Kuvvet Platformu Kayıtlarını Kullanarak Biyomekanik Analiz için Yürüme Başlangıcının Postural Organizasyonu

Ortograd duruş ve kararlı hal hareketi arasındaki geçici faz olan yürüme başlatma (GI), eşzamanlı tüm vücut itme ve stabilite gerektiren karmaşık bir motor görev sırasında postüral kontrolü araştırmak için literatürde klasik olarak kullanılan fonksiyonel bir görev ve deneysel bir paradigmadır¹. Parkinson hastalığı², inme³, ilerleyici supranükleer felç⁴ ve “daha üst düzey yürüme bozuklukları”⁵ gibi nörolojik rahatsızlıkları olan hastaların, yürümeyi başlatmakta zorluk çektikleri bilinmektedir, bu da onları düşme riskinin artmasına neden olur. Bu nedenle, hem temel hem de klinik bilimler için, yürüme başlangıcında oyunda olan postüral kontrol mekanizmaları hakkında fikir sahibi olmak, bilimsel bilgi edinmek ve yürüme ve denge bozukluklarının patofizyolojisini daha iyi anlamak ve bunları yeterli müdahalelerle düzeltebilmek için kavram ve yöntemler geliştirmek önemlidir.

Yürüme başlatmanın biyomekanik organizasyonu kavramı aşağıda açıklanmıştır ve bu organizasyonu araştırmak için tasarlanan klasik yöntem protokol bölümünde detaylandırılmıştır. GI, üç ardışık faza ayrılabilir: salıncak topuğundan önce tüm vücutta meydana gelen dinamik fenomene karşılık gelen “beklenen postüral ayarlamalar” (APA) fazı, “boşaltma” aşaması (salıncak topuğu ve ayak parmağı kapalı arasında) ve salıncak ayağının destek yüzeyine temas ettiği sırada sona eren “salıncak” aşaması. GI sürecinin bu klasik alt bölümü, Belenkii ve ^ark.6 ve diğerlerinin öncü çalışmalarından kaynaklanmaktadır^7,8, gönüllü kolun dik duruşta yataya kaldırılması sırasında duruş ve hareket arasındaki koordinasyona odaklanmaktadır. Bu paradigmada, kol kaldırmaya doğrudan dahil olan vücut segmentleri “odak” zincirine karşılık gelirken, odak zincirinin proksimal kısmı ile destek yüzeyi arasında yer alan vücut segmentleri “postüral” zincir^9’a karşılık gelir. Bu yazarlar, kolun kaldırılmasının sistematik olarak postüral zincirdeki dinamik ve elektromiyografik fenomenlerden önce geldiğini ve buna “beklenen postüral ayarlamalar” adını verdiklerini bildirmişlerdir. GI için, salıncak topuk (veya yazarlara bağlı olarak salıncak ayak parmağı) yürüyüş hareketi^10’un başlangıcı olarak kabul edilir. Sonuç olarak, bu andan önce meydana gelen dinamik fenomenler APA’ya karşılık gelir ve salıncak uzuv, odak zinciri^11’in bir bileşeni olarak kabul edilir. Bu ifade, herhangi bir motor eylemin bir odak ve postüral bir bileşen içermesi gerektiğine göre klasik hareket biyomekanik organizasyon anlayışı ile uyumludur^12,13.

Biyomekanik bir bakış açısından, GI ile ilişkili APA, ağırlık merkezini ters yönde itmek için hareket eden basınç merkezinin geriye ve mediolateral (salıncak bacağı yan odaklı) bir yer değiştirmesi olarak kendini gösterir – ileri ve duruş bacağı tarafına doğru. Basınç deplasmanının beklenen geri merkezi ne kadar büyük olursa, ayak temasında ileri ağırlık merkezi hızı açısından motor performansı o kadar yüksek^{olur 10,14}. Ek olarak, ağırlık merkezini duruş bacağı tarafına doğru iterek, APA, GI 1,15,16,17’nin salınım fazı sırasında mediolateral stabilitenin korunmasına katkıda bulunur. Mevcut literatür, stabilitenin bu beklenti kontrolündeki değişikliğin yaşlılarda önemli bir düşme kaynağı olduğunu vurgulamaktadır¹. GI sırasındaki stabilite, literatürde, destek tabanı içindeki ağırlık merkezinin hem hızını hem de konumunu dikkate alan bir miktar olan “stabilite marjı”^nın18 uyarlanmasıyla ölçülmüştür. APA’nın gelişimine ek olarak, ağırlık merkezinin ağırlık etkisi altında GI’nin salınım fazı sırasında ağırlık merkezinin düşmesinin, duruş bacağının triceps surae tarafından aktif olarak frenlendiği bildirilmiştir. Bu aktif frenleme, ayak temasından sonra denge bakımını kolaylaştırır ve destek yüzeyine düzgün bir ayak inişi^{sağlar 4}.

Bu makalenin amacı, akademisyenlere, klinisyenlere ve yükseköğretim öğrencilerine, GI’nin postüral organizasyonunu biyomekanik bir yaklaşımla araştırmak için laboratuvarımızda geliştirilen materyal ve yöntem hakkında bilgi vermektir. Bu “küresel” yöntem (aşağıda ayrıntılı olarak açıklanan nedenlerden dolayı “kinetik bir yönteme de asimile edilebilir) Brenière ve işbirlikçileri tarafından başlatılmıştır^10,19. Hem ağırlık merkezinin ivmesini hem de basınç merkezinin anlık konumlarını hesaplamak için mekaniğin doğrudan prensibine dayanır. Bu noktaların her biri, harekete özgü küresel bir ifadedir.

Birincisi, hareketin amacı ile ilgili tüm vücut bölümlerinin hareketlerinin anlık ifadesidir (ağırlık merkezi; örneğin, GI sırasında vücudun ilerleme hızı); diğeri (baskı merkezi) bu amaca ulaşmak için gerekli destek koşullarının ifadesidir. Bu iki noktanın anlık konumları, yürüyüşün başlatılması için yerine getirilmesi gereken posturo-dinamik koşulları yansıtır. Kuvvet platformu bu model için uygun bir araçtır, çünkü hareket sırasında destek yüzeyinde hareket eden dış kuvvetlerin ve momentlerin doğrudan ölçülmesine izin verir. Aynı zamanda doğal hareketlerin gerçekleştirilmesine izin verir ve özel bir hazırlık gerektirmez.

Biyomekanik, (nöro)fizyolojik, psikolojik, çevresel ve bilişsel faktörler ^1,20 dahil olmak üzere ^GI’nin postüral organizasyonunu etkileyen birçok faktörün olduğu bilinmektedir. Bu yazıda iki faktörün etkisi üzerinde durulmuştur – GI hızı ve zamansal basınç – ve sağlıklı genç erişkinlerde elde edilen tipik değerleri sunmaktadır.