Il ruolo della gait analysis nella valutazione del trattamento chirurgico ortopedico nei bambini con diplegia spastica

The surgical procedures for equinus correction have controversial results in literature. In children with spastic diplegia, surgery for ankle equinus contracture is associated with a high prevalence of overcorrection, which may result in a calcaneal deformity and Crouch gait. The aim of this work is to evaluate, with a multilevel approach, the effect of percutaneous Achilles tendon lengthening. We sought to determine if it is possible to identify a sagittal gait pattern, which results in the avoidance of overcorrection and Crouch gait at the time of medium-term follow-up. This was a retrospective work based on the data coming from a study of a sample of children with spastic diplegia who had surgery for equinus on both sides. The outcome measures were: kinematic, kinetic, space-temporal parameters of the Gait Analysis, the Gait Variable Scores (GVS) and Gait Profile Score (GPS). We define the sagittal gait patterns using a quantitative classification, based on the PlantarFlexorKneeExtension (PFKE) couple index. Moreover, we introduce the UnControlled Manifold (UCM) analysis to quantify joint kinematics synergy. As a first result we can see that surgical procedure reached in a part of children (52%) an improvement of GPS and in the remaining part (48%) the score did not have any significant variation. The equinus gait was successfully corrected in the majority of children but we collected, for some of them, a worsening of Knee-GVS. After PFKE classification the experimental group was split in two subgroups: True Equinus and Jump Gait. For both the groups, the Ankle-GVS improved. The equinus gait was successfully corrected but we can see a high rate of overcorrection in True Equinus determined by: increase in K-GVS, increase in knee flexion angle at initial contact and decrease in the maximum generated power at push-off. The increase in knee flexion is not a good result because it is representative of Crouch gait. After surgery in Jump Gait subjects, the results of clinical examination demonstrated an improvement in most of clinical tests: decrease knee flexion angle at initial contact and improve of energy generated at push-off. The UCM analysis was performed to study the mechanisms of postural control and the variability of CoM movement in patients during before and after surgical treatment. The stabilization of the CoM was less than control group when the PC patients walked before surgery but improved only for the Jump Gait group after treatment. So, Jump Gait subjects reduce the variability combinations of lower limbs joint angles. The classification identified two classes and allowed to establish who and which characteristics belong to the patients who developed Crouch Gait. We propose that this approach could have clinical value to evaluate and prescribe rehabilitation in children with PC disease, offered different solutions depending on motor phenotype.

In letteratura le procedure di chirurgia ortopedica funzionale volte alla correzione di contratture muscolari a livello della caviglia, principale causa di equinismo nella Paralisi Celebrale Infantile (PCI), sono associate a risultati tra loro contrastanti. Nel periodo post-operatorio solo alcuni mostrano segni di recupero a livello cinematico e dinamico. Il presente studio si pone l’obiettivo di valutare l’efficacia del trattamento chirurgico attraverso un’analisi multiparametrica del cammino. La valutazione si è basata sull’analisi dei parametri di cinematica e dinamica, degli indici sintetici Gait Variable Score (GVS) e Gait Profile Score (GPS) e dell’indice di sinergia. La classificazione cinematica del cammino diplegico, per il riconoscimento del fenotipo motorio, viene eseguita attraverso l’implementazione dell’indice PlantarFlexorKneeExtension (PFKE) coupled index. Inoltre, è stata introdotta la teoria UnControlled Manifold (UCM), un nuovo strumento usato per valutare il cammino in termini di sinergie articolari e variabilità degli schemi motori adottati. La prima valutazione complessiva ha permesso di confermare che nel 52% dei bambini si assiste a una riduzione del GPS nel post intervento mentre nel restante 48% non si registra alcuna significativa variazione. Il piede equino è corretto con successo nella maggior parte dei bambini ma in alcuni casi non è registrato un corrispondente miglioramento per l’articolazione del ginocchio. Mediante l’algoritmo PFKE coupled index il Gruppo Sperimentale (GS) è stato diviso in due sottogruppi: True Equinus e Jump Gait. Nel post-intervento si registra per i due sottogruppi un incremento delle capacità dorsiflessorie. Nei soggetti della classe True Equinus è stata evidenziata un’elevata incidenza di overcorrezione caratterizzata da: aumento del K-GVS, aumento della flessione del ginocchio al contatto iniziale e riduzione del picco di potenza generata al push off. Nei soggetti appartenenti alla classe Jump Gait, invece, si registra un complessivo miglioramento: riduzione della flessione del ginocchio al contatto iniziale e incremento del picco di potenza generata al push off. L’analisi UCM ha permesso di approfondire i meccanismi di controllo posturale dei soggetti del GS durante il cammino prima e dopo l’intervento. La sinergia articolare è elevata per entrambe le categorie rispetto al gruppo di controllo nella fase pre mentre nel post intervento solo i Jump Gait mostrano una riduzione della variabilità delle combinazioni articolari assunte. La classificazione adottata permette, quindi, di stabilire quale fenotipo motorio ha una predisposizione nello sviluppare un’andatura di tipo Crouch nel post-intervento. Il percorso di lavoro intrapreso permette, di evidenziare l’esistenza di una relazione tra i diversi fenotipi motori e l’outcome dell’intervento. Le classificazioni, quindi, sono da considerare dei forti punti di partenza e delle valide linee guida durante l’iter decisionale terapeutico.