Il Laboratorio di analisi del movimento umano.

Corso : Laboratorio di analisi del
movimento umano
Università degli studi di Cagliari
a.a. 2016-2017
La collaborazione
Milano
Università degli studi di Cagliari
Lab di
Analisi del movimento
Cagliari
Presentazione
1. Docente ed esercitatori;
2. Orari del corso e Modalità d’esame, testi
3. Presentazione del corso
Università degli studi di Cagliari
Presentazione
1. Docenti
Manuela Galli
• Professore di Functional evaluation Lab (5CFU), Bioingegneria del
sistema motorio (5 CFU) e Valutazione funzionale (5CFU), L.S.
Ingegneria Biomedica, Politecnico di Milano;
• Responsabile del Laboratorio “Luigi Divieti” del DEIB Politecnico di
Milano e del Laboratorio di Analisi del movimento dell’IRCCS San
Raffaele di Roma;
• Coordinatore attività di ricerca nell’ambito delle convezioni tra enti
clinici nazionali ed internazionali.
Massimiliano Pau
Università degli studi di Cagliari
Presentazione
….più semplicemente
Ricercatori che si occupano di analisi della
Postura e del Movimento in diversi settori
Ricerca applicata in clinica
Università degli studi di Cagliari
Luogo delle Esercitazioni: Nuovo Laboratorio
Contatti docenti
Manuela Galli: 0223993338 manuela.galli @ polimi.it,
www.movlab.it
ORARIO e Calendario
8 Settembre: dalle 10 alle 12.30- dalle 13.30 alle 15.30
29 Settembre: dalle 10 alle 12.30- dalle 13.30 alle 15.30
3 Ottobre : dalle 10 alle 12.30- dalle 13.30 alle 15.30
Esami: nessuna prova- idoneità
Testi: Copia delle Slides (in ‘’Corsi on line’’)
Università degli studi di Cagliari
Presentazione
1. Docente ed esercitatori;
2. Orari del corso e Modalità d’esame
3. Presentazione del corso: contesto, obiettivi ed argomenti
Università degli studi di Cagliari
Programma
Programma delle lezioni e delle esercitazioni
1. Introduzione allo studio del Movimento
2.1. Obiettivi della valutazione quantitativa del movimento umano.
2.2. Uso dell'analisi della postura e del movimento per la valutazione della
limitazione funzionale in ambito clinico/riabilitativo.
2.3 Richiami anatomo-funzionali del sistema neuro-muscolo-scheletrico.
2. – Il Laboratorio di analisi del movimento umano.
2.1. Strumentazione di un laboratorio di analisi del movimento umano
2.2. Caratteristiche tecniche e criteri di progettazione di un Laboratorio di analisi
del movimento.
2.3. Cenni Gestione ed organizzazione di un laboratorio di analisi del
movimento umano.
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Programma
Programma delle lezioni e delle esercitazioni
3. La valutazione del cammino – Gait analysis
3.1. Obiettivi della valutazione quantitativa del cammino in ambito clinico.
3.2. Protocolli e standard internazionali.
3.3 Introduzione alla valutazione del report di prove di gait analysis : parametri
spazio temporali e grafici di cinematica articolare.
3.4 Prova pratica di Gait Analysis
3.5 Valutazione dei tracciati di dinaica articolare e di eletromiografia superficale
4. – Applicazioni cliniche dell’analisi del movimento in ambito clinico
4.1. La Gait Analysis nel bambino con PCI
4.2. Analisi del movimento nel paziente con Malattia di Parkinson
4.3 Analisi del movimento nel paziente con Sclerosi Multipla.
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Programma
Programma delle lezioni e delle esercitazioni
5. La valutazione del movimento con sistemi indossabili e pedane
trasportabili
5.1 Descrizione della tecnologia
5.2 Reportistica fornita
5.3 prove pratiche in laboratorio
5.4 esempi di casi clinici e di applicazioni in ambito dello sport.
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Prima lezione
1. Introduzione allo studio del Movimento
2.1. Obiettivi della valutazione quantitativa del movimento umano.
2.2. Uso dell'analisi della postura e del movimento per la valutazione della
limitazione funzionale in ambito clinico/riabilitativo.
2.3 Richiami anatomo-funzionali del sistema neuro-muscolo-scheletrico.
2. – Il Laboratorio di analisi del movimento umano.
2.1. Strumentazione di un laboratorio di analisi del movimento umano
2.2. Caratteristiche tecniche e criteri di progettazione di un Laboratorio di analisi
del movimento.
2.3. Cenni Gestione ed organizzazione di un laboratorio di analisi del
movimento umano.
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Da che cosa nasce questo corso?
Laboratorio di valutazione motoria
Università degli studi di Cagliari
Laboratorio di valutazione motoria
Perché studiare la postura e il movimento??
Università degli studi di Cagliari
Un po’ di storia
Università degli studi di Cagliari
Un po’ di storia
Università degli studi di Cagliari
Lo studio del movimento
……per migliorare la conoscenza
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Tubi Geissler
Der Gang des Menschen (The human gait)
(Braun e Fisher).
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Diverse tipologie di locomozione
Università degli studi di Cagliari
Cammino e movimento
Gait is just a first-line approach to
movement
For neurology it is artificial to separate
gait from movement
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Assenza di
patologia
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Movimento e
posture
fisiologiche
Patologia
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Alterazione
nel
movimento
Limitazione
funzionale
Il recupero del movimento
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Movimento e Limitazione Funzionale - condizioni fisiologiche
e/o Patologia
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Che cosa misurare?
Posture e
movimenti
fisiologici
Assenza di
patologia
Patologia
Alterazione
motoria
Il movimento come il risultato
dell’ interazione tra diversi
sistemi
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Limitazione
funzionale
La patologia
motoria è associata
ad una limitazione
funzionale
Il movimento come indicatore di una
situazione di normalità o di disabilità
Limitazione della funzione
Necessità di misurare
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Da che cosa nasce questo corso?
Laboratorio di valutazione motoria
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Il contesto
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Il contesto
L’esigenza clinica
in Riabilitazione
La medicina basata sull’evidenza
(evidenced based medicine)
Metodi e strumenti in grado di quantificare gli esiti di
trattamenti riabilitativi
Modern Clinical Evaluation: evidence based medicine
…The continuous development of the quality using the documented
measurement of the results and the evidence based medicine
contribute to a more efficient application of the diagnosis and interventions
and to the reduction of the expenses for unnecessary procedures and
drugs.
The practical and theorical education of the sanitary operators must give
them the necessary abilities to make them actors of the process, by
providing the instruments to verify the quality and the results of their
clinical work. This is a necessary step for the improvement of the
assistance.
Joint Commission on Accreditation of
Health Care Organization (JCAHO)
www.jointcommission.org/
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Equipment characteristics
According to the Joint Commission on Accreditation of Health
Care Organization (JCAHO) the tests and the equipment for the
functional evaluation have to be :
‘’Practical, easy to use, insensitive to outside influences, inexpensive
and designed for efficient administration’’
Università degli studi di Cagliari
Misurare
Come misurare il movimento e le sue alterazioni associate alla
patologia?? Quali strumenti ha a disposizione la clinica?
SCALE (24.000 scale) e questionari
Misure cliniche
Analisi osservazionale : ripresa video
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Esempi di scale cliniche (UPDRS)
15. Walking
0 = Normal.
1 = Mild difficulty. May not swing arms or may tend to drag leg.
2 = Moderate difficulty, but requires little or no assistance.
3 = Severe disturbance of walking, requiring assistance.
4 = Cannot walk at all, even with assistance.
16. Tremor (Symptomatic complaint of tremor in any part of body.)
0 = Absent.
1 = Slight and infrequently present.
2 = Moderate; bothersome to patient.
3 = Severe; interferes with many activities.
4 = Marked; interferes with most activities.
Valutazione quantitativa……
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Video pz
Scala UPDRS
BERG
BALANCE
SCALE
Università degli studi di Cagliari
Limiti delle scale di valutazione clinica
Valutazione quantitativa……
Soggettività della misura;
Appropriatezza della scala;
Validità della scala.
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Limiti delle scale di valutazione clinica
Affidabilità
La valutazione di uno stesso caso
deve dare lo stesso esito
indipendentemente dal valutatore
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Sensibilità
La scala deve essere in grado di documentare
le variazioni del quadro clinico con la necessaria
Sensibilità.
MISURARE
Come misurare il movimento e le sue alterazioni associate alla
Patologia??
SCALE (24.000 scale) e questionari
Misure cliniche
Analisi osservazionale : ripresa video
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Analisi Video
Atteggiamento di specifici segmenti anatomici sul piano frontale e
sagittale
Utile per la somministrazione di scale cliniche
Possibilità di misure quantitative se abbinata all’utilizzo di software di
misura (es. Kinovea) limiti : errore prospettico
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Valutazione bidimensionale, soggettiva,
poco sensibile, non selettiva……
Informazioni qualitative e relative solo alla
cinematica
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Limiti della ripresa video
Cinematica qualitativa
Visione bidimensionale del movimento
Mancanza di informazioni relative alla dinamica (scambio di
forze al terreno) ed alla attivazione muscolare (elettromiografia)
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Cosa misurare per valutare il movimento?
Paralisi
Cerebrale Infantile
Valutazione quantitativa della
Cinematica
3D
Malattia di
Parkinson
Università degli studi di Cagliari
Valutazione della dinamica e
della attività muscolare.
MISURARE
Come misurare il movimento e le sue alterazioni associate alla
patologia??
SCALE (24.000 scale) e questionari
Misure cliniche
Analisi osservazionale : ripresa video
Analisi quantitativa del movimento
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Strumenti
Motion Analysis
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Multifactorial integrated 3D quantitative
evaluation of human movement
Kinematic
Kinetics
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EMG
Video
Motion analysis lab
Video cam –
video analysis
Optoelectronic
systemkinematics
Platform kinetic
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EMG –muscular
activity
Il laboratorio di Analisi del Movimento
IRCCS SAN RAFFAELE
Pisana Rome
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Quantificare la limitazione
right
left
CG
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Why numbers for….
‘’ …it is obvious that any improvement- either in surgical and
physiotherapeutic procedures or braces and prostheses –must rest
upon an accurate knowldege of the functional characteristics of normal
locomotor system’’
.
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Ebert, Inman and Brestler
Human Limbs and their substitutes (1954)
A che cosa serve la valutazione motoria quantitativa
con sistemi 3D
=left
=right
To monitor the patient locomotor alterations
To evaluate treatment outcome
To evaluate decision making
Why numbers for…..
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A che cosa serve la valutazione motoria quantitativa
con sistemi 3D
To monitor the patient locomotor alterations
To evaluate treatment outcome
To evaluate decision making
Why a number
for…..
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Valutazione della limitazione funzionale
Classification of the main forms of hemiplegia (Gage) and
clinical case
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The quantification of gait in CP
To evaluate treatment outcome
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A che cosa serve la valutazione motoria quantitativa
con sistemi 3D
To monitor the patient locomotor alterations
To evaluate treatment outcome
To evaluate decision making
?
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Il movimento come il risultato
dell’ interazione tra diversi
sistemi
Università degli studi di Cagliari – M. Galli
Prima lezione
1. Introduzione allo studio del Movimento
2.1. Obiettivi della valutazione quantitativa del movimento umano.
2.2. Uso dell'analisi della postura e del movimento per la valutazione della
limitazione funzionale in ambito clinico/riabilitativo.
2.3 Richiami anatomo-funzionali del sistema neuro-muscolo-scheletrico.
2. – Il Laboratorio di analisi del movimento umano.
2.1. Strumentazione di un laboratorio di analisi del movimento umano
2.2. Caratteristiche tecniche e criteri di progettazione di un Laboratorio di analisi
del movimento.
2.3. Cenni Gestione ed organizzazione di un laboratorio di analisi del
movimento umano.
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Richiami Anatomo-funzionali del sistema
muscolo scheletrico
La macchina uomo possiede:
a) un sistema di comando (sistema nervoso);
b) un sistema motore distribuito (muscoli);
c) una struttura di sostegno (scheletro);
d) un sistema di alimentazione (polmoni, sangue, ossigeno)
d) un serbatoio di combustibile (zuccheri, amidi e grassi)
e) un sistema di regolazione automatica (ghiandole endocrine, ormoni)
f) un sistema di sospensioni e di propulsione (arti inferiori)
i) un sistema di controllo dell’assetto (sistemi vestibolare, somatosensoriale,
propriocettivo, visivo)
j) un sistema di retroazioni (afferenze sensoriali)
k) un sistema di protezione da eventi lesivi (riflessi protettivi, di regolazione
termica, sistema dolorifico)
l) un sistema di autoriparazione
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Sistema visivo,
vestibolare e altri
sistemi sensoriali
Centri
superiori
Centri
spinali
SNC
Sistema
muscolare
Organi
tendinei
Fusi
Muscolari
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Sistema
meccanico
MOVIMENTO
L’intero Sistema Nervoso viene convenzionalmente suddiviso in:
- Sistema Nervoso Centrale (SNC), composto da encefalo (cervello e
cervelletto) e midollo spinale;
-
Sistema Nervoso Periferico (SNP), composto da quelle parti (fibre
nervose, recettori e sinapsi) preposte prevalentemente alla raccolta e
trasmissione di informazioni e comandi da/ e verso/ la periferia,
- Sistema Nervoso Autonomo (SNA), composto da quelle strutture
nervose connesse con l’attivazione della muscolatura liscia, del
muscolo cardiaco e delle ghiandole, che di fatto si identifica più per
aspetti funzionali caratteristici che per la struttura.
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Il SNC
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Midollo spinale
Corna
anteriori Nervi
efferenti
Nervi e gangli spinali
posteriore
anteriore
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Corna posteriori Nervi
afferenti
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Il motoneurone e la placca costituiscono insieme la giunzione
neuromuscolare. Il complesso composto da un singolo motoneurone,
dall'assone o fibra nervosa efferente con i suoi terminali multipli e le fibre
muscolari associate, viene chiamato unità motoria (UM).
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Nervi spinali
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Sistema visivo,
vestibolare e altri
sistemi sensoriali
Centri
superiori
Centri
spinali
Sistema
muscolare
Organi
tendinei
Fusi
Muscolari
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Sistema
meccanico
MOVIMENTO
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Innervazioni dei muscoli
dell’arto inferiore
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IL MUSCOLO SCHELETRICO
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IL MUSCOLO SCHELETRICO
Laminare
Nastriforme
α
Sfintere
∆L
∆ Li inserzioni
= ∆ Lfibre
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∆L
∆ Li inserzioni
= ∆ Lfibre cos α
IL MUSCOLO SCHELETRICO
MONOARTICOLARE
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BIARTICOLARE
PLURIARTICOLARE
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Sistema visivo,
vestibolare e altri
sistemi sensoriali
Centri
superiori
Centri
spinali
Sistema
muscolare
Organi
tendinei
Fusi
Muscolari
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Sistema
meccanico
MOVIMENTO
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Connessione rigida
Scheletro: nel corpo umano è rappresentato da
circa 206 ossa.
Ossa piatte
Ossa lunghe
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Articolazioni
Cartilagine
articolare
Fibrosa
Cartilaginea
Membrana
sinoviale
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Sinoviale
(diartrosi)
Menisco
Borsa
sinoviale
Sistema visivo,
vestibolare e altri
sistemi sensoriali
Centri
superiori
Centri
spinali
Sistema
muscolare
Organi
tendinei
Fusi
Muscolari
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Sistema
meccanico
MOVIMENTO
Esempi: Variazioni “Fisiologiche”
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La gravidanza
Sistema visivo,
vestibolare e altri
sistemi sensoriali
Centri
superiori
Centri
spinali
Sistema
muscolare
Organi
tendinei
Fusi
Muscolari
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∆p
Sistema
meccanico
MOVIMENTO
Variazioni “Patologiche”
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La PCI
Sistema visivo,
vestibolare e altri
sistemi sensoriali
Centri
superiori
Centri
spinali
Sistema
muscolare
Organi
tendinei
Fusi
Muscolari
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Sistema
meccanico
MOVIMENTO
Thank you
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