Kinematics characteristics of backward walking in adult individual with hemiparesis

The backward walking (BW) has been used in protocols for rehabilitation and training in individuals with stroke, however little is known about their characteristics in terms of kinematic variables and motor pattern. The literature describes that for the execution of BW it is necessary to combine hip extension with knee flexion, components that are compromised in this population. The aim of this study is to compare the spatial, temporal and angular variables between the BW and forward walking (FW) and between the lower limbs [affected (AF) and non affected (NA)] in the BW in individuals with hemiparesis following stroke. Participated in the study 10 adults (56.4±8.4 years) with chronic hemiparesis (30.6±25.1 months after the stroke onset), with lower limb motor score of 25±4.4 in the Fugl-Meyer Scale, and gait speed of 0,92±0.3 m/s. Reflexive markers were placed in the acromion, greater trochanter, lateral condyle of the knee and lateral malleolus, on both sides of lower limb. The subjects were instructed to walk at comfortable speed and five trials on each side of the sagital plane (right and left) were captured with a digital camcorder with a frequency of 30 Hz, in both tasks, FW and BW. The Kinematics variables analyzed were the stride length, duration and speed and stance phase duration, and angular variables of knee and kip. For statistical analyses the ANOVA 2X2 (2 directions BW and FW and 2 legs AF and NF lower limbs) was used. In addition, it was used contrasts with T Student test and Bonferroni correction. The angular variables were submitted to the ANCOVA, and the speed was the co-variable. The individuals with hemiparesis have shown a decreased stride length and speed (p=0,001 e p=0,001) and increased duration and percentage of support in the stride (p=0,001) in BW compared to FW. The NA lower limb remained longer in stance in both conditions (BW and FW). Both lower limbs have presented a decrease in maximum knee flexion (p=0,001 e p=0,005) and maximum hip extension (p=0,001 e p=0,001) in BW. In general, the differences in the hip kinematics between the FW and BW remained when the speed was used as a co-variable. Regarding the comparison between the lower limbs during the BW, the NA lower limb has shown increased angular values (p values between p=0,006 e p=0,009) except for the maximum knee extension, where the AF lower limb showed increased extension values, probably because of a hyperextension which is typical in this population. Qualitative analyses of the coordination has shown a different behavior between legs, with a preference to simultaneous movements between hip and knee in 8 of the 10 participants, and anterior inclination of the trunk during swing in the BW. The BW could be and appropriate way of treatment that could be added to conventional gait rehabilitation programs in individuals with hemiparesis. We suggest further investigation on the effects of a BW training on the intra joint coordination between hip and knee.O andar para trás (AT) tem sido utilizado corno forma de treinamento locomotor em indivíduos com hemiparesia pós acidente vascular encefálico (AVE). No entanto pouco se sabe sobre as características cinemáticas do AT nesta população. A literatura descreve que na execução do AT é necessária a extensão do quadril combinada com a flexão do joelho, componentes que estão comprometidos nesta população. O objetivo deste estudo é comparar em indivíduos com hemiparesia as variáveis espaço-temporais e angulares entre o andar para frente (AF) e o AT e entre membros inferiores (MMII) no AT. Participaram do estudo 10 indivíduos (56.4±8.4 anos) com hemiparesia crônica (30.6±25,1 meses pós AVE). Os participantes apresentaram comprometimento motor de 25±4.4 pontos no Fugl-Meyer-MI velocidade de marcha de 0.92±0.3 m/s. Marcadores foram colocados no acrômio, trocânter maior do fêmur; côndilo lateral do joelho e maléolo lateral em ambos os lados. Os participantes foram filmados caminhando em uma velocidade confortável em cinco tentativas no plano sagital direito e cinco no esquerdo, nas tarefas do AF e AT. com uma câmera filmadora digital com freqüência de 60 Hz. As variáveis cinemáticas analisadas foram comprimento, duração e velocidade da passada e duração do apoio, além das variáveis angulares do joelho e quadril. Os dados foram submetidos a ANOVA 2X2 [2 direções e 2 lados - MI não afetado (naf) e MI afetado (af)] e posterior contrastes com teste t de Student com correção de Bonferroni. As variáveis angulares foram em seguida submetidas a ANCOVA utilizando-se a velocidade do andar como co-variável. Os indivíduos com hemiparesia apresentam redução do comprimento e velocidade da passada e aumento da duração e do percentual de apoio da passada (p=0,001 para todos) no AT comparativamente ao AF. O MInaf permaneceu mais tempo apoiado tanto no AT quanto no AF. Ambos os MMII apresentaram valores de máxima flexão de joelho (p=0,001 e p=0,005) e máxima extensão de quadril significativamente menor (p=0,001 para ambos) no AT. Em geral, as diferenças na cinemática do quadril entre AF e AT permanecem quando a velocidade é utilizada como co-variável. Com relação à comparação entre os MMII no AT, observou-se que o MInaf apresentou maiores valores angulares (valor de p entre p=0,006 e p=0,009), exceto para máxima extensão do joelho. onde o MIaf apresentou valores maiores dc extensão, isso devido a hiperextensão característica nesta população. A análise qualitativa da coordenação evidenciou um comportamento diferente entre MMII com uma preferência para movimentos simultâneos entre o quadril e joelho para 8/10 participantes assim como uma inclinação anterior do tronco durante o balanço no AT. O AT pode ser utilizado como recurso terapêutico apropriada para somar aos programas convencionais de reabilitação da marcha em indivíduos com hemiparesia. Sugere-se investigar o efeito do treinamento do AT sobre coordenação inter-articular entre quadril e joelho.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio