Analisi del movimento e studio delle anomalie posturali
L’analisi del movimento e lo studio delle anomalie posturali in pazienti con problemi motori può dare informazioni molto importanti per conoscere il livello di limitazione funzionale conseguente alla patologia ed il suo evolversi nel tempo. Inoltre fornisce importanti elementi di valutazione dell’efficacia di interventi riabilitativi nel recupero delle alterazioni conseguenti allo stato patologico. In particolare il cammino rappresenta l’atto motorio maggiormente studiato in ambito riabilitativo e ha come obiettivo principale quello di fornire al clinico informazioni quantitative dettagliate.
Questo obiettivo è raggiunto dalla Gait Analysis (GA) o analisi computerizzata della deambulazione. Mediante questa analisi si ha la possibilità di definire, attraverso l’uso di apparecchiature sofisticate, integrate tra di loro, il pattern deambulatorio del soggetto in esame. Grazie ad alcune sue importanti proprietà, quali la non invasività, la possibilità di ripetere l’esame più volte in un arco di tempo ridotto, il carattere quantitativo e la tridimensionalità dei dati forniti, essa si pone come fondamentale strumento di indagine nell’analisi del movimento umano.Il Laboratorio di Analisi del Movimento presente nella nostra struttura permette di effettuare, attraverso l’utilizzo di tecnologie biomediche avanzate, valutazione e diagnosi funzionale del cammino e della postura per il rilievo, l’elaborazione ed il confronto dei parametri cinematici, dinamici ed elettromiografici.
L’analisi della postura e del movimento umano costituisce un settore biomedico in forte espansione e di grande interesse dal punto di vista clinico, in quanto la postura ed il movimento sono il risultato dell’interazione di tre principali sistemi fisiologici: il sistema nervoso, il sistema muscolo-scheletrico ed il sistema sensoriale.
Attualmente ciò di cui dispone la clinica per la valutazione della postura e del movimento e in particolare per la valutazione della camminata, gesto motorio che vede coinvolte diverse articolazioni in modo contemporaneo, è la ripresa video che tuttavia presenta alcuni limiti. Innanzitutto dalla ripresa video è possibile effettuare delle considerazioni solo di tipo qualitativo del movimento oggetto della video-registrazione.
È possibile, per esempio, evidenziare una determinata strategia motoria ( camminata sulle punte o in equinismo) ma è assai difficile rispondere all’esigenza di quantificare alcuni aspetti della strategia osservata (di quanto è in equino quel piede). Inoltre nella valutazione video vi è da considerare anche la soggettività della interpretazione del pattern locomotorio. Inoltre la videoregistrazione dà la possibilità di effettuare considerazioni solo relativamente ad un piano (quindi nel bidimensionale) evidenziando il comportamento motorio nel piano sagittale del soggetto qualora la telecamera sia posta lateralmente rispetto al soggetto, nel piano frontale del soggetto qualora la telecamera venga posta di fronte al soggetto.
Nel piano orizzontale è chiaramente assai difficile evidenziare atteggiamenti e strategie motorie in quanto si avrebbe la necessità di posizionare una telecamera sopra al soggetto in movimento. Se quindi la ripresa video fornisce delle informazioni, qualitative e bidimensionali della cinematica del movimento, non è assolutamente in grado di fornire alcuna informazione a riguardo della dinamica del movimento (per esempio a riguardo delle forze scambiate al terreno conseguenti a quel determinato appoggio) ed alla attivazione muscolare associata a quel determinato gesto motorio. Proprio da queste limitazioni deriva la necessità di introdurre una valutazione strumentale in grado di fornire al clinico informazioni quantitative, tridimensionali, sia relative alla cinematica ma anche alla dinamica ed alla attivazione muscolare del movimento.
Strumentazione
La strumentazione tipica di un Laboratorio di Analisi del Movimento “tradizionale” è la seguente:
- Sistemi optoelettronici: sistemi in grado di misurare le coordinate tridimensionali di marker, ovvero elementi di materiale catarifrangente, apposti sul corpo del soggetto in particolari punti di repere. I marker sono illuminati ad intervalli regolari da ciascuna telecamera ad infrarosso che rileva il riflesso di ciascuno di essi. È importante precisare che l’ apparecchiatura misura le coordinate tridimensionali (XYZ) dei marker che vengono apposti sul corpo del soggetto.
- Piattaforme di forza: sistemi in grado di misurare il sistema di forze scambiate al terreno . Conoscendo il sistema di forze scambiate al terreno ed acquisita la cinematica mediante i sistemi optoelettronici è quindi possibile calcolare i momenti e le potenze alle diverse articolazioni.
- Elettromiografi: sistemi in grado di acquisire il segnale elettrico associato alla contrazione mediante elettrodi superficiali.
- Baropodometria elettronica: sistema in grado di misurare la distribuzione delle pressioni mediante l’utilizzo di una matrice di sensori opportunamente sagomati. A seconda del tipo di sensore utilizzato (di grandi dimensioni o a solette) si ha la possibilità di misurare le distribuzione di pressioni per esempio della volta plantare o la distribuzione delle pressioni su grandi superfici quali sul sedile di una specifica sedia (tale rilevazione è utilissima per soggetti non deambulanti al fine di identificare le zone di massima pressione che possono dare origine a piaghe da decubito).
Come si effettua una prova di Gait Analysis?
La modalità dell’esame di Gait Analysis può essere riassunta come indicata nel seguito. Il protocollo maggiormente utilizzato è il Protocollo Davis (Davis, 1991) che prevede innanzitutto la rilevazione dei parametri antropometrici del soggetto (altezza, peso, lunghezza della tibia del soggetto, distanza tra i condili femorali o diametro del ginocchio, distanza tra i malleoli o diametro della caviglia, distanza tra le creste iliache anteriori e spessore del bacino). Di seguito vengono apposti sulla cute del soggetto marker in materiale catarifrangente in determinati punti di repere.Il sistema optoelettronico misura le coordinate dei marker posizionati sul corpo del paziente ed un opportuno software partendo da queste coordinate calcola gli angoli di flesso estensione, abdo-adduzione, extra-intra rotazione delle articolazioni anca, ginocchio caviglia; dalla misura del sistema di forze effettuato dalla piattaforma di forza, unitamente alla cinematica vengono calcolati i momenti e le potenze alle varie articolazioni (Davis, 1991). Al soggetto viene richiesto di mantenere la posizione ortostatica indifferente per circa 5 sec, e viene effettuata la prima rilevazione (fase di “standing”). Di seguito al soggetto viene chiesto di camminare con una velocità da lui ritenuta normale, partendo da un punto, che viene di volta in volta fissato, che gli consenta di appoggiare un solo piede su ciascuna piattaforma di forza.Dopo un numero ritenuto sufficiente di acquisizioni dal punto di vista della ripetibilità della misura (in genere 6 rilevazioni) la prima sessione è conclusa. In genere si ritiene opportuno effettuare delle prove aggiuntive (sessione II) posizionando oltre ai marker anche gli elettrodi per l’analisi elettromiografica. I muscoli che di volta in volta vengono evidenziati sono scelti a seconda della situazione patologica del soggetto e a seconda del muscolo di cui si vuole studiare il ruolo durante la deambulazione. Anche in questo caso la sessione II viene conclusa dopo circa 6 rilevazioni.
Che cosa si ottiene da un esame di Gait Analysis?
A seguito di una particolare elaborazione dei dati acquisiti, si passa alla rappresentazione del corpo del soggetto mediante una rappresentazione a stick (vale a dire a segmenti) o meglio ancora ad una rappresentazione mediante uno scheletro rappresentativo del movimento del paziente. A parte la rappresentazione che può essere di aiuto nell’interpretazione del movimento è importante precisare che dalle prove di Gait Analysis si ottengono 3 diverse informazioni:
- dati di cinematica: e più in particolare angoli di flesso-estensione, abdo/adduzione e extra/intrarotazione delle principali articolazioni (anca ginocchio caviglia e bacino)
- dati di dinamica: e più in particolare momenti e potenze alle articolazioni di anca ginocchio e caviglia (particolarmente significativa è la dinamica nel piano sagittale)
- dati elettromiografici: e più in particolare attivazione e disattivazione muscolare.