Introduzione. P.-A. Willems, B. Schepens, C. Detrembleur. 1 Volume 19 > n 2 > giugno 2012

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1 I 6-7-B-75 Deambulazione normale P.-A. Willems, B. Schepens, C. Detrembleur Numerose patologie perturbano la funzione locomotoria, inducendo una riduzione delle capacità funzionali e, perciò, della qualità di vita del paziente. Restituire la mobilità è allora l obiettivo del processo di rieducazione locomotoria e/o neurologica. Per definire il suo trattamento, è necessario che il fisioterapista abbia una conoscenza approfondita della deambulazione normale. Negli ultimi decenni, lo sviluppo di nuove tecnologie ha permesso un analisi più sottile del movimento della deambulazione e dei meccanismi che le sono associati. La presente esposizione vuole essere una sintesi delle conoscenze attuali nel campo dello studio della deambulazione normale. Noi affrontiamo lo studio cinematico dei movimenti dei segmenti corporei alle diverse velocità di deambulazione, lo studio dinamico delle forze di reazione del terreno e lo studio cinesiologico dei principali muscoli dell arto inferiore. Vedremo in seguito in che modo il meccanismo della deambulazione permette di ridurre il lavoro muscolare realizzato e perciò il costo energetico della locomozione. Infine, termineremo questa esposizione discutendo delle modificazioni del meccanismo della deambulazione nel corso della crescita. 1 Elsevier Masson SAS. Tutti i diritti riservati. Parole chiave: Locomozione; Deambulazione; Energetica; Meccanica; Cinematica; Elettromiografia Struttura dell articolo Introduzione Introduzione 1 Ciclo di deambulazione Influenza della velocità di deambulazione Cinematica della deambulazione 3 Spostamenti angolari dei segmenti dell arto inferiore 5 Spostamento angolare del cingolo scapolare 8 Cinetica della deambulazione 8 Funzione muscolare durante la deambulazione 1 Attività muscolare a velocità intermedia 13 Attività muscolare durante le varie fasi del ciclo 15 Influenza della velocità di deambulazione sul pattern temporale 16 Meccanismo della deambulazione 17 Definizione del lavoro esterno e del lavoro interno 17 Come il meccanismo della deambulazione permette di ridurre il lavoro meccanico totale realizzato dai muscoli 18 Dispendio energetico nel corso della deambulazione 1 Lavoro meccanico totale durante la deambulazione 3 Lavoro esterno 3 Lavoro interno 4 Lavoro totale 4 Rendimento della deambulazione 4 Meccanismo della deambulazione nel corso dell accrescimento 5 Dispendio energetico durante l accrescimento 5 Meccanismo pendolare nel corso dell accrescimento 6 Lavoro meccanico totale durante l accrescimento 6 Rendimento muscolare durante l accrescimento 8 Similitudini dinamiche durante l accrescimento 9 Conclusioni 3 La deambulazione è il modo di locomozione più utilizzato dall uomo per spostarsi. La riduzione della mobilità in seguito a una patologia induce spesso una riduzione delle capacità funzionali e perciò una restrizione della partecipazione alla vita sociale. Questo è il motivo per cui la rieducazione della deambulazione è oggetto di un attenzione del tutto particolare da parte del fisioterapista. La valutazione clinica della deambulazione e delle sue zoppie basata sul solo esame visivo è limitata. In effetti, la deambulazione è un attività troppo complessa e troppo rapida per poter essere analizzata in dettaglio senza l assistenza di mezzi sofisticati. È per questo che, con lo sviluppo delle nuove tecnologie, numerose tecniche di analisi della deambulazione sono state introdotte in ambito clinico (Fig. 1) nel corso degli ultimi decenni, sia per comprendere l impatto di alcune patologie sulla funzione locomotoria che per valutare l effetto della rieducazione sulla qualità della deambulazione. Nei nostri laboratori di analisi della locomozione normale e patologica, abbiamo studiano da oltre anni la biomeccanica della deambulazione. Noi tentiamo di comprendere come dei fattori estrinseci (natura del terreno, pendenza, carico trasportato, ecc.) o intrinseci (morfologia, crescita, patologia, ecc.) modifichino il meccanismo della deambulazione. Nella presente esposizione, analizziamo in modo approfondito questo modo di locomozione che i fisioterapisti sono spesso portati a rieducare. La maggior parte dei dati che presentiamo proviene dai nostri laboratori. Dopo aver trattato le fasi del ciclo di deambulazione, studieremo i movimenti dei segmenti corporei, le forze esercitate dal terreno sotto il piede e il pattern temporale dell elettromiografia (EMG) dei principali muscoli dell arto inferiore. Analizzeremo quindi il meccanismo della deambulazione e vedremo come questo meccanismo permetta di ridurre il lavoro muscolare. Infine, valuteremo il consumo di energia 1 Volume 19 > n > giugno 1

2 I 6-7-B-75 Deambulazione normale Figura 1. Le nuove tecnologie hanno permesso lo sviluppo di laboratori di analisi biomeccanica della deambulazione. Queste analisi si basano sulla registrazione delle forze di reazione al suolo, dei movimenti segmentari, dell attività elettrica dei muscoli, del dispendio energetico, ecc. (immagine C. Detrembleur). metabolica nel corso della deambulazione e il lavoro muscolare realizzato, come anche la resa di questa attività. Per terminare tale esposizione, studieremo le alterazioni del meccanismo della deambulazione durante la crescita e l effetto dell età del bambino sulla spesa energetica e sul lavoro muscolare realizzato. Dato che la velocità di progressione altera le caratteristiche della deambulazione, è importante che il fisioterapista possa distinguere le alterazioni della cinematica della deambulazione legate a una modificazione della velocità di progressione da quelle legate alla patologia. Questo è il motivo per cui è presentata l influenza della velocità di deambulazione su ciascuno dei parametri analizzati. Ciclo di deambulazione La deambulazione è un attività ciclica durante la quale il movimento dei segmenti corporei si riproduce con periodicità regolare. Il periodo fondamentale è il «ciclo di deambulazione». Generalmente, il ciclo è normalizzato in funzione della sua durata (Fig. ): per convenzione, % e 1% corrispondono al contatto del tallone destro al suolo. Il ciclo comprende due passi compresi tra il contatto di un tallone e il contatto del tallone controlaterale. Dato che la deambulazione normale è simmetrica, il 5% corrisponde al contatto del tallone sinistro. Salvo indicazione contraria, in tutto il testo, il ciclo è diviso secondo questa convenzione e studieremo i movimenti dei segmenti corporei e l attività dei muscoli del lato destro del corpo. I movimenti dei segmenti sinistri e l attività dei muscoli della parte sinistra del corpo sono identici a quelli del lato destro, ma sfasati della durata di un passo (5%). Nella deambulazione normale, il soggetto resta in contatto con il terreno. Di conseguenza, il ciclo comprende due fasi in cui i due piedi sono al suolo e due fasi dove un solo piede è al suolo (Fig. ). Le fasi di doppio appoggio iniziano con il contatto di un tallone e terminano al momento del distacco delle dita del piede controlaterale. Le fasi di appoggio singolo iniziano al distacco delle dita di un piede e terminano al contatto del tallone dello stesso piede. Secondo la convenzione, il ciclo inizia con la fase di doppio appoggio compresa tra il contatto del tallone destro e il distacco delle dita del piede sinistro. Durante questa fase, il peso del corpo è trasferito dall arto inferiore sinistro verso l arto inferiore destro. A velocità intermedie ( 4 km h 1 ), questa fase si estende dallo % al 15% del ciclo. Essa è seguita da una fase di appoggio singolo sull arto inferiore destro, compresa tra il 15% e il 5% del ciclo, dal distacco delle dita del piede sinistro e dal contatto del tallone sinistro. Durante questa fase, l arto inferiore sinistro oscilla in avanti. In seguito, nel 5%-65% del ciclo, il peso è trasferito da destra verso sinistra durante la seconda fase di doppio appoggio, compresa tra il contatto del tallone sinistro e il distacco delle dita del piede destro. Il ciclo termina con una fase di appoggio singolo sull arto inferiore sinistro, nel 65%-1% del ciclo. Durante questa fase, compresa tra il distacco delle dita del piede destro e il contatto del tallone destro, l arto inferiore destro oscilla in avanti. Un arto inferiore è quindi in appoggio per circa due terzi del tempo e oscilla per circa un terzo del tempo (Fig. ). Per il piede destro, la fase di appoggio si estende nello %-65% del ciclo (cioè dal contatto del tallone destro al distacco delle dita destre) e la fase oscillatoria nel 65%-1%. Per il piede sinistro, la fase di appoggio si estende nel 5%-15% del ciclo e la fase oscillatoria nel 15%-5%. Durante l analisi della deambulazione patologica, è spesso necessario utilizzare una suddivisione più dettagliata del ciclo (Fig. ). Questa suddivisione è stata proposta da Perry (199) [1]. I tempi di inizio e di fine di ogni fase presentata (cfr. infra) corrispondono alla deambulazione a velocità intermedia, cioè 4 km h 1. Il primo passo è diviso in quattro fasi (Fig. 3). Il doppio appoggio (-15% del ciclo) è diviso in due parti. Il contatto iniziale (-% del ciclo) corrisponde al contatto del tallone al suolo. Durante la messa in carico (-15% del ciclo), il piede destro si appoggia piatto sul terreno e il peso del corpo è trasferito dalla gamba sinistra verso la gamba destra. Questa fase termina con il distacco delle dita del piede sinistro. Il centro dell appoggio (dal 15% al 4% del ciclo) è la prima parte della fase di appoggio singolo destro. Il peso del corpo passa al di sopra del piede destro. Questa fase termina al momento in cui la gamba sinistra è verticale. La fine dell appoggio si estende dal 4% al 5% del ciclo. Durante questa fase, il tallone destro si alza, il ginocchio sinistro termina la sua estensione e il piede sinistro si appresta a toccare il terreno. Il secondo passo è diviso in quattro fasi (Fig. 4): la fase preoscillatoria che coincide con il secondo doppio appoggio (dal 5% al 65% del ciclo) e tre fasi che suddividono la fase oscillatoria. L inizio dell oscillazione (dal 65% al 75% del ciclo) è la prima parte della fase oscillatoria. Durante questa fase, il tronco «sale» sulla gamba sinistra. Il ginocchio destro si flette perché il piede non tocchi il terreno al momento dell oscillazione. La fase termina quando il peso del corpo è all appiombo del piede sinistro, cioè quando l arto inferiore portante è verticale. Il centro dell oscillazione (dal 75% al 9% del ciclo) è la seconda parte della fase oscillatoria. Durante questa fase, il peso del corpo passa davanti al piede sinistro e il ginocchio destro si estende. La fase termina quando la gamba destra è verticale. La fine dell oscillazione (dal 9% al 1% del ciclo) è l ultima parte della fase oscillatoria. Durante questa fase, il ginocchio destro termina la sua estensione e il piede si posiziona per il contatto del tallone seguente. Questa fase termina quando il tallone destro tocca il terreno. Influenza della velocità di deambulazione La velocità di deambulazione è il prodotto della lunghezza del ciclo (o del passo) per la frequenza del ciclo (o del passo). Per modificare la sua velocità, un individuo può o allungare il passo o aumentare la frequenza dei movimenti o fare entrambe le cose. Alle basse velocità di deambulazione, il soggetto realizza dei piccoli passi a bassa frequenza (Fig. 5). A,5 m s 1 (1,8 km h 1 ), la lunghezza del ciclo è di 1 m (Fig. 5A) e la frequenza è di circa un ciclo ogni secondi (Fig. 5B). Il soggetto aumenta la sua velocità aumentando simultaneamente la lunghezza e la frequenza del ciclo. A partire da m s 1 circa, la lunghezza del ciclo si stabilizza a m, probabilmente per ragioni anatomiche (Fig. 5A). A questa velocità, la frequenza è dell ordine di un ciclo per secondo. Oltre i

3 Deambulazione normale I 6-7-B-75 Figura. Divisione del ciclo di deambulazione (secondo De Vinck). Messa in carico Centro dell appoggio Fine appoggio Preoscillazione Inizio oscillazione Centro dell oscillazione Fine oscillazione Doppio appoggio Appoggio singolo destro Doppio appoggio Appoggio singolo sinistro Oscillazione destra Appoggio destro Passo destro Passo sinistro Tempo (% del ciclo) % % 15% A 15% 4% 5% B Figura 3. Divisione del primo passo del ciclo (secondo De Vinck). A. Primo doppio appoggio. B. Fase di appoggio singolo. m s 1, la velocità di deambulazione aumenta essenzialmente per un incremento della frequenza del ciclo (Fig. 5B). A bassa velocità, ogni fase di doppio appoggio rappresenta circa il % della durata del ciclo (Fig. 6B). Quando la velocità di progressione aumenta, il tempo necessario per trasferire il peso del corpo da un arto all altro si riduce, sia in valore assoluto (Fig. 6A) che in valore relativo (Fig. 6B). Alle velocità più elevate, ogni fase di doppio appoggio rappresenta meno del 1% della durata del ciclo. Cinematica della deambulazione In biomeccanica, la cinematica descrive i movimenti dei segmenti corporei, senza tenere conto delle forze che generano questi movimenti. Il movimento di un segmento può essere descritto a partire: dal movimento di traslazione del suo COM; 3

4 I 6-7-B-75 Deambulazione normale 5% 65% A 65% 75% 9% 1% B Figura 4. Divisione del secondo passo del ciclo (secondo De Vinck). A. Secondo doppio appoggio. B. Fase oscillatoria. Lunghezza del ciclo (m) 1,5 1 Durata del ciclo (s) 1,5 1,5,5 1 3 Velocità di deambulazione (m s 1 ) A 1 3 Velocità di deambulazione (m s 1 ) A Fréquence (cycle s 1 ) 1,5 1,5 1 3 Velocità di deambulazione (m s 1 ) Figura 5. Relazione tra la lunghezza del ciclo (A), la frequenza del ciclo (B) e la velocità di deambulazione. I punti corrispondono alle medie e le barre verticali alle deviazioni standard, ottenute in ogni classe di velocità da,18 m s 1 (,5 km h 1 ) (grafico realizzato a partire dai dati di Schepens et al., 4 [] ). dal movimento di rotazione del segmento intorno al suo COM (Fig. 7). Per studiare il movimento dei segmenti corporei durante la deambulazione, il referenziale è fissato nel laboratorio (Fig. 8). I software di analisi clinica della deambulazione utilizzano generalmente la seguente convenzione: il primo asse è orientato orizzontalmente nella direzione della progressione (asse f o asse anteroposteriore), il secondo asse è verticale (asse v o asse verticale) e il terzo asse è orizzontale e perpendicolare all asse di progressione (asse l o asse laterale). Ogni coppia di assi definisce un piano: il piano f-v è chiamato piano sagittale, il piano l-v è il piano frontale (chiamato anche piano coronale) e il piano f-l è il piano trasverso. Il corpo è diviso in segmenti rigidi e indeformabili articolati tra di loro. In questa esposizione, noi utilizziamo il modello [3] illustrato nella Figura 9. Questo modello è costituito da due piedi, Frequenza (ciclo min 1 ) B Durata relativa del ciclo (%) Appoggio singolo Doppio appoggio 1 3 Velocità di deambulazione (m s 1 ) B Figura 6. Relazione tra la durata del ciclo e la velocità di deambulazione. A. Le durate sono espresse in secondi. La zona colorata in basso corrisponde alla prima fase di doppio appoggio e la superficie bianca più bassa rappresenta la fase di appoggio singolo sull arto inferiore destro. Quindi la seconda zona colorata corrisponde alla fase preoscillatoria. Infine, la superficie bianca in alto rappresenta la fase di appoggio singolo sull arto inferiore sinistro. B. Le durate sono espresse in percentuale del periodo del ciclo (curve di tendenza realizzate a partire dai dati di Schepens et al., 4 [] ). Movimento = traslazione + rotazione = + Figura 7. Scomposizione di un movimento qualsiasi di un segmento in un movimento di traslazione e in un movimento di rotazione. 4

5 Deambulazione normale I 6-7-B-75 l v Figura 8. I movimenti dei segmenti corporei durante la deambulazione sono proiettati sui tre piani dello spazio. Y y5 y7 z7 y z5 y1 z x5 Z x7 Figura 9. Modello di Davis (1991) [3] usato per studiare la cinematica dei segmenti corporei durante la deambulazione (secondo De Vinck). due gambe, due cosce e un segmento superiore. Quest ultimo segmento comprende il tronco, la testa e gli arti superiori ed è considerato rigido e indeformabile. I movimenti del bacino rispecchiano quelli della porzione superiore del corpo. In effetti, i movimenti del tronco, della testa e degli arti superiori svolgono un ruolo minore nella deambulazione normale. Inoltre, nella deambulazione patologica, la loro alterazione è il più delle volte la conseguenza di un problema a livello degli arti inferiori, piuttosto che la causa. I tracciati che presentiamo sono stati ottenuti nel laboratorio di analisi della deambulazione patologica di Detrembleur. I movimenti dei segmenti corporei sono stati registrati con l ausilio di sei cineprese a infrarossi a una frequenza di 1 immagini s 1. I segmenti sono delimitati da indicatori posizionati sui reperi anatomici [3]. Queste registrazioni sono state realizzate in sei soggetti sani che camminavano su un tappeto rotante a tre velocità: lenta ( km h 1,56 m s 1 ), intermedia (4 km h 1 1,11 m s 1 ) e rapida (6 km h 1 1,67 m s 1 ). Per ogni variabile, presentiamo due grafici. Il primo ha l obiettivo di valutare la dispersione dei risultati a velocità intermedia: esso presenta l evoluzione temporale della media ± una deviazione standard a 4 km h 1. Il secondo presenta x y4 X y3 z1 z3 z4 y6 l x1 x4 z6 x3 x6 f l evoluzione temporale delle medie alle tre velocità studiate. Sui grafici dell evoluzione temporale di un angolo durante un ciclo di deambulazione, lo zero corrisponde alla posizione anatomica. In un primo tempo, descriveremo gli spostamenti angolari del bacino nei piani trasverso, frontale e sagittale. Studieremo quindi gli spostamenti angolari delle articolazioni dell arto inferiore. Per l anca, descriveremo i movimenti di flesso-estensione, di abduzione-adduzione e di rotazione mediale e laterale. Per il ginocchio e la caviglia, descriveremo soltanto i movimenti di flesso-estensione. In effetti, i movimenti di abduzioneadduzione e di rotazione del ginocchio come anche i movimenti di abduzione-adduzione, di rotazione mediale e laterale, di pronazione-supinazione e di inversione-eversione della caviglia presentano grandi variazioni intra- e interindividuali, che sono dello stesso ordine di grandezza della precisione della misura. Presenteremo anche l angolo formato dal piede con l asse di progressione nel corso di un ciclo di deambulazione. Benché nel modello di Davis la parte superiore del corpo (tronco + capo + arti superiori) sia considerata come un corpo rigido e indeformabile, termineremo questo capitolo descrivendo i movimenti angolari del cingolo scapolare sul piano trasverso e confrontandoli con i movimenti della cintura pelvica. Nei grafici, i movimenti di flessione, di adduzione e di rotazione mediale sono presentati con segno positivo e quelli di estensione, abduzione e rotazione laterale con segno negativo. Per le rotazioni del bacino e della cintura pelvica, un movimento antiorario è considerato positivo e un movimento orario negativo. Per maggiore chiarezza, uno schema a fianco di ogni grafico illustra il senso di ogni movimento. Spostamenti angolari dei segmenti dell arto inferiore Spostamento angolare del bacino nel piano trasverso La Figura 1 presenta lo spostamento angolare del bacino nel piano trasverso. A velocità intermedia, al momento del contatto iniziale, l anca destra è in avanti e il bacino presenta una rotazione nel piano trasverso di 3 rispetto all asse l (Fig. 1A). Il bacino resta più o meno in questa posizione per tutta la fase di doppio appoggio. Durante la fase di appoggio singolo, il bacino ruota intorno all anca destra. L anca sinistra oltrepassa l anca destra verso il 4% del ciclo. La rotazione è massima durante la fase preoscillatoria e il bacino presenta allora una rotazione nel piano trasverso di -3 circa. Durante la seconda fase di appoggio singolo, il bacino ruota intorno all anca sinistra. La Figura 1B presenta l effetto della velocità sul movimento di rotazione sul piano trasverso. A bassa velocità, il bacino è più o meno perpendicolare all asse di progressione al momento del contatto del tallone. Durante la fase di doppio appoggio, l anca destra passa davanti all anca sinistra. Alla fine del doppio appoggio ( %), la rotazione è massima ( 3 ). Quindi il movimento si inverte all inizio della fase di appoggio singolo, cioè il bacino ruota intorno all anca destra per tornare in posizione neutra al 5%. Durante il secondo passo, il bacino esegue un movimento simile a quello del primo passo, ma orientato nell altro senso. Quando la velocità aumenta, l ampiezza massima di rotazione aumenta e compare prima nel ciclo. A 6 km h 1, l ampiezza raggiunge un massimo di 7 poco dopo il contatto del tallone. A questa velocità, il bacino ruota intorno all anca destra per il primo passo e intorno all anca sinistra per il secondo passo. Spostamento angolare del bacino nel piano frontale La Figura 11 presenta lo spostamento angolare del bacino nel piano frontale. Al momento del contatto del tallone, il bacino è più o meno orizzontale. Al centro dell appoggio, il bacino bascula dal lato dell arto oscillante. Esso raggiunge un inclinazione massima di - circa verso il % del ciclo. Il bacino ritorna in seguito 5

6 I 6-7-B-75 Deambulazione normale Spostamento angolare del bacino ( ) Anca destra in avanti Ciclo di deambulazione (%) A Spostamento angolare del bacino ( ) Anca destra in avanti km h -1 4 km h -1 6 km h Ciclo di deambulazione (%) B Figura 1. Movimenti del bacino nel piano trasverso nel corso di un ciclo di deambulazione (A-C). L angolo di corrisponde alla posizione anatomica. Valori medi ± una deviazione standard, ottenuti in questi sei soggetti sani di anni che camminano a 4 km h 1 (A). Valori medi ottenuti in questi soggetti a tre differenti velocità (B). Le linee verticali tratteggiate indicano la fine della fase di appoggio alle diverse velocità. - + θ C più o meno all orizzontale verso il 3-35% del ciclo. Verso il 5% del ciclo, il bacino oscilla di nell altro senso e ritorna all orizzontale verso l 8-85% del ciclo. Notiamo che le grandi variazioni interindividuali di questo angolo durante la deambulazione provocano delle deviazioni standard importanti. A bassa velocità ( km h 1 ), l angolo massimo di oscillazione del bacino è dell ordine di 1. Ad alta velocità (6 km h 1 ), l angolo massimo di oscillazione del bacino aumenta fino a 6. A tutte le velocità, questo angolo massimo è raggiunto circa il % dopo il contatto del tallone. Spostamento angolare del bacino nel piano sagittale Durante la deambulazione, il bacino presenta un angolo di antiversione medio compreso tra -3 e -15, a seconda dei soggetti (Fig. 1). Questo angolo varia poco durante il ciclo: esso è leggermente più piccolo per le fasi di appoggio singolo. Le importanti deviazioni standard evidenziano le grandi variazioni interindividuali di questo angolo nel corso della deambulazione. Notiamo anche che la velocità di progressione modifica poco l angolo di antiversione del bacino. Spostamento angolare dell anca nel piano sagittale La Figura 13 presenta i movimenti dell anca nel piano sagittale. Durante la maggior parte del ciclo di deambulazione, l anca è in flessione. La flessione massima ( 3 ) è raggiunta all inizio e alla fine del ciclo. Un po prima del 5% del ciclo, l anca passa in estensione. Il massimo di estensione è in media di una decina di gradi. La velocità di progressione modifica poco l angolo di massima flessione e il momento della sua comparsa. Viceversa, l angolo di massima estensione è modificato con la velocità. In media, esso è dell ordine di 5 a km h 1 e aumenta fino a a 6 km h 1. Ad ogni velocità, questo angolo massimo è raggiunto durante la fase di doppio appoggio, circa il 1% prima dell inizio della fase oscillatoria. Spostamento angolare dell anca nel piano frontale Il movimento di oscillazione del bacino nel piano frontale (Fig. 11) è possibile grazie alla presenza di un movimento di abduzione e di adduzione delle anche (Fig. 14). A velocità intermedia (4 km h 1 ), al momento del contatto del tallone, l anca è in posizione neutra. Dallo % al % del ciclo, questa articolazione esegue un adduzione legata al basculamento del bacino dal lato dell anca oscillante, seguita da un movimento di abduzione per tornare in posizione neutra al 6% del ciclo. Successivamente, durante la fase oscillatoria, il bacino si abbassa dal lato dell anca destra. L anca è allora in abduzione per mantenere la coscia in un piano sagittale. Al 7% del ciclo, l anca raggiunge un abduzione massima di 5-1. In seguito, il bacino esegue un movimento di adduzione per tornare alla posizione neutra al momento del contatto del tallone destro (1%). L angolo massimo di adduzione aumenta con la velocità di progressione: esso passa da 3,5 a km h 1 a 1 a 6 km h 1. A tutte le velocità, l angolo massimo di adduzione è raggiunto all inizio della fase oscillatoria. L angolo massimo di abduzione cambia poco con la velocità ed è raggiunto al % del ciclo, qualunque sia la velocità di progressione. Spostamento angolare dell anca intorno all asse longitudinale della coscia Lo spostamento angolare del bacino nel piano trasverso (Fig. 1) è possibile grazie alla presenza di un movimento di rotazione 6

7 Deambulazione normale I 6-7-B-75 Spostamento angolare del bacino ( ) Anca destra più bassa A Ciclo di deambulazione (%) Spostamento angolare del bacino ( ) Anca destra più bassa km h -1 4 km h -1 6 km h B Ciclo di deambulazione (%) Verso l'alto Anca destra Verso il basso θ Figura 11. Movimenti del bacino nel piano frontale durante un ciclo di deambulazione (A-C). C dell anca intorno all asse longitudinale della coscia. La Figura 15 presenta l angolo di rotazione mediale e laterale dell anca durante il ciclo di deambulazione a velocità intermedia (4 km h 1 ). Al momento del contatto iniziale, l orientamento tra il bacino (lato destro del bacino in avanti) e la coscia (coscia in flessione) provoca una rotazione laterale dell anca (Fig. 15). Quindi, durante tutto il primo passo, l anca esegue una rotazione mediale che raggiunge un massimo di 5 circa al momento del contatto del tallone sinistro (5%). Durante il secondo passo, l anca esegue una rotazione laterale che raggiunge un massimo di quasi 1 al momento del contatto iniziale seguente. Questi risultati presentano una dispersione relativamente importante. Durante tutto il ciclo, una deviazione standard è dell ordine di 1. Ciò significa, per esempio, che allo % del ciclo, mentre l 85% dei soggetti ha l anca in rotazione laterale, il 15% ha l anca in rotazione mediale. Questa dispersione è senza dubbio legata alla precisione della misura (difficoltà di misurare l angolo di rotazione dell anca) ma anche alle variazioni interindividuali. Notiamo che la velocità di deambulazione modifica poco il movimento di rotazione dell anca durante il ciclo di deambulazione. Spostamento angolare del ginocchio nel piano sagittale (Fig. 16) Lo shock generato dal contatto del tallone al suolo aumenta con la velocità di deambulazione. Per questo motivo, il movimento di flessione all inizio dell appoggio è tanto maggiore quanto più alta è la velocità di deambulazione: a km h 1, la flessione non supera i 5 ed è di 15 a 4 km h 1 e di a 6 km h 1. Durante la fase oscillatoria, il ginocchio presenta una flessione massima di 45 a bassa velocità. Questa flessione massima è dell ordine di 6 a velocità intermedia ed elevata. Notiamo che a tutte le velocità il massimo di flessione compare un poco prima del centro della fase oscillatoria. Spostamento angolare della caviglia nel piano sagittale Il movimento di flesso-estensione della caviglia nel corso di un ciclo di deambulazione è presentato nella Figura 17. Al momento del contatto del tallone al suolo, la caviglia esegue un movimento di estensione fino a che il piede non è a piatto sul terreno (1% del ciclo). Quindi, la caviglia esegue un movimento di flessione durante il quale il corpo passa al di sopra del piede in appoggio. Al termine dell appoggio, la caviglia inizia un movimento di estensione e il tallone lascia il terreno. Questo movimento raggiunge la sua massima ampiezza all inizio dell oscillazione (verso il 6%). Quindi, la caviglia inizia un movimento di flessione per rialzare il piede perché esso non urti il terreno durante l oscillazione dell arto inferiore. Al termine della fase oscillatoria, il piede è (più o meno) in posizione neutra e si prepara al successivo contatto del tallone. Spostamento angolare del piede rispetto all asse di progressione Durante un ciclo di deambulazione, il piede cambia il suo orientamento rispetto all asse di progressione. Il movimento del piede rispetto al terreno è presentato nella Figura 18. Quando la curva è negativa, il piede è orientato verso l esterno rispetto all asse di progressione (cioè le dita «guardano in fuori»). Al momento del contatto del tallone, il piede è orientato all esterno. Al momento dell appoggio del piede al suolo, il piede ruota verso l interno. Durante la fase di appoggio singolo, il piede è piatto sul terreno. Secondo i soggetti, esso forma allora un angolo da a -15 rispetto all asse di progressione. Al momento della spinta (fase preoscillatoria), il piede «ruota» verso l interno. Quindi, durante la fase oscillatoria, il piede si orienta nuovamente verso l esterno. A tutte le velocità, la rotazione mediale del piede è massima al 7

8 I 6-7-B-75 Deambulazione normale Spostamento angolare del bacino ( ) Retroversione Ciclo di deambulazione (%) A Spostamento angolare del bacino ( ) Retroversione km h -1 4 km h -1 6 km h B Ciclo di deambulazione (%) Antiversione Retroversione Figura 1. Movimenti del bacino nel piano sagittale (antiversione-retroversione) durante un ciclo di deambulazione (A-C). θ C termine della spinta (cioè al termine della fase di appoggio). Questo angolo di rotazione è tanto più grande quanto più la velocità è elevata. Spostamento angolare del cingolo scapolare Nella prima parte di questa esposizione, abbiamo assimilato la parte superiore del corpo a un segmento rigido e indeformabile. Tuttavia, se il tronco, il collo e la testa formassero un segmento rigido, la testa seguirebbe i movimenti del bacino nel piano trasverso, ruotando alternativamente verso sinistra e verso destra durante un ciclo di deambulazione. In realtà, la colonna vertebrale «assorbe» i movimenti di rotazione del bacino con un movimento opposto del cingolo scapolare (Fig. 19). Al contatto iniziale, la spalla sinistra è davanti alla spalla destra. Al centro della fase di appoggio singolo, l asse del cingolo scapolare è perpendicolare all asse di progressione. All inizio della fase preoscillatoria, la spalla destra è davanti alla spalla sinistra. Infine, al centro della fase oscillatoria, le spalle sono di nuovo allo stesso livello. A 4 km h 1, l ampiezza della rotazione dei cingoli rispetto all asse di progressione è di 5 circa in ogni senso. Questo movimento di rotazione del cingolo scapolare è in contrasto con il movimento del bacino (Fig. 19B). Notiamo che questi movimenti di rotazione dei cingoli nel piano trasverso sono accompagnati da un movimento di bilanciamento degli arti nel piano sagittale. Per questo motivo, i movimenti di bilanciamento degli arti inferiori e superiori sono in opposizione di fase, cioè l arto superiore si sposta in avanti quando l arto inferiore dello stesso lato si SPOSta all indietro (e viceversa). Cinetica della deambulazione In biomeccanica, la cinetica (o dinamica) studia le forze messe in gioco durante il movimento. Le interazioni tra il sistema corporeo e l ambiente esterno sono definite forze esterne. Le forze interne sono quelle dovute alle interazioni tra gli elementi che compongono il sistema corporeo. Le forze esterne che si esercitano sul corpo durante la deambulazione sono il peso del corpo che è applicato al centro di massa corporea (COM), la forza che il terreno esercita sotto il piede o i piedi e le forze di attrito dell aria. Nella deambulazione, queste forze di attrito sono trascurabili. Descriveremo (cfr. infra) l evoluzione temporale della forza che il terreno esercita sotto i piedi. Non affronteremo in questa esposizione la misurazione delle forze e dei tempi interni a livello delle articolazioni. La forza che il terreno esercita sotto il piede o i piedi è misurata con l ausilio di piattaforme di forza (Fig. ). Queste piattaforme sono composte da uno o più piatti montati a livello del suolo. Sotto questi piatti, dei trasduttori di forza misurano le componenti della forza che il terreno esercita sotto il piede. Rinviamo il lettore interessato alla concezione di piattaforme all articolo di Heglund (1981) [5]. Un tracciato tipo delle componenti anteroposteriore (F f ), verticale (F v ) e laterale (F l ) della forza che il terreno esercita sotto i piedi nel corso di un ciclo di deambulazione è presentato nella Figura 1. Analizziamo la forza sotto il piede destro (indice d). La componente anteroposteriore della forza sotto questo piede (F f,d ) varia tra -5% e +5% del peso corporeo. Durante la prima parte della fase di appoggio, F f,d è negativa, indicando che questa forza tende a decelerare il COM in avanti. La forza F f,d è nulla verso il 3% del ciclo al momento in cui il COM è sull appiombo del piede in appoggio. Durante la seconda parte della fase di appoggio, F f,d è positiva, indicando che questa forza tende ad accelerare il COM in avanti. Notiamo che durante le fasi di doppio appoggio il terreno esercita una spinta in avanti sul piede posteriore mentre esercita una spinta all indietro sul piede anteriore. Per questo motivo, la risultante F f tende ad accelerare il COM durante la prima parte del doppio appoggio e a decelerare durante la seconda parte. A velocità intermedia, la forza verticale sotto il piede destro (F v,d ) presenta un primo picco uguale al 11% del peso corporeo 8

9 Deambulazione normale I 6-7-B-75 Spostamento angolare dell anca ( ) Flessione Ciclo di deambulazione (%) A Spostamento angolare dell anca ( ) Estensione 4 km h -1 4 km h -1 6 km h B Ciclo di deambulazione (%) Figura 13. Movimenti di flesso-estensione dell anca nel piano sagittale durante un ciclo di deambulazione (A-C). Estensione Flessione θ C Spostamento angolare dell anca ( ) Adduzione Ciclo di deambulazione (%) A Spostamento angolare dell anca ( ) Adduzione 1 1 km h -1 4 km h -1 6 km h Ciclo di deambulazione (%) B Figura 14. Movimenti di abduzione-adduzione dell anca durante un ciclo di deambulazione (A-C). Adduzione Abduzione θ C 9

10 I 6-7-B-75 Deambulazione normale Spostamento angolare dell anca ( ) Mediale A Ciclo di deambulazione (%) Spostamento angolare dell anca ( ) Laterale 1 1 km h -1 4 km h -1 6 km h B Ciclo di deambulazione (%) Laterale Mediale Figura 15. Movimenti di rotazione dell anca (cioè movimenti di rotazione della coscia secondo il suo asse longitudinale rispetto al bacino) durante un ciclo di deambulazione (A-C). C Spostamento angolare del ginocchio ( ) Flessione 6 4 Spostamento angolare del ginocchio ( ) Flessione 6 4 km h -1 4 km h -1 6 km h Ciclo di deambulazione (%) A Ciclo di deambulazione (%) B Figura 16. Movimenti di flesso-estensione del ginocchio durante un ciclo di deambulazione (A-C). Flessione Estensione θ C 1

11 Deambulazione normale I 6-7-B-75 Spostamento angolare della caviglia ( ) Flessione Spostamento angolare della caviglia ( ) Estensione km h -1 4 km h -1 6 km h A Ciclo di deambulazione (%) B Ciclo di deambulazione (%) Figura 17. Movimenti di flessione ed estensione della caviglia nel corso di un ciclo di deambulazione (A-C). Flessione θ Estensione C Spostamento angolare del piede ( ) Piede verso l interno Ciclo di deambulazione (%) A Spostamento angolare del piede ( ) Piede verso l interno 1 3 km h -1 4 km h -1 6 km h Ciclo di deambulazione (%) B Figura 18. Movimenti di rotazione del piede rispetto all asse di progressione durante un ciclo di deambulazione (A-C). θ C 11

12 I 6-7-B-75 Deambulazione normale 1 1 Spostamento della spalla ( ) Lato destro in avanti 5 5 Spostamento della spalla ( ) Lato destro in avanti 5 5 Bassin Épaule A Ciclo di deambulazione (%) B Ciclo di deambulazione (%) Figura 19. Media e deviazione standard dei movimenti di rotazione del cingolo scapolare nel piano trasverso nel corso di un ciclo di deambulazione (A). Grafico che illustra l opposizione dei due cingoli (B). Tracciati ottenuti in sei ragazze di 15 anni che camminano a 4 km h 1 (A-C). + C 1 N -1 N 6 N N F f,front F V,front DC F f,back F V,back al termine della messa in carico dell arto inferiore. Verso il centro dell appoggio monopode, F v,d rappresenta solo l 8% del peso corporeo. In seguito, al termine dell appoggio, F v,d presenta un secondo massimo verso il 115% del peso corporeo. Al momento del contatto del tallone, la risultante F v presenta un brusco aumento, che raggiunge quasi il 14% del peso corporeo al centro della fase di doppio contatto. La componente laterale della forza sotto il piede destro (F l,d ) presenta un massimo del 1-15% del peso corporeo durante la messa in carico; questa forza del terreno è diretta verso l esterno, indicando che il piede spinge verso l interno. Durante la fase di appoggio singolo, F l è generalmente diretta verso l interno (come la curva verde durante il secondo appoggio singolo). Tuttavia, poiché F l è piccola (F l rappresenta meno del 5% del peso corporeo), essa può presentare delle variazioni da un passo all altro. F V,back F V,front F f,back F f,front Figura. Illustrazione di una piattaforma di forza -D. La piattaforma presentata ha una lunghezza totale di 6 m che comprende dieci piatti di 6 cm. Ognuno di questi piatti misura le componenti antero-posteriore e verticale della forza che il terreno esercita sul corpo. Nel caso presente, dal momento che i piedi sono posti su due piatti diversi, la forza esercitata dal terreno su ciascuno degli arti inferiori è valutata separatamente. L evoluzione temporale della forza di reazione al suolo durante un passo è presentata sullo sfondo della fotografia (estratto della pagina di copertina del Journal of experimental Biology [4] ). Funzione muscolare durante la deambulazione L attività muscolare durante un esercizio può essere descritta dall ampiezza e dal pattern temporale del segnale elettrico generato dai muscoli (EMG). L ampiezza dell EMG è un riflesso della forza messa in gioco dal muscolo, ma varia anche in funzione della posizione e del tipo di elettrodi, della morfologia del soggetto, della velocità e del tipo di contrazione e così via. Il lettore interessato alla relazione tra EMG e la forza muscolare può riferirsi al libro [6]. Nel quadro di un analisi clinica della deambulazione, i confronti 1

13 Deambulazione normale I 6-7-B-75 Forze di reazione al suolo (% peso corporeo) F v,d F f,d F I,d F f F v F I F f,g F v,g F I,g 5 Tempo del ciclo (%) ms 1 Figura 1. La curva nera rappresenta l evoluzione temporale della componente antero-posteriore (F f ), verticale (F v ) e laterale (F l ) della risultante delle forze che il terreno esercita sotto i piedi durante la marcia a ± 4,5 km h 1. Questa risultante è la somma della forza sotto il piede destro (indice «d», in rosso) e della forza sotto il piede sinistro (indice «g», in verde). Le forze sono normalizzate in % del peso corporeo. Il senso delle forze corrisponde al referenziale della Figura 8 (dati non pubblicati di Schepens). intra- e interindividuali dell ampiezza degli EMG sono difficilmente realizzabili ed è studiato solo il pattern temporale dell EMG. Questo è il motivo per cui presentiamo qui solo il pattern temporale dell attività muscolare durante la deambulazione. Per il lettore interessato, il libro [7] descrive l evoluzione dell ampiezza dell EMG durante un ciclo di deambulazione di alcuni muscoli studiati qui sotto. Attività muscolare a velocità intermedia In questo capitolo, presenteremo l attività dei muscoli di solito studiati nel laboratorio del professor Detrembleur nel quadro dell analisi della deambulazione patologica (Fig. ). Presenteremo il pattern temporale di questi muscoli durante un ciclo di deambulazione normale a velocità intermedia (4 km h 1 ). Muscoli dell anca L attività del grande gluteo incomincia al termine dell oscillazione per iniziare l estensione dell anca prima del contatto iniziale (Fig. 13). Esso realizza una contrazione concentrica per controllare la posizione dell anca durante la messa in carico e in seguito per estendere l anca e sollevare il COM sulla gamba portante all inizio della fase di appoggio monopode. La sua attività si ferma verso il 3% del ciclo, quando il COM è sulla verticale del piede portante. L attività dello psoas inizia al termine dell appoggio con una contrazione eccentrica il cui scopo è quello di frenare il movimento di estensione dell anca. Questa contrazione è immediatamente seguita da una contrazione concentrica durante la fase preoscillatoria e all inizio dell oscillazione per iniziare la flessione dell arto inferiore. La sua attività si arresta al termine dell oscillazione quando la gamba si estende sulla coscia. L attività del medio gluteo inizia al termine della fase oscillatoria prima del contatto iniziale. Durante la messa in carico e il centro dell appoggio, esso controlla il basculamento del bacino dal lato della gamba oscillante mediante una contrazione eccentrica seguita da una contrazione concentrica. La sua attività si arresta al termine dell appoggio. Il grande adduttore presenta due fasi di attività. La prima inizia alla fine dell oscillazione e prosegue fino al termine della messa in carico per controllare, con il medio gluteo, l equilibrio del bacino nel piano frontale. La seconda fase di attività inizia al momento della fase preoscillatoria per lanciare, con lo psoas, la flessione dell arto inferiore. La funzione di flessore dell anca del grande adduttore si può comprendere grazie alla Figura 3. In effetti, per la posizione del bacino rispetto al femore, questo muscolo «traziona» il femore in avanti, innescando così la flessione dell anca (Fig. 3). Nello stesso tempo, questo muscolo provoca una rotazione laterale del femore (Fig. 15). Il grande adduttore controlla anche i movimenti laterali dell arto inferiore all inizio dell oscillazione. Durante il primo passo del ciclo, il bacino ruota intorno all anca destra e l anca sinistra passa in avanti (Fig. 1). Il piccolo gluteo (non presentato) esegue questo movimento di rotazione mediale dell anca. In secondo luogo, questo muscolo svolge un ruolo stabilizzatore del bacino con il medio gluteo. Muscoli del ginocchio Retto femorale, vasto laterale e vasto mediale presentano una puntata massima di attività che compare al termine della fase oscillatoria per estendere il ginocchio prima del contatto iniziale. Durante la messa in carico, questi tre capi muscolari realizzano una contrazione eccentrica per controllare la flessione del ginocchio. All inizio della fase di appoggio singolo, la contrazione diviene concentrica per estendere il ginocchio durante il centro dell appoggio (Fig. 16). Il retto femorale presenta anche una seconda fase di attività tra il 5% e il 7% del ciclo. Questa contrazione eccentrica del retto femorale controlla la flessione del ginocchio generata dalla contrazione dei gastrocnemi, che mira a estendere la caviglia al momento della spinta del piede posteriore. Successivamente, all inizio della fase oscillatoria, il retto femorale si contrae concentricamente per estendere il ginocchio durante l oscillazione dell arto inferiore. Al termine della fase oscillatoria, la contrazione eccentrica dei muscoli ischiatici ha lo scopo di frenare l estensione del ginocchio (Fig. 16). Durante il contatto iniziale e la messa in carico, la contrazione concentrica controlla, con il quadricipite femorale, la flessione del ginocchio che permette di ammortizzare lo shock legato al posizionamento del piede al suolo. In seguito, i muscoli ischiatici sono silenti per il resto dell appoggio. Muscoli della caviglia Durante la messa in carico, il tricipite surale (principalmente gastrocnemio laterale e soleo) si contrae concentricamente per controllare, con il tibiale anteriore, l estensione della caviglia al momento del posizionamento del piede al suolo (Fig. 17). Durante il centro e il termine dell appoggio, il tricipite surale realizza una contrazione eccentrica per controllare la flessione della caviglia quando la parte superiore del corpo passa al di sopra del piede. Quindi, in fase preoscillatoria, la caviglia si estende per accelerare il COM in avanti (fase di spinta della gamba posteriore). Questa spinta è generata principalmente dalla contrazione concentrica del muscolo tricipite surale. Il tibiale posteriore è attivo durante tutta la fase di appoggio singolo. Questo muscolo presenta innanzitutto un attività moderata per controllare, con i peronei, l equilibrio laterale della caviglia quando il soggetto è in appoggio monopode. Successivamente, al momento della spinta del piede posteriore, l attività del tibiale posteriore aumenta in fase con quella del tricipite surale. Questa azione del tibiale posteriore genera un estensione della caviglia, ma provoca anche una supinazione del piede. Come il tibiale posteriore, il peroneo lungo è attivo durante tutta la fase di appoggio singolo. All inizio del ciclo, questo muscolo si contrae per stabilizzare lateralmente, con il tibiale posteriore, la caviglia al momento della stazione monopode. Successivamente, durante la fase di spinta del piede posteriore, 13

14 I 6-7-B-75 Deambulazione normale Messa in carico Centro dell appoggio Fine appoggio Preoscillazione Inizio oscillazione Centro dell oscillazione Fine oscillazione Figura. Pattern temporale tipo dei muscoli dell arto inferiore nel corso di un ciclo di deambulazione a 4 km h 1. Una contrazione concentrica è presentata in colore chiaro e una contrazione eccentrica in scuro (in relazione con le Figg. 1-17). Questa presentazione ha lo svantaggio di non indicare l intensità della contrazione. Grande gluteo Psoas Medio gluteo Anca Grande adduttore Retto femorale Vasto laterale Vasto mediale Ginocchio Ischiatici Tricipite surale Tibiale posteriore Peroneo lungo Tibiale anteriore Caviglia Estensore comune delle dita Estensore dell alluce Tempo (% ciclo) Contrazione concentrica Contrazione eccentrica Figura 3. Orientamento del muscolo grande adduttore destro al momento del contatto del tallone sinistro. la contrazione del peroneo lungo aumenta in fase con quella del tricipite surale e del tibiale posteriore. Questa contrazione del peroneo lungo «riporta» il piede in pronazione per contrastare l effetto «supinatore» del tibiale posteriore. Notiamo che il peroneo breve (non rappresentato) presenta un attività simile a quella del peroneo lungo, tuttavia con un leggero ritardo rispetto a quest ultimo. Il tibiale anteriore presenta due fasi di attività. Al contatto iniziale e durante la messa in carico, il muscolo realizza una contrazione eccentrica per controllare l estensione della caviglia al momento del posizionamento del piede al suolo (Fig. 17). Questa contrazione è seguita da una contrazione concentrica che inizia il movimento di flessione della caviglia per sollevare il COM sull arto portante all inizio della fase di appoggio monopode. Il tibiale anteriore si contrae anche durante la fase oscillatoria per sollevare il piede in flessione in modo che questo non urti il terreno al momento del passaggio del passo. Estensore comune delle dita ed estensore dell alluce presentano un pattern motorio simile a quello del tibiale anteriore. Essi controllano il posizionamento del piede al suolo al momento della messa in carico e sollevano il piede e le dita durante la fase oscillatoria. Questi muscoli sono attivi anche al termine dell appoggio e durante la fase preoscillatoria per estendere la caviglia al momento della spinta del piede posteriore. 14

15 Deambulazione normale I 6-7-B-75 A B C Figura 4. Fase di appoggio (A-D). A. Contatto iniziale e messa in carico (%-15%). Prima fase di doppio appoggio. B. Terreno di appoggio (15-4%). Piede a piatto al suolo. C. Fine dell appoggio (4-5%). Distacco del tallone. D. Fase preoscillatoria (5-65%). Seconda fase di doppio appoggio. D Attività muscolare durante le varie fasi del ciclo Il paragrafo seguente riprende le attività muscolari descritte sopra durante ognuna delle fasi del ciclo di deambulazione. Fase di appoggio (Figg. 4A-D) Contatto iniziale e messa in carico (%-15%)-Prima fase di doppio appoggio (Fig. 4A) Anca. Il grande gluteo realizza una contrazione concentrica per controllare la posizione dell anca al momento del contatto iniziale e per iniziare l estensione dell anca al momento della messa in carico (Fig. 13). Il medio gluteo realizza una contrazione eccentrica per frenare il basculamento del bacino dal lato dell arto oscillante (Figg. 11, 14). Il grande adduttore realizza una contrazione concentrica per controllare il movimento del bacino nel piano frontale con il grande gluteo. Notiamo anche che, durante questa fase, il piccolo gluteo (non rappresentato) realizza una contrazione concentrica che provoca una rotazione mediale dell anca (Fig. 15). Ginocchio. Retto femorale, vasto laterale e vasto mediale realizzano una contrazione eccentrica per ammortizzare lo shock durante il contatto iniziale (Fig. 16). Gli ischiatici realizzano una contrazione concentrica per controllare il movimento di flessione del ginocchio con il quadricipite femorale. Caviglia. Il tricipite surale e il tibiale posteriore realizzano una contrazione concentrica durante il posizionamento del piede al suolo (Fig. 17). Il peroneo lungo è moderatamente attivo per controllare i movimenti della caviglia nel piano frontale. Tibiale anteriore, estensore comune delle dita ed estensore dell alluce realizzano una contrazione eccentrica al momento del posizionamento del piede al suolo. Centro dell appoggio (15%-4%)-Piede a piatto al suolo (Fig. 4B) Anca. Il grande gluteo si contrae concentricamente fino al 5% del ciclo, per sollevare il COM sulla gamba portante. Il medio gluteo realizza una contrazione concentrica per riportare il bacino in posizione orizzontale nel piano frontale (Figg. 11, 14). Il piccolo gluteo (non rappresentato) realizza una contrazione concentrica per proseguire la rotazione mediale dell anca. Ginocchio. Retto femorale, vasto laterale e vasto mediale realizzano una contrazione concentrica per estendere il ginocchio (Fig. 16). Caviglia. Il tricipite surale e il tibiale posteriore realizzano una contrazione eccentrica per controllare la flessione della caviglia al momento della fase di appoggio monopode (Fig. 17). Il tibiale posteriore e il peroneo lungo sono attivi per controllare l equilibrio laterale della caviglia al momento della stazione monopode. Il tibiale anteriore realizza una contrazione concentrica per iniziare la flessione della tibia sul piede. Fine dell appoggio (4%-5%)-Distacco del tallone (Fig. 4C) Anca. Lo psoas si contrae eccentricamente per frenare il movimento di estensione dell anca (Fig. 13). Il medio gluteo termina la sua contrazione concentrica per stabilizzare il bacino nel piano frontale (Fig. 11). Il piccolo gluteo (non raffigurato) termina la sua contrazione concentrica. 15