Università degli studi di Napoli Parthenope. Scienze motorie per la prevenzione ed il benessere. Corso di Neurofisiologia del movimento

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1 Università degli studi di Napoli Parthenope Scienze motorie per la prevenzione ed il benessere Corso di Neurofisiologia del movimento IL CICLO DEL PASSO Dott.ssa Liparoti Marianna; Dott.ssa Minino Roberta; 04/05/2018

2 Alcune definizioni Locomozione (locomotion): azione che permette di muoversi da un luogo all altro. Terrestre, acquatica, aerea naturale o tramite un mezzo. A B

3 Camminare Cammino (walking): principale forma di locomozione terrestre. Gait: andatura, passo, portamento. Modalità di svolgimento della «legged locomotion» (cammino, corsa, marcia, trotto, galoppo )

4 Valutazione del gait cycle SCHEMA DI CONTATTO RECIPROCO AL SUOLO CARETTERISTICHE SPAZIALI E TEMPORALI INDENTIFICAZIONE DEGLI EVENTI

5 Il ciclo del passo viene definito come l'insieme dei movimenti compresi tra due successivi istanti di contatto con il terreno dello stesso piede. Gait Cycle

6 PASSO E SEMIPASSO PASSO (stride): (o Gait Cycle) Rappresenta l equivalente del gait cycle. È basato sulle azioni di un singolo arto. La sua durata è rappresentata dall intervallo tra due successivi initial contact (HS) dello stesso arto. SEMIPASSO (step): Si riferisce ai due arti. Ogni passo, o gait cycle, comprende 2 semipassi. Rappresenta l intervallo compreso tra il contatto iniziale di un piede e del successivo. (HSdx HSsx) NB: nel cammino patologico è frequente che i 2 semipassi non siano simmetrici, quindi il termine più corretto da usare è passo anteriore dx o sx.

7 Caratteristiche del tempo e dello spazio PERIODI 1 periodo APPOGGIO (stance) Periodo durante il quale il piede è in contatto con il terreno HEEL STRIKE 2 periodo OSCILLAZIONE (swing) Periodo in cui il piede si trova sollevato per consentire l avanzamento dell arto TOE OFF

8 APPOGGIO STANCE (62%) OSCILLAZIONE SWING (38%) Velocità media 80 m/min, i periodi di appoggio ed oscillazione rappresentano rispettivamente il 62% ed il 38% del gait cycle. La durata di entrambe le fasi è inversamente correlata alla velocità del cammino, cioè diminuiscono all aumentare della velocità ed aumentano al diminuire di quest ultima. In assenza della fase di double support si configura il modello di locomozione della corsa

9 La fase di appoggio è costituita da tre momenti: 1. Doppio appoggio iniziale -Initial double support 2. Appoggio monopodalico Single support 3. Doppio appoggio finale Terminal double support PERIODI DI CONTATTO AL SUOLO APPOGGIO 60% - Doppio appoggio iniziale 10% - Appoggio singolo 40% - Doppio appoggio terminale 10% OSCILLAZIONE 40% La durata del single support su un arto equivale alla durata dell oscillazione dell arto controlaterale dal momento che avvengono nello stesso momento. La durata di questi intervalli varia in funzione della velocità di avanzamento della persona.

10 L intero ciclo del passo è scomposto in varie sottofunzioni di base. In ogni passo che compiamo, per garantire la corretta organizzazione di quest ultime, c è una continua variazione del rapporto tra il corpo, il piede di supporto durante l appoggio e l avanzamento dei singoli segmenti dell arto in oscillazione. Ciò determina una serie di schemi di movimenti realizzati dall anca, dal ginocchio e dalla tibiotarsica.

11 Fasi del Ciclo Un intero Ciclo del passo contiene 8 sottofasi. Ciascuna delle 8 fasi ha un preciso obiettivo funzionale ed è caratterizzata da uno schema di movimento sinergico per raggiungere tale obiettivo. La combinazione sequenziale delle fasi è inoltre in grado di far effettuare all arto 3 compiti di base: 1. ACCETTAZIONE DEL CARICO 2. APPOGGIO SINGOLO 3. AVANZAMENTO DELL ARTO

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13 COMPITO A: ACCETTAZIONE DEL CARICO E il compito caratterizzato dalle più elevate richieste funzionali: 1. Assorbimento dell impatto 2. Stabilità iniziale dell arto 3. Conservazione della progressione La difficoltà è rappresentata dal trasferimento immediato del peso del corpo su un arto che ha appena terminato l oscillazione e si presenta con un allineamento instabile. SONO COINVOLTE 2 FASI

14 COMPITO A FASE 1 CONTATTO INIZIALE L anca è flessa. Il ginocchio è esteso. La tibio-tarsica è in posizione neutrale. L arto controlaterale si trova nella fine della fase di doppia appoggio. 0-2% del ciclo del passo Fase in cui il piede viene a contatto con il suolo (HS). Le posizioni articolari presenti in questo momento determinano la modalità di risposta al carico dell arto. Obiettivo: L arto è posizionato in modo da iniziare l appoggio con il rotolamento del calcagno

15 COMPITO A FASE 1 CONTATTO INIZIALE 0-2% del ciclo del passo Contatto del tallone (HS) con anca flessa, ginocchio esteso e TT in posizione di neutralità. Vettore anteriore rispetto ad anca e ginocchio. Attività del quadricipite, ischiocrurali, pretibiali.

16 COMPITO A FASE 2 RISPOSTA AL CARICO Utilizzando il rotolamento del calcagno il ginocchio è flesso per assorbire l impatto. La flessione plantare della TT limita il rotolamento del calcagno mediante il contatto del piede al suolo. L arto cl si trova nella fase di preoscillazione 0-10% del ciclo del passo È il periodo iniziale del doppio appoggio. Conclude il singolo supporto. Inizia con il contatto iniziale al suolo e continua finche il piede controlaterale viene sollevato per l oscillazione Obiettivi: - assorbimento dell impatto - Stabilità sotto carico - Conservazione progressione della

17 COMPITO A FASE 2 RISPOSTA AL CARICO 0-10% del ciclo del passo Anca e ginocchio flessi, appoggio completo del piede. Vettore davanti all anca, dietro al ginocchio ed alla TT. Attività del grande gluteo e del quadricipite.

18 COMPITO B: APPOGGIO SINGOLO Il distacco del piede controlaterale per l oscillazione determina l inizio dell intervallo di appoggio singolo. Quest ultimo continua fino a quanto il piede in fase di swing non tocca il terreno. Un arto sostiene tutto il peso del corpo per permettere la progressione del corpo stesso. SONO COINVOLTE 2 FASI

19 COMPITO B FASE 3 APPOGGIO INTERMEDIO Un arto avanza oltre il piede in appoggio mediante la flessione dorsale della TT. Il ginocchio e l anca si estendono. L arto cl sta avanzando nella fase di oscillazione intermedia 10-30% del ciclo del passo Comprende la prima metà dell intervallo di appoggio singolo. Quest ultimo comincia quando il piede cl è sollevato e continua finchè il peso del corpo risulta allineato sull avampiede. Obiettivi: - Progressione sul piede in appoggio - Stabilità dell arto e del tronco

20 COMPITO B FASE 3 APPOGGIO INTERMEDIO 10-30% del ciclo del passo INIZIALE: Il corpo si trova sul mediopiede con l arto verticale, la TT in posizione neutra ed il piede in appoggio completo. Il vettore è molto vicino ai centri articolari. Attività del quadricipite e del soleo. FINALE: Il corpo si trova sull avanpiede, ma il tallone è ancora in contatto con il suolo. TT in flessione dorsale. Vettore anteriore al ginocchio ed alla TT. Attività dei muscoli flessori plantari (soleo, gastrocnemio)

21 COMPITO B FASE 4 APPOGGIO TERMINALE Il calcagno si solleva e l arto avanza per il rotolamento dell avampiede. Il ginocchio continua a estendersi per poi flettersi leggermente % del ciclo del passo L aumentata estensione dell anca pone l arto in una posizione di maggiore avanzamento. Conclude l appoggio singolo. L altro arto si trova nella sua posizione di oscillazione terminale. Inizia con il sollevamento del tallone e continua finchè il piede cl appoggia al suolo. Il peso del corpo viene trasferito all avampiede. Obiettivo: Progressione del corpo oltre il piede in appoggio

22 COMPITO B FASE 4 APPOGGIO TERMINALE 30-50% del ciclo del passo Distacco del calcagno con la Tibiotarsica in flessione dorsale, il ginocchio e l anca estesi. Vettore anteriore alla TT ed al ginocchio, posteriore all anca. Attività del soleo e gastrocnemio.

23 COMPITO C: AVANZAMENTO DELL ARTO PER IL CORRETTO POSIZIONAMENTO DELL ARTO CHE AVANZA SONO IMPORTANTI 3 DIFFERENTI MOVIMENTI: 1. SOLLEVAMENTO 2. AVANZAMENTO 3. PREPARAZIONE DEL SUCCESSIVO APPOGGIO SONO COINVOLTE 4 FASI

24 COMPITO C FASE 5 - PREOSCILLAZIONE Il contatto al suolo dell arto controlaterale ha iniziato la fase iniziale di doppio appoggio % del ciclo del passo L arto di riferimento risponde con un aumento della flessione plantare della Tibio-tarsica, un aumento della flessione del ginocchio ed una diminuzione dell estensione dell anca. L arto controlaterale si trova nella fase di risposta al carico. Fase finale dell appoggio, rappresenta il 2 periodo di doppio appoggio terminale del ciclo. Parte dal contatto iniziale dell arto cl al distacco delle dita ol. Chiamata anche fase di «riduzione del carico» o «trasferimento del carico». Obiettivo: Posizionamento dell arto per la preoscillazione

25 COMPITO C FASE 5 - PREOSCILLAZIONE 50-60% del ciclo del passo Metatarsofalengee in dorsiflessione, TT in flessione plantare, ginocchio flesso, anca in posizione neutra. Vettore a livello della metetarsofalangea, posteriore al ginocchio, di ampiezza ridotta. Attività debole dei muscoli del polpaccio. Nuova attività dell adduttore lungo e del retto del femore.

26 COMPITO C FASE 6 OSCILLAZIONE INIZIALE Il piede è sollevato e l arto avanza mediante la flessione dell anca e l accentuata flessione del ginocchio. La Tibio-tarsica risulta solo parzialmente dorsiflessa. L arto controlaterale si trova nella fase iniziale di appoggio intermedio % del ciclo del passo Rappresenta 1/3 del periodo di oscillazione. Inizia con il sollevamento del piede dal terreno e termina quando l arto oscillante è parallelo al piede di appoggio. Obiettivi: - Sollevamento del piede dal suolo - Avanzamento dell arto

27 COMPITO C FASE 6 OSCILLAZIONE INIZIALE 60-73% del ciclo del passo Anca e ginocchio flessi, ridotta flessione plantare della TT. Attività dell iliaco, capo breve del bicipite, muscoli pretibiali.

28 COMPITO C FASE 7 OSCILLAZIONE INTERMEDIA Un ulteriore flessione dell anca permette l avanzamento dell arto davanti alla linea di gravità. Al ginocchio è permesso flettersi in risposta alla gravità. La Tibio-tarsica continua la flessione dorsale fino alla posizione neutra. L arto controlaterale si trova nella fase terminale di appoggio intermedio 73-87% del ciclo del passo Inizia quando l arto oscillante è opposto all arto in carico. Termina quando l arto in oscillazione avanza e la tibia risulta verticale (le posizioni di flessione dell anca e del ginocchio sono equivalenti) Obiettivi: - Avanzamento dell arto - Sollevamento del piede dal suolo

29 COMPITO C FASE 7 OSCILLAZIONE INTERMEDIA 73-87% del ciclo del passo Aumentata flessione dell anca, ridotta flessione del ginocchio, tibia verticale e Tibiotarsica neutra. Attività continua dei flessori dell anca e dei flessori dorsali della Tibiotarsica.

30 COMPITO C FASE 8 OSCILLAZIONE TERMINALE L estensione del ginocchio completa l avanzamento dell arto % ciclo del passo L anca mantiene la sua iniziale flessione. La Tibio-tarsica rimane dorsiflessa fino alla posizione neutra. L arto controlaterale si trova nella fase di appoggio terminale. Inizia con la tibia in posizione verticale e termina quando il piede prende contatto con il terreno. L avanzamento dell arto è completo quando la gamba si trova davanti alla coscia. Obiettivi: - Completo avanzamento dell arto - Preparazione dell arto per l appoggio

31 COMPITO C FASE 8 OSCILLAZIONE TERMINALE % ciclo del passo Anca flessa, ginocchio esteso, Tibiotarsica neutra. Attività ischiocrurali, quadricipite e muscoli pretibiali.

32 Schema funzionale di base cammino in piano Nel gait cycle il corpo è diviso funzionalmente in 2 unità, l intensità della richiesta funzionale è nettamente diversa tra le 2 parti: L unità passeggero (UP) è fondamentalmente responsabile soltanto della sua integrità posturale. Importante il suo allineamento rispetto agli arti inferiori. UNITA PASSEGGERO= testa, collo, tronco, braccia HAT= head, arms, trunk (Elfman) Rappresenta il 70% del peso del corpo Nel normal gait collo e tronco hanno il compito di mantenere neurale l allineamento vertebrale. L oscillazione degli arti superiori comporta elementi passivi ed attivi ma è stato dimostrato che l immobilizzazione delle braccia non comporta cambiamenti nella richiesta funzionale.???? Il centro di gravità è collocato appena anteriormente rispetto a T10.

33 UNITA LOCOMOTRICE (UL) = arti inferiori, pelvi - 11 articolazioni: Lombosacrale Anca Ginocchio Tibiotarsica Sottoastragalica Metatarsofalangee Come unità multi-segmentale, ciascun arto assume alternativamente la responsabilità di sorreggere l unità passeggero consentendone l avanzamento. Dopo essere stato scaricato dal peso del corpo l arto oscilla rapidamente in avanti e si prepara a fornure un nuovo supporto. La pelvi costituisce un collegamento mobile non solo tra i due arti inferiori ma anche tra le due unità.

34 Funzioni della locomozione PROPULSIONE: Viene generata una forza propulsiva STABILITA DI APPOGGIO È mantenuta la stabilità verticale, nonostante una postura continuamente variabile ASSORBIMENTO DELL IMPATTO Viene minimizzato l impatto con il terreno all inizio di ogni passo CONSERVAZIONE DELL ENERGIA Per ridurre l entità dello sforzo muscolare Lo svolgimento di ciascuna di queste funzioni dipende da uno schema distinto di movimento. Ognuna rappresenta una serie complessa di interazioni tra la massa corporea ed i vari segmenti dei due arti inferiori che durante il gait si integrano realizzando un unico schema tridimensionale

35 STABILITÀ NELLA POSIZIONE ERETTA È determinata dall equilibrio funzionale tra allineamento del corpo e attività muscolare a livello di ogni articolazione. Nel corpo umano 3 fattori anatomici compromettono la stabilità nella stazione eretta: 1. Relazione tra peso UP e UL 2. Natura multisegmentale degli arti di supporto 3. Tessuti molli attorno alle articolazioni degli arti inferiori

36 STABILITÀ NELLA POSIZIONE ERETTA Vettore del corpo: L allineamento medio istantaneo del peso del corpo è la risultante delle forze di reazione al suolo (Ground Reaction Forces, GRF). Dal momento che l HAT tende a determinare l allineamento del vettore a causa della maggiore massa (70%), è consuetudine collocare il 100% del peso corporeo a livello del CG dell HAT.

37 Le articolazioni tibiotarsica e sottoastragalica hanno entrambe una escursione significativa di movimento già dalla posizione neutra, in entrambe le direzioni. La TT non si trova al centro del piede ma più vicina al calcagno La stabilità passiva all anca ed al ginocchio è ottenuta attraverso l iperestensione. Le forze di stabilizzazione sono la tensione legamentosa da un lato dell articolazione ed il vettore dal lato opposto. La Tibio-tarsica è priva di stabilità passiva