חוקרים רבים דיווחו בעבר על עלייה בצריכת האנרגיה בהליכה המיפרטית. מכיוון וצריכת האנרגיה היא פונקציה של כמות העבודה ויעילותה, יש להניח כי בהליכה המיפרטית יש עלייה בכמות העבודה שמבצעים השרירים או ירידה ביעילותה.

קיימות שיטות שונות לחישוב האנרגיה הנצרכת בהליכה. במחקר זה נעשה שימוש בחישוב העבודה החיצונית המבוצעת על ידי השרירים להנעת מרכז הכובד של הנבדקים וכן העבודה הפנימית המבוצעת להנעת הגפיים התחתונות. מטרת המחקר היתה לזהות את מקור העליה בצריכת האנרגיה בעת הליכה המיפרטית וכן לראות באם שיטת בדיקה זו מתאימה לבדיקת הליכה פתולוגית.

שיטות

נבדקו 9 חולים המיפרטיים, 5 גברים ו-4 נשים, שכולם היו מסוגלים להליכה עצמאית. החולים הלכו במהירות הליכה שנבחרה על ידיהם ועברו הערכת הליכה תלת ממדית. העבודה הפנימית של השרירים חושבה לפי תנועות כל אחד מהסגמנטים של הגוף יחסית למרכז הכובד, חושבה העבודה להנעת כל אחד מהסגמנטים וחיבור כל העבודות נתן את העבודה הפנימית הכוללת שבוצעה. העבודה החיצונית חושבה לפי ground reaction force (GRF) המחושב מלוחות הכוח במסלול ההליכה. חושבו הכוחות הנדרשים להנעת מרכז הכובד קדימה, לצדדים ובממד האנכי, וחוברו לתת את העבודה החיצונית הכוללת. צריכת החמצן חושבה בעת הליכה על מסלול הליכה ממונע במהירות הממוצעת בה הלך בעת בדיקת ההליכה, כאשר על פניו מסיכת חמצן עם מכשור לזיהוי כמויות החמצן והפחמן הדו חמצני.

תוצאות

כל החולים היו בעלי אותה דרגת עצמאות עם ציון FIM ממוצע של 123 (118-125) אך היה הבדל משמעותי במהירויות ההליכה שנעו בין 1.7 קמ”ש ל-3.6 קמ”ש. החולים חולקו לשתי קבוצות לפי מהירות ההליכה, 2.49-1 קמ”ש ו-4-2.5 קמ”ש.

צורת ההליכה של הנבדקים שהלכו במהירות גבוהה היתה כמעט תקינה מבחינה מכנית. העבודה הפנימית היתה כמעט ללא שינוי בין שני הצדדים ומידת התזוזה של פלג הגוף העליון היתה מינימלית. מרכז הכובד הגיע גובה יותר בצד הפרטי לעומת הצד הבריא, והיו חילופי אנרגיה בין אנרגיה קינטית ופוטנציאלית שהתבטאו באנרגיה לכיוון תנועה קדמית ואנכית של מרכז הכובד. היחס בין האנרגיה הקינטית לפוטנציאלית היה נורמלי.

צורת ההליכה של הנבדקים שהלכו במהירות נמוכה היתה לא סימטרית, ועיקר העבודה הפנימית הושקעה בהנעת הגפה הפגועה. היו פחות חילופי אנרגיה קינטית ופוטנציאלית והיחס ביניהם היה נמוך.

בכל הנבדקים היו תנועות תקינות של מפרק הירך אך הבדלים בטווחי התנועות של הברך והקרסול. היתה עליה משמעותית בכמות העבודה הפנימית האנכית והקדמית ככל שעלתה המהירות, אך לא היה הבדל משמעותי בעבודה הצידית. העבודה החיצונית היתה גבוהה יותר בהולכים האיטיים וירדה ככל שעלתה מהירות ההליכה.

דיון

המחקר הראה כי הוצאת האנרגיה הגבוהה יותר בהליכה המיפרטית היתה עקב עבודת שרירים גבוהה יותר ולא עקב יעילות נמוכה יותר.

המחקר הראה כי בחולים המיפרטיים צריכת החמצן והוצאת האנרגיה היתה גבוהה יותר, פי 1.7-1.5 מאשר באנשים בריאים. גם מחקרים קודמים הראו כי ככל שמהירות ההליכה נמוכה יותר הוצאת האנרגיה גבוהה יותר. בכל הנבדקים היתה הוצאת האנרגיה ליחידת זמן זהה, ונראה שהנבדקים בחרו את מהירות ההליכה כך שתאפשר הוצאת אנרגיה אופטימלית.

העבודה החיצונית הלא סימטרית שנמצאה אצל הנבדקים שהלכו במהירות איטית נבעה בעיקר מהגפה הבריאה. לא היה ניצול האנרגיה הפוטנציאלית שנוצרה בהרמת מרכז הכובד של הגפה הפגועה.

גם העבודה הפנימית היתה גבוהה יותר באופן משמעותי בגפה הבריאה, וממצא זה מראה כי הגפה הבריאה ביצעה תנועות גדולות יותר או מהירות יותר מאשר הגפה הפגועה. הסיבה יכולה להיות אמפליטודה גבוהה יותר או תנועות מהירות יותר עקב משך ה swing הקצר יותר בגפה הבריאה. מכיוון שזו העבודה הראשונה הבודקת הליכה מסוג זה אין נתונים קודמים להשוואה.

יעילות עבודת השרירים היתה זהה לנבדקים בריאים. הציפייה היתה לעבודה לא יעילה עקב הספסטיות של השרירים, התכווצות מקבילה של קבוצות שרירים נוגדות ואטרופיה של השרירים. ההסבר האפשרי הוא שמירב העבודה נעשתה על ידי הצד הבריא.

המשמעויות הקליניות של מחקר זה: בסיס להבנה טובה יותר של מנגנון ההליכה של חולים המיפרטיים, דבר שיאפשר בהמשך טיפולים שמטרתם להוריד את כמות עבודת השרירים וצריכת האנרגיה בהליכה. הירידה בצריכת האנרגיה לאחר אימון על מסילת הליכה למשל, ניתנת להסבר עקב חיזוק הגפה הבריאה, המבצעת את מירב ההליכה.

Energy cost, mechanical work, and efficiency of hemiparetic walking.

Detrembleur C et al. Gait & Posture, 18: 47-55; 2003.