Effetti della riqualificazione dell'andatura sulla biomeccanica degli arti inferiori

Verrà utilizzato un disegno di studio controllato randomizzato con una lista di attesa per studiare gli effetti di un intervento di riqualificazione dell'andatura di 10 settimane sul momento di adduzione del ginocchio. I partecipanti verranno assegnati in modo casuale al gruppo di intervento o al gruppo di controllo. Il gruppo di intervento sarà ulteriormente suddiviso in due gruppi. Un gruppo sarà composto da partecipanti che hanno ridotto maggiormente il momento di adduzione del ginocchio (KAM) con l'andatura di progressione del piede alterata e l'altro sarà composto da partecipanti che riducono il KAM in modo più efficace con l'andatura magra del tronco durante la pre-valutazione. I partecipanti eseguiranno quindi 8 sessioni di riqualificazione dell'andatura nell'arco di 8 settimane (una sessione a settimana) utilizzando la loro specifica strategia di modifica dell'andatura (intervento) o con la loro andatura normale (controllo). Come parte della progettazione della lista d'attesa, alla fine delle 10 settimane, i pazienti assegnati al gruppo di controllo verranno riassegnati all'intervento di modifica dell'andatura specifico per il paziente determinato in precedenza. L'obiettivo è ridurre al minimo l'attrito e aumentare la dimensione effettiva del campione.

All'arrivo in laboratorio, i partecipanti dovranno leggere e firmare un modulo di consenso informato. L'altezza e la massa del partecipante saranno registrate. Il dolore e la funzione saranno valutati utilizzando il questionario WOMAC (Western Ontario and McMaster Universities Arthritis) e una scala di valutazione numerica (NRS) da zero a 10, dove zero rappresenta nessun dolore e 10 il più alto livello di dolore. L'arto sperimentale ai fini di questo studio è definito come l'arto con diagnosi di OA TFJ sintomatica o l'arto più sintomatico nel caso di OA bilaterale. I partecipanti saranno dotati di 4 elettromiogrammi di superficie (sEMG) posizionati sul retto femorale, vasto mediale, bicipite femorale e semitendinoso dell'arto sperimentale. I sensori EMG verranno utilizzati per registrare l'attività muscolare durante il test di riferimento. I partecipanti avranno quindi 53 marcatori retroriflettenti attaccati al tronco e agli arti inferiori. Verrà acquisita una prova di calibrazione statica del sistema di acquisizione del movimento VICON facendo stare i partecipanti sulla piastra di forza più importante con entrambi i piedi allineati con l'asse antero-posteriore del laboratorio. I partecipanti eseguiranno anche una calibrazione dinamica completando tre rotazioni in senso orario dell'anca che verranno utilizzate per stimare i centri dell'articolazione dell'anca. I partecipanti completeranno quindi 5 prove di camminata di base insieme a una passerella di 6 metri alla loro velocità preferita. I partecipanti dovranno camminare per 12 minuti su un tapis roulant e verranno registrati dati aggiuntivi. Ai partecipanti verrà quindi richiesto di eseguire 9 condizioni con un'andatura di progressione del piede alterata o un'andatura magra del tronco per determinare quale strategia è più efficace nel ridurre il KAM. I partecipanti riceveranno prima istruzioni verbali standardizzate su come ottenere la modifica dell'andatura istruita. Ai partecipanti verrà quindi fornito un biofeedback tattile in tempo reale per garantire che raggiungano con successo le grandezze richieste di modifica dell'andatura. I dati cinematici raccolti in Vicon verranno trasmessi a Matlab (Mathworks, Natick, MA) per il calcolo in tempo reale degli angoli articolari. I partecipanti riceveranno feedback da sensori tattili attaccati all'aspetto laterale-prossimale del perone (progressione del piede) o al centro della scapola (inclinazione laterale del tronco) del lato sperimentale con nastro biadesivo ipoallergenico. Una vibrazione indicherà una diminuzione richiesta del parametro dell'andatura target, mentre due vibrazioni indicheranno un aumento richiesto. Verrà fornito un feedback su ogni passaggio e nessuna vibrazione indicherà che non è necessaria alcuna correzione. Una prova sarà considerata valida solo se il partecipante ha toccato completamente le piastre di forza due volte con il piede dell'arto sperimentale e il parametro modificato era nell'intervallo target prescritto. Inoltre, ai partecipanti sarà richiesto di mantenere una velocità media dell'andatura ± 5% rispetto alla linea di base affinché le prove siano considerate riuscite. La modifica da completare nella sessione di riferimento sarà randomizzata per ciascun partecipante. Una volta completate queste prove, i partecipanti torneranno al laboratorio entro la stessa settimana per completare 5 prove di base aggiuntive e tre prove di qualsiasi modifica dell'andatura che non hanno eseguito il primo giorno. Ogni sessione di raccolta dei dati di riferimento richiederà circa un'ora.

I partecipanti verranno quindi assegnati in modo casuale al gruppo di intervento o al gruppo di controllo. Il gruppo di intervento sarà ulteriormente suddiviso in due gruppi. Un gruppo sarà composto da partecipanti che hanno ridotto maggiormente il KAM con l'andatura alterata della progressione del piede e l'altro sarà composto da partecipanti che riducono il KAM in modo più efficace con l'andatura magra del tronco. I partecipanti eseguiranno quindi 8 sessioni di riqualificazione dell'andatura nell'arco di 8 settimane (una sessione a settimana) utilizzando la loro specifica strategia di modifica dell'andatura (intervento) o con la loro andatura normale (controllo). Durante le sessioni di riqualificazione della deambulazione, i partecipanti cammineranno su un tapis roulant Woodway Desmo (Woodway, Waukesha, WI) posto al centro di un'area di volume calibrato (circa 0,5 x 1,5 metri). Verrà utilizzato un sistema di analisi del movimento ad alta velocità a tre telecamere (Vicon, Oxford, Inghilterra) che campiona a 200 Hz per registrare la cinematica dell'andatura. I punti di riferimento anatomici indicati (o C7 e T10 o calcagno posteriore e 2a articolazione metatarsale falangea) saranno contrassegnati con una penna ultravioletta, che consentirà la visibilità per una settimana, e saranno riapplicati alle visite successive. Ciò migliorerà la ripetibilità del posizionamento dei marcatori durante la fase di riaddestramento dell'andatura. Verrà fornito un riscaldamento dinamico di cinque minuti prima dell'inizio di ogni sessione di riaddestramento della deambulazione; i partecipanti cammineranno quindi con la loro strategia di modifica dell'andatura individualizzata per 20 minuti. Ai partecipanti verrà fornito un feedback tattile nello stesso modo descritto durante la fase di individualizzazione o continueranno a camminare senza feedback. Durante le sessioni verrà implementato un design di feedback in dissolvenza per integrare gradualmente l'acquisizione e il trasferimento delle attività e per aiutare a facilitare l'interiorizzazione dell'abilità appresa. Durante le prime 2 settimane, verrà fornito un biofeedback in tempo reale (RTB) ad ogni passaggio. Per la terza e la quarta settimana, l'RTB verrà fornito sui primi 3 foot strike della gamba sperimentale e trattenuto sulla quarta, indicando una riduzione del 25%. Durante la quinta e la sesta settimana, verrà fornito un feedback sull'alternanza dei colpi di piede riducendo al 50% la frequenza delle offerte in tempo reale. Per le ultime due settimane di riaddestramento alla deambulazione, non verrà fornito alcun feedback sui primi tre passaggi, ma verrà fornito il quarto, riducendo la frequenza delle offerte in tempo reale al 25%.

Tra le sessioni di riqualificazione dell'andatura, i soggetti saranno istruiti a praticare la loro strategia di andatura acquisita da soli al di fuori della sessione di laboratorio, che avverrà in assenza di feedback. Saranno istruiti a praticare almeno 10 minuti al giorno e verranno forniti registri di attività settimanali per registrare l'ora del giorno e la quantità praticata ogni giorno durante le otto settimane di riaddestramento dell'andatura. I registri delle esercitazioni verranno inviati settimanalmente. L'analisi dell'andatura fuori terra e 12 minuti di camminata su tapis roulant verranno eseguiti alla settimana 4 (primo post-test) e 9 (2° post-test) nel corso dell'intervento per monitorare l'acquisizione delle abilità. Questo test sarà lo stesso delle prove di base, tuttavia, i partecipanti verranno istruiti a camminare usando solo la loro specifica strategia di modifica dell'andatura. Nessun feedback verrà fornito durante nessuno dei test di acquisizione o mantenimento delle competenze. I test di follow-up si svolgeranno a uno, tre e sei mesi e un anno dopo l'intervento per misurare la ritenzione delle modifiche dell'andatura prescritte.