Ανάλυση βάδισης: τι είναι και τι δείχνει στον ορθοπαιδικό

Η ανάλυση βάδισης είναι η μέτρηση του τρόπου που περπατάμε με αντικειμενικά, ποσοτικά στοιχεία, πέρα από ό,τι μπορεί να δει το μάτι του γιατρού. Στην πιο ολοκληρωμένη μορφή της, την τρισδιάστατη ανάλυση βάδισης, καταγράφει με ακρίβεια την κίνηση κάθε άρθρωσης, τις δυνάμεις που ασκούνται στο σώμα και τη δραστηριότητα των μυών σε κάθε βήμα. Είναι βασικό εργαλείο της έρευνας στην εμβιομηχανική και έχει συγκεκριμένες εφαρμογές στην κλινική ορθοπαιδική.

Τι είναι η τρισδιάστατη ανάλυση βάδισης

Η εξέταση γίνεται σε ειδικό χώρο, το εργαστήριο βάδισης. Ο εξεταζόμενος περπατά κατά μήκος ενός διαδρόμου, συνήθως με τον δικό του ρυθμό, και η κίνησή του καταγράφεται ταυτόχρονα από διαφορετικά συστήματα. Ειδικό λογισμικό συνδυάζει τα δεδομένα σε ένα μοντέλο του σώματος σε τρεις διαστάσεις.

Η εξέταση είναι ανώδυνη και μη επεμβατική και δεν χρησιμοποιεί ακτινοβολία. Η προετοιμασία, με την τοποθέτηση των αισθητήρων και τις αρχικές μετρήσεις του σώματος, χρειάζεται χρόνο. Η ανάλυση των αποτελεσμάτων γίνεται αργότερα από εξειδικευμένη ομάδα, που συνδυάζει τα δεδομένα με την κλινική εξέταση. Ο εξεταζόμενος φοράει συνήθως κοντό, εφαρμοστό ρουχισμό, ώστε οι δείκτες να τοποθετηθούν απευθείας στο δέρμα, και περπατά ξυπόλυτος ή με τα παπούτσια και τα ορθωτικά που χρησιμοποιεί στην καθημερινότητα.

Πώς γίνεται: τα τρία βασικά συστήματα

Καταγραφή κίνησης (motion capture)

Μικροί ανακλαστικοί δείκτες τοποθετούνται στο δέρμα, σε συγκεκριμένα ανατομικά σημεία της λεκάνης και των κάτω άκρων, και μερικές φορές του κορμού και των χεριών. Ειδικές κάμερες υπερύθρων γύρω από τον διάδρομο εντοπίζουν τη θέση κάθε δείκτη πολλές φορές το δευτερόλεπτο. Από αυτά τα δεδομένα υπολογίζονται οι γωνίες των αρθρώσεων, του ισχίου, του γόνατος και της ποδοκνημικής, σε κάθε επίπεδο κίνησης. Αυτό ονομάζεται κινηματική.

Πλατφόρμες δύναμης (force plates)

Στο δάπεδο του διαδρόμου υπάρχουν ενσωματωμένες πλατφόρμες που μετρούν τη δύναμη που ασκεί το πόδι στο έδαφος σε κάθε πάτημα, σε μέγεθος και κατεύθυνση. Σε συνδυασμό με την κίνηση, υπολογίζονται οι ροπές και η ισχύς σε κάθε άρθρωση: πόσο φορτίζεται ένα γόνατο ή ένα ισχίο και ποιες μυϊκές ομάδες κάνουν τη δουλειά. Αυτό ονομάζεται κινητική.

Ηλεκτρομυογράφημα (EMG)

Επιφανειακά ηλεκτρόδια στο δέρμα καταγράφουν την ηλεκτρική δραστηριότητα των μυών. Δείχνουν πότε ενεργοποιείται κάθε μυς κατά τον κύκλο της βάδισης και αν η ενεργοποίηση γίνεται τη σωστή στιγμή. Είναι διαφορετικό από το ηλεκτρομυογράφημα με βελόνες που κάνουν οι νευρολόγοι για τον έλεγχο των νεύρων.

Συχνά προστίθενται βίντεο από δύο πλευρές και μετρήσεις των χωροχρονικών παραμέτρων: ταχύτητα, μήκος βήματος, ρυθμός, χρόνος στήριξης σε κάθε πόδι.

Ο κύκλος της βάδισης: τι ακριβώς μετριέται

Για να αναλυθεί, το περπάτημα χωρίζεται σε επαναλαμβανόμενους κύκλους. Ένας κύκλος ξεκινά όταν η φτέρνα ενός ποδιού ακουμπά στο έδαφος και τελειώνει όταν η ίδια φτέρνα ακουμπά ξανά. Κάθε κύκλος έχει δύο βασικές φάσεις:

• Φάση στήριξης, όταν το πόδι πατά στο έδαφος. Περιλαμβάνει την επαφή της φτέρνας, την απορρόφηση του βάρους, τη μέση στήριξη και την ώθηση από τα δάχτυλα. Σε αυτή τη φάση το γόνατο και το ισχίο δέχονται τα μεγαλύτερα φορτία.
• Φάση αιώρησης, όταν το πόδι βρίσκεται στον αέρα και φέρεται μπροστά για το επόμενο βήμα. Εδώ μετρά κυρίως αν το γόνατο λυγίζει αρκετά και αν η ποδοκνημική σηκώνει το πόδι, ώστε να μη «σέρνονται» τα δάχτυλα.

Στο φυσιολογικό βάδισμα υπάρχουν και σύντομες περίοδοι όπου πατούν και τα δύο πόδια μαζί. Όταν κάποιος πονά ή φοβάται να φορτίσει ένα πόδι, συντομεύει τη στήριξη σε αυτό και μεγαλώνει τη διπλή στήριξη, κάτι που η ανάλυση αποτυπώνει με ακρίβεια.

Τι δείχνει η ανάλυση βάδισης στον ορθοπαιδικό

Η κλινική εξέταση δείχνει πώς είναι το σώμα ακίνητο, στο εξεταστικό κρεβάτι. Η ανάλυση βάδισης δείχνει τι συμβαίνει στην κίνηση, κάτι που είναι πολύ δύσκολο να εκτιμηθεί με το μάτι, γιατί ένα βήμα διαρκεί ελάχιστα και συμμετέχουν πολλές αρθρώσεις ταυτόχρονα. Πρακτικά, βοηθά να απαντηθούν ερωτήματα όπως:

• ποια άρθρωση ή ποια μυϊκή ομάδα ευθύνεται για ένα παθολογικό βάδισμα,
• πώς αντισταθμίζει το σώμα έναν πόνο ή μια αδυναμία, για παράδειγμα με μεγαλύτερο φορτίο στο υγιές πόδι,
• πόσο πλησιάζει το βάδισμα στο φυσιολογικό μετά από μια επέμβαση ή ένα πρόγραμμα αποκατάστασης,
• ποια επέμβαση ή ποιος νάρθηκας έχει νόημα σε σύνθετες περιπτώσεις.

Η πιο καθιερωμένη κλινική εφαρμογή είναι στα παιδιά με εγκεφαλική παράλυση και άλλες νευρομυϊκές παθήσεις, όπου η ανάλυση βάδισης βοηθά στον σχεδιασμό των επεμβάσεων σε πολλά επίπεδα του κάτω άκρου. Χρησιμοποιείται επίσης σε ασθενείς με ακρωτηριασμό για την προσαρμογή της πρόθεσης, και σε επιλεγμένες περιπτώσεις μετά από σύνθετες ανακατασκευές.

Δύο απλά παραδείγματα δείχνουν τι προσθέτει η μέτρηση. Ένας ασθενής με αρθρίτιδα στο εσωτερικό μέρος του γόνατος συχνά γέρνει τον κορμό προς την πλευρά του πόνου σε κάθε βήμα, χωρίς να το καταλαβαίνει, για να μειώσει το φορτίο στην άρθρωση. Ένας ασθενής με αδύναμους απαγωγούς του ισχίου αφήνει τη λεκάνη να «πέφτει» προς την αντίθετη πλευρά όταν πατά. Το μάτι μπορεί να υποψιαστεί τέτοιες αλλαγές. Η ανάλυση βάδισης τις μετρά, δείχνει πόσο επηρεάζουν τις άλλες αρθρώσεις και επιτρέπει να φανεί αν διορθώθηκαν μετά τη θεραπεία.

Η ανάλυση βάδισης στην έρευνα

Στην έρευνα, η ανάλυση βάδισης επιτρέπει να μετρηθεί αντικειμενικά το αποτέλεσμα μιας θεραπείας, πέρα από το αν ο ασθενής πονά λιγότερο. Μερικά παραδείγματα:

• Συνδέσμοι του γόνατος: η μελέτη του βαδίσματος μετά από ρήξη πρόσθιου χιαστού και ανακατασκευή έχει δείξει ότι κάποιες διαφορές στο φορτίο και στην κίνηση του γόνατος μπορεί να παραμένουν για καιρό, ακόμη κι όταν ο ασθενής νιώθει καλά. Αυτό βοηθά στον σχεδιασμό καλύτερων προγραμμάτων αποκατάστασης.
• Οστεοαρθρίτιδα: στην οστεοαρθρίτιδα του γόνατος μελετάται πώς η κατανομή του φορτίου μέσα στην άρθρωση σχετίζεται με τα συμπτώματα και με την εξέλιξη της φθοράς.
• Αρθροπλαστική: συγκρίνεται το βάδισμα πριν και μετά την αρθροπλαστική, καθώς και η επίδραση της τεχνικής και της ευθυγράμμισης της πρόθεσης.
• Μυοσκελετική ογκολογία: μετά από αφαίρεση όγκου και ανακατασκευή με ενδοπρόθεση ή μόσχευμα, η ανάλυση βάδισης δείχνει πόσο λειτουργικό είναι το άκρο που διασώθηκε και πώς προσαρμόζεται ο ασθενής.

Η ερευνητική εμπειρία των ιατρών μας

Η τρισδιάστατη ανάλυση βάδισης είναι μέρος της διδακτορικής έρευνας και των δύο ιατρών μας. Η διδακτορική διατριβή του Δρ Ιωάννη Ζαφείρη αφορά τη διάσωση του κάτω άκρου σε ογκολογικούς ασθενείς και την αξιολόγησή τους με τρισδιάστατη ανάλυση βάδισης. Η διδακτορική διατριβή της Δρ Φωτεινής Σουκάκου αφορά την εμβιομηχανική του γόνατος, επίσης με τρισδιάστατη ανάλυση βάδισης.

Αυτή η εμπειρία δεν σημαίνει ότι κάθε ασθενής χρειάζεται εργαστήριο βάδισης. Σημαίνει ότι, όταν εξετάζουμε ένα γόνατο, ένα ισχίο ή ένα άκρο μετά από ανακατασκευή, σκεφτόμαστε πώς λειτουργεί στην κίνηση και όχι μόνο πώς φαίνεται στην ακτινογραφία.

Όρια της μεθόδου και νέες τεχνολογίες

Η τρισδιάστατη ανάλυση βάδισης δεν είναι εξέταση ρουτίνας. Χρειάζεται εξειδικευμένο εργαστήριο, εξοπλισμό και ομάδα, και τα περισσότερα εργαστήρια βάδισης λειτουργούν σε πανεπιστήμια, σε νοσοκομεία ή σε ερευνητικά κέντρα. Για τις περισσότερες ορθοπαιδικές παθήσεις, η κλινική εξέταση και η παρατήρηση του βαδίσματος στο ιατρείο αρκούν για να τεθεί η διάγνωση και να αποφασιστεί η θεραπεία.

Η μέθοδος έχει και τεχνικά όρια. Οι δείκτες βρίσκονται στο δέρμα και όχι πάνω στο οστό, οπότε η κίνηση των μαλακών μορίων επηρεάζει τις μετρήσεις. Επίσης, ο τρόπος που περπατάμε σε ένα εργαστήριο δεν είναι πάντα ίδιος με εκείνον της καθημερινότητας. Τα τελευταία χρόνια αναπτύσσονται φορητοί αισθητήρες κίνησης και συστήματα καταγραφής με απλές κάμερες, που ίσως κάνουν στο μέλλον την ανάλυση βάδισης πιο προσιτή. Η θέση τους στην καθημερινή κλινική πράξη βρίσκεται ακόμη υπό μελέτη.

Στο ιατρείο μας στον Λευκό Σταυρό, η γνώση από την ανάλυση βάδισης μάς βοηθά στην αξιολόγηση και στην αποκατάσταση, για παράδειγμα μετά από αρθροπλαστική ή κάκωση συνδέσμων, ώστε το πρόγραμμα να στοχεύει στο πώς κινείστε στην πράξη.