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Análisis elemental de la marcha en el área biomédica del Politécnico Colombiano 'Jaime Isaza Cadavid'

Elemental analysis of the march in the biomedical area of Colombian Polytechnic 'Jaime Isaza Cadavid'

Análise elementar da marcha na área biomédica do Politécnico colombiano 'Jaime Isaza Cadavid'

 

Juan Cancio Arcila Arango*

jcarcilaa@elpoli.edu.co

Donaldo Cardona Nieto**

dcardona@elpoli.edu.co

Gloria María Ruiz Rengifo***

gloriamaru@gmail.com

 

*Médico y Cirujano, Licenciado en Matemáticas

Especialista en Gerencia en Servicios de Salud

Mg. en Ciencias de la Actividad Física y el Deporte

Docente de tiempo completo del Politécnico Colombiano 'Jaime Isaza Cadavid'

**Especialista, Mg. y Doctor en Ciencias del Deporte

Docente de tiempo completo del Politécnico Colombiano 'Jaime Isaza Cadavid'

***Fisioterapeuta, Especialista en Preparación Física con énfasis en fútbol

Mg. en Atención Integral al Deportista. Docente de cátedra y Fisioterapeuta

del Politécnico Jaime 'Isaza Cadavid', Docente de tiempo completo

de la Fundación Universitaria María Cano

(Colombia)

 

Recepción: 06/03/2018 - Aceptación: 28/06/2018

1ª Revisión: 26/06/2018 - 2ª Revisión: 26/06/2018

 

Resumen

    El análisis de la marcha constituye uno de los tópicos fundamentales del movimiento humano. En este artículo se discuten y sugieren procedimientos clásicos elementales para el análisis básico de la marcha utilizando huellas dinámicas, muy útiles en escenarios académicos con baja asequibilidad a la tecnología de punta que caracteriza los laboratorios modernos. Primero, se presenta una descripción del caminar humano como movimiento cíclico caracterizando los diferentes momentos de sus fases; posteriormente se analizan diferentes magnitudes cinemáticas implicadas en las huellas que produce la marcha y se discuten elementos físicos relacionados con la asimilación y transmisión de cargas en la parte distal del miembro inferior. Finalmente, se sugiere un formato para el registro y operacionalización de las magnitudes evaluadas. El objetivo de este artículo es dilucidar y reivindicar la utilidad de procedimientos clásicos perceptibles y módicos, así como exhortar a los estudiantes y practicantes de las áreas biomédicas de los programas de Educación Física, Recreación y/o Deportes, a que apliquen herramientas físico-matemáticas simples en el análisis del movimiento humano.

    Palabras clave: Marcha. Movimiento. Apoyo. Huella. Paso. Ciclo.

 

Abstract

    The analysis of the march constitutes one of the fundamental topics of the human movement. This article discusses and suggests elementary classical procedures for basic gait analysis using dynamic fingerprints, which are very useful in academic scenarios with low affordability to the cutting edge technology that characterizes modern laboratories. First, a description of human walking is presented as a cyclic movement characterizing the different moments of its phases, later the different kinematic quantities involved in the traces produced by the march are analyzed and physical elements related to the assimilation and transmission of loads in the part Distal portion of the lower limb. Finally, a format is suggested for the registration and operationalization of the magnitudes evaluated. The objective of this article is to elucidate and claim the utility of classical and perceptible procedures, as well as to encourage students and practitioners in the biomedical areas of Physical Education, Recreation and/or Sports programs to apply physical-mathematical tools Simple in the analysis of human movement.

    Keywords: March. Movement. Support. Footprint. Step. Cycle.

 

Resumo

    A análise da marcha constitui um dos temas fundamentais do movimento humano. Este artigo discute e sugere procedimentos clássicos elementares para a análise básica da marcha utilizando pegadas dinâmicas, muito útil em ambientes acadêmicos com baixa acessibilidade à tecnologia que caracteriza laboratórios modernos. Em primeiro lugar, uma descrição de uma curta humana como movimento cíclico caracterizando os diferentes momentos de suas fases; em seguida, diferentes dimensões cinemáticos envolvidos são discutidas nas faixas produzidas pelo movimento e elementos físicos envolvidos na assimilação e transmissão de cargas em parte discutido presentes distal do membro inferior. Por fim, sugere-se um formato para o registro e operacionalização das grandezas avaliadas. O objetivo deste trabalho é elucidar e justificar a utilidade dos procedimentos padrão visíveis e acessíveis e incentivar os estudantes e profissionais de áreas de programas biomédicos de Educação Física, Recreação e/ou esportes, aplicar as ferramentas físicas e matemáticas simples na análise do movimento humano.

    Unitermos: Marcha. Movimento. Suporte. Pegada. Passo. Ciclo.

 

Lecturas: Educación Física y Deportes, Vol. 23, Núm. 241, Jun. (2018)


 

Introducción

 

    El análisis básico de la marcha humana utilizando podogramas o impresiones gráficas de las plantas generadas en la secuencia alterna de apoyo de ambos pies, es una herramienta muy útil para caracterizar las magnitudes elementales propias del caminar. Un estudio más completo y profundo, tal como lo expresan Nordin y Frankel (2004), requiere métodos más sofisticados como la electromiografía (EMG), el electrogoniómetro, el acelerómetro, la plataforma de fuerzas, la plataforma de presiones y técnicas optoelectrónicas con videocámaras. Varios de estos métodos se reúnen para configurar un verdadero laboratorio de la marcha (Movylab, Templus, GonMyers, Ilans, Unilab, Podoesdina, etc.) que puede ser perfectamente complementado con el modelo biomecánico Biomin-Var (y sus actualizaciones) del científico colombiano José Acero (2009) para la cualificación del movimiento.

 

    La posibilidad de que nuestros estudiantes puedan hacer evaluaciones sencillas utilizando un protocolo de bajo costo, constituye una gran posibilidad de acceder a poblaciones académicas vulnerables tanto durante su ciclo de prácticas, como en ámbitos académicos escolares donde se desempeñan como docentes o instructores emergentes haciendo reemplazos sin haber culminado su etapa de profesionalización.

 

    Esta fundamentación en el análisis de la marcha corresponde a las asignaturas de motricidad, fisiología, kinesiología y biomecánica, ubicadas todas en el área biomédica de los diferentes programas. De manera similar a la huella estática, el estudio de la marcha requiere conocimientos previos de Matemática y Física a saber: línea recta, paralelismo, perpendicularidad, ángulo, velocidad, fuerza, presión, reacción, rozamiento, leyes de Newton, transmisión de cargas, momento de inercia y arriostramiento plantar.

 

    La utilización de este protocolo ayuda a percibir de manera precoz afectaciones patológicas de la marcha que pueden ser intervenidas oportunamente.

El objetivo de este artículo es enfatizar la importancia alternativa de la utilización de metodologías clásicas en el análisis del movimiento humano y la postura, así como persuadir a los estudiantes y practicantes de las áreas biomédicas de los programas de Educación Física, Recreación y/o Deportes, para que apliquen herramientas físico-matemáticas simples en dichos análisis.

 

Análisis de huella plantar dinámica

 

    Para hablar de los componentes de la marcha que caracterizan el “caminar humano” se debe clasificar inicialmente los movimientos locomotrices en acíclicos y cíclicos dependiendo de su estructura en fases, un rasgo categorial esencial de los movimientos humanos y deportivos (Meinel, 1977).

 

    Los movimientos acíclicos, aquellos que terminan después de una sola ejecución, poseen tres fases: preparatoria, principal y final. En la primera (Preparatoria) se crean las condiciones de realización óptima de la tarea, en términos de un bajo gasto energético (economía) y la consecución de lo planeado (efectividad). Esta fase puede incluir movimientos cuyo desarrollo tienen sentido contrario al movimiento principal (arranque) y/o movimientos cuyo desarrollo tienen el mismo sentido del movimiento principal (impulso). El arranque pretende ubicar las diferentes articulaciones en ángulos apropiados y los músculos principalmente implicados en un estado de tensión previa, para aprovechar al máximo las fuerzas externas tales como la fuerza de la gravedad, situación que favorece la transformación de energía potencial en energía cinética que aumenta la velocidad y así genera la aceleración necesaria en la fase principal. El impulso es un aprestamiento en el que los segmentos anatómicos y los fulcros articulares ya se encuentran en un estado previo de movimiento en el que se adquiere la energía cinética necesaria para la ejecución. En la segunda (Principal) se materializa la tarea motriz, es la ejecución fundamental en sí misma, la consecución del propósito, el resultado de la transducción energética eficaz. En la tercera (Final) se produce una extinción de la tarea motriz, en la que los segmentos anatómicos y los fulcros articulares retornan a una posición de equilibrio y disminuye el tono muscular, llegando a un estado de reposo relativo cuando se detiene la ejecución, o a un estado de transición para ejecutar un movimiento distinto. Pudiera pensarse que lanzar un objeto e inmediatamente recoger otro para igualmente lanzarlo, constituye un movimiento cíclico, pero la pérdida de ritmo en la ejecución distorsiona la técnica de realización y produce grandes gastos energéticos que no facilitan la repetición. Un caso típico de movimiento acíclico es el de los lanzamientos en atletismo. En efecto, un lanzamiento de jabalina posee tres fases:

  1. Una preparatoria en la que el atleta, con un movimiento de arranque dispone sus articulaciones y segmentos anatómicos por detrás de la masa corporal del tronco, situación en la que ocurre una contracción concéntrica de los músculos extensores del miembro superior involucrado directamente, y una contracción excéntrica de los músculos flexores que acumulan energía potencial elástica, la cual empieza a transformarse en cinética en el propio momento del impulso.

  2. Una principal en la que el atleta en forma potente pero fluida, desprende la jabalina de su mano con una angulación apropiada para lograr el máximo alcance horizontal.

  3. Una final en la que el atleta intenta retornar a la posición de equilibrio, pero debido a la gran energía cinética desarrollada, hace un gran esfuerzo para frenar el cuerpo.

    Los movimientos cíclicos, aquellos que constan de repeticiones de movimientos iguales, poseen dos fases: principal e intermedia. En la primera (Principal) tal como ocurre en los movimientos acíclicos, se consuma la tarea motriz. En la segunda (intermedia) se fusionan la fase final y la fase preparatoria del movimiento, específicamente, la extinción de la tarea motriz en un ciclo se confunde con el arranque del ciclo siguiente, es decir, el ejecutante interpreta la fase final de un ciclo como la fase preparatoria del siguiente. Aquí se incluyen los movimientos locomotores como la marcha normal, la marcha atlética, el trote, la carrera, la natación, el ciclismo, el remo, el esquí, el canotaje, el patinaje, etc.

 

    Un gran interés reviste la marcha humana sobre la cual es necesario hacer algunas consideraciones. Se trata de un movimiento cíclico, una forma de locomoción en la que ambas extremidades inferiores tienen que soportar recíproca y repetidamente el peso corporal del ser humano en movimiento. Viladot (2001) la define como “forma de locomoción bipodal con actividad alternante de los miembros inferiores y mantenimiento del equilibrio dinámico”. Esta definición implica la necesidad de unas condiciones dinámicas que, según Goldcher (1992), se manifiestan en cuatro roles fundamentales: motor activo (para facilitar la propulsión al caminar), de equilibrio (para garantizar la adaptación a la superficie), amortiguador (para disminuir la presión efectiva en cada punto del pie) y técnico especializado (para coordinar el movimiento en la ejecución de gestos cotidianos, artísticos y deportivos).

 

    El movimiento cíclico consta de dos fases:

 

      

    Ruíz Caballero y cols. (2011) consideran que el despegue en la etapa de impulso incluye dos acciones: levantamiento de talón desde la superficie (despegue de talón) y levantamiento de las articulaciones metatarsofalángicas desde la superficie (despegue de las metatarsofalángicas).

 

    Aquí se ha descrito un tiempo de la marcha que corresponde al “apoyo unilateral” y que es simétrico para ambos pies, generando un “primer apoyo unilateral” al considerar una extremidad y, un “segundo apoyo unilateral” al considerar la extremidad contralateral.

 

    El “doble apoyo”, que ocupa el 20% del ciclo, ocurre cuando ambos pies contactan con el suelo, uno en etapa de golpe de talón y el otro en etapa de impulso. También aquí existen dos tiempos de la marcha que son simétricos para ambas extremidades: “primer doble apoyo” y “segundo doble apoyo”. En los apoyos unilaterales el centro de gravedad corporal asciende y su velocidad disminuye, pero en los extremos de la zancada durante los dobles apoyos, el centro de gravedad corporal desciende y su velocidad aumenta (Vogel, 2003).

 

    Actualmente utilizando baro-podometría electrónica se ha confirmado que la estructura en fases del apoyo plantar obedece a los planteamientos de Lelièvre, apoyados posteriormente por Viladot (2001) al analizar 200 pies normales mediante estudio óptico-cinematográfico en el pasillo de espejos de Ducroquet (1968).

 

Figura 1. Fases del apoyo plantar. Diseño basado en Viladot (2001)

a. Choque del talón, b. Apoyo del talón y antepié, c. Apoyo del talón, antepié y apoyo fugaz del borde externo, 

d. Apoyo del antepié y e. Despegue del antepié finalizando por el dedo gordo

 

    Si se compara esta descripción con la hecha anteriormente en la fase de apoyo cuando se habló de la marcha como movimiento cíclico, se observa que se han denominado etapas (3 descritas) a lo que Viladot denomina fases (5 descritas), pero existe coherencia entre las dos descripciones. La etapa de golpe de talón equivale a la fase “a” de la figura, la etapa de apoyo intermedio equivale al conjunto de las fases “b, c y d” de la figura, y la etapa de impulso equivale a la fase “e” de la figura.

 

    Viladot concluye que el pie normal se comporta durante la marcha como si fuera “pie cavo” en el 70% de los sujetos, y el 30% restante presenta alguna insuficiencia de la bóveda plantar.

 

Procedimiento

 

 

Figura 2. Huella plantar dinámica

 

Nomenclatura

 

 

Tabla 1. Análisis de parámetros de la marcha

 

Conclusiones

 

    El análisis dinámico huellas y los criterios físico-matemáticos elementales, constituye una herramienta universal asequible y de buena sensibilidad para evaluar en forma básica los eventos cinemáticos y cinéticos que ocurren durante la marcha.

 

    En las carreras de pregrado que contemplan en su plan de estudios las áreas biomédicas relacionadas con el movimiento humano, tales como Licenciatura en Educación Física, Profesional en Deporte, Tecnología en Entrenamiento Deportivo, Salud ocupacional y Riesgos Laborales; es necesario fortalecer la adquisición por parte de los estudiantes, de competencias físico-matemáticas elementales para poder interpretar, comprender y aplicar, las diferentes metodologías disponibles para el análisis del movimiento humano en todas sus manifestaciones.

 

    Con esta metodología el evaluador puede detectar en forma simple algunas situaciones anormales de la marcha, lo que le permite direccionar la persona hacia el profesional apropiado.

 

Referencias

 

    Acero, J. (2009). Aplicabilidad de la variabilidad en los análisis biomecánicos del gesto y del entrenamiento deportivo. En Biomecánica Deportiva y del Control del Entrenamiento, pp.45-85, ISBN 978-958-714-306-5. Medellín (Colombia): Funámbulos editores.

 

    Davidovits, P. (2001). Physics in Biology and Medicine. Massachusetts (USA): Harcourt/Academic Press.

 

    Ducroquet, R.; Ducroquet, J.; Ducroquet, P. (1968). Walking and limping. English translation. Philadelphia, Toronto: Lippincott Company.

 

    Craik, R. and Oatis, C. (1995). Gait Analysis: Theory and Application. St. Louis: Mosby.

 

    Goldcher, A. (1992). Manual de podología. Barcelona, España: Masson, S.A.

 

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    Meinel, K. (1977). Didáctica del movimiento. La Habana (Cuba): Orbe.

 

    Nordin, Margareta y Victor H. Frankel. (2004). Biomecánica básica del sistema musculoesquelético. Madrid (España): McGraw-Hill Interamericana.

 

    Rauber/Kopsch (1987). Anatomie des Menschen Band l (2ª ed.). Stuttgart: Thieme.

 

    Ruíz, J.; Navarro García, R.; Brito, E.; Navarro Navarro, R.; Jiménez, J. y Rodríguez, B. (2011). Análisis del movimiento en el deporte. Sevilla (España): Wanceulen Editorial Deportiva, S.L.

 

    Shünke, M., Schulte, E. and Schumacher, U. (2011). Prometheus: Texto y atlas de anatomía (2ª ed.). Madrid (España): Médica Panamericana. 600 p.

 

    Viladot, A. (2001). Lecciones básicas de biomecánica del aparato locomotor. Barcelona (España): Springer.

 

    Vogel, S. (2003). Comparative Biomechanics: Life´s physical world. New Jersey (USA): Princeton University Press.

 

    Whittle, M. (1991). Gait Analysis: An Introduction. Oxford: Butterworth-Heinemann.

 

    Winter, D. (2009). Biomechanics and motor control of human movement. New Jersey (USA): Wiley.


Lecturas: Educación Física y Deportes, Vol. 23, Núm. 241, Jun. (2018)

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