BIOMECÁNICA DE LA MARCHA

Fuente: http://www.quieroapuntes.com/biomecanica-de-la-marcha.html
Elaborado: Alejandro Costa

El conocimiento de la locomoción humana normal es la base del tratamiento sistemático y del manejo de la marcha patológica, especialmente cuando se usan prótesis y órtesis. La locomoción humana normal se ha descrito como una serie de movimientos alternantes, rítmicos, de las extremidades y del tronco que determinan un desplazamiento hacia delante del centro de gravedad. Más específicamente, la locomoción humana normal puede describirse enumerando algunas de sus características. Aunque existen pequeñas diferencias en la forma de la marcha de un individuo a otro, estas diferencias caen dentro de pequeños límites. En la marcha se da una sucesión de doble apoyo y de apoyo unipodal, es decir que durante la marcha el apoyo no deja nunca el suelo, mientras que, en la carrera, como en el salto, existen fases aéreas, en las que el cuerpo queda suspendido durante un instante. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

MÉTODOS DE ESTUDIO DE LA MARCHA

Es estudio de la marcha comprende tanto la cinemática, que describe los movimientos, como la cinética, que estudia las fuerzas que producen los movimientos. Para el análisis de la marcha se usan diversos métodos: (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

• Acelerometría: Permite medir a la aceleración en cualquier segmento o articulación del cuerpo. 
• Goniometría digital: Mide La posición angular en cualquier instante de tiempo. 
• Sistemas de análisis en 2D y 3D (cámaras normales, infrarrojas.): Registran en video el movimiento y permiten digitalizar el cuerpo como un sistema de segmentos unido por puntos. 
• Electromiografía (EMG): Mide La actividad muscular. 
• Baropodometría: Mide la presión ejercida sobre el piso. 
• Plataformas de fuerza: Registran la fuerza durante el apoyo del pie en el ciclo de marcha. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

CICLO DE MARCHA

El ciclo de marcha comienza cuando el pie contacta con el suelo y termina con el siguiente contacto con el suelo del mismo pie. Los dos mayores componentes del ciclo de la marcha son: la fase de apoyo (60% del ciclo) y la fase de balanceo (40% del ciclo). Una pierna está en fase de apoyo cuando está en contacto con el suelo y está en fase de balanceo cuando no contacta con el suelo. El apoyo sencillo se refiere al periodo cuando sólo una pierna está en contacto con el suelo. El periodo de doble apoyo ocurre cuando ambos pies están en contacto con el suelo simultáneamente. Con el aumento de la velocidad de la marcha hay un aumento relativo en el tiempo gastado en la fase de balanceo, y con la disminución de la velocidad una relativa disminución. La duración del doble apoyo disminuye conforme aumenta la velocidad de la marcha. La ausencia de un período de doble apoyo es lo que diferencia correr de caminar. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

El ciclo de marcha se divide en dos fases principales: apoyo y balanceo.

Fase de apoyo 

• Contacto del talón: Instante en que el talón de la pierna de referencia toca el suelo. 
• Apoyo plantar: contacto de la parte anterior del pie con el suelo. 
• Apoyo medio: Ocurre cuando el trocánter mayor está alineado verticalmente con el centro del pie, visto desde un plano sagital. 
• Apoyo terminal: Ocurre cuando el talón se eleva del suelo. Despegue: Ocurre cuando los dedos se elevan del suelo. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

La fase de apoyo puede también dividirse en intervalos con los términos de aceptación del peso, apoyo medio y despegue. El intervalo de aceptación del peso empieza en el contacto del talón y termina con el apoyo plantar. El intervalo de apoyo medio empieza con el apoyo plantar y termina con el apoyo terminal del talón. El despegue se extiende desde el apoyo termina hasta el despegue de los dedos. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

Balanceo 

• Balanceo inicial: Se caracteriza por la rápida aceleración del extremo de la pierna inmediatamente después de que los dedos dejan el suelo. 
• Balanceo medio: La pierna balanceada pasa a la otra pierna, moviéndose hacia delante de la misma, ya que está en fase de apoyo. 
• Balanceo terminal: Se da la desaceleración de la pierna que se mueve rápidamente cuando se acerca al final del intervalo. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

Parámetros

• Ciclo de marcha: recorrido entre dos apoyos sucesivos de un mismo talón.
• Zancada: secuencia de acontecimientos que tiene lugar entre dos choques de talón consecutivos del mismo pie. La distancia media entre dos apoyos consecutivos del mismo pie se denomina longitud de zancada y es, en definitiva, la suma de las longitudes del paso izquierdo y del derecho. Velocidad de marcha: distancia que recorre el cuerpo hacia delante en la unidad de tiempo (por ejemplo, 1.5 m/s). (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016) 
• Cadencia de marcha: Ciclos o pasos por unidad de tiempo (120 pasos/min o 1 ciclo/s). 
• Longitud de ciclo: Distancia entre dos choques consecutivos de talón de un mismo pie. 
• Longitud de paso: Distancia entre ambos pies cuando contactan con el suelo. 
• Amplitud de paso: Distancia Entre los centros de las huellas plantares. 
• Ángulo interpodal: Formado por el eje longitudinal del pie y la línea media de la progresión de la marcha. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

DETERMINANTES DE LA MARCHA

Durante la marcha, el movimiento que imprime el centro de gravedad es sinuoso y no rectilíneo, lo cual exige ciertos intercambios de energía: conversiones entre energía cinética y potencial y transferencias de energía entre segmentos. Durante la fase de apoyo bipodal el centro de gravedad del tronco se encuentra en su posición más baja y presenta su máxima velocidad hacia delante, es decir, su energía potencial es mínima y su energía cinética máxima. Tradicionalmente se han identificado seis mecanismos fundamentales de optimización de la marcha encaminados a la reducción de las oscilaciones que presentaría teóricamente el centro de gravedad del cuerpo. Estos seis mecanismos fundamentales son: Rotación pélvica en el plano transversal: la pelvis rota hacia delante en el plano horizontal 4o cada lado de la línea central, cuando el centro de gravedad está en el punto inferior de la trayectoria de la curva. Esta rotación permite que el desplazamiento vertical del centro de gravedad disminuya 1 cm. Para compensar, los brazos se mueven en sentido opuesto a los miembros inferiores y la cintura escapular gira en el sentido contrario a la pelviana. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

Inclinación pélvica: la pelvis desciende hacia el lado de la pierna en balanceo, mientras que la pierna que soporta el peso entra en aducción a medida que la pelvis de desplaza hacia ella. Este ligero desplazamiento sirve para reducir la elevación del centro de gravedad en 3 mm. Flexión de la rodilla durante la fase de apoyo: luego del apoyo de talón, la rodilla se flexiona unos 15º, lo cual desciende en otros 3 mm el centro de gravedad en su punto máximo. Ancho de la base de sustentación: En la marcha normal, la pelvis debe desplazarse horizontalmente para mantener su estabilidad en el apoyo medio. La estrecha base de sustentación, entre 5 y 10 cms reduce el desplazamiento lateral del centro de gravedad. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

Contacto mediante el talón y despegue mediante el antepié.

Ligera angulación fisiológica en valgo de la rodilla: Persiguiendo una reducción del desplazamiento lateral del centro de gravedad. Cuando se pierde cualquiera de estos 6 mecanismos fundamentales, se produce un aumento del gasto de energía. (Universidad de Tecnología a la Docencia, 2016)

Fuente: http://aprendeenlinea.udea.edu.co/lms/moodle/mod/book/tool/print/index.php?id=164140 

Elaborado: Alejandro Costa 

BIOMECÁNICA DE LA FASE DE OSCILACIÓN DE LA MARCHA

Esta fase, como ya sabemos, comienza con el despegue de los dedos y termina con el choque del talón. En ella intervienen las siguientes partes del cuerpo:

1. Columna y pelvis

Los movimientos que se producen son la rotación de la pelvis en sentido contrario a la pierna que se apoya y a la columna, con ligera rotación lateral de la pelvis hacia la pierna que no se ha apoyado. La rotación de la pelvis alarga el paso y disminuye la desviación lateral del centro de gravedad del cuerpo. Entre los músculos destacan los semiespinales, oblicuo externo abdominal que se contraen hacia el mismo lado de la rotación de la pelvis. En cambio, los músculos elevador de la columna y oblicuo abdominal interno se contraen hacia el lado contrario. Mientras, el psoas y el cuadrado lumbar ayudan a mantener la pelvis hacia el lado de la extremidad impulsada.

2. Cadera

Los movimientos son de flexión, rotación externa (por la rotación de la pelvis), abducción al comienzo y al final de la fase. Para ello los músculos actuantes son el sartorio, tensor de la fascia lata, pectíneo, psoas ilíaco, recto femoral y la cabeza corta del bíceps femoral, que se contraen precozmente en la primera fase del impulso, cada uno con su propio patrón. El sartorio y la cabeza corta del bíceps, por ejemplo, cuando los dedos pierden el contacto con la superficie y el tensor, tanto en esta fase como en la parte media del impulso. La contracción de los isquiotibiales con una intensidad moderada durante la extensión de la rodilla, como parte de la oscilación y los glúteos mayor y medio, se contraen ligeramente al final del impulso; a su vez el glúteo mayor sirve como ayuda al equilibrio y como guía de desplazamiento hacia delante de la extremidad. 

3. Rodilla

Los movimientos son la flexión en la primera mitad y extensión en la segunda parte. Para ello los músculos que trabajan al igual que en la flexión de la cadera hay una pequeña oscilación debida a los extensores del cuádriceps que se contraen ligeramente al final de esta fase, así como el sartorio y los isquiotibiales que aumentan su actividad en la marcha rápida.

4. Tobillo y pie

Hay dorsiflexión (evita la flexión plantar) y trabajan el tibial anterior, extensor largo de los dedos y del pulgar que se contraen al comienzo de la fase de oscilación y que disminuye durante la parte media de esta fase. Al final de la misma este grupo de músculos se contraen otra vez potentemente como preparación del contacto del talón; los flexores plantares están completamente relajados durante toda la fase.(Terapia Fisica, 2010)