Fisiomecânica da caminhada de pessoas com doença de Parkinson em diferentes inclinações

Abstract

Introdução: A doença de Parkinson (DP) é uma condição neurodegenerativa que afeta a caminhada, o equilíbrio dinâmico e a coordenação intersegmentar. Embora existam diversos estudos que analisam a caminhada em sujeitos com DP, as adaptações biomecânicas e de coordenação durante a caminhada em inclinações ainda são pouco compreendidas. Este trabalho está dividido em dois estudos. O primeiro (Estudo A) teve como objetivo avaliar os efeitos de inclinações e velocidades na biomecânica da caminhada, com ênfase no recovery pendular, trabalho mecânico, parâmetros espaçotemporais e amplitude de movimento articular (ADM) dos membros inferiores. O segundo (Estudo B) investigou como os efeitos de diferentes inclinações e velocidades sobre a coordenação intersegmentar por meio da Continuous Relative Phase (CRP). Métodos: No Estudo A, oito participantes diagnosticados com DP em estágio < III de Hoehn e Yahr realizaram caminhadas em esteira em três inclinações (0%, 5% e 10%) a duas velocidades (1 km/h e 3 km/h). Os dados cinemáticos foram coletados utilizando o sistema OpenCap para medir recovery pendular, trabalho mecânico, parâmetros espaçotemporais e ADM. A análise estatística incluiu ANOVA de medidas repetidas e Statistical Parametric Mapping (SPM). No Estudo B, os dados foram utilizados para a avaliação do CRP dos segmentos dos membros inferiores. Dados cinemáticos coletados pelo sistema OpenCap permitiram a análise de parâmetros espaçotemporais e da coordenação intersegmentar. Resultados: Os resultados do estudo A indicaram que o recovery pendular diminuiu com o aumento da inclinação e velocidade, refletindo maior demanda mecânica. O comprimento e o tempo da passada reduziram em inclinações mais altas, enquanto o tempo de contato com o solo aumentou. As ADMs do tornozelo e do quadril foram particularmente sensíveis às mudanças, destacando a necessidade de maior amplitude para vencer os aclives. Alterações nos ângulos articulares em subfases específicas da caminhada foram observadas por meio do SPM, com maior flexão do joelho e do quadril, além de aumento da dorsiflexão do tornozelo em inclinações mais elevadas. No estudo B, os resultados mostraram que o aumento da inclinação resultou em amplitudes reduzidas e maiores desvios de fase entre os segmentos 10 articulares, indicando padrões de caminhada mais rígidos. Adaptações na coordenação, caracterizadas por maior rigidez e alterações nos padrões intersegmentares sugerem estratégias compensatórias, adotadas para manter o equilíbrio dinâmico em inclinações. Esses achados sugerem que inclinações desafiam a mecânica da caminhada de sujeitos com DP, reforçando a importância de intervenções específicas para melhorar sua mobilidade. Conclusão: De forma geral, a inclinação e a velocidade influenciam significativamente a biomecânica e a coordenação da caminhada em indivíduos com DP. O Estudo A destacou adaptações mecânicas e articulares para lidar com maiores inclinações, enquanto o Estudo B evidenciou padrões de caminhada mais rígidos e alterações na coordenação intersegmentar. Esses resultados reforçam a necessidade de intervenções específicas para melhorar o equilíbrio, a mobilidade e a funcionalidade na caminhada de sujeitos com DP, especialmente em superfícies inclinadas.

Introduction: Parkinson’s disease (PD) is a neurodegenerative condition affecting gait, dynamic balance, and intersegmental coordination. Although numerous studies have analyzed gait in individuals with PD, the biomechanical and coordination adaptations during inclined walking remain poorly understood. This study was divided into two parts. The first (Study A) aimed to evaluate the effects of inclination and walking speed on gait biomechanics, focusing on pendular recovery, mechanical work, spatiotemporal parameters, and range of motion (ROM) of the lower limbs. The second (Study B) investigated how different inclines and speeds affect intersegmental coordination by using a Continuous Relative Phase (CRP). Methods: In Study A, eight participants diagnosed with PD at Hoehn and Yahr stage < III performed treadmill walking trials at three inclines (0%, 5%, and 10%) and two speeds (1 km/h and 3 km/h). Kinematic data were collected using the OpenCap system to assess the pendular recovery, mechanical work, spatiotemporal parameters, and ROM. Statistical analyses included repeated measures analysis of variance (ANOVA) and statistical parametric mapping (SPM). In Study B, CRP levels in the lower limb segments were assessed in the same participants. Kinematic data collected using the OpenCap system enabled analysis of spatiotemporal parameters and intersegmental coordination. Repeated measures ANOVA was used for statistical analysis. Results: The results of Study A indicated that pendular recovery significantly decreased with increasing inclination and speed, reflecting higher mechanical demands. Stride length and time were reduced at steeper slopes, whereas ground contact time increased. Ankle and hip ROM were particularly sensitive to changes, emphasizing the need for greater joint flexibility. Specific joint angle changes during gait subphases were observed through SPM, showing greater knee and hip flexion and increased ankle dorsiflexion at higher inclines. In Study B, the results showed that an increased incline resulted in reduced CRP amplitudes and greater phase shifts between joint segments, indicating more rigid gait patterns. Coordination adaptations, characterized by increased rigidity and altered intersegmental patterns, suggest compensatory strategies to maintain dynamic balance on inclines. These findings suggest that inclined 12 walking challenges gait mechanics in individuals with PD, highlighting the importance of specific interventions for improving mobility. Conclusion: Overall, inclination and speed significantly influenced the biomechanics and coordination of gait in individuals with PD. The Study A highlighted the mechanical and joint adaptations required to manage steeper inclines, while the Study B revealed more rigid gait patterns and altered inter-segmental coordination. These findings reinforce the need for targeted interventions to improve balance, mobility, and functionality during walking, particularly on inclined surfaces, in individuals with PD.