, jak również w celu poprawy siły mięśniowej, równowagi i propriocepcji. Jest on również proponowany do diagnostyki nieprawidłowości chodu. Celem pracy była analiza porównawcza wybranych parametrów biomechanicznych chodu do przodu i do tyłu u osób zdrowych w różnych grupach wiekowych, a także próba określenia, na podstawie uzyskanych wyników, potencjalnych możliwości terapeutycznych stosowania chodu do tyłu u pacjentów z pierwotnymi i wtórnymi dysfunkcjami narządu ruchu. Materiał i metody. W badaniu wzięło udział 106 osób (68 kobiet i 38 mężczyzn). Osoby badane zostały podzielone na trzy grupy wiekowe, których przedziały zostały określone następująco: Grupa lat, Grupa lat, Grupa Zastosowano system wkładek F-Scan Wireless firmy Tekscan, Inc., U.S.A. rejestrujący zachowania stóp w chodzie. Badanie polegało na trzykrotnym przejściu dystansu 10 metrów do przodu i do tyłu po wskazanym wcześniej torze. W celu analizy wyników stworzono skrypt w programie Matlab (wersja R2016b). Obliczono następujące parametry: czas trwania cyklu chodu, udział fazy podporu w cyklu chodu, wykres prędkości środka ciężkości w fazie podporu, wartości parametru obciążenia średniego i maksymalnego na poszczególnych segmentach stopy w czasie chodu, wykres przebiegu nacisku stopy w czasie cyklu chodu. Analizę statystyczną zebranego materiału przeprowadzono w pakiecie Statistica firmy StatSoft. Za poziom istotności statystycznej przyjęto p<0,05. Wyniki. Odnotowano istotne statystycznie różnice w czasie trwania cyklu w chodzie w przód w stosunku do chodu w tył. Cykl chodu w tył trwał istotnie statystycznie dłużej w każdej z badanych grup wiekowych. Zaobserwowano także różnice istotne statystycznie w odsetkowym udziale fazy podporu w chodzie przodem i tyłem (p<0,05). W zakresie parametru obciążenia średniego stęp był istotnie statystycznie bardziej obciążany w chodzie

3 tyłem niż w chodzie przodem, niezależnie od wieku (p<0,05). W zakresie parametru obciążenia maksymalnego zaobserwowano, że był on w chodzie tyłem istotnie niższy niż w chodzie przodem, w obszarze palców i pięty, oraz istotnie wyższy w obszarze stępu we wszystkich grupach wiekowych. W chodzie tyłem odnotowano następujące wraz z wiekiem zwiększające się obciążenie palców i zmniejszające się obciążenie pięty. Wnioski. 1. Obserwowane w chodzie tyłem niższe wartości obciążeń maksymalnych przodostopia i tyłostopia w porównaniu z chodem przodem mogą wskazywać na chód tyłem jako potencjalnie bardziej użyteczny niż chód fizjologiczny przodem we wczesnej rehabilitacji pacjentów z dysfunkcjami tych obszarów, np. po rekonstrukcjach palucha koślawego lub rekonstrukcji kości piętowej. 2. Z uwagi na obserwowane zróżnicowane obciążenie śródstopia w chodzie tyłem i brak jednoznacznego wzorca obciążania tego obszaru nie ma wskazania do zalecenia chodu tyłem jak rekomendowanego w rehabilitacji dysfunkcji obszaru śródstopia. 3. W związku z obserwowanym zwiększonym obciążeniem stępu w chodzie tyłem w stosunku do chodu przodem nie wydaje się być zasadnym stosowanie chodu tyłem w rehabilitacji dysfunkcji tego obszaru stopy. 4. W celu bardziej szczegółowego określenia przydatności chodu do tyłu w rehabilitacji, badania należy poszerzyć o analizę dodatkowych parametrów takich jak: praca mięśni kończyn dolnych, szczególnie obszaru podudzia, a także parametrów kinetycznych.

4 Abstract Introduction and Objectives. Gait is studied for many years already. This is important topic, gait is an activity undertaken many times during the day and is the basic way of locomotion. Backward gait is also used very often during the day. Usually single steps during activities such as opening a door, sitting on the toilet. It is also present in various sports. Backward gait is an activity used in the rehabilitation of orthopedic or neurological patients. Studies show that backward gait can be used to re-educate locomotion as an element of training to prevent falls in the elderly, as well as to improve muscle strength, balance and proprioception. It is also a measuring tool to detect walking abnormalities. A search of the available medical databases failed to find a study that would analyze plantar pressure in backward gait in young, middleaged and older people and compare these parameters in forward and backward gait. The aim of the study was to conduct a comparative analysis of selected forward and backward biomechanical parameters of gait in healthy people in different age groups, as well as an attempt to determine, based on the obtained results, potential therapeutic possibilities of backward gait in patients with primary and secondary dysfunctions of the musculoskeletal system. Material and methods. 106 healthy participants were enrolled (68 women, 38 men). The subjects were divided into three age groups whose ranges were defined as follows: Group years, Group years, Group The F-Scan Wireless in-sole system was used to assess the pressure distribution. Each person walked forward and backward 3 times over a 10-meter walkway. The data were analyzed in Matlab (version R2016b). The following parameters were calculated: duration of the gait cycle, the contribution of the stance phase in the gait cycle, the center of pressure velocity diagram in the stance phase, the value of the mean and maximum pressure parameters on foot segments during gait, the diagram of the foot pressure during the gait cycle. The resulting data were analysed in Statistica 13.1 PL software. Statistical significance was set at p<0.05. Results. There were significant differences in the duration of the gait cycle in forward gait compared to backward gait. The gait cycle in backward gait lasted significantly longer in each of age groups. There were also statistically significant differences in the duration of the stance phase in forward and backward gait (p<0.05). Regarding mean pressure values, significantly higher values (p<0.05) were recorded for tarsus in backward gait, regardless of age. Regarding maximum pressure values, significantly lower values were recorded for toes and heel, and

5 significantly higher values for tarsus in all age groups (p<0.05). In backward gait, it was noted that with increasing age, the load on the toes increases and the heel load decreases. Conclusions. 1. Observed in the backward gait, lower values of maximum pressure in forefoot and rearfoot may indicate a backward gait as potentially more useful in the early rehabilitation of patients with dysfunctions of these areas, e.g. after hallux valgus reconstruction or calcaneal reconstruction. 2. Due to varied metatarsal pressure in backward gait, and the lack of a clear pattern of loading of this area, there is no indication to recommend backward gait in the rehabilitation of the metatarsal area. 3. Because of the increased tarsal pressure observed in backward gait compared with forward gait, it does not seem reasonable to use the backward gait in the rehabilitation of dysfunction of this area. 4. In order to more accurately determine the usefulness of backward gait in rehabilitation, the research should be extended to include the analysis of additional parameters such as the work of lower limb muscles, especially the calf area, as well as kinetic parameters.