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Muscle strength and spatiotemporal gait parameters in people with Parkinson´s disease. A pilot study

Fuerza muscular y parámetros espaciotemporales de la marcha en personas con enfermedad de Parkinson. Un estudio piloto
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Affiliation
1 Universidad Rey Juan Carlos, Alcorcón , España
2 Universidad Rey Juan Carlos, 28922 Alcorcón , España
3 Università degli Studi di Ferrara, Ferrara , Italia
4 Azienda Ospedaliero-Universitaria di Ferrara, Ferrara , Italia

*Correspondence: Dr. Víctor Navarro López. Laboratorio de Análisis del Movimiento, Biomecánica, Ergonomía y Control Motor (grupo LAMBECOM). Departamento de Fisioterapia, Terapia Ocupacional, Rehabilitación y Medicina Física. Facultad de Ciencias de la Salud. Universidad Rey Juan Carlos. Avenida Atenas, s/n. E-28922 Alcorcón, Madrid.
E-mail: victor.navarro@urjc.es

Rev Neurol 2023 , 77(5), 115–124; https://doi.org/10.33588/rn.7705.2023098
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Abstract

Introduction: Muscle weakness in persons with Parkinson disease (PD) has been frequently recognized as a nonspecific symptom. In other neurological conditions, lower limb weakness, specifically quadriceps weakness, is the factor that causes greater gait disability. Little research has evaluated the relationship between lower limb muscle strength, using objective tools, in PD persons and gait performance. The aim of this study was to analyze the correlation between lower limb muscle strength, using an isokinetic dynamometer, and the spatiotemporal gait parameters in PD, compared with age- and sex- matched healthy controls.

Subjects and methods: The study was conducted with 7 persons with PD -Hoehn and Yahr (HY) between II-III- and 7 healthy controls. Isokinetic knee and ankle tests at 60 and 120°/s and the 10-meter walking test at comfortable and fast walking speed, were performed on all recruited subjects.

Results: Significant differences in lower limb strength-related measures and gait parameters were observed between persons with PD and controls. Gait parameters showed excellent correlations (rho = 0.7) for both lower limb: ankle plantar flexion work/body wearing at 180°/s with number of steps (indirect) and stride (direct) at both speeds, and between the ankle plantar flexion peak torque/ body wearing at 180°/s with number of steps (indirect) and stride (direct) at maximum speed; and between knee extension work/body wearing at 60°/s) with stride (direct) at self-selected speed.

Conclusions: Persons with PD (HY II-III stages) lower limb muscle strength correlates excellently with gait pattern, showing lower isokinetic strength than healthy subjects of the same age and sex. This protocol showed safety to be performed in a larger sample.

Resumen
Introducción La debilidad muscular en personas con enfermedad de Parkinson (EP) ha sido frecuentemente reconocida como un síntoma inespecífico. En otras patologías neurológicas, la debilidad de las extremidades inferiores, específicamente la debilidad de los cuádriceps, es el factor que causa mayor incapacidad para caminar. Pocas investigaciones han evaluado la relación entre la fuerza muscular de los miembros inferiores, utilizando herramientas objetivas en personas con EP y el desempeño de la marcha. El objetivo de este estudio fue analizar la correlación entre la fuerza muscular de los miembros inferiores, utilizando un dinamómetro isocinético, y los parámetros espaciotemporales de la marcha en la EP, en comparación con controles sanos emparejados por edad y sexo.

Sujetos y métodos El estudio se llevó a cabo con siete personas con EP –Hoehn y Yahr (HY) entre II y III– y siete controles sanos. Se realizaron pruebas isocinéticas de rodilla y tobillo a 60 y 120°/s y la prueba de marcha de 10 metros, a velocidad de marcha cómoda y rápida, en todos los sujetos reclutados.

Resultados Se observaron diferencias significativas en las medidas relacionadas con la fuerza de las extremidades inferiores y en los parámetros de la marcha entre las personas con EP y los controles. Los parámetros de la marcha mostraron excelentes correlaciones (rho = 0,7) para ambas extremidades inferiores: trabajo de flexión plantar de tobillo/desgaste corporal a 180°/s con número de pasos (indirecto) y zancada (directa) a ambas velocidades, y entre pico de torsión de flexión plantar de tobillo/desgaste corporal a 180°/s con número de pasos (indirecto) y zancada (directa) a velocidad máxima; y entre trabajo de extensión de rodilla/desgaste corporal a 60°/s con zancada (directa) a velocidad autoseleccionada.

Conclusiones La fuerza muscular de las extremidades inferiores de las personas con EP (estadios de HY II-III) se correlaciona excelentemente con el patrón de la marcha, mostrando una fuerza isocinética inferior a la de sujetos sanos de la misma edad y sexo. Este protocolo mostró seguridad para ser realizado en una muestra mayor.
Keywords
Gait analysis
Gait parameters
Movement disorders
Muscle strength
Neurological disorders
Parkinson’s disease
Palabras Claves
Análisis de la marcha
Enfermedad de Parkinson
Fuerza muscular
Parámetros de la marcha
Patología neurológica
Trastornos del movimiento
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