Repositorio Institucional de Documentos

Repositorio de la Universidad de Zaragoza – Zaguan http://zaguan.unizar.es Trabajo Fin de Máster Análisis de la marcha en adolescentes obesos y no obesos mediante el sistema óptico de captura y análisis de movimiento humano VICON Autor Alicia Garrido Vilches Director Ana Cristina Royo Sánchez Escuela de Ingeniería y Arquitectura 2012 ANÁLISIS DE LA MARCHA EN ADOLESCENTES OBESOS Y NO OBESOS MEDIANTE EL SISTEMA ÓPTICO DE CAPTURA Y ANÁLISIS DE MOVIMIENTO HUMANO VICON RESUMEN La obesidad es una enfermedad crónica que puede provocar serias alteraciones de salud. Dicha enfermedad se presenta cada vez a edades más tempranas. Por ello, sobre todo durante la infancia, es importante llevar a cabo una adecuada combinación de dieta y ejercicio, al ser los métodos de control de peso más efectivos. Generalmente, las personas obesas serán más propensas a padecer patologías funcionales, siendo las alteraciones en la biomecánica de la marcha el principal problema que afecta a estas personas. Un análisis del modo de caminar ha demostrado ser una buena vía de detección de estas limitaciones de movimiento, lo que ayudará a la mejora de la calidad de vida de las personas con obesidad. En el presente trabajo se realizó un estudio piloto de la marcha en adolescentes que sufren obesidad. Por tanto, en primer lugar, se llevó a cabo una investigación sobre los estudios más destacados que existen hasta la fecha, en relación a la obesidad y a la marcha en personas que presentan esta enfermedad. Después de esta primera fase, fueron necesarios estudios previos para entender el sistema óptico de captura y análisis de movimiento disponible en el Laboratorio de Biomecánica del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón (Zaragoza), VICON. Este sistema permite el análisis en tres dimensiones de la marcha a partir de cámaras infrarrojas y marcadores pasivos colocados en puntos anatómicos específicos del cuerpo humano. Seguidamente, inspirándonos en los estudios existentes, fue necesario la captura y el análisis de la marcha con el objetivo de mostrar los parámetros temporales (cadencia, tiempo de ciclo de marcha, tiempo de apoyo y duración del paso), espaciales (longitud y anchura del paso, y velocidad de la marcha) y cinemáticos (desplazamientos angulares triplanar en pelvis, cadera, rodilla y tobillo) que fueron obtenidos durante la marcha. Para ello, se creó una base de datos que se almacenará en el laboratorio a partir de las pruebas que se realizaron a adolescentes (10-16 años) tanto obesos como no obesos mientras caminaban una distancia aproximada de 8 metros. Se realizó un estudio de la marcha para obtener una mejor percepción de las diferentes características de la marcha entre ambos tipos de poblaciones. Al evaluar los parámetros témporo-espaciales se obtuvieron resultados significativamente menores para la velocidad de la marcha, cadencia y longitud del paso, y mayores para el tiempo de apoyo (%), duración del ciclo de marcha, anchura del paso y duración del paso en el grupo de adolescentes con obesidad. En cuanto a los ángulos articulares considerados no se obtuvieron diferencias significativas entre ambos grupos para la pelvis, cadera, rodilla y tobillo. Así mismo, se verificó la fiabilidad del sistema de medición y la simetría entre los miembros inferiores. Por último, durante la realización del Trabajo Fin de Máster (TFM) se llevaron a cabo unas prácticas en la empresa Podoactiva ubicada en el Parque Tecnológico de Walqa (Huesca). Dichas prácticas consistieron principalmente en la realización de estudios biomecánicos de la pisada para prevenir lesiones musculares y osteoarticulares o para evaluar la pisada antes y después de realizar tratamientos de patologías. Agradecimientos Me gustar´ıa expresar mi gratitud a todas las personas que me han ayudado a llevar a cabo este trabajo final del m´aster. A mi directora del trabajo, Ana Cristina Royo por su apoyo, orientaci´on y ayuda durante todo el desarrollo del trabajo. A Dorita Villarroya por el planteamiento de este estudio, su ayuda al proporcionar los datos de contacto de los adolescentes que formaron parte del grupo estudio, su orientaci´on en la mejora del trabajo y tambi´en por su ayuda en conseguir que realizara las pr´acticas en Podoactiva. A Marian Franco, por aportar sus conocimientos sobre fisiolog´ıa, por su ayuda con la colocaci´on de los marcadores y en una mejor comprensi´on de la ´ultima parte de los resultados obtenidos. A Isabel Garc´ıa, por aportar sus conocimientos en el manejo del sistema de captura y an´alisis del movimiento (Vicon), su gran ayuda en las m´ultiples capturas de marcha y tratamiento de los datos. A todas ellas, por todas las horas de trabajo invertidas en las sesiones de captura realizadas y su gran disposici´on. Mis agradecimientos tambi´en van a todos los adolescentes que han participado en este estudio, as´ı como a sus familiares por el inter´es demostrado. Finalmante, dar las gracias tambi´en a toda las personas que me han proporcionado sugerencias valiosas durante el desarrollo de este trabajo. ´ Indice general 1 Introducci´on 1 1.1 Organizaci´on del trabajo final de m´aster . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 Introducci´on............................... 3 1.3 Estadodelarte ............................. 4 1.3.1 An´alisis de la marcha en adultos con obesidad . . . . . . . . 4 1.3.2 An´alisis de la marcha en adolescentes con obesidad . . . . . 6 1.3.3 An´alisis de la marcha en ni˜nos con obesidad . . . . . . . . . 6 1.4 Justificaci´on del estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.5 Objetivos ................................ 9 1.6 Resumen del cap´ıtulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2 Poblaci´on y metodolog´ıa 11 2.1 Sujetosdelestudio ........................... 11 2.2 M´etodoymateriales .......................... 12 2.2.1 Sistema experimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 2.2.2 Descripci´on del m´etodo: Pasos . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 2.3 Variables del estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 2.4 Estudio estad´ıstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 2.5 Resumen del cap´ıtulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 3 Resultados y discusi´on 21 3.1 Fiabilidad ................................ 21 3.2 Simetr´ıa entre miembros inferiores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.3 Comparaci´on entre g´eneros . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.4 Caracter´ısticas descriptivas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 3.5 Grupocontrol.............................. 24 3.6 Comparaci´on entre grupos de adolescentes con normopeso y con obesidad................................. 26 i ii ´ INDICE GENERAL 3.6.1 Par´ametros t´emporo-espaciales . . . . . . . . . . . . . . . . 26 3.6.2 Cinem´atica: desplazamientos angulares . . . . . . . . . . . . 30 3.7 Resumen del cap´ıtulo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 4 Conclusiones y l´ıneas futuras 39 4.1 Conclusiones............................... 39 4.2 L´ıneasfuturas.............................. 41 4.3 Pr´acticas................................. 42 Bibliograf´ıa 43 A Definiciones relevantes 51 B Evaluaci´on del grado de obesidad 55 C Software Vicon 57 D Presentaci´on y descripci´on del m´etodo de captura 59 D.1 Descripci´on del montaje experimental: Sistema VICON . . . . . . . 59 D.2 Descripci´on del m´etodo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 E Pruebas de validaci´on 75 F Protocolo 83 G Consentimiento Informado 87 H Ficha de Recogida de Datos 89 I Pr´acticas 91 I.1 Estudio biomec´anico de la pisada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 I.2 Estudio Postural en Ciclismo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 ´ Indice de figuras 2.1 C´amara VICON y marcador pasivo retro-reflectante. . . . . . . . . 13 3.1 Repetibilidad para los par´ametros t´emporo-espaciales. Grupo control/obesidad. ............................ 22 3.2 Repetibilidad para los ´angulos de movimiento triplanares en la pelvis, cadera, rodilla y tobillo. Grupo control/obesidad. . . . . . . 22 3.3 Desplazamientos angulares medios (o) durante la marcha del grupo control. ................................. 25 3.4 Picos m´aximos de los desplazamientos angulares (o) durante la fase de apoyo del grupo control; media del m´aximo (StD). . . . . . . . . 26 3.5 Velocidad de la marcha y longitud del paso. Grupo control/obesidad. 28 3.6 Cadencia. Grupo control/obesidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 3.7 Duraci´on ciclo de marcha y paso. Grupo control/obesidad. . . . . . 29 3.8 Tiempo de apoyo porcentual y Anchura del paso. Grupo control/obesidad. ............................ 29 3.9 Desplazamientos angulares medios (o) durante la marcha del grupo controlyobesidad ........................... 31 3.10 Picos m´aximos de los desplazamientos angulares (o) para la pelvis y la cadera durante la fase de apoyo del grupo control y obesidad; media del m´aximo (StD) y valores p. . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 3.11 Picos m´aximos de los desplazamientos angulares (o) para la rodilla y el tobillo durante la fase de apoyo del grupo control y obesidad; media del m´aximo (StD) y valores p. . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 A.1 PlanosAnat´omicos............................ 51 A.2 CiclodeMarcha. ............................ 53 A.3 Longitud de la zancada, longitud del paso y anchura del paso. . . . 54 B.1 Gr´afica BMI-for-age chicos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 iii 21.1. Organizaci´on del trabajo final de m´aster -C´alculo de los valores medios y desviaciones est´andar de los par´ametros angulares obtenidos durante la fase de apoyo y representaci´on gr´afica de la trayectoria angular durante dicha fase. Todo ello para la pelvis, cadera, rodilla y tobillo en los tres planos anat´omicos de referencia (sagital, frontal y transverso) [Ap´endice A]. -Comparaci´on de los par´ametros de la marcha, entre adolescentes obesos y no obesos. - An´alisis de los resultados obtenidos. Cap´ıtulo 5: presentaci´on de las conclusiones m´as relevantes y del trabajo que se podr´ıa realizar con posterioridad. Por ´ultimo, explicaci´on del trabajo realizado durante las pr´acticas en la empresa Podoactiva. Al final de cada cap´ıtulo se ha introducido un breve resumen del mismo. El TFM cuenta con un conjunto de ap´endices que se enumeran a continuaci´on: Ap´endice A: Definiciones relevantes. Ap´endice B: Evaluaci´on del grado de obesidad. Ap´endice C: Software Vicon. Ap´endice D: Presentaci´on y descripci´on del m´etodo de captura. Ap´endice E: Pruebas de validaci´on. Ap´endice F: Protocolo. Ap´endice G: Consentimiento Informado. Ap´endice H: Ficha de Recogida de Datos. Ap´endice I: Pr´acticas Podoactiva. Finalmente, se muestra la bibliograf´ıa consultada. Cap´ıtulo 1. Introducci´on 3 1.2 Introducci´on La Organizaci´on Mundial de la Salud (OMS), declara que en los ´ultimos a˜nos, se est´a produciendo un aumento considerable de la obesidad infantil a nivel mundial, considerando la obesidad como la ’gran epidemia del siglo XXI’. As´ı, difunde que la obesidad constituye uno de los mayores problemas de salud emergentes en el presente siglo. En Espa˜na se est´a alcanzando el ´ındice de obesidad infantil del pa´ıs donde mayor poblaci´on de ni˜nos obesos hay hasta la fecha, es decir, Estados Unidos [1, 2]. Unos h´abitos de vida inadecuados durante la infancia, producen consecuencias que pueden presentarse a lo largo de la vida, afectando a la calidad de vida de la persona y favoreciendo el desarrollo de enfermedades. Una de estas enfermedades es la obesidad. Las personas que sufren de obesidad durante la ni˜nez y/o adolescencia, tienen un riesgo considerablemente mayor de presentar una obesidad m´as severa al alcanzar la edad adulta [3-7]. Por tanto, la obesidad en los ni˜nos es la principal causa de obesidad a una edad madura, lo que hace que la obesidad se defina como una enfermedad cr´onica. Estas personas tambi´en tienen mayor probabilidad de padecer otras enfermedades, como la diabetes o problemas cardiovasculares y respiratorios. Adem´as, dichos problemas se producir´an a edades m´as tempranas que en las personas que se encuentran dentro de un peso considerado como normal [3, 6, 8-12]. Igualmente, hay que tener en cuenta que hay ciertos ni˜nos que tienen mayor probabilidad de sufrir obesidad al presentar alg´un tipo de enfermedad. Es el caso de ni˜nos con des´ordenes alimentarios o con diabetes. Tambi´en, algunos ni˜nos ser´an m´as propensos a padecer esta enfermedad dependiendo, por ejemplo, de la etnia a la que pertenecen [6]. Por otra parte, la obesidad tambi´en provoca limitaciones funcionales que afectan sobre todo a las extremidades inferiores, pudiendo influir negativamente a la biomec´anica de las actividades de la vida diaria de la persona que la sufre, siendo capaz de producirle lesiones m´usculo-esquel´eticas como la osteoartritis o problemas ortop´edicos como pies planos [6, 12, 13]. La principal actividad aer´obica que se realiza en la vida diaria es la locomoci´on [Ap´endice A]. La obesidad puede provocar modificaciones en los patrones de la marcha. Asimismo, cuanto m´as tiempo se padezca obesidad, mayores ser´an las dificultades que presentar´a el individuo a la hora de moverse [14]. 41.3. Estado del arte Una adecuada combinaci´on de dieta y ejercicio desde la infancia es primordial, al ser los m´etodos de control de peso con un mayor impacto positivo. Esto incluye la marcha como tratamiento para reducir el peso y, de esta manera, poder prevenir posteriores problemas biomec´anicos, siempre que no se acent´uen sus lesiones o se provoquen otras nuevas, por lo que ser´a necesario un examen de la marcha antes de establecer este tipo de tratamiento. 1.3 Estado del arte ¿C´omo afecta la obesidad a la biomec´anica de la marcha? Gracias a los estudios previos en el campo de investigaci´on de la locomoci´on en personas obesas, podemos hacernos una idea de las complicaciones que puede acarrear esta enfermedad a trav´es de las alteraciones que presentan en la marcha. As´ı, en la presente secci´on se describir´an los resultados relevantes al llevar a cabo una revisi´on del estado del arte respecto a la obesidad y la marcha en personas obesas. 1.3.1 An´alisis de la marcha en adultos con obesidad Panagiotis Spyropoulos et al. [15] llevaron a cabo estudios de marcha en 12 adultos obesos y 9 no obesos, mediante la colocaci´on en puntos anat´omicos espec´ıficos de una cinta adhesiva negra con un c´ırculo blanco en el centro, junto con un sistema de tres c´amaras de cine de alta velocidad. Estos estudios mostraron que hab´ıa cambios en los par´ametros t´emporo-espaciales de los adultos con obesidad. Espec´ıficamente, la velocidad de la marcha, longitud de la zancada, cadencia y fase de balanceo, en porcentaje de tiempo de ciclo, disminuyeron respecto a los adultos de peso normal; sin embargo, la anchura de paso y la fase de apoyo, en porcentaje de tiempo de ciclo, aumentaron. Tambi´en realizaron una investigaci´on sobre los valores medios de los desplazamientos angulares en la cadera, rodilla y tobillo en el plano sagital, obteniendo patrones muy similares. Aunque se observaron algunas diferencias significativas en las dimensiones de dichos valores entre ambos grupos de participantes: mayor abducci´on de cadera, menor flexi´on plantar y mayor dorsiflexi´on a lo largo de todo el ciclo de marcha, para los participantes obesos. Estos autores concluyeron que todas las diferencias fueron debidas mayormente a que las personas obesas intentaban apoyar el pie lo antes posible en el suelo para mantener mejor el equilibrio, y a un exceso de tejido adiposo acumulado en los muslos. Cap´ıtulo 1. Introducci´on 5 Paul DeVita y Tibor Hortob´agyi [16] realizaron una investigaci´on sobre la cinem´atica del miembro inferior de 21 adultos obesos y 18 no obesos a partir de una c´amara de v´ıdeo y una serie de marcadores reflectantes. Sus resultados mostraron que en el plano sagital de la cadera, rodilla y tobillo, los valores angulares medios fueron significativamente diferentes entre adultos obesos y no obesos: mayor extensi´on de cadera y flexi´on plantar, y menor flexi´on de rodilla durante toda la fase de apoyo para el grupo de adultos con obesidad. Esto se opone a las conclusiones del estudio de Spyropoulos et al. [15], donde se hablaba de valores angulares no significativos de la flexi´on de cadera y rodilla, y menor flexi´on plantar durante toda la fase de apoyo. DeVita y Hortob´agyi concluyeron que los sujetos con obesidad sostuvieron una posici´on m´as erguida a lo largo de la fase de apoyo. Las caracter´ısticas t´emporo-espaciales obtenidas, sin embargo, son acordes con las del estudio anterior [15]. Raymond C. Browning y Rodger Kram [17] llevaron a cabo un estudio en 10 adultos obesos y 10 no obesos, utilizando sensores colocados en los pies, junto con c´amaras de alta velocidad que capturaban la trayectoria de marcadores reflectantes colocados en la pierna derecha mientras caminaban por una cinta de andar. Estos estudios determinaron los valores angulares en la fase de apoyo medio, de las articulaciones de la extremidad inferior en el plano sagital. A diferencia de los estudios de Spyropoulos et al. [15] y de DeVita y Hortob´agyi [16], Browning y Kram no obtuvieron discrepancias significativas entre grupos. Tambi´en calcularon algunos par´ametros t´emporo-espaciales de la marcha y no obtuvieron diferencias dignas de considerar entre ambos grupos para la longitud ni la frecuencia de la zancada. Esto tampoco se corresponde con los resultados de los estudios anteriores [15, 16]. Todas estas diferencias entre estudios podr´ıan atribuirse a que los participantes con obesidad de los estudios anteriores intentaron, al presentar niveles excesivos de obesidad, adecuar su marcha a´un m´as, mejorando su estabilidad al evitar posibles ca´ıdas por p´erdidas de equilibrio o reduciendo las cargas que podr´ıan presentar en las rodillas. Adem´as, los primeros estudios se realizaron sobre una superficie normal y no sobre una cinta de andar. Tambi´en podr´ıa haberse debido a la edad de los adultos obesos considerados en los estudios, m´as j´ovenes en este que en los anteriores, por lo que podr´ıan haber sido m´as activos f´ısicamente, lo que mejorar´ıa tanto la velocidad al caminar como la cinem´atica, explicando que no se obtuvieran diferencias significativas para estos par´ametros. Sin embargo, el resto de par´ametros concuerdan con los primeros estudios, es decir, los adultos con obesidad invirtieron considerablemente mayor tiempo en la fase de apoyo del pie y menor tiempo en la fase de oscilaci´on, y presentaron una mayor 61.3. Estado del arte anchura de paso y periodo de doble soporte que los adultos de peso normal. 1.3.2 An´alisis de la marcha en adolescentes con obesidad La cinem´atica de la articulaci´on de la rodilla en 3D fue cuantificada en el estudio presentado por David L. Gushue et al. [18]. Este estudio se realiz´o a 10 adolescentes obesos y 12 de peso normal, mediante la colocaci´on de estructuras consistentes en 3 diodos infrarrojos activos, en cinco segmentos corporales (pie y tibia derecha, muslo, pelvis y tronco) y la grabaci´on a partir de un sistema ´optico de an´alisis de movimiento de la marcha, Optotrak 320. Los adolescentes con obesidad mostraron un patr´on de flexi´on de rodilla durante toda la fase de apoyo muy parecido al de los adolescentes no obesos. Sin embargo, obtuvieron un valor m´aximo de flexi´on de rodilla durante este ciclo significativamente menor en el grupo de adolescentes obesos, lo que concuerda con el estudio de DeVita y Hortob´agyi [16]. En el estudio realizado por Janet S. Dufek et al. [19] se investigaron las caracter´ısticas t´emporo-espaciales y la simetr´ıa bilateral durante la marcha de 41 adolescentes con obesidad y 70 de peso normal gracias al sistema GAITRite. Analizaron la simetr´ıa en la duraci´on del paso, longitud del paso y tiempo de ciclo de marcha, y obtuvieron diferencias no significativas entre ambas piernas para todos ellos. La velocidad, cadencia y porcentaje de balanceo fueron significativamente menores, mientras que el porcentaje de doble soporte y anchura de paso fueron considerablemente mayores para el grupo de adolescentes obesos. El incremento de los dos ´ultimos podr´ıa deberse a un intento por mejorar la estabilidad. 1.3.3 An´alisis de la marcha en ni˜nos con obesidad Ben McGraw et al. [20] obtuvieron las caracter´ısticas de la marcha (porcentaje de apoyo, balanceo y doble soporte) y analizaron la estabilidad postural a partir de una base de datos que conten´ıa la informaci´on de 10 ni˜nos obesos y 10 no obesos, siendo todos ellos varones, para evitar posibles diferencias entre g´eneros en los resultados. Todo ello mediante una c´amara de video colocada perpendicular al plano de locomoci´on. Estos estudios mostraron una cadencia y fase de oscilaci´on significativamente menores, y un periodo de doble soporte y una fase de apoyo considerablemente mayores para los ni˜nos con obesidad. Estos resultados se corresponden con los que se esperan que presente una persona que sufre de obesidad y evidencian la tentativa por mantener la estabilidad postural. Cap´ıtulo 1. Introducci´on 7 Los ni˜nos que sufren obesidad presentan, respecto a los de peso normal, un deterioro de la estabilidad debido a su exceso de peso [20]. Por tanto, ser´a comprensible que estos ni˜nos, al igual que los adolescentes y adultos con obesidad, presentaran al caminar las caracter´ısticas temporales mostradas en los estudios anteriormente detallados (Spyropoulos et al. [15], DeVita y Hortob´agyi [16], Browning y Kram [17], Dufek et al. [19] y McGraw et al. [20]), al pasar mayor tiempo con uno o ambos pies apoyados para intentar recuperar el estado de equilibrio y evitar ca´ıdas. La mayor inestabilidad podr´ıa ser causa, tambi´en, de una disminuci´on de la actividad f´ısica en los ni˜nos obesos, ya que tienen miedo a perder el equilibrio y caerse, por lo que intentan evitarlo de este modo. En el estudio llevado a cabo por Julia Nantel et al. [21] sobre 10 ni˜nos con obesidad y 10 ni˜nos con peso normal, utilizando un sistema Vicon equipado con 8 c´amaras se calcularon los par´ametros t´emporo-espaciales de la marcha. En ´el no se obtuvieron diferencias significativas entre grupos para la cadencia, longitud de la zancada ni velocidad de la marcha. Estos par´ametros concuerdan con los obtenidos en el estudio de Browning y Kram [17], pero no con los resultados de los estudios de Spyropoulos et al. [15] y DeVita y Hortob´agyi [16]. Tampoco se obtuvieron diferencias relevantes para la fase de apoyo ni para la fase de doble soporte, lo que no coincide con los estudios [15-17]. Esto podr´ıa deberse a que, a diferencia de los adultos obesos de estos estudios, algunos de los ni˜nos obesos realizaban actividades f´ısicas regularmente. Estos ni˜nos no necesitar´ıan tener el mayor tiempo posible el pie apoyado en el suelo, caminar´ıan m´as r´apido, realizar´ıan pasos de mayor longitud y tendr´ıan menos problemas de equilibrio, lo que demuestra que practicar ejercicio f´ısico de forma usual mejora las caracter´ısticas de la marcha. A partir del an´alisis sobre la cinem´atica triplanar de los ´angulos de las articulaciones de la cadera, rodilla y tobillo llevado a cabo por Sarah P. Shultz et al. [22] realizado por 10 ni˜nos con obesidad y 10 con peso normal, utilizando un sistema Vicon de 5 c´amaras, se obtuvo, al igual que en el estudio de Browning y Kram [17], que no exist´ıan diferencias relevantes entre ambos grupos de participantes. Por lo que estos resultados contradicen tambi´en aquellos de los estudios de Spyropoulos et al. [15], DeVita y Hortob´agyi [16] y Gushue et al. [18], pero en este caso, se puede atribuir adem´as a que se utilizaron diferentes sistemas de captura, ya que el sistema Vicon proporciona una mayor precisi´on. En el estudio de Anderson [23] se realiz´o un an´alisis de la marcha con 47 ni˜nos mediante un sistema Vicon equipado con 8 c´amaras. La velocidad de la marcha obtenida para los ni˜nos con obesidad fue un poco mayor a la de los ni˜nos con normopeso, lo que lleva a que la cadencia sea mayor. Estos resultados contradicen 81.4. Justificaci´on del estudio los de Spyropoulos et al. [15], DeVita y Hortob´agyi [16] y Dufek et al. [19]. Sin embargo, la longitud de la zancada es menor, lo que no concuerda con un velocidad mayor. Anderson indic´o que esto pudo ser porque los sujetos presentaron una marcha condicionada, al saber de la realizaci´on de la prueba o por a la escasa muestra bajo estudio. 1.4 Justificaci´on del estudio La mayor parte de los estudios analizados en la secci´on anterior han indicado que la obesidad ocasiona alteraciones en la marcha. Por ello, y con el objetivo de proporcionar una comprensi´on m´as clara de los problemas de movimiento que presentan las personas con obesidad, es de gran ayuda considerar las caracter´ısticas de su marcha (marcha alterada) para analizar las diferencias respecto a las personas de peso normal (marcha considerada normal). Asimismo, un estudio de la marcha en personas con obesidad podr´ıa ofrecer algunos beneficios en cuanto a la reducci´on de factores de riesgo, sobre todo en la extremidad inferior, mejorando los reg´ımenes de entrenamiento, la rehabilitaci´on y los programas de prevenci´on de lesiones. De esta revisi´on realizada de la literatura previa tambi´en se observa que muchos de estos estudios sobre las limitaciones biomec´anicas que conlleva la obesidad se basaron en personas adultas y que existen pocos estudios sobre la cinem´atica angular de la marcha de ni˜nos y adolescentes con obesidad, con un ´unico estudio conocido para ambos. Tambi´en hay pocos estudios de los par´ametros t´emporoespaciales de la marcha en adolescentes. Sin embargo, una evaluaci´on de la marcha en la ni˜nez o adolescencia ayudar´ıa a evitar posteriores problemas o retrasar la aparici´on de los mismos. Adem´as, la mayor´ıa de estos estudios tratan sobre los ´angulos de movimiento de la extremidad inferior en el plano sagital y no contemplan la movilidad de la pelvis, sino solamente el movimiento de las articulaciones de la cadera, rodilla y tobillo. Por ´ultimo, destacar que los datos obtenidos en cada uno de estos estudios fueron muy dispares, debido a que hay muchos factores que pueden influir en la marcha, como la edad de la poblaci´on bajo estudio, los m´etodos utilizados, la condici´on f´ısica de los participantes, el tiempo que los participantes llevan siendo obesos, etc. Por todo ello, se consider´o de inter´es realizar un estudio sobre la marcha de adolescentes de peso normal y con obesidad, con motivo de caracterizar Cap´ıtulo 1. Introducci´on 9 las diferencias existentes entre ambos en los par´ametros t´emporo-espaciales y cinem´atica angular derivados de la marcha. Estos resultados de la literatura nos han servido tambi´en para establecer una hip´otesis de trabajo: La obesidad en la adolescencia modifica los valores considerados normales en el an´alisis de las caracter´ısticas de la marcha. 1.5 Objetivos El objetivo principal de este TFM es valorar las modificaciones de las caracter´ısticas de la marcha asociadas a la obesidad en adolescentes, comparando un grupo de adolescentes con obesidad y un grupo control con normopeso. Los objetivos espec´ıficos de este TFM son: Analizar los par´ametros t´emporo-espaciales de la marcha en un grupo de adolescentes con obesidad, comparando las variables an´alogas con un grupo control. Analizar la cinem´atica angular del miembro inferior tanto en el mantenimiento de la postura en bipedestaci´on como durante la marcha, en un grupo de adolescentes con obesidad, comparando las variables an´alogas con un grupo control. 10 1.6. Resumen del cap´ıtulo 1.6 Resumen del cap´ıtulo La obesidad es una enfermedad cr´onica que puede provocar importantes problemas de salud. Un diagn´ostico de la obesidad ya durante la infancia o adolescencia podr´ıa evitar que estas personas fueran obesas al alcanzar la edad adulta y prevenir muchos de los problemas que conlleva esta enfermedad y que se manifiestan sobre todo a una edad adulta. Es importante realizar un an´alisis de la marcha en personas con obesidad, al haber mayor´ıa de estudios en la literatura que indicaron que la obesidad ocasionaba alteraciones en ella. En esta literatura, tambi´en se encontraron resultados bastante diversos, debido al gran n´umero de factores que podr´ıan influir sobre las caracter´ısticas de la marcha. Adem´as, no hay casi estudios sobre la cinem´atica angular de la marcha de ni˜nos y adolescentes con obesidad. Tampoco hay muchos estudios de los par´ametros t´emporo-espaciales de la marcha en adolescentes. La mayor´ıa de estos estudios no contemplan la movilidad de la pelvis y tampoco analizan los ´angulos articulares de la extremidad inferior en todos los planos anat´omicos de movimiento. Por ello, se consider´o importante realizar un estudio sobre las diferencias en la marcha entre adolescentes de peso normal y con obesidad, tanto en los par´ametros t´emporo-espaciales como en la cinem´atica angular. Cap´ıtulo 2 Poblaci´on y metodolog´ıa 2.1 Sujetos del estudio La poblaci´on total bajo estudio fue de 20 adolescentes, 10 chicos y 10 chicas, de edades comprendidas entre los 10 y los 16 a˜nos. Se formaron dos grupos de adolescentes: Grupo control: formado por 10 adolescentes con obesidad (5 chicos y 5 chicas). Su captaci´on se realiz´o por medio de la Doctora Gloria Bueno, cuya consulta se encuentra en el Hospital Cl´ınico Universitario Lozano Blesa de Zaragoza. Grupo obesidad: formado por 10 adolescentes de peso normal (5 chicos y 5 chicas). Su captaci´on se realiz´o a trav´es de dos profesores de la Universidad de Zaragoza. Este estudio se trata, por tanto, de un estudio piloto, al ser reducido el tama˜no de la muestra considerada. La participaci´on de todos ellos en el estudio fue de forma totalmente voluntaria. Adem´as, se inform´o a los padres o tutores legales de los adolescentes del motivo de realizaci´on del estudio y de las fases en que iba a consistir. Seguidamente, firmaron un consentimiento informado, al tratarse menores de edad. Adem´as, decir que la poblaci´on de adolescentes bajo estudio no deb´ıa presentar ninguna patolog´ıa que les influyera a la hora de caminar, como una lesi´on m´usculoesquel´etica, problema ortop´edico sufrido en la extremidad inferior poco antes del estudio o alg´un problema neurol´ogico, de lo contrario ser´ıan excluidos del estudio. 11 18 2.4. Estudio estad´ıstico ·Tobillo inversi´on/eversi´on: m´aximo/m´ınimo valor angular de movimiento del tobillo en el plano frontal. ·Tobillo rotaci´on interna/externa: m´aximo/m´ınimo valor angular de movimiento del tobillo en el plano transverso. - Par´ametros temporales: valores medios de cadencia (pasos/min), duraci´on del ciclo de marcha (s), tiempo de apoyo ( % ciclo marcha) y duraci´on del paso (s). - Par´ametros espaciales: valores medios de velocidad de la marcha (m/s), longitud y anchura del paso (m). 2.4 Estudio estad´ıstico El an´alisis estad´ıstico se dividi´o en: 1. Estudio de la fiabilidad del sistema de medici´on Vicon. Se realiz´o una evaluaci´on, en todas las variables de la marcha analizadas, de la variabilidad obtenida para las 5 valoraciones de marcha de cada participante, a partir del Coeficiente de Correlaci´on Intraclase. Se calcul´o el ICC(1,1)2con intervalos de confianza del 95 %. El ICC nos indica la proporci´on de la variabilidad total que se debi´o a la variabilidad de los sujetos3, ya que la variabilidad total de las mediciones se descompone en la variabilidad debida a las diferencias entre los distintos sujetos y la debida a las diferencias entre las 5 pruebas de marcha de cada sujeto. 2. Calculo de la media y la desviaci´on est´andar de todas las variables del estudio. 3. Normalidad de los datos. Mediante el programa estad´ıstico Minitab se comprob´o la normalidad de todas las variables calculadas. Cuando la distribuci´on de los datos fue normal, se utiliz´o la prueba de comparaci´on de las medias para muestras 2ICC (1,1) es un tipo de ICC que realiza un an´alisis de la varianza de un factor (One-way ANOVA): pruebas, y donde interviene un ´unico evaluador. 3Los valores del ICC pueden oscilar entre 0 y 1, de modo que la m´axima concordancia posible entre pruebas se corresponde a un valor de 1. En este caso, toda la variabilidad observada se explicar´ıa por las diferencias entre sujetos y no por las diferencias entre las pruebas. Cap´ıtulo 2. Poblaci´on y metodolog´ıa 19 independientes, esto es el test-T. Sin embargo, cuando no cumpl´ıan el criterio de normalidad se utiliz´o la prueba de Mann-Whitney-Wilcoxon. Todas las comparaciones siguientes se realizaron con uno de estos dos test dependiendo de si los datos fueron normales o no4. 4. Estudio de la simetr´ıa entre miembros inferiores. Comparaci´on de todas las variables de la marcha obtenidas en cada uno de los dos grupos de estudio entre el miembro inferior izquierdo y el derecho. 5. Comparaci´on de todos los par´ametros de la marcha obtenidos en cada uno de los grupos entre chicos y chicas. 6. Comparaci´on de las caracter´ısticas descriptivas de los grupos de estudio. 7. Comparaci´on de todos los par´ametros t´emporo-espaciles y cinem´aticos entre ambos grupos de estudio. Para realizar el an´alisis estad´ıstico de los datos se estableci´o un nivel de significaci´on estad´ıstica de p<0.05 (5 %), lo que significa que si p<0.05 se rechaza la hip´otesis nula (hip´otesis falsa). Cuanto menor sea el valor p , m´as probable ser´a que la hip´otesis de partida sea falsa. 4A partir de la desviaci´on est´andar de los par´ametros, tambi´en es posible conocer si las diferencias son significativas o no, por ejemplo, si para un par´ametro la mayor´ıa de sus valores para un grupo son iguales a la mayor´ıa de los valores el otro grupo, entonces, significa que la diferencia no es estad´ısticamente significante. Pero el test-T o de Wilcoxon son m´as fiable. 20 2.5. Resumen del cap´ıtulo 2.5 Resumen del cap´ıtulo Se cont´o con la participaci´on voluntaria de dos grupos de participantes formados cada uno de ellos por 10 adolescentes (5 chicas y 5 chicos) de edades entre 10-16 a˜nos. Se inform´o brevemente sobre las pruebas y el acompa˜nante mayor de edad firm´o el consentimiento informado. En la realizaci´on del estudio, se utiliz´o el sistema ´optico de captura y an´alisis de movimiento Vicon para la captura de la marcha de todos los participantes y la obtenci´on de los datos deseados. Para lo cual se realizaron una serie de pasos, comenzando por la colocaci´on y orientaci´on de las c´amaras, pasando por la calibraci´on del sistema y la realizaci´on de las pruebas de marcha siguiendo el protocolo establecido, hasta llegar, por ´ultimo, al procesado de estas pruebas para la obtenci´on de los valores medios de las variables t´emporo-espaciales y angulares. A trav´es del ICC de todas las variables obtenidas durante las pruebas de marcha se analiz´o la fiabilidad del sistema de medici´on en la obtenci´on de los mismos resultados al realizar cada sujeto las pruebas din´amicas 5 veces. A la hora de determinar la significancia estad´ıstica de los datos obtenidos cuando se realizaron las comparaciones entre los miembros inferiores, g´eneros o grupos de estudio, se efectu´o un test-T o de Wilcoxon Mann- Whitney, dependiendo de la normalidad de la variable. El nivel de significancia se estableci´o en 0.05. Cap´ıtulo 3 Resultados y discusi´on En un intento de conocer mejor las caracter´ısticas en cuanto a la movilidad que pueden presentar los adolescentes con obesidad durante la marcha, se calcularon los par´ametros t´emporo-espaciales y los ´angulos de movimiento de la pelvis y de las articulaciones de las extremidades inferiores a trav´es del sistema ´optico Vicon. As´ı, este sistema se utiliz´o, principalmente, para comparar la marcha de adolescentes de peso normal con la marcha de adolescentes con obesidad. 3.1 Fiabilidad Tras realizar el c´alculo del Coeficiente de Correlaci´on Intraclase (ICC), se llev´o a cabo una interpretaci´on de los valores obtenidos, tal y como hizo Menz et al. [25] (>0.75 fiabilidad excelente, 0.40-0.75 fiabilidad de regular a buena y <0.40 fiabilidad pobre). As´ı, se observ´o, en general, una muy buena concordancia en todos los par´ametros (Figura 3.1 y Figura 3.2). El par´ametro m´as cr´ıtico fue el tiempo de apoyo porcentual en el grupo obesidad, cuya variabilidad fue muy alta (repetibilidad de 0.1855), pero no se tuvo demasiado en cuenta porque esta variabilidad fue peque˜na (0.864) en comparaci´on con su valor medio (60.657 %). Dada la fiabilidad obtenida, se consider´o oportuno trabajar con el promedio de las 5 pruebas de marcha. 21 22 3.1. Fiabilidad Figura 3.1: Repetibilidad para los par´ametros t´emporo-espaciales. Grupo control/obesidad. Figura 3.2: Repetibilidad para los ´angulos de movimiento triplanares en la pelvis, cadera, rodilla y tobillo. Grupo control/obesidad. Cap´ıtulo 3. Resultados y discusi´on 23 3.2 Simetr´ıa entre miembros inferiores Ninguna de las variables obtenidas present´o diferencias significativas entre los dos miembros inferiores, en ninguno de los grupos de estudio. Dufek et al. [19], en su estudio en adolescentes obesos, analizaron las diferencias en la duraci´on y longitud del paso y tiempo de ciclo de marcha entre ambas extremidades inferiores, y obtuvieron simetr´ıa en dichos par´ametros t´emporo-espaciales. Por tanto, en nuestro estudio, solamente se consideraron los datos de un miembro inferior para la evaluaci´on de las variables definidas. Al ser todos los participantes diestros, se eligi´o el miembro inferior derecho. 3.3 Comparaci´on entre g´eneros La comparaci´on entre chicos y chicas del estudio no indic´o diferencias significativas entre sexos, ni en el grupo de adolescentes con normopeso ni en el de adolescentes con obesidad. Como adem´as, el n´umero de chicas y chicos de cada grupo fue muy escaso, no se consider´o necesario realizar dicha distinci´on por g´eneros, de forma que se consider´o oportuno trabajar con ambos grupos de estudio sin distinguir entre chicos y chicas. 3.4 Caracter´ısticas descriptivas Al analizar las caracter´ısticas descriptivas de los dos grupos estudiados (Tabla 3.1), no se observan diferencias ni en la edad ni en la altura de los adolescentes estudiados, lo que indica una homogeneidad de las dos muestras y que se pueda llevar a cabo la comparaci´on. En cuanto al peso corporal, uno de los par´ametros que deb´ıa diferenciar los dos grupos, s´ı que se observ´o un valor medio mucho mayor en el grupo obesidad (aprox. 12 kg), pero esta diferencia entre grupos no lleg´o a ser significativa (p=0.0757), aunque s´ı cuasi-significativa. Esto podr´ıa deberse a la importante variabilidad que hab´ıa en cada grupo y al reducido tama˜no de la muestra estudiada. Sin embargo, el ´ındice de masa corporal fue significativamente mayor en el grupo obesidad (p=0.0003), lo que indic´o especificidad de los dos grupos. 24 3.5. Grupo control Grupo Edad(a˜nos) Peso(kg) Altura(m) IMC(kg/m2) Control 13.222 (1.302) 54.865 (10.769) 1.648 (0.091) 19.999 (2.332) Obesidad 11.750 (0.957) 66.850 (8.412) 1.568 (0.052) 27.134 (2.195) Valor p 0.0693 0.0757 0.1286 0.0003* Asterisco p<0.05. Tabla 3.1: Caracter´ısticas descriptivas para el grupo control y obesidad; media (StD) y valores p. 3.5 Grupo control Como punto de partida de este estudio, se hizo necesario contrastar los datos obtenidos en el grupo control con los que se han aportado en la literatura para determinar si los valores obtenidos se encontraban dentro de los rangos considerados normales por la comunidad cient´ıfica. En cuanto a los par´ametros t´emporo-espaciales (Tabla 3.2), los adolescentes de este grupo caminaron con una velocidad libre de marcha de 1.24 m/s. Esta velocidad fue ligeramente menor a la descrita por Dufek et al. [19] en su estudio realizado tambi´en con adolescentes. Probablemente, esto se debi´o a que los adolescentes del estudio de Dufek presentaban una mayor destreza al caminar ya que dentro de las actividades f´ısicas realizaban pruebas de marcha en el colegio. Comparando esta velocidad con la obtenida en otros estudios en ni˜nos [21, 23] y adultos [15, 16, 26], se observ´o que esta velocidad se encontraba en una situaci´on intermedia, por tanto, parece que la velocidad va aumentando con la edad, volviendo a disminuir al alcanzar la vejez tal y como indica Villar et al. [27] en su estudio sobre los efectos de la edad en la marcha. Esta menor velocidad justifica la menor longitud de paso y cadencia encontrada respecto a los estudios citados con adolescentes y adultos. El resto de par´ametros t´emporo-espaciales se encontraban dentro de lo descrito normalmente en la bibliograf´ıa. En cuanto a la cinem´atica angular de la marcha, el patr´on de marcha observado (Figura 3.3) fue similar al descrito en la mayor´ıa de los trabajos realizados sobre el tema [15-18, 22]. Las variables obtenidas (Figura 3.4) se encontraron dentro de los valores aportados en la literatura cient´ıfica, tanto en estudios en adolescentes [18], como en estudios en adultos [15-17]. Hay que tener en cuenta que a partir de los 7 a˜nos las caracter´ısticas de la marcha deben ser las mismas que las de una persona de edad adulta [28-30], salvo aquellos par´ametros relacionados con los datos antropom´etricos. Por todo esto, se consider´o que el grupo control serv´ıa como referencia para Cap´ıtulo 3. Resultados y discusi´on 25 comparar con el grupo obesidad. Variable Media (StD) Cadencia (pasos/min) 114.819 (6.121) Ciclo marcha (s) 1.048 (0.056) Tiempo apoyo ( %) 58.813 (1.208) Tiempo paso (s) 0.524 (0.028) Longitud paso (m) 0.635 (0.034) Anchura paso (m) 0.115 (0.030) Velocidad marcha (m/s) 1.248 (0.101) Tabla 3.2: Par´ametros t´emporo-espaciales para el grupo control; media (StD) Figura 3.3: Desplazamientos angulares medios (o) durante la marcha del grupo control. 263.6. Comparaci´on entre grupos de adolescentes con normopeso y con obesidad Figura 3.4: Picos m´aximos de los desplazamientos angulares (o) durante la fase de apoyo del grupo control; media del m´aximo (StD). 3.6 Comparaci´on entre grupos de adolescentes con normopeso y con obesidad 3.6.1 Par´ametros t´emporo-espaciales Los valores de los par´ametros t´emporo-espaciales se representan en las Figura 3.5, 3.6, 3.7 y 3.8. Sus valores exactos se pueden consultar en las Tablas 3.3 y 3.4. En primer lugar, constatamos una significativa menor velocidad de la marcha en nuestros sujetos con obesidad al compararlos con los sujetos con normopeso. Esta menor velocidad conlleva que los pasos tambi´en sean significativamente menores y, tambi´en, que la cadencia sea menor. Probablemente esto fue debido a que tienen que movilizar mayor cantidad de masa corporal y tratan de minimizar el gasto energ´etico, y a que intentan mantener el equilibrio.De la misma forma, y relacionado tambi´en con la menor velocidad, la duraci´on del ciclo de marcha y del paso fueron significativamente mayores en este grupo. Llama la atenci´on el significativamente mayor porcentaje de tiempo de apoyo respecto a la duraci´on total del ciclo en el grupo de obesidad. Un aumento del tiempo de apoyo est´a relacionado con una inestabilidad en la marcha, por lo que podemos decir que este grupo de adolescentes obesos ten´ıan una cierta inestabilidad Cap´ıtulo 3. Resultados y discusi´on 27 al caminar. En este mismo sentido, tambi´en se obtuvo una anchura de paso significativamente mayor en el grupo obesidad, para aumentar la base de apoyo y conseguir una mayor estabilidad. Esta mayor anchura del paso tambi´en puede estar relacionada con el valgo de rodilla que tienden a tener las personas con obesidad. Dufek et al. [19] obtuvieron los mismos resultados en adolescentes con obesidad, es decir, encontraron tambi´en una menor velocidad y cadencia, y una mayor anchura de paso al comparar con adolescentes de peso normal. Igualmente McGraw el al. [20] obtuvieron al igual que en nuestro estudio una cadencia menor y una fase de apoyo mayor para los ni˜nos con obesidad. Estos dos autores expusieron que sus resultados fueron indicativos de una tentativa de los ni˜nos con obesidad de mejorar su estabilidad. En este mismo sentido, los estudios de Spyropoulos et al. [15] y DeVita y Hortob´agyi [16] en adultos con obesidad tambi´en obtuvieron los mismos resultados que nuestro estudio: velocidad, longitud de la zancada y cadencia menores; fase de apoyo ( %) y anchura de paso mayores, respecto a los adultos de peso normal. Browning y Kram [17], sin embargo s´olo obtuvieron una significativamente mayor fase de apoyo y anchura de paso en comparaci´on con adultos de peso normal. Estos autores obtuvieron los mismos resultados que en nuestro estudio a pesar de las diferencias de edad de los participantes, de los distintos sistemas de medici´on utilizados en cada uno de estos estudios y de que el grado de obesidad de los adolescentes de nuestro estudio fue bajo, lo que se llama preobesidad (Tabla 3.1, [31]). Sin embargo, en el estudio llevado a cabo por Nantel et al. [21] realizado en ni˜nos con obesidad y f´ısicamente activos no se obtuvieron los mismos resultados, es decir, no se obtuvieron diferencias significativas entre grupos en ninguno de los par´ametros. Esto podr´ıa deberse precisamente a que los ni˜nos estaban acostumbrados a realizar actividades f´ısicas, lo que podr´ıa indicar que si los adolescentes con obesidad se acostumbraran a realizar ejercicio f´ısico de forma regular podr´ıan mejorar su marcha, de forma que ir´ıan paliando poco a poco sus problemas, como p´erdidas de equilibrio, y/o se evitar´ıan posteriores complicaciones, como los problemas musculo-esquel´eticos. Esta actividad f´ısica puede ser simplemente caminar, siempre que no se acent´uen sus lesiones o se provoquen otras nuevas, por lo que ser´a necesario un cuidadoso examen de la marcha del sujeto antes de establecer este tipo de tratamiento. En el estudio de Anderson [23] realizado en ni˜nos obesos tampoco se obtuvieron los mismos resultados que en nuestro estudio. En este caso se obtuvo una velocidad y cadencia mayores a la de los ni˜nos con normopeso. Aunque este autor indic´o que 343.6. Comparaci´on entre grupos de adolescentes con normopeso y con obesidad present´o un valor medio de mayor anteversi´on en el grupo de adolescentes obesos, con un rango de movilidad similar a los 3o-5oque se describen como valores de normalidad [44-46]. Estos valores de mayor antervesi´on p´elvica durante la marcha confirman lo encontrado en posici´on est´atica. Seg´un est´a descrito, los cambios en la lordosis lumbar ocurren con frecuencia en la marcha patol´ogica, por lo general asociados a alteraciones en la inclinaci´on de la pelvis, y com´unmente suele aparecer como una compensaci´on a una limitada flexi´on/extensi´on de la cadera [47]. Ambas situaciones se ha dado en los adolescentes con obesidad estudiados, por tanto, al igual que se ha comentado al analizar la postura en bipedestaci´on, va a ser de inter´es valorar las posibles alteraciones que pudieran llegar a afectar la regi´on lumbar. En el plano frontal, debido al traslado del peso corporal de una extremidad a la otra y con la finalidad de facilitar la estabilidad, la pelvis realiz´o un movimiento alternante de inclinaci´on derecha al comienzo de la fase de apoyo y de inclinaci´on izquierda en la fase final, tal y como muestra la trayectoria (Figura 3.9), con un rango de movimiento de alrededor de 8oen el grupo de estudio, similar a los valores considerados normales entre 6oy 10o[44-46, 48]. En cuanto al plano transverso y debido al avance de la extremidad inferior, se ha descrito que se produce una rotaci´on p´elvica anterior de unos 5oen las fases iniciales del contacto [44-46, 48], coincidiendo con el valor medio obtenido en los sujetos estudiados y tal y como muestra la trayectoria (Figura 3.9). A partir de ah´ı, el movimiento de la hemipelvis fue progresando hacia una posici´on neutra antero-posterior durante el apoyo medio. Al final del apoyo y el momento del despegue, debido al avance de la extremidad contralateral, se produjo un movimiento de rotaci´on posterior. El rango total de movimiento de rotaci´on antero-posterior fue de unos 8opara el grupo obesidad y de unos 11o, similar a los valores registrados por otros autores, 8o-10o[48-50]. No se han encontrado estudios que analicen la movilidad p´elvica en sujetos obesos por lo que no es posible comparar estos par´ametros con lo descrito por otros autores. En relaci´on con las alteraciones de la movilidad de las articulaciones del miembro inferior, Browning y Kram [17] tampoco obtuvieron diferencias significativas entre grupos durante la marcha de adultos con obesidad en los valores de movimientos articulares de la cadera, rodilla y tobillo, en el plano sagital. Igualmente, Shultz et al. [22] en su estudio realizado en ni˜nos obesos, tampoco mostraron diferencias significativas entre grupos en los valores angulares analizados durante la marcha de los ni˜nos, en ninguno de los tres planos anat´omicos de referencia. Cap´ıtulo 3. Resultados y discusi´on 35 Spyropoulos et al. [15] obtuvieron mayor abducci´on de cadera, menor flexi´on plantar y mayor dorsiflexi´on a lo largo de todo el ciclo de marcha, para los participantes obesos. En este sentido, los valores angulares para los adolescentes con obesidad de nuestro estudio, aunque sin significancia estad´ıstica como acabamos de indicar, tambi´en mostraron menor flexi´on dorsal y mayor flexi´on plantar, lo que, tal y como indica este autor, podr´ıa ser un mecanismo para llevar el pie lo antes posible al suelo para mejorar el equilibrio. Sin embargo, DeVita y Hortob´agyi [16] indicaron que los adultos con obesidad presentaron, a nivel del tobillo, resultados opuestos, es decir mayor flexi´on plantar durante toda la fase de apoyo para el grupo de adultos con obesidad en los tres planos de movimiento. Estos autores tambi´en obtuvieron una mayor extensi´on de cadera, lo que tampoco coincidi´o con el valor medio de extensi´on de cadera de nuestro estudio. Las diferencias de estos resultados con el presente estudio, podr´ıan explicarse en base, por un lado, a los distintos sistemas utilizados y, por otro al distinto grado de obesidad. Posiblemente, dado que los adolescentes del presente estudio presentaron un nivel bajo de obesidad o preobesidad (Tabla 3.1, [31]), no se encontraron importantes alteraciones en la cinem´atica de la marcha. No obstante, los adultos con obesidad del estudio de DeVita y Hortob´agyi [16] presentaron menor flexi´on de rodilla y esto s´ı coincide con el valor medio de flexi´on obtenido entre los grupos de adolescentes del actual estudio. Esta menor flexi´on de rodilla tambi´en fue descrita por Gushue et al. [18], quienes realizaron un estudio en adolescentes obesos. A pesar de que no se obtuvieron diferencias significativas en ninguno de estos par´ametros, tal y como se indic´o al principio, hay que tener en cuenta que el n´umero de obesos analizados es muy reducido, por lo que algunos de estos par´ametros cinem´aticos presentar´ıan diferencias significativas si se consideraran muestras mayores. Figura 3.10: Picos m´aximos de los desplazamientos angulares (o) para la pelvis y la cadera durante la fase de apoyo del grupo control y obesidad; media del m´aximo (StD) y valores p. Cap´ıtulo 3. Resultados y discusi´on 37 Figura 3.11: Picos m´aximos de los desplazamientos angulares (o) para la rodilla y el tobillo durante la fase de apoyo del grupo control y obesidad; media del m´aximo (StD) y valores p. 38 3.7. Resumen del cap´ıtulo 3.7 Resumen del cap´ıtulo En este estudio, se obtuvo buena fiabilidad del sistema de medici´on en la obtenci´on de las variables deseadas, as´ı como simetr´ıa entre los miembros inferiores. Adem´as, se compararon ambos grupos de estudio sin distinguir entre chicos y chicas. En cuanto a las car´acter´ısticas descriptivas se presentaron diferencias significativas entre grupos ´unicamente para el ´ındice de masa corporal (p<0.05), lo que indica que los grupos fueron homog´eneos. Esto junto con la validaci´on del grupo control permiti´o realizar la comparaci´on entre el grupo control y el grupo obesidad definida en el cap´ıtulo 2. Se verific´o la validez del grupo control como referencia para comparar los par´ametros de la marcha entre este grupo control y el grupo obesidad. Se obtuvieron diferencias significativas entre grupos en los par´ametros t´emporo-espaciales de la marcha, debido a que los adolescentes del grupo obesidad presentaron una menor velocidad de la marcha, longitud de paso y cadencia y una mayor duraci´on total del ciclo, del paso y del tiempo de apoyo porcentual. Estas compensaciones tienen como objetivo la mejora de la estabilidad y el mantenimiento del equilibrio durante la fase de apoyo de la marcha. En todos los casos el patr´on de movimiento angular fue similar entre el grupo de adolescentes con obesidad y el grupo control. No se obtuvieron diferencias significativas entre ambos grupos de estudio en los valores angulares de movilidad m´axima, aunque se indic´o que los sujetos del grupo obesidad caminaban con menor flexi´on de tobillo y rodilla y con una mayor anteversi´on p´elvica durante toda la fase de apoyo, y realizaban una menor extensi´on de cadera al final de la fase de apoyo. Sin embargo, investigaciones futuras en mayor profundidad y con un mayor n´umero de participantes obesos y de peso normal, ser´ıan necesarias para verificar los resultados obtenidos en este TFM. Cap´ıtulo 4 Conclusiones y l´ıneas futuras 4.1 Conclusiones La obesidad infantil es hoy en d´ıa un problema de salud de gran transcendencia debido a que en los ´ultimos a˜nos ha ido aumentando de manera alarmante, tal y como declara la OMS [1]. Por ello, se siguen realizando investigaciones sobre la obesidad en ni˜nos y adolescentes en la actualidad [2, 51]. Los adultos con obesidad tienen que realizar grandes esfuerzos para bajar de peso y mantenerlo, adem´as, un exceso de peso puede provocarles serios problemas de salud. Por ello, la prevenci´on de la obesidad desde la infancia o adolescencia es la mejor v´ıa de evitar esta enfermedad y, as´ı mismo, los problemas que provoca. As´ı, modificando principalmente los h´abitos de los ni˜nos/adolescentes para que tengan una vida saludable se podr´a controlar el aumento de peso, aunque esto no ser´a siempre posible, ya que la obesidad es en gran parte resultado de la gen´etica de la persona [6, 33, 52]. Adem´as, la prevenci´on de la obesidad no s´olo es tarea de los propios ni˜nos o adolescentes que la sufren, sino que tambi´en de las familias, escuelas y comunidades [6, 14]. Como tratamiento a esta enfermedad, se suele recomendar la realizaci´on de ejercicios aer´obicos de baja intensidad y larga duraci´on, como lo es la locomoci´on. La marcha es, adem´as, una de las actividades f´ısicas m´as com´unmente realizadas durante la vida cotidiana. Por tanto, ser´a imprescindible analizarla para conocer los problemas que pueden presentar los adolescentes obesos durante la realizaci´on de esta actividad. El objetivo de este estudio ha sido medir c´omo la obesidad afecta la biomec´anica de la marcha de adolescentes, para obtener una mejor percepci´on de las diferentes 39 40 4.1. Conclusiones caracter´ısticas de la marcha de los adolescentes con obesidad respecto a los de peso normal. Se verific´o que los valores obtenidos para el grupo control fueron similares a los considerados normales por la comunidad cient´ıfica. Por tanto, se pudieron realizar comparaciones de los par´ametros de la marcha entre este grupo control validado y el grupo obesidad. Se obtuvieron diferencias significativas entre grupos en los par´ametros t´emporoespaciales de la marcha, debido a que los adolescentes del grupo obesidad presentaron una menor velocidad de la marcha, longitud de paso y cadencia y una mayor duraci´on total del ciclo, del paso y del tiempo de apoyo porcentual. Todo esto para obtener una mejor estabilidad y, por tanto, una marcha m´as segura, ya que si mejoran la estabilidad tendr´an menor n´umero de ca´ıdas. Aunque, una reducci´on de las ca´ıdas no es buena si va asociada a una reducci´on de la actividad f´ısica, ya que esto provocar´ıa un aumento de peso y los problemas consecuentes. Adem´as, al comparar con la literatura, se lleg´o a la conclusi´on de que si los adolescentes con obesidad realizaran ejercicio f´ısico habitualmente y llevaran una vida menos sedentaria, mejorar´ıan considerablemente su marcha y no se apreciar´ıan diferencias entre los patrones de marcha de ambos grupos. M´as tarde, se observ´o que, en todos los casos, el patr´on de movimiento angular fue similar entre el grupo de adolescentes con obesidad y el grupo control. No se obtuvieron diferencias significativas entre ambos grupos de estudio en los valores angulares de movilidad m´axima, aunque el an´alisis de los valores medios y de las trayectorias de desplazamiento angular indic´o que los sujetos del grupo obesidad caminaban con menor flexi´on de tobillo y rodilla y con una mayor anteversi´on p´elvica durante toda la fase de apoyo, y realizaban una menor extensi´on de cadera en la fase de despegue de la marcha. Para concluir, el an´alisis de la marcha es la mejor forma de evaluar objetivamente las alteraciones que presentan los pacientes con obesidad, ya que su eficiencia se puede ver reducida por el exceso de peso. A pesar de los resultados obtenidos, se ha advertido que no son muchos los estudios que analizan ni los par´ametros t´emporo-espaciales ni la cinem´atica angular de la marcha en personas obesas, y mucho menos en adolescentes, con un ´unico estudio conocido de cada tipo, y que los datos obtenidos en cada uno de los estudios son muy dispares, por lo que es necesario aplicar este estudio con una muestra considerable para intentar determinar realmente las caracter´ısticas de la marcha de esta poblaci´on espec´ıfica. Cap´ıtulo 4. Conclusiones y l´ıneas futuras 41 En vista a que la obesidad infantil es un problema cada vez m´as importante en nuestro pa´ıs, la puesta en marcha de pr´acticas nutricionales y de ejercicio f´ısico tienen en la infancia un papel decisivo. Por ello, en un futuro cercano, cuando se realicen estudios en mayor profundidad sobre este tema y se tengan resultados m´as fiables, estos estudios podr´ıan ayudar a realizar diagn´osticos fiables sobre los problemas biomec´anicos que presentan o que podr´ıan presentar las personas con obesidad si siguieran siendo obesos y tambi´en ayudar´ıan a proponer una serie de estrategias que reducir´ıan su ´ındice de masa corporal y mejorar´ıan, por tanto, su calidad de vida, como la familiarizaci´on con actividades f´ısicas de baja intensidad para ayudar a desarrollar poco a poco su condici´on f´ısica. 4.2 L´ıneas futuras Este TFM podr´ıa ser continuado en un futuro con el fin de completar el estudio actual, por lo que, como se ven´ıa anunciando, se podr´ıan realizar m´as estudios relacionados con el an´alisis de la marcha de obesos en la adolescencia. Estos se proponen a continuaci´on: Al tratarse de un estudio piloto, se necesitar´a realizar el mismo estudio pero con un mayor n´umero de participantes tanto de peso normal como con obesidad, para poder determinar con gran seguridad sus caracter´ısticas de la marcha. Al igual que tambi´en se necesitar´ıan adolescentes de ambos sexos. Los adolescentes del estudio actual presentaron un grado de obesidad bajo (preobesidad), por lo que tambi´en se necesitar´ıa realizar el estudio con adolescentes obesos que tengan un mayor grado de obesidad. Una comparaci´on entre grupo control y obesidad de los participantes del mismo sexo podr´ıa ser interesante para eliminar las posibles diferencias de g´enero en el c´alculo de las caracter´ısticas de la marcha. El estudio est´a limitado a individuos sin ning´un problema m´usculoesquel´etico u ortop´edico. Por tanto, no se sabe si adolescentes obesos con problemas de este tipo presentar´ıan los mismos resultados que los participantes del estudio actual. Por ello, se propone que en un futuro se hagan estudios en adolescentes obesos con alguno de estos problemas, como osteoartritis de rodilla, por ejemplo. 42 4.3. Pr´acticas Realizar un estudio m´as preciso en el que se divida la fase de apoyo en subfases y se calculen los valores angulares de la pelvis y articulaciones de las extremidades inferiores en cada una de ellas. A pesar de la informaci´on proporcionada por los par´ametros t´emporoespaciales y angulares, un an´alisis cin´etico, es decir, un estudio de los momentos, fuerzas y potencias, tambi´en es importante para explicar las causas de los movimientos realizados durante la marcha, tal y como se hizo en los estudios [16-18, 21, 22, 53]. Un an´alisis de la marcha a distintas velocidades tambi´en podr´a proporcionar resultados relevantes, al igual que se hizo en los estudios [16-20, 22, 54-57]. Por tanto, ser´ıa interesante realizar estudios de marcha a varias velocidades distintas de la espont´anea. Cada persona camina de una manera totalmente diferente, ajust´andose a la forma que menos gasto energ´etico le suponga para mantener la estabilidad. Por ello, ser´ıa interesante analizar la energ´ıa que gastan los adolescentes obesos durante la marcha respecto a los de peso normal, como se realiz´o en otros estudios [54, 55, 57]. Una monitorizaci´on de la actividad muscular a trav´es de electromiograf´ıa podr´ıa proporcionar informaci´on relevante sobre qu´e m´usculos trabajan m´as durante la marcha, lo que ayudar´ıa tambi´en a dar un diagn´ostico m´as fiable sobre las causas de las alteraciones de la marcha. Utilizar otros sistemas de captura como el sistema ´optico Optitrack o sensores inerciales Xsens para contrastar los datos obtenidos. 4.3 Pr´acticas Durante la realizaci´on del TFM se realizaron unas pr´acticas en la empresa Podoactiva ubicada en el Parque Tecnol´ogico de Walqa (Huesca). Dichas pr´acticas consistieron principalmente en la realizaci´on de estudios biomec´anicos de la pisada para prevenir lesiones musculares y osteoarticulares o para evaluar la pisada antes y despu´es de realizar tratamientos de patolog´ıas. La explicaci´on del trabajo realizado durante las pr´acticas se encuentra en el [Ap´endice I]. Bibliograf´ıa [1] Organizaci´on Mundial de la Salud, Programas y proyectos, Estrategia mundial sobre r´egimen alimentario, actividad f´ısica y salud, Sobrepeso y obesidad infantiles. ’http://www.who.int/dietphysicalactivity/childhood/es/ ’[Consulta: 1 agosto 2012]. [2] El Peri´odico, Sociedad, La obesidad infantil ya se parece a la de EEUU, 16 mayo 2012. ’http://www.elperiodico.com/es/noticias/sociedad/ obesidad-infantil-parece-eeuu-1794021’ [Consulta: 1 agosto 2012]. [3] Organizaci´on Mundial de la Salud, Programas y proyectos, Estrategia mundial sobre r´egimen alimentario, actividad f´ısica y salud, Sobrepeso y obesidad infantiles, ¿Por qu´e son importantes el sobrepeso y la obesidad infantiles?. ’http://www.who.int/dietphysicalactivity/ childhood_consequences/es/index.html’ [Consulta: 1 agosto 2012]. [4] M.K. Serdula, D. Ivery, R.J. Coates, D.S. Freedman, D.F. Williamson, T. Byers. Do obese children become obese adults? a review of the literature. Preventive Medicine, 22, 167-177, 1993. [5] Shumei S Guo, Alex F Roche, W Cameron Chumlea, Jane D Gardner, and Roger M Siervogel. The predictive value of childhood body mass index values for overweight at age 35. American Journal of Clinical Nutrition, 59, 810-819, 1994. [6] T. Lobstein, L. Baur and R. Uauy. Obesity in children and young people: a crisis in public health. The International Association for the Study of Obesity. Obesity reviews 5 (Suppl. 1), 4-85, 2004. [7] Natalie S. The, Chirayath Suchindran, Kari E. North, Barry M. Popkin, Penny Gordon-Larsen. Association of Adolescent Obesity With Risk of Severe Obesity in Adulthood. The Journal of American Medical Association, 304(18), 2042-2047, November 2010. 43