CORSO LABORATORIO DI VALUTAZIONE FUNZIONALE

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1 CORSO LABORATORIO DI VALUTAZIONE FUNZIONALE Prof.ssa MANUELA GALLI Gait analysis, descrizione prve per il pomeirggio, Lezione prossima: valutazione di prove di baropodometria e emg Lezione ultima prove di postura, acqusizioni pratiche Sts ecc

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3 Il laboratorio di Analisi del Movimento

4 Argomenti trattati Strumentazione di un laboratorio di Analisi del movimento Test clinici maggiormente valutati : La Gait Analysis Protocolli, modalità della prova Esercitazione pratica

5 Sistema optoelettronico CINEMATICA permette di ricostruzione delle coordinate 3D istantanee di markers posizionati sulla superficie corporea del soggetto (ELITE2002, BTS, It; SMART, BTS; It)

6 X, Y, Z

7 How reach the quantifcation of Gait? LEFT RIGHT

8 Activity of a research and clinical lab: which movements? % Ricerca Research Clinica Clinic tot Gait Analysis altri Othermovimenti Movements Clinical Lab

9 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. Ebert, Inman and Brestler Human Limbs and their substitutes (1954)

10 Studio del Movimento Analisi del cammino

11 Analisi quantitativa del movimento Gait Analysis

12 GAIT ANALYSIS Protocolli standard Posizionamento dei marker Modalità della prova Organizzazione dei tracciati Parametri analizzati Normalità

13 Valutazione della cinematica del movimento Dove mettere i marker?

14 Distinguiamo Protocolli Tecnici Protocolli anatomici

15 Protocols Used protocol Helen Heyes Marker Set R. B. Davis, A gait analysis data collection and reduction technique, Hum. Mov. Sci., vol. 10, pp , 1991.

16 Techincal and anatomic reference systems Technical reference system Anatomical reference system p i Joint kinematics reconstruction Global

17 Marker (on the body surface) Virtual Marker (centre of rotation ) Y g Flexion extension Abdo-adduction External internal rotation X g Z g

18 Protocolli Anatomici Protocollo SAFLO (Frigo, 1998 ) Frigo C, Rabuffetti M, Kerrigan DC, Deming LC, Pedotti A. Functionally oriented and clinically feasible quantitative gait analysis method. Med Biol Eng Comput 1998; 36:

19 Protocolli Anatomici Protocollo Kadaba

20 Protocolli Anatomici Protocollo Lundberg

21 The 3D representation Video 3D report LEFT RIGHT

22 Limiti protocolli anatomici

23 Limiti protocolli anatomici

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26 Limiti dei protocolli anatomici attualmente utilizzati. Necessità di nuovi protocolli più dettagliati

27 Protocolli tecnici Necessità di nuovi protocolli più adeguati alla situazione del paziente Il protocollo CAST (Calibrated Anatomical System Technique ( Cappozzo et al, 1995)

28 Piattaforme di forza: DINAMICA

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30 PEDANE DINAMOMETRICHE Piezoelettrica Pedana dinamometrica struttura che assembla celle di carico (strain gauges, piezoelettrici) in modo da rilevare le forze scambiate con il terreno. Struttura iperstatica (4 sensori): attenzione all installazione che puo compromettere la accuratezza. Piezoelettriche Strain gauge Strain gauges Linearità < 1 % FS < 2 % FS Crosstalk < 1.5 % < 0.4 % FS Isteresi < 1% 0.4 % Soglia 5-10 mn mn Accuratezza errori sino al 5 % errori sino al 5 % Deriva 0.01 N/s Nessuna Frequenza risonanza di in base al modello in base alla componente

31 PEDANE DINAMOMETRICHE P

32 Ground-reaction force: Action Reaction Magnitude Direction Point of application External Forces Internal Forces

33 KINETICS DESCRIBE THE CAUSES OF THE MOVEMENT Ground Reaction Forces Measured Componenti cartesiane

34 -

35 GROUND REACTION FORCES and COP Ant/posterior Medio/lateral Vertical CoP

36 Ground Reaction Forces Gravitational forces

37 F t =m t g Thigh-bone F s =m s g Shank F f =m f g Foot

38 Ground Reaction Forces Gravitational forces Inertial forces F i = -ma

39 F ti =-m t a Thigh-bone F si =- m s a Shank F fi =- m f a Foot

40 Ground Reaction Forces Gravitational forces Inertial forces Measured and computed

41 Forces Biomech model Joint Moment

42 MOMENT OF FORCE A force acting at a distance from the rotational center causing the body to rotate M = F x D

43 MOMENTUM M int b F ex F x b M ex M ex = M int M int= ligament and muscles actions Courtesy of the National Institutes of Health - USA

44 Forces and moment INTERNAL F e M produced by muscles, ligaments and soft tissues EXTERNAL F e M produced by ground reaction forces, by segments weight and inertial forces

45 EMG

46 Il laboratorio di Analisi del Movimento

47 IL SEGNALE MIOELETTRICO CUTANEO Il segnale elettromiografico è la tensione rilevata con due o più elettrodi all interno del volume conduttore (rilevamento con ago) o sulla superficie cutanea (rilevamento di superficie) Elettrodi: sensori che trasformano le correnti ioniche circolanti All interno del corpo umano in correnti elettroniche all interno di conduttori metallici.

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50 SULLA SINGOLA UM

51 SULLA SINGOLA UM MOTONEURONE

52 SU PIU UM e SE CON STESSA f UM ELETTROSTIMOLAZIONE

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55 Tibialis Anterior Gastrocnemius Equipment: EMG

56 Main muscles involved in the gait. ILEOPSOAS: flessione anca (M) GLUTEI: estensione, rotazione, abduzione anca (M) HAMSTRINGS o ISCHIOCRURALI: estensione anca, flessione ginocchio (B) RETTO FEMORALE: estensione ginocchio, flessione anca (B) VASTI: flessione ginocchio (M) ADDUTTORI

57 Main muscles involved in the gait. GASTROCNEMIO: flessione ginocchio, flessione plantare caviglia (B) SOLEO: flessione plantare caviglia (M) TIBIALE ANTERIORE: flessione dorsale caviglia (M)

58 Normal walking : muscle activity

59 Normal walking : muscle activity

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61 EMG + kinematics+kinetics quanitative multifactorial evaluation of gait = GAIT ANALYSIS

62 Step principali per una prova di GA Calibrazione delle apparecchiature

63 Calibration of the Lab. Volume definition: Accuracy

64 Tools for calibration.

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67 60 cm

68 Step principali per una prova di GA GAIT ANALYSIS Protocolli standard Posizionamento dei marker Modalità della prova Organizzazione dei tracciati Parametri analizzati Normalità

69 Step principali per una prova di GA Preparazione del paziente Acquisizione della prova Elaborazione della prova