EUR MED PHYS 2008;44(Suppl. 1 to No. 3)
Le modificazioni della cinematica
dopo chirurgia funzionale del piede
M. MANCA1, M.G. BENEDETTI2, G. FERRARESI1, P. MARCHI1, A. LEARDINI2, N. BASAGLIA1, S. GIANNINI2
Introduzione
1Laboratorio
L’applicazione della Gait Analysis in medicina riabilitativa è andata aumentando nel corso degli anni fino ad integrare sempre più la
valutazione clinica dei disturbi del cammino eseguita attraverso l’esame statico e l’analisi osservazionale.
Tale integrazione, tra valutazione clinica e strumentale, è utile
nell’ambito dei processi decisionali finalizzati a modificare il grado
di disabilità deambulatoria dei pazienti cerebrolesi attraverso la chirurgia funzionale ed i diversi trattamenti focali; l’apporto delle informazioni prodotte dalla gait analysis può influenzare le indicazioni
nell’ambito della chirurgia funzionale dell’arto inferiore1,2, ottimizzare le possibilità di miglioramento della attività deambulatoria3 e contribuire ad una verifica quantitativa dell’outcome.
Nel tempo sono stati proposti numerosi protocolli di gait analysis nel tentativo di riprodurre con precisione la complessità dell’atto deambulatorio e al tempo stesso di soddisfare tutti i requisiti di
versatilità (applicabile a diversi quesiti clinici), semplicità (di facile
interpretazione per l’operatore e rapidamente eseguibile), minimo
ingombro (che renda possibile al paziente compiere movimenti
abituali), affidabilità (intra-interesaminatore e tra differenti laboratori). Un protocollo non è altro che lo schema che regola l’acquisizione e l’elaborazione dei dati cinematici e dinamici del cammino utilizzando un determinato marker set e convenzioni matematiche note.
Tuttavia i protocolli di Gait Analysis comunemente utilizzati in
clinica presentano alcuni limiti: necessità di numerose misure antropometriche, numero elevato di markers per renderli visibili al sistema di telecamere, lunghe e complesse preparazioni, difficoltoso
posizionamento di alcuni marcatori in assenza di precisi punti di
repere anatomici di riferimento.
Un altro aspetto rilevante riguarda la mancanza, nei protocolli
convenzionali in uso, di alcune misure di cinematica del segmento
piede che, oltre a fornire informazioni sul movimento della caviglia
sul piano sagittale consentano di produrre una valutazione tridimensionale dei movimenti del piede. In questo caso il sistema non è in
grado di condurre un’adeguata analisi cinematica del piede sia di
soggetti sani, sia di pazienti che presentano deformità complesse e
su più piani, in particolare in equino-varo-supinato (tipico di molti
pazienti cerebrolesi).
Recentemente Leardini et al.4 hanno proposto un nuovo protocollo di gait analysis Total 3D Gait (T3DG) per poter misurare le deformità del piede in pazienti con lesioni del primo motoneurone. Il
protocollo prevede l’utilizzo di marker fissi più tre marker su punti
Vol. 44 - Suppl. 1 to No. 3
di Analisi del Movimento,
Az. Ospedaliero Universitaria,
Dipartimento Neurosc. e Medicina Riabilitativa, Ferrara;
2Laboratorio di Analisi del Movimento,
Istituto Ortopedico Rizzoli, Bologna
di repere anatomici (condilo mediale, malleolo mediale, i testa II
metatarso) utilizzati durante la calibrazioni della statica e successivamente rimossi per non interferire con il movimento;
Questo protocollo si caratterizza per richiedere un ridotto numero di calibrazioni, aspetto che conferisce minor durata di acquisizione alla sessione.
Il protocollo T3DG, basato su sistemi di riferimento anatomici e
sulle convenzioni ISB5 per la ricostruzione biomeccanica del movimento, fornisce dati affidabili in posizione statica e la completa cinematica 3D del complesso caviglia-piede durante il cammino, in
modo consistente con le misurazioni cliniche sui piani sagittale,
coronale e trasversale. Le deviazioni della cinematica del complesso
caviglia-piede nei piedi patologici si sono dimostrate consistenti con
i risultati clinici6.
Lo scopo del presente lavoro è quello di verificare la sensibilità
del protocollo T3DG nel descrivere le modificazioni della cinematica
della caviglia in pazienti cerebrolesi sottoposti ad interventi di chirurgia funzionale per le deviazioni del piede.
Materiali e metodi
Sei pazienti (5 maschi, 1 femmina; età 19 - 66 anni) con esiti di
lesione del primo motoneurone (5 emiplegici, 1 paraplegico) e con
deviazioni del piede in equinovarismo sono stati sottoposti a Gait
Analysis con il protocollo T3DG prima e a distanza di 4 mesi dagli
interventi di chirurgia funzionale personalizzati. 5 pazienti sono stati
sottoposti a SPLATT (Split Anterior Tibialis Tendon Transfer) ed
Allungamento del tendine d’Achille con differenti metodiche, 1
paziente è stato sottoposto a Transfer dell’Estensore lungo dell’alluce
ed Allungamento del tendine d’Achille. La personalizzazione degli
interventi ha incluso anche, nei diversi pazienti, il release del FLD,
EBD, allungamento del TP, artrodesi delle interfalangee.
Il protocollo T3DG, utilizzato per la Gait Analysis, prevede l’utilizzo di marker passivi sferici di 14 mm di diametro collocati su: spine iliache anteriori superiori e spine iliache posteriori superiori,
grande trocantere, epicondilo femorale laterale, tuberosità prossimale della testa del perone, tuberosità tibiale, malleolo laterale, calca-
EUROPA MEDICOPHYSICA
1
MANCA
LE MODIFICAZIONI DELLA CINEMATICA DOPO CHIRURGIA FUNZIONALE DEL PIEDE.
Tabella I.
Paz
Velocità m/sec
Pre
Chirurgia
1
2
3
4
5
6
0,4
0,2
0,6
0,4
0,1
0,2
FAC
Post
Pre
Chirurgia Chirurgia
0,5
0,2
0,6
0,4
0,1
0,7
4
2
5
4
4
1
Altri obiettivi raggiunti
Post
Chirurgia
5
4
5
5
5
3
Dolore
Stabilità
Rimozione AFO
Rimozione AFO
–
Rimozione AFO
gno, prima e quinta testa metatarsale . I marker posizionati sull’ epicondilo femorale mediale, malleolo mediale, seconda testa metatarsale sono utilizzati per la calibrazione statica e quindi rimossi durante il cammino.
Per l’acquisizione dei dati è stato utilizzato un sistema stereofotogrammetrico (Vicon 460, Vicon Motion System Ltd., UK) a 6 telecamere ad infrarossi (Mcam 50, 100Hz) sensibili a marker passivi, due
videocamere digitali che consentono di acquisire contemporaneamente le immagini video sui piani sagittale e frontale.
Il software Vicon workstation 4.6 gestisce l’acquisizione dei
segnali provenienti dal sistema stereofotogrammetrico ed elabora i
dati raccolti in base al modello biomeccanico Total 3D Gait. Il
modello descrive la cinematica tridimensionale di sette corpi rigidi e
indipendenti e calcola gli angoli di rotazione articolare.
Il software Polygon 2.4, fornito da Vicon, consente di visualizzare
i risultati cinematici e di definire un report che comprenda i parametri spazio-temporali del ciclo del passo, i dati relativi alla cinematica
di ogni soggetto esaminato.
Almeno 3 stride per ogni lato sono stati registrati e processati per
ogni paziente per ottenere i tracciati della cinematica della pelvi,
anca, ginocchio e caviglia normalizzati al 100% del ciclo del passo
sui piani sagittale, coronale e trasversale.
Considerati gli obiettivi, nel presente studio sono riportati i risultati della cinematica riferiti al distretto della caviglia nelle tre proiezioni fornite dal protocollo.
Al fine di verificare le possibili modificazioni funzionali dopo il
trattamento chirurgico, per ogni paziente è stata rilevata la velocità
deambulatoria (m/sec) ed il grado di disabilità deambulatoria valutata con la scala FAC (functional ambulation classification) in 6 punti
in concomitanza con l’analisi del cammino eseguita prima e dopo la
chirurgia. Sono stati infine individuati gli ulteriori risultati ottenuti
dalla chirurgia relativamente agli obiettivi del trattamento (attenuazione del dolore, modifica di ausilii ed ortesi).
Risultati
Nella figura è rappresentata la cinematica della caviglia di tutti i
pazienti prima e dopo il trattamento chirurgico, sui tre piani analizzati dal protocollo T3DG:
sul piano sagittale si osserva una netta attenuazione dell’equinismo nei pazienti che presentavano una plantiflessione sia al contatto
iniziale sia in fase di swing ed un incremento della dorsiflessione in
stance ed in swing;
– sul piano coronale si osserva una attenuazione del grado di
inversione sia in stance che in swing con in rientro, per alcuni
pazienti, nell’ambito della normalità;
– sul piano trasversale, dopo la chirurgia, è evidente una netta tendenza alla normalizzazione in tutti i pazienti (Fig. 1a e 1b).
Nella tabella I sono descritte la velocità ed i valori di FAC pre e post
chirurgia e gli ulteriori obiettivi raggiunti dopo il trattamento chirurgico.
2
Figura 1a – Pre Chirurgia.
Figura 1b – Post Chirurgia.
Come si può osservare solo 2 dei 6 pazienti (pazienti 1 e 6) presentano un incremento della velocità dopo la chirurgia mentre maggiori modificazioni si sono osservate alla FAC.
Nel paziente numero 3, alla possibilità di rimuovere l’ortesi non
corrisponde alcun cambiamento della velocità e della FAC.
In 3 pazienti è stato possibile rimuovere l’ortesi, in un paziente si
è registrata la completa risoluzione del dolore durante il cammino
ed un paziente ha manifestato un significativo miglioramento della
stabilità e sicurezza durante il cammino.
Discussione
Il T3DG si è rivelato un protocollo di facile applicazione nel contesto della routine clinica, abbastanza consistente con l’osservazione
clinica, ed in accordo con i dati relativi al piano sagittale di protocolli solitamente utilizzati nella pratica clinica6.
Le informazioni aggiuntive fornite sulla cinematica della caviglia
possono rappresentare un utile supporto alla comprensione di alcune severe deformità del piede in pazienti con paralisi spastica.
Nella valutazione di pazienti sottoposti a chirurgia funzionale del
piede equino varo, i dati preliminari consentono di considerare il
protocollo T3DG abbastanza sensibile nel descrivere le alterazioni
cinematiche su tutti i piani anatomici.
Nei pazienti che presentano le menomazioni più gravi, le modificazioni determinate dalla chirurgia sono state talvolta evidenti solo
alla analisi strumentale in assenza di un corrispondente miglioramento di parametri solitamente utilizzati nella valutazione del’outcome come la velocità; in questi casi la Gait Analysis può rappresentare l’unico dato in grado di quantificare i benefici apparentemente
soggettivi riferiti dal paziente.
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