Análise tridimensional da marcha antes e depois da substituição total do joelho

Resumo OBJECTIVO: Analisar a marcha de doentes com artroplastia total do joelho através do método biomecânico de análise tridimensional da marcha. MÉTODOS: Foram seleccionados 53 doentes com artroplastia total do joelho no Hospital Zhongshan da Universidade de Dalian, entre 2005-11/2006-11, com idades entre 42 e 82 anos, com uma média de 59,2 anos. A altura média (172±13) cm, massa corporal (64±11) kg para 33 homens e (155±11) cm, massa corporal (45±1l) kg para 20 mulheres foram seleccionados para análise da marcha antes e 1, 6 e 12 meses após a operação por Guo Lin do Departamento de Cirurgia Articular do Hospital Zhongshan, Universidade de Dalian, e a análise da marcha foi realizada com o sistema de análise de movimento tridimensional Oriental Xinrui DVMC-8801. Cada medição deve ter pelo menos 3 comprimentos de passada com uma velocidade de passada constante. Foram instalados 16 pontos nas articulações da anca, do joelho e do tornozelo, que foram ligados de modo a formar uma superfície para construir uma imagem dinâmica em 3D. Resultados: A velocidade da marcha, a frequência dos passos, o comprimento dos passos e a fase de pé do membro afetado melhoraram significativamente após a substituição (P < 0,01) e os parâmetros da análise da marcha atingiram basicamente o nível normal um ano após a substituição. Antes da substituição, a flexão máxima da anca era de 15°, a extensão máxima era de 8°, a flexão máxima do joelho era de 70° e a flexão máxima do tornozelo era de 15°. Seis meses após a substituição, a flexão máxima da anca era de 27°, a extensão máxima das costas era de 17°, a flexão máxima do joelho era de 50° e a flexão máxima do tornozelo era de 14°; as diferenças entre estes indicadores e os anteriores à substituição foram significativas (P < 0,01). Conclusão: A utilização da análise tridimensional da marcha para avaliar quantitativamente a função de pacientes com artroplastia total do joelho permite compreender com maior exatidão as alterações biomecânicas da articulação do joelho e, em seguida, explorar os melhores métodos de tratamento e reabilitação pós-substituição. Palavras-chave: análise tridimensional da marcha; substituição total do joelho; avaliação da eficácia Guo Lin, Cui Daping. Análise tridimensional da marcha antes e depois da substituição total do joelho [J]. Chinese Tissue Engineering Research and Clinical Rehabilitation, 2008, 12(13):2417-2420 [www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/08-13/13k-2417(ps).pdf] Antecedentes: Este tema está atualmente a ser objeto de uma candidatura ao Fundo Natural Nacional. O sistema de análise de movimento tridimensional DVMC-8801 é um sistema de análise de marcha tridimensional desenvolvido de forma independente para deteção não invasiva de pacientes por sistema de infravermelhos, que foi concebido para compreender as alterações biomecânicas da recuperação da marcha após a substituição da articulação. Avaliação pelos pares: Os autores aplicaram o método de análise tridimensional da marcha no domínio da cirurgia de substituição da articulação e avaliaram quantitativamente o efeito da substituição do joelho em doentes com osteoartrite do joelho em fase IV, referindo-se à pontuação de Tohn.N. Insall, e concluíram que o método pode compreender com maior precisão as alterações biomecânicas da articulação do joelho e que o tema e o desenho da investigação são bons. Viés ou deficiência: Por ser uma nova técnica, o número de casos é insuficiente, o tempo de acompanhamento é curto e é necessária mais experiência. 0 INTRODUÇÃO A análise da marcha é um ramo especial da biomecânica, que consiste na observação cinemática e análise cinética das actividades dos membros e articulações durante a marcha humana, fornecendo uma série de valores e curvas temporais, geométricas, mecânicas e outros parâmetros [1]. Embora a escala HSS [2] seja comummente utilizada antes e após a substituição total do joelho, não existe uma análise quantitativa da função de marcha dos doentes através da escala HSS. Os autores utilizaram um sistema tridimensional de análise da marcha (Oriental Xinrui DVMC-8801 three-dimensional motion analysis system) para analisar a marcha de 53 doentes submetidos a artroplastia total do joelho no nosso hospital. 1 Objectivos e métodos Desenho: experiência observacional. Unidade: Hospital de Zhongshan afiliado à Universidade de Dalian. Sujeitos: 53 casos (53 lados) de pacientes submetidos a artroplastia total do joelho no Zhongshan Hospital afiliado à Universidade de Dalian foram seleccionados em 2005-11/2006-11, incluindo 33 casos (33 lados) de homens, com idades entre 55-82 anos, média de 46,2 anos, altura média (171±13) cm, massa corporal (65±11) kg; 20 casos (20 lados) de mulheres, com idades entre 42-79 anos, altura média ( 155±11) cm, massa corporal (45±11) kg; 20 casos (20 lados) do sexo feminino, com idades compreendidas entre os 42 e os 79 anos, altura média (155±11) cm, massa corporal (45±11) kg; todos apresentavam osteoartrose do joelho em estádio IV. A cirurgia foi efectuada através da abordagem anterolateral da patela. A pontuação pré-operatória da função do joelho no HSS variou de 10 a 74, com uma média de 56,2. Os doentes deram o seu consentimento informado para a experiência e o tratamento, e a experiência foi aprovada e assinada pelo comité de ética do hospital. Foi utilizada uma prótese cimentada Zimmer do tipo plataforma não rotativa. Concebida, implementada e avaliada por: o primeiro autor para o desenho experimental, o segundo autor para a recolha de dados e implementação e o primeiro autor para a avaliação, que foi avaliada através de um método simples-cego. MÉTODO: Artroplastia total do joelho com preservação do ligamento cruzado longitudinal posterior. Foi iniciada uma dose elevada de antibiótico intravenoso 1 dia antes da cirurgia. Foi escolhida uma incisão mediana anterior padrão de 10-12 cm para aceder à cápsula articular através de uma incisão parapatelar aproximadamente 1 cm medial ao bordo da linha média patelar. Preparação femoral: ① Posicionamento rotacional do fémur distal. ② Osteotomia preliminar anterolateral. ③ Osteotomia femoral distal. ④Medição femoral. ⑤Osteotomias anterior, posterior e oblíqua do fémur. Preparação tibial: ① Posicionamento das linhas de força tibiais. ② Posicionamento da linha de força externa da medula óssea tibial: Flexionar o joelho, colocar o guia da linha de força externa da medula óssea tibial na haste tibial e segurar a tíbia distal acima da articulação do tornozelo com uma pinça flexível. A prótese tibial é colocada, a prótese femoral é colocada e a incisão é suturada. Tratamento pós-operatório: O exercício funcional do CPM foi iniciado no 1º dia de pós-operatório, a amplitude de movimento inicial foi de 0~45°, a amplitude de movimento foi aumentada em 10° por dia durante 12 h continuamente, e pelo menos 95°~110° foi alcançado antes da alta hospitalar. Método de operação do sistema de análise de marcha tridimensional: o sistema de análise de marcha tridimensional (sistema de análise de movimento tridimensional Oriental Xinrui DVMC-8801) consiste em 3 partes. Uma está no mesmo espaço, distribuída em diferentes locais das 8 câmaras e colada nas partes a serem medidas pontos de marcação ótica; regulando a operação síncrona das três partes acima do dispositivo e sua análise de dados de medição e processamento de computadores e seus equipamentos periféricos. Em primeiro lugar, foi ajustada a configuração entre o mainframe de análise da marcha e as câmaras de infravermelhos, bem como a gama de medição. Durante o teste, o doente vestiu calções desportivos justos por baixo para garantir que os pontos de marcação indicam a posição dos membros durante o movimento; para evitar que o vestuário obscureça os pontos reflectores. Os pontos reflectores da análise de marcha 3D foram posicionados da seguinte forma: (1) Pélvis para o abdómen lombar: espinha ilíaca ântero-superior, espinha ilíaca póstero-superior (4 pontos no total). ② Joelho: côndilos femorais medial e lateral e tuberosidade tibial (3 pontos). ③ Articulação do tornozelo: pontas interna e externa do tornozelo (2 pontos no total). ④ Entre a primeira articulação tarsometatarsal e a segunda articulação tarsometatarsal (1 ponto no total). A análise da marcha foi efectuada por um médico ou técnico com formação e experiência clínica. Foi pedido ao doente que caminhasse várias vezes numa postura e velocidade naturais e habituais, e era importante ter em atenção que cada um dos pontos reflectores do doente devia estar dentro da área de infravermelhos especificada, de modo a não afetar os resultados da análise da marcha. Principais índices de observação: 1 mês, meio ano e 1 ano após a operação, o sistema de análise da marcha 3D foi aplicado para observar as alterações do comprimento do passo, largura do passo, velocidade do passo, frequência do passo, tempo do ciclo da marcha, tempo da fase de pé, tempo da fase do passo e ângulo do movimento articular dos doentes durante a marcha. Foi também efectuada a avaliação da função do joelho pelo HSS. Métodos estatísticos: Todos os dados foram analisados pelo segundo autor com recurso ao software estatístico SPSS 11.5, utilizando o teste t de amostras independentes e a análise de correlação, sendo P < 0,05 considerado significativo. Todos os dados são expressos em x±s. 2 Resultados A análise da marcha forneceu a magnitude do movimento e a estabilidade das articulações osteoartríticas nos eixos X, Y e Z dos indivíduos. As alterações nos dados cinemáticos de 53 pacientes antes e depois da substituição total do joelho são mostradas na Tabela 1. A marcha com pernas curtas e a marcha com redução da dor desapareceram nos pacientes 1 ano após a viagem para a substituição total do joelho por meio da série de índices biomecânicos medidos (Figs. 1 ~ 3). Resultados da análise tridimensional da marcha: ① velocidade da marcha, frequência do passo e comprimento do passo foram significativamente melhorados após a substituição em comparação com antes da substituição (P <0,01), e cada parâmetro da análise da marcha basicamente atingiu o nível normal 1 ano após a substituição. Após a substituição, a fase de pé do membro afetado foi significativamente prolongada em comparação com a anterior à substituição. Curva de tempo angular: a flexão máxima do quadril antes da substituição foi de 15 °, e a extensão para trás foi de 8 °, a flexão máxima do joelho foi de 70 ° e a flexão máxima do tornozelo foi de 15 °. Seis meses após a substituição, a flexão máxima do quadril após o exercício CPM foi de 27 °, a extensão posterior foi de 17 °, a flexão máxima do joelho foi de 50 ° e a flexão máxima do tornozelo foi de 14 °; a diferença entre o quadril e o joelho e a pré-substituição foi significativa (P <0,01). Curva de tempo de aceleração: 6 meses após a substituição, a onda negativa da fase de pé e a onda de aceleração nas direções anterior e posterior do membro afetado foram significativamente reduzidas em comparação com a anterior à substituição, e a fase de balanço mostrou onda bimodal após a substituição e 3 ondas de fase positiva antes da substituição. ⑤ A marcha do glúteo médio apareceu dois meses após a substituição e desapareceu um ano após a substituição. A pontuação da função articular do joelho HSS melhorou significativamente após a substituição, com uma média de 85,8 pontos um ano após a cirurgia. 3 DISCUSSÃO O ciclo de marcha refere-se ao tempo entre o aterramento de um pé e o re-pouso do calcanhar desse pé. Num ciclo de marcha, cada membro passa por duas fases de suporte de peso no chão e de balanço para longe do chão, que são chamadas de fases de postura e de balanço do ciclo de marcha, respetivamente. A fase de apoio é dividida em fase de suporte de peso de um membro e fase de suporte de peso de dois membros, consoante se trate de um ou dois pés [3-8]. O comprimento do passo, a frequência do passo e a velocidade do passo são os três elementos principais da marcha, pelo que a análise da marcha deve, em primeiro lugar, determinar os valores e as curvas dos parâmetros normais, como o tempo, a geometria e a mecânica, no ciclo da marcha de pessoas normais e, em seguida, analisar os parâmetros e curvas anormais de vários estados patológicos com base nestes parâmetros, de modo a fornecer bases objectivas e reais para a avaliação da eficácia e função cirúrgicas. A marcha dos doentes submetidos a cirurgia de substituição total do joelho para osteoartrite do joelho de estádio IV tem as seguintes características 3.1 Marcha redutora da dor Quando a dor ocorre no membro inferior de um lado, é frequente a apresentação de uma marcha redutora da dor, que é mostrada na imagem da análise 3D da marcha como um encurtamento do tempo da fase de postura do lado afetado para minimizar o peso do membro afetado e um encurtamento do comprimento da passada. Em doentes com dores no joelho, o ombro do membro afetado desce quando o membro afetado é carregado, o tronco é ligeiramente inclinado, o membro inferior do lado afetado é rodado externamente e fletido, e a batida do calcanhar no chão é evitada tanto quanto possível. Nos doentes com dor no joelho, o joelho era ligeiramente fletido e o doente caminhava com os dedos dos pés no chão. Imagens 1 ano após a cirurgia mostraram que o comprimento da passada do membro afetado se tornou maior e mais próximo do lado sadio, enquanto os ângulos de flexão e extensão do quadril, joelho e tornozelo, a flexão máxima da articulação do quadril antes da cirurgia foi de 15 ° e a extensão posterior foi de 8 °, a flexão máxima da articulação do joelho foi de 70 ° e a flexão máxima da articulação do tornozelo foi de 15 °, meio ano após a operação, a flexão máxima da articulação do quadril foi de 27 ° e a extensão posterior foi de 17 °, a flexão máxima do joelho foi de 50 ° e a flexão máxima da articulação do tornozelo foi de 14 °; o quadril, A diferença entre o joelho e o período pré-operatório foi significativa (P <0,01). O escore HSS para o nível de dor é completamente subjetivo e é dividido em gravidade leve a moderada, em comparação com a marcha tridimensional que é mais objetiva, mas os dois devem ser vistos em conjunto um com o outro. 3.2 Marcha com pernas curtas[9-14] O encurtamento pré-operatório do membro afetado foi superior a 2,5 cm em 6 casos e, no período de apoio, verificou-se que a pélvis do lado afetado descia, levando à queda do ombro do mesmo lado e, no período de balanço, o pé afetado afundava-se e o lado saudável da perna que caminhava tinha uma flexão excessiva da anca-joelho e dorsiflexão da articulação do tornozelo; 1 ano após a operação, verificou-se que a queda da pélvis para o lado afetado desapareceu e o ângulo do lado afetado da flexão e extensão da articulação anca-joelho-tornozelo, em comparação com o do lado saudável, era paralelo. 3.3 Marcha com fraqueza do músculo flexor do joelho[15-20] O músculo flexor do joelho é o principal músculo acelerador na fase de balanço, e a sua força muscular reduzida causa falta de potência na deslocação do membro na fase de balanço. O comprimento do passo do doente no pré-operatório era de 0,49 m, 0,51 m 6 meses após a cirurgia e 0,54 m 1 ano após a cirurgia, devido à fraqueza do músculo flexor-sóleo que fazia com que o tronco oscilasse para trás no final da fase de apoio e para a frente subitamente na fase inicial da fase de balanço para compensar esta situação e, finalmente, o comprimento do passo do lado afetado foi significativamente encurtado, tendo o comprimento do passo do doente voltado ao normal após a recuperação da força muscular após a cirurgia. A pontuação média pré-operatória do HSS foi de 56,2 e a pontuação média no primeiro ano de pós-operatório foi de 85,8; os resultados desta pontuação foram próximos dos observados nos nossos testes, confirmando a eficácia da cirurgia em termos subjectivos e objectivos, respetivamente. A falta de seguimento a longo prazo neste estudo é uma desvantagem, pelo que as observações de seguimento terão de ser continuadas em estudos futuros. A análise da marcha é um meio indispensável de análise e avaliação global para extrair informações sobre as actividades da vida relacionadas com a marcha humana, e a tecnologia de bioengenharia para imitar os dispositivos de função da marcha humana, etc. Tem uma ampla perspetiva. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de medição ótica e eléctrica e da tecnologia de processamento da informação, este método será desenvolvido no sentido de um sistema multi-indicador, integrado e abrangente de análise, diagnóstico e avaliação por peritos. Utilizando a análise tridimensional da marcha para avaliar quantitativamente a função de doentes com osteoartrite do joelho de fase IV, podemos compreender com maior precisão as alterações biomecânicas da articulação do joelho e, em seguida, explorar os melhores meios de tratamento e métodos de reabilitação pós-cirúrgica. 4 Referências 1 Kyriazis V, Rigas C. 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