Gait analysis in situazioni funzionali complesse. Studio delle relazioni tra alterazioni dell'arto inferiore e del rachide propedeutico allo sviluppo di procedure di analisi ottimizzate

The purpose of this work was to carry out a preliminary study in subjects affected by the combined effects of several concerns regarding lower limbs and spine, in order to identify a methodological approach for gait analysis, which would allow to analyze the relationships between functional or structural alterations in the lower extremities and any existing pathological situation (acute or chronic) of the spine. The study of these relationships is particularly interesting from the clinical rehabilitation point of view, since the incidence of back pain is very high among adults and its etiology is often associated with lower limb alterations such as foot deformation, leg length discrepancy, varus/valgum knee, or different combinations of them. Sometimes such alterations are due to traumatic events like traffic or work accidents, surgery outcomes or faulty healing of bone fractures. The study of causative relationships between alterations and back pain, which may also be a result of scoliosis or other pre-existing spine alterations, has gained much interest also from a medical-legal point of view. The methodology used in this study was based on Gait Analysis, that is the utilization of instrumentation for obtaining kinematic, dynamic (and electromyographic) information about the movement phenomena. The particular conditions of the subjects analyzed, which were characterized by both structural and functional alterations, presented many particular interpretative difficulties. As a matter of fact, every subject, characterized by different medical history and pathological conditions, showed a locomotor pattern that could be hardly joined to any other's. This was the reason why, firstly, it was important to deal with a detailed and specific analysis of any pathological situation. In fact, as showed by our initial approach that laid out a hit of different locomotor patterns based on clinical data, the only analysis of averaged biomechanical variables hid relevant elements concerning the walking pattern characteristic of every single person. Instead, when properly analyzed, such analysis would show that actually each pattern variation observed was correlated with variations found in other variables. To reach the aim of the work, the trends of biomechanical variables representing joint angles, moments (and articular forces) were described, and were then analyzed in order to interpret single abnormalities by considering the specific structural and functional conditions of each subject, and from this research, to find possible etiological factors. This process, when extended to a large population of subject affected by different pathological alterations, should help identify analogies between walking patterns on a basis of causal relations instead of purely statistical approaches. In the conclusion of the work, further work regarding a possible methodological development of adequate instruments (algorithmic and instrumental) was discussed, which could be used for helping carrying out this type of analysis when performing medical-legal assessments.

Lo scopo del presente lavoro è di svolgere un’indagine preliminare su una popolazione di soggetti affetti da compromissioni funzionali degli arti inferiori e del rachide, per individuare sviluppi metodologici della Gait Analysis che permettano di analizzare correttamente e in modo automatico e quantitativo le relazioni tra alterazioni funzionali o strutturali dell’arto inferiore e situazioni patologiche acute o croniche del rachide. Lo studio di queste relazioni è interessante dal punto di vista clinico-riabilitativo, poiché l’incidenza del mal di schiena è elevata nella popolazione adulta ed è spesso associata a diverse alterazioni dell’arto inferiore e a combinazioni delle stesse. La metodologia scelta per questo studio è la Gait Analysis, ovvero l’utilizzo di strumentazioni integrate che forniscono informazioni di tipo cinematico, dinamico ed elettromiografico sul fenomeno del movimento. La situazione dei soggetti a cui ci si riferisce presenta particolari difficoltà interpretative. Infatti ogni soggetto, caratterizzato da una storia personale e da condizioni patologiche diverse da un altro, mostrerà, come conseguenza anche di atteggiamenti compensatori sviluppati nel tempo, un pattern locomotorio che difficilmente si potrà accomunare a quello di un altro soggetto giudicato simile in base ai dati anamnestici. Da qui la necessità di affrontare un’analisi individuale dei soggetti. Infatti, la creazione di gruppi e di archivi di valori medi delle curve rappresentanti le variabili biomeccaniche porta a nascondere gli elementi caratteristici del singolo soggetto. Descrivendo le modifiche degli andamenti delle curve relative ad angoli, momenti e potenze articolari, si cercherà di dare a ciascuna variazione un significato strutturale o funzionale specifico del soggetto e si formuleranno delle ipotesi eziologiche. Questo processo, esteso ad una popolazione più ampia, dovrebbe portare ad individuare similitudini non tra singole variabili ma in termini di relazioni causali. Infine, si dovrebbero individuare e mettere a punto degli strumenti di tipo algoritmico o strumentale che possano facilitare questo tipo di analisi ed essere utilizzati in sede clinica o di valutazione medico-legale.