EUR MED PHYS 2008;44(Suppl. 1 to No. 3)
Tono, elasticità e stiffness:
valutazione miometrica delle proprietà muscolari
G. IANIERI, R. SAGGINI, R. MARVULLI, G. TONDI, A. APRILE, M. RANIERI, S. ALTINI, L. GOFFREDO, M. MEGNA, G. MEGNA
Il tono muscolare dei muscoli scheletrici svolge un ruolo fondamentale nell’assicurare la possibilità di una contrazione attiva ed efficiente e nel provvedere al mantenimento della postura.
È pertanto necessario valutare e misurare in maniera oggettiva il
tono muscolare per svelare e monitorare le sue alterazioni, spesso
associate a determinati disordini neuromuscolari.
La miometria è un utile approccio per la valutazione e sorveglianza dei cambiamenti del tono muscolare tempo-dipendenti che si
hanno nelle patologie croniche.
Questo metodo si basa sulla valutazione della risposta di un
muscolo ad un breve impulso meccanico, impiegando uno strumento, denominato miometro, per applicare detto impulso sul ventre
muscolare. Il miometro comprende una testina che viene posizionata dall’operatore perpendicolarmente alla superficie cutanea che
ricopre il muscolo da indagare; la testina imprime una delicata pressione, comprimendo il tessuto sottostante. Attraverso un attuatore
elettromagnetico viene prodotto un costante impulso di forza per un
breve lasso temporale. La sua durata è dell’ordine dei millisecondi.
L’interruzione dell’alimentazione dell’attuatore elettromagnetico
induce la testina del dispositivo ad essere velocemente rilasciata,
contestualmente il muscolo reagisce alla sollecitazione impulsiva con
brevi oscillazioni smorzate.
La testina, in contatto con la cute, viene indotta a muoversi, a sua
volta da dette oscillazioni smorzate.
L’andamento delle oscillazioni smorzate dipende dalle proprietà
elastiche del tessuto muscolare.
Un trasduttore di accelerazione registra, le oscillazioni della testina a contatto con la cute ricoprente il muscolo sollecitato.
I parametri misurati con tale metodo sono tre: stiffness, elasticità
e frequenza.
La stiffness è intesa come la resistenza che oppone il muscolo ad
una forza esterna ossia l’abilità del muscolo a resistere ai cambiamenti di forma ed è descritta dalla seguente formula:
Dove C è la stiffness ed è espressa in [N]/[m], mtestina rappresenta
la massa della testina espressa in kg, amax rappresenta l’accelerazione massima della testina espressa in m/s2 e ∆l rappresenta lo spostamento della testina [m].
Maggiore è la stiffness e maggiore è la forza che occorre per vincere la resistenza del muscolo, per cui, l’attivazione del muscolo, in
ordine ai movimenti e/o alla postura, risulta meno economica dal
punto di vista energetico, insorgendo problemi posturali.
L’elasticità è intesa come la capacità del muscolo di ripristinare la
sua forma iniziale dopo una stimolazione meccanica ed è rappresentata dalla seguente formula:
Vol. 44 - Suppl. 1 to No. 3
Dipartimento di Scienze Neurologiche e Psichiatriche,
Sezione di Medicina Fisica e Riabilitazione,
Università degli Srudi di Bari, Bari
che rappresenta il decremento logaritmico, dove a3 è la seconda
e a5 la terza ampiezza positiva della curva di accelerazione ottenuta.
Più alta è l’elasticità e migliori sono le condizioni del muscolo.
Una bassa elasticità denota una maggiore difficoltà del movimento ed una maggiore propensione all’affaticamento.
La frequenza f [1/T] è data dall’inverso del periodo T della oscillazione spontanea ottenuta espresso in secondi.
La misurazione miometrica offre diversi vantaggi per la valutazione del tono muscolare rispetto alle altre metodiche. Infatti ogni
misurazione è oggettiva, poiché non è influenzata da colui che esegue la procedura di misurazione come, per esempio, succede con la
valutazione del tono tramite la scala Asworth.
Inoltre, oltre che oggettiva e ripetibile, la misurazione miometrica
non è invasiva ed offre un risultato quantitativo.
Un ulteriore vantaggio è rappresentato dalla possibilità di valutare in maniera quantitativa simultaneamente le tre caratteristiche stiffness, elasticità e frequenza.
La possibilità di eseguire la misurazione a diversi livelli di contrazione, o durante il rilassamento o in allungamento passivo senza
causare al muscolo deformazioni residue, consente di ottenere una
maggiore significatività delle indagini utili nella valutazione statistica
e correlativa.
Non di secondaria importanza è la possibilità di valutare il
muscolo spastico prima e dopo il trattamento con tossina botulinica
al fine di accertare in maniera quantitativa l’effetto della terapia.
L’indagine su muscoli profondi risulta difficoltosa, per cui, prescinde dall’applicazione della metodica.
Le proprietà di un muscolo possono essere misurate con il miometro solo se la contrazione del muscolo può essere riconosciuta
tramite la palpazione; inoltre, i valori di tutte le misurazioni devono
essere più alti per il muscolo contratto rispetto al muscolo a riposo.
Bisogna porre attenzione al fatto che il tessuto indagato è formato da:
– tessuti di rivestimento (pelle, tessuto adiposo e vasi sanguigni);
– tessuto muscolare;
– vasi sanguigni del tessuto muscolare.
Questo spiega come mai un limite importante è rappresentato
dalla quantità di tessuto adiposo; il suo pessore, infatti, impedisce
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LANIERI
TONO, ELASTICITÀ E STIFFNESS: VALUTAZIONE MIOMETRICA DELLE PROPRIETÀ MUSCOLARI
Figura 1.
Figura 2.
Figura 3.
all’oscillazione della testina del miometro di raggiungere il muscolo
o comunque una quantità significativo di esso. Questo problema
può essere però facilmente superato, modificando la forza dell’impulso trasmesso.
Altro limite è rappresentato dalla difficoltà di analizzare i muscoli
più sottili. In realtà anche questo limite viene facilmrnte superato
variando il valore del quick time.
Per quanto riguarda la relazione tra tono muscolare e vascolarizzazione, è importante prestare attenzione alla vascolarizzazione del
muscolo durante lo sforzo fisico. In un muscolo contratto la velocità
del flusso sanguigno nei vasi che penetrano il muscolo è pari a zero.
Di conseguenza una fibra muscolare può ricevere sangue soltanto
durante il periodo che intercorre tra due contrazioni consecutive
(periodo di recupero). L’afflusso di sangue al muscolo può esserci
soltanto quando durante il periodo di recupero fra due contrazioni il
muscolo riesce a liberarsi della tensione meccanica e ristabilisce la
sua conformazione iniziale. Il muscolo deve possedere pertanto una
buona elasticità. La quantità di sangue arterioso che raggiunge la
fibra muscolare è direttamente proporzionale alla diffrenza di pressione ed inversamente proporzionale alla resistenza e può essere
espressa dalla Legge di Pouiselle.
Da questa risulta evidente che il raggio del vaso è il maggior
responsabile della portata di sangue alla fibra muscolare. Si desume
che un tono alto e una bassa elasticità muscolare fanno diminuire il
flusso vascolare portando ad una riduzione di rifornimento di ossigeno e substrati energetici e ad un cattivo smaltimento di anidride carbonica e cataboliti. Quindi tutti i processi metabolici sono rallentati a
danno della fibra muscolare perché in tal modo si instaura un circolo
vizioso che porta ad una condizione di sovraccarico, all’instaurarsi di
dolore e alla tendenza alla limitazione della forza contrattile.
Una peculiare caratteristica della misurazione miometrica è la
possibilità di valutare i valori di frequenza, elasticità e stiffness a
destra e a sinistra e verificare in tal modo la simmetria. In linea di
massima il corpo umano umano è simmetrico, infatti la differenza
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fra i due lati del corpo del 5% è considerata normale. La simmetria
dipende dal tipo di allenamento muscolare; essa è maggiore nel
paziente che pratica nuoto e minore nel paziente che si dedica al
tennis. Una mancanza di simmetria indica una patologia muscolare
e/o un rischio di lesioni muscolari.
La misurazione miometrica permette di ottenere dei grafici che
mettono in risalto le differenze tra destra e sinistra e tra stato rilassato e contratto. Il grafico che si ottiene mostra come il muscolo di
sinistra abbia una migliore elasticità e una più bassa frequenza in
contrazione, segno che indica un muscolo ben allenato.
Inoltre, il grafico può essere usato per confrontare i valori di un
muscolo nel tempo. Ciò è sfruttato in modo particolare nello sport ,
infatti un muscolo con l’allenamento aumenta l’elasticità e in seguito
anche la frequenza, come mostrano i seguenti grafici:
Con la misurazione miometrica è possibile quindi diagnosticare
l’atrofia muscolare. Durante la contrazione, un muscolo atrofico non
genera forza e l’elasticità risulta notevolmente diminuita rispetto al
muscolo sano dell’altro lato.
Altra applicazione della misurazione miometrica è quella della
traumatologia muscolare. È infatti possibile mettere in evidenza un
micro-trauma; durante la contrazione di un muscolo lesionato si
registra una diminuzione dell’elasticità dovuta alla sostituzione della
struttura elastica con tessuto cicatriziale e alla rottura dei filamenti
muscolari attivi. Il grafico che segue mostra le differenze tra muscolo
normale e muscolo con micro-trauma e come queste si attenuino
dopo il trattamento.
Per concludere, il myometro è un ottimo ausilio nella valutazione
delle condizioni muscolari a patto però che siano rispettati i criteri di
standardizzazione:
1. il punto del muscolo dove fare la misurazione deve corrispondere al ventre muscolare;
2. la misurazione deve essere fatta sempre con il dispositivo posto
perpendicolarmente al muscolo o comunque non inclinato oltre i
30 gradi;
3. la misurazione va fatta a muscolo rilassato prima e contratto
dopo, diventando così importanti la posizione del corpo nello
spazio e del singolo muscolo rispetto agli altri per ottenere una
misurazione attendibile.
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