Radial basis function (RBF) neural network

El andar humano o marcha es el movimiento de traslación caracterizado por una secuencia compleja de movimientos de las extremidades cuyo objetivo es la traslación del propio cuerpo manteniendo una postura estable51. Esta secuencia se puede descomponer en unidades funcionales llamadas ciclos de marcha. En ellos se cuentan todos los fenómenos cinéticos (dependientes de fuerzas musculares, elásticas y de reacción) y cinemáticos (dependientes de coordenadas tridimensionales de cada articulación anatómica en las extremidades inferiores) que ocurren entre dos taloneos del mismo pie52.

Tradicionalmente, el ciclo de marcha se divide en dos periodos (periodo de apoyo y periodo oscilante o de vuelo) que a su vez se subdividen de varias formas14. Si atendemos a la relaciones entre los patrones de contacto de la extremidad con el suelo, la fase de apoyo se divide en: doble contacto inicial (el tiempo en el que las dos extremidades están en contacto con el suelo), soporte en una única extremidad (el tiempo en el que la extremidad contraria está en periodo de vuelo) y doble soporte final (tiempo desde que la extremidad contralateral contacta con el suelo y se inicia la fase de vuelo).

Sin embargo, atendiendo a razones funcionales ciclo del marcha según Perry et al14, cada periodo se subdividen en varias tareas las cuales se van a dividir en distintas fases (las divisiones del ciclo se resumen en la tabla 2 y los músculos activados en cada fase en la figura 2):

 Periodo de apoyo: desde el contacto inicial del talón hasta su despegue. Se divide en varias tareas. En su conjunto supone el 60% del ciclo de marcha.

o Aceptación del peso: Es la primera parte de la fase de apoyo, absorbe el shock del impacto y se estabiliza el miembro mientras la progresión ha de continuar. El reto es cambiar el peso del cuerpo a un miembro que acaba de estar balanceándose. Se distinguen dos fases:

 Tiempo de contacto inicial: El miembro se prepara para apoyar el talón, el tobillo está en posición neutral (90º), la rodilla está extendida y la cadera está flexionada. Esta fase condiciona del 0-2% de ciclo de marcha. La musculatura activada principalmente en este momento es: cuádriceps (vastos), aductor mayor, isquiotibiales y tibial anterior.

talón hasta que el otro miembro despega del suelo, es decir, el tiempo apoyo bipodal, supone entre 0-10% del ciclo. Los músculos principalmente activados en esta fase son los glúteos, el cuádriceps (vastos) y al final, el tríceps sural.

o Tiempo de apoyo monopodal: Aquí el miembro es el único apoyo del cuerpo hasta que el otro miembro toma contacto con el suelo. Se separan dos tiempos con criterios cinéticos:

 Tiempo de medio apoyo: Desde que el otro pie se levanta hasta que el vector peso del cuerpo se alinea con el miembro que lo sustenta. La función de esta fase es la del avance sobre la extremidad apoyada y mantener la estabilidad. Empieza alrededor del 10% del ciclo y finaliza en el 30%. La musculatura que principalmente está activada es el cuádriceps (vastos), glúteos y tríceps sural, flexores de los dedos (flexor largo de los dedos y flexor largo del dedo gordo) y músculos peroneos.  Tiempo de apoyo final: Comienza con el despegue del talón y

continúa hasta que el otro pie aterriza. En esta fase el cuerpo se desplaza mucho hacia delante. La cadera alcanza su máxima extensión y el tobillo empieza un movimiento de flexión plantar. Supone del 30 al 50% del ciclo de marcha. La musculatura activada se corresponde con los flexores del tobillo: tríceps sural, flexor largo de los dedo y el flexor del primer dedo.

 Periodo oscilante o de vuelo: desde que el cuerpo prepara la postura para ello, se levanta, avanza y de nuevo se apoya. Forma una única tarea denominada avance de la extremidad la cual consta de cuatro fases que suponen juntas el 40% del ciclo de marcha:

o Pre-oscilación: Coincide en parte con la fase de apoyo. Posiciona el cuerpo y la extremidad para el despegue. Comienza con el apoyo del otro miembro y termina con el despegue del pie. La cadera comienza a flexionarse, la rodilla se flexiona rápidamente y el tobillo continúa con su flexión plantar. El intervalo del ciclo de marcha al que corresponde es el 50 al 60%. En este momento la musculatura activada es escasa, la actividad tríceps sural y el resto de flexores del tobillo disminuye y aumenta la actividad del aductor largo y ligeramente la del recto femoral.

o Oscilación inicial. Comienza con el despegue del pie y termina cuando el pie alcanza la posición del pie opuesto. El pie es elevado y la extremidad avanza por la flexión de la cadera y el aumento de la

Tabla 2: Resumen de las distintas fases del ciclo de marcha

PERIODO Apoyo Vuelo = Periodo oscilante

Subperiodos

de apoyo ^{Primer doble apoyo Apoyo monopodal Segundo doble apoyo --- --- ---} FUNCIÓN Aceptación del peso Soporte en una sola extremidad Avance de la extremidad

FASE 1 2 3 4 5 6 7 8

NOMBRE Contacto inicial Respuesta a la carga Apoyo medio Final del apoyo Pre-vuelo Inicio del vuelo Vuelo medio Final del vuelo PORCENTAJE EN EL CICLO ^{0-2% 0-10% 10-30% 30-50% 50-60% 60-73% 73-87% 87-100%} ESQUEMA Fases referidas a la extremidad azul (izquierda)

CADERA Flexionada Flexionada Extendida Extendida Flexionada Aumento de flexión Aumento de flexión Flexionada RODILLA Extendida Flexionada Extendida Extendida Flexionada Flexionada Extendida Extendida TOBILLO Dorsiflexión Flexión plantar Dorsiflexión Flexión plantar ^{Aumento de la flexión} _plantar ^{Aumento de la flexión} _plantar Dorsiflexión Dorsiflexión

EXPLICACIÓN

La cadera está flexionada, la rodilla extendida, el tobillo en

dorsiflexión neutra. El contacto con el suelo se realiza mediante el

tobillo.

El peso corporal pasa a la pierna de avance.

Con el talón como apoyo, la rodilla está

flexionada para absorber el choque. La

flexión plantar del tobillo aumenta el contacto a toda la

planta

La extremidad avanza sobre el pie de apoyo

mediante la dorsiflexión del tobillo mientras la rodilla y la cadera están extendidas El talón se eleva, la rodilla aumenta su extensión y luego empieza la flexión. Aumenta la extensión preparando a la extremidad para el despegue La extremidad de referencia comienza el despegue mediante la flexión plantar y de la rodilla, a demás de la pérdida de extensión de la cadera.

El pie avanza por la flexión de la cadera y el aumento de la flexión de la rodilla El avance de la extremidad sobre el eje gravitatorio se realiza por la flexión

de la cadera. La rodilla se extiende en respuesta de la gravedad, mientras el tobillo está en dorsiflexión neutra. El avance de la extremidad está completada por la extensión de la rodilla. La cadera mantiene su flexión el tobillo se queda en dorsiflexión neutral.

Figura 2: Esquema representativo de la activación muscular en cada uno de las fases del ciclo de marcha (basado en los datos publicados por Perry14). Las barras negras horizontales indican el momento en el que los músculos están activados

flexión de la rodilla. Corresponde al 60-73% del ciclo. Los músculos activados en este momento se corresponden con el iliopsoas, el grácilis, la cabeza corta del bíceps femoral y los dorsiflexores del tobillo (tibial anterior, extensor largo de los dedos y el extensor del primer dedo). o Oscilación media. Termina cuando el pie que se balancea está por

delante del apoyado y la tibia es vertical (las posturas de la cadera y la flexión de la rodilla son las mismas). El principal agente del movimiento es la propia inercia, que hace que el miembro actúe como un péndulo. La rodilla empieza a extenderse por la propia gravedad mientras el tobillo se mantiene en dorsiflexión. El porcentaje del ciclo al que corresponde esta fase es del 73 al 87%. Los músculos principales activados en la oscilación media son los dorsiflexores del tobillo (tibial anterior, extensor largo de los dedos y el extensor del primer dedo), grácilis y el bíceps femoral.

con el taloneo del pie51. El avance de la extremidad se completa con la extensión de la rodilla. Supone el resto del tiempo del ciclo de marcha 87 al 100%. En esta última fase se activan principalmente el cuádriceps (vastos), los isquiotibiales (semimembranoso, semitendinoso y la cabeza larga del bíceps femoral) y dorsiflexores del tobillo.