Nuevas herramientas para el análisis de marcha en parálisis cerebral infantil

Resumen

Las alteraciones de la marcha son frecuentes en las enfermedades neurológicas siendo una fuente importante de discapacidad y dependencia. Los mecanismos biomecánicos y neurobiológicos detrás de la alteración de la marcha se pueden estudiar mediante análisis instrumental de marcha, aunque la implementación de esta tecnología en la investigación clínica y en la atención de estos pacientes está limitada por diversas barreras. Algunas de estas barreras pueden desaparecer a través de la mejora de la tecnología de representación e interpretación de los datos y del avance en el conocimiento respecto al significado de los distintos hallazgos en cada una de las patologías neurológicas. En la presente tesis, se estudia la parálisis cerebral infantil, una enfermedad neurológica que supone la causa de discapacidad grave más frecuente en la edad pediátrica. Esta enfermedad ha sido estudiada intensamente con análisis de marcha, pero el análisis instrumental de marcha no ha sido intensamente aplicado en la investigación clínica de estos enfermos. Se proponen 4 objetivos que, aunque independientes, buscan mejorar la aplicación del análisis instrumental de marcha en la parálisis cerebral infantil y en otras enfermedades. En el primer objetivo, se diseña un paquete de “software” en R que permite automatizar la transformación de los datos de marcha procedente de un sistema comercial hacia herramientas de análisis de datos estableciendo sistemas de control de calidad sobre los datos capturados. También permite extraer un gran número de parámetros de marcha y representar gráficamente los resultados de marcha. Las funciones diseñadas también permiten generar archivos donde se juntan datos de grupos de pacientes y realizar un análisis inicial de los datos de marcha de estos grupos de forma estandarizada y automática. Por otro lado, se propone un esquema estandarizado de interpretación del datos de marcha que se también se incorpora al paquete diseñado. En el segundo objetivo, se aplica el “software” diseñado en el primer objetivo al análisis de dos grupos de sujetos: uno formado por un grupo de 27 niños sanos y otro formado por 53 pacientes pediátricos con parálisis cerebral espástica bilateral. Mediante esta aproximación, se validan los resultados del objetivo 1 y se describen algunas alteraciones bien conocidas de marcha en los pacientes con PCI. Sin embargo, la introducción de metodología descriptiva multivariante ha permitido detectar la presencia de distintos grupos de pacientes y estudiar la relación de los parámetros de marcha entre sí a lo largo del espectro de alteración de la marcha existente en la parálisis cerebral espástica bilateral. En el tercer objetivo, se utilizan “random forests” para estudiar la relación de la alteración de los parámetros de marcha con el grado de funcionalidad motora en los pacientes con parálisis cerebral infantil. Mediante esta técnica, se ha podido determinar que la relación entre los parámetros espaciotemporales y cinemáticos de marcha y el GMFCS es importante; pero no perfecto. No todos los parámetros de marcha se relacionan de manera similar con el nivel GMFCS siendo los parámetros espaciotemporales y algunos parámetros cinemáticos específicos los que más relacionados están con el nivel GMFCS. Por otro lado, la alteración de los parámetros de marcha no es progresiva en cada nivel GMFCS sino que alteraciones específicas aparecen en cada nivel de dependencia. En el cuarto objetivo, se pretende estudiar la relación entre los parámetros espaciotemporales de carácter propositivo (velocidad, cadencia y longitud del paso) y con los parámetros cinemáticos en niños sanos y en niños con parálisis cerebral infantil mediante “random forests” multivariantes y redes SOM supervisadas. La relación entre los parámetros espaciotemporales y los parámetros cinemáticos es mucho más fuerte en la parálisis cerebral infantil y dependiente de siete patrones cinemáticos dependientes de la flexión de la cadera y de la rodilla durante la marcha.