Modificazioni elettromiografiche durante il cammino su sistema robotizzato

INTRODUZIONE E OBIETTIVI - I sistemi robotizzati per la riabilitazione del cammino consentono la ripetizione controllata di un elevato numero di passi la cui afferenza sensoriale rappresenta un importante stimolo per l’attivazione dei processi di neuroplasticità fondamentali nel recupero motorio. Dal punto di vista riabilitativo, una possibile limitazione di tali sistemi potrebbe essere legata alla presenza di vincoli meccanici che possono potenzialmente alterare il normale pattern di reclutamento muscolare caratteristico del cammino in modalità “libera”. Obiettivo di questo studio è quello di valutare la presenza di modificazioni del pattern di attivazione muscolare a livello degli arti inferiori durante la deambulazione “assistita” su sistema robotizzato esoscheletrico Lokomat (Hocoma AG, Volketswil, Svizzera), rispetto al cammino in modalità “libera” su tapis roulant; si intende inoltre verificare la presenza di variazioni dell’attività muscolare in funzione della velocità e della durata del training deambulatorio su Lokomat e la presenza di modificazioni a breve termine del reclutamento muscolare indotte dal training deambulatorio su Lokomat. MATERIALI E METODI- In un gruppo di 11 soggetti volontari sani sono state eseguite registrazioni elettromiografiche (EMG) di superficie di 30 secondi dei muscoli retto femorale, ischiocrurali mediali, tibiale anteriore e soleo durante prove di cammino su Lokomat e su tapis roulant a tre differenti velocità (1.8, 2.5 e 3.2 km/h), durante la fase “iniziale -1° minuto”, “intermedia – 10° minuto” e “finale – 20° minuto” di una seduta di training deambulatorio continuativo di 20 minuti su Lokomat alla velocità costante di 3.2 km/h, e durante il cammino su tapis roulant alla velocità di 3.2 km/h dopo il training deambulatorio su Lokomat (al 1° e al 5° minuto di post-training). Utilizzando i segnali di sensori pressori podalici, i tracciati EMG sono stati suddivisi nei singoli passi, normalizzati e mediati. RISULTATI - Nel cammino su Lokomat rispetto al cammino su tapis roulant, l’ampiezza massima di attivazione (picco) del muscolo soleo risulta ridotta e gli istanti del picco (Tpicco) e di inizio (Ton) e fine (Toff) dell’intervallo di attivazione del soleo risultano anticipati; l’ampiezza del picco del soleo presenta un incremento all’aumentare della velocità sia su Lokomat che su tapis roulant. Il Ton del soleo risulta posticipato nella fase “finale” rispetto alla fase “iniziale” della seduta di training deambulatorio su Lokomat. Nel cammino su tapis roulant dopo il training deambulatorio su Lokomat si osservano un’anticipazione del Tpicco del soleo al 1° minuto rispetto alla prova di cammino pre-training e una posticipazione del Ton al 5° minuto rispetto al 1° minuto e al pre-training. Nonostante l’esiguità campionaria dei passi validi abbia limitato l’analisi statistica dei parametri elettromiografici al solo muscolo soleo, l’osservazione “qualitativa” del profilo medio dell’ampiezza del segnale elettromiografico dei muscoli tibiale anteriore, retto femorale e ischiocrurali mediali ha consentito di evidenziare variazioni potenzialmente rilevanti dei pattern di attivazione di tali muscoli in funzione della velocità, della durata del training deambulatorio su Lokomat e nella fase di post-training. DISCUSSIONE E CONCLUSIONI - Le differenze dei parametri EMG tra il cammino su Lokomat e il cammino su tapis roulant potrebbero essere riconducibili a più fattori, quali le differenti caratteristiche spazio-temporali del passo rilevate su Lokomat, la presenza dell’ortesi podalica e di vincoli meccanici dei sistemi di fissaggio degli attuatori, nonché una possibile riduzione della partecipazione attiva del soggetto. Le variazioni EMG rilevate in funzione della durata del training deambulatorio su Lokomat e nel cammino su tapis roulant nella fase di post-training potrebbero essere correlate, rispettivamente, a fenomeni di adattamento e di modificazione del programma motorio in risposta all’alterazione prolungata delle caratteristiche cinematiche e cinetiche del cammino imposte sul Lokomat. I risultati del presente studio necessitano di una conferma su un campione più ampio di passi e di soggetti e di un approfondimento mediante il rilievo contemporaneo dei parametri cinematici e cinetici correlati al dato EMG, al fine di consentire un’esaustiva interpretazione funzionale delle modificazioni elettromiografiche riscontrate e chiarire l’effetto finale della complessa interazione tra sistema robotizzato e soggetto sul programma neuromotorio e le relative possibili implicazioni riabilitative.