Anatomia della Mano. Tratto da The Physiology of the joints I. A. Kapandji Volume One: Upper Limb. Stefano Roccella

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Emma Nicoletti
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1 Anatomia della Mano Stefano Roccella 21 Dicembre 2010 Tratto da The Physiology of the joints I. A. Kapandji Volume One: Upper Limb

2 L Arto Superiore L arto superiore svolge una duplice funzione: esplorativa prensile L arto superiore è la struttura portante della mano che è sia un organo di presa sia un organo sensoriale

3 L Arto Superiore: spazio di lavoro Grazie al supporto del braccio la mano può muoversi attraverso un settore sferico che ha il suo centro all interno dell articolazione della spalla La mano agisce insieme e sotto il controllo della visione, questo spiega l orientazione dello spazio di lavoro del braccio

4 L Arto Superiore: Segmenti e Articolazioni L arto superiore è costituito da: 2 segmenti: braccio avambraccio e 3 articolazioni: spalla gomito polso Braccio Gomito Spalla Polso Il sistema è costituito da 7 Gradi di Libertà (G.d.L) Avambraccio

5 Funzionalità Gradi di libertà/destrezza Tipi di presa Forza tipica di battuta Massima presa di potenza Massima presa a due dita Massima frequenza di battuta Prestazioni della mano 23 Di potenza e di precisione 1-4 N >500 N (età 20-25); >300 N (età 70-75) > 100 N 4.5 al secondo Controllo proporzionale/destrezza Stabilità Numero di flessioni possibili Volume totale Mobilità del polso Peso Risoluzione fine sulla forza e velocità secondo il tipo di presa La presa può essere mantenuta in presenza di un peso esterno o di un disturbo Limitata soltanto dalla fatica muscolare 50 cc 2+1 gradi di libertà 0.4 Kg

6 La Mano Muscolatura Struttura Ossea Tendini Articolazioni

7 La Struttura Ossea Falangi: 14 ossa Metacarpo: Carpo: 5 ossa 8 ossa

8 La Struttura Ossea Lo scheletro della mano è costituito da 27 segmenti ossei. Questi segmenti sono suddivisi in 5 raggi, ciascun raggio forma una catena poliarticolata Ogni catena poliarticolata è composta dal metacarpo e da tre falangi eccetto per il pollice che è costituito da due falangi Le 5 catene poliarticolate sono in grado di deformarsi

9 Le Articolazioni Articolazioni

10 Le Articolazioni Interfalangea Distale Interfalangea Interfalangea Prossimale Metacarpo -Falangea Metacarpo- Falangea Carpo- Metacarpale Trapezio- Metacarpale

11 Le Articolazioni 1 G.d.L. I Gradi di Libertà 1 G.d.L. 1 G.d.L. 2 G.d.L. 2 G.d.L. 1 G.d.L. 2 G.d.L.

12 La Muscolatura La muscolatura che governa i 23 G.d.L. della mano è suddivisa in due parti: Muscolatura INTRINSECA Muscolatura ESTRINSECA I muscoli estrinseci risiedono nell avambraccio, quelli intrinseci sono disposti all interno della mano L azione combinata dei muscoli estrinseci e dei muscoli intrinseci, sotto il controllo del sistema nervoso centrale, permette lo svolgimento dei compiti di presa e di manipolazione

13 I Muscoli Flessori I muscoli flessori risiedono sul lato ventrale dell avambraccio e sono disposti su più strati FDS Tra i muscoli più rilevanti, responsabili della flessione delle dita, abbiamo il Flexor Digitorum Superficialis (FDS) ed il Flexor Digitorum Profundus (FDP) FDS si inserisce a livello della falange intermedia FDP si inserisce a livello della falange distale FDP

14 I Muscoli Estensori I muscoli estensori risiedono sul lato dorsale dell avambraccio Tra i muscoli più rilevanti, responsabili della estensione delle dita, abbiamo il Extensor Digitorum Communis (EDC) L EDC ha una tripla inserzione cioè si inserisce alla base di ciascuna falange

15 I Muscoli Intrinseci I muscoli intrinseci sono a loro volta suddivisi in: Interossei Lombricali Tali muscoli garantiscono, insieme ai muscoli estrinseci, i movimenti di flessione ed estensione delle dita; sono inoltre responsabili dei movimenti di adduzione abduzione delle dita

16 I Tendini La forza generata dai muscoli viene trasmessa ai segmenti ossei della mano per mezzo di strutture tendinee. I tendini scorrono parallelamente ai segmenti ossei e vengono mantenuti in posizione da guaine fibrose

17 Le Dita: Articolazioni Le articolazioni di ciascun dito sono 3: Metacarpo-Falangea (MP) Interfalangea Prossimale (PIP) Interfalangea Distale (DIP) DIP PIP MP

18 L Articolazione Metacarpo-Falangea Questo giunto appartiene alla classe dei giunti condiloidei ed è dotato di due G.d.L. La testa del metacarpo è una superficie biconvessa e si affaccia alla base della falange prossimale che è una superficie biconcava A causa della variabilità del raggio di curvatura della testa del metacarpo il centro di istantanea rotazione si muove durante la flessione, a causa di questo movimento i legamenti collaterali risultano lassi in estensione e tesi in flessione. Questo comporta la possibilità di eseguire il movimento di adduzione-abduzione solamente in estensione

19 Le Articolazioni: Range di Movimento Metacarpo-falangea: Flessione: 90 Iper-estensione: 20 Deviazione radiale: Indice: 13 Medio: 8 Anulare: 14 Mignolo: 19 Deviazione ulnare: Indice: 42 Medio: 34 Anulare: 20 Mignolo: 33 Interfalangea Prossimale: Flessione: 100 Iper-estensione: 0 Interfalangea Distale: Flessione: 70 Iper-estensione: 5

20 Flessione delle Dita: Ripartizione della Forza 33.5% 25% 25% 16.5%

21 Le Forze: Esempio Consideriamo l azione di FDP a partire dalla falange distale fino a MP L azione di flessione è causata dai momenti che i tendini generano a livello di ogni articolazione

22 Le Forze: Esempio l 3 l 2 l 1 r 3 r 2 r 1 F T (tensione del tendine) F F F F M 3 F M 3 M 2 F M 2 M 1 M i generato dall azione di trazione del tendine M 3 =F*l 3 M 2 =F*(l 2 +l 3 ) M 1 =F*(l 2 +l 3 +l 1 ) M 1 =2*9,8*105=2058N*mm= = T*r 1 T=2058/10=205.8N

23 I principali tipi di presa Prese digitali con opposizione subterminale (Prehension by subterminal opposition) Prese digitali con opposizione subterminale-laterale (Prehension by subtermino-lateral opposition) Prese tridigitali (Tridigital grips) Prese pentadigitali (Pentadigital grips) Prese palmari diagonali (Diagonal volar grips) Prese palmari trasversali (Transverse volar grips) Prese palmari sferiche (Spherical volar grips)

24 Prese digitali con opposizione subterminale (Prehension by subterminal opposition) in queste modalità di presa il pollice e l indice (o qualsiasi altro dito) sono in opposizione mediante i polpastrelli.

25 Prese digitali con opposizione subterminalelaterale (Prehension by subtermino-lateral opposition) il polpastrello del pollice preme sulla superficie laterale dell indice.

26 Prese tridigitali (Tridigital grips) coinvolgono il pollice, l indice ed il medio. Si può avere una presa tridigitale subterminale (ad esempio se si sostiene una piccola sfera con i polpastrelli delle prime tre dita) oppure, come nel caso della figura accanto, si può tenere l oggetto tra i polpastrelli del pollice e dell indice e la superficie laterale del medio.

27 Prese pentadigitali (Pentadigital grips) utilizzano tutte le dita con il pollice in diverse posizioni di opposizione. Può essere utilizzata per afferrare saldamente oggetti da molto piccoli a relativamente grandi (ad esempio una palla da tennis).

28 Prese palmari diagonali (Diagonal volar grips) l oggetto è mantenuto fra il pollice e le altre quattro dita, è in contatto con il palmo della mano e il suo asse èdiagonale rispetto a quello della mano

29 Prese palmari trasversali (Transverse volar grips) si avvicina al tipo di presa precedente ma l asse della mano è trasversale rispetto a quello dell oggetto afferrato.

30 Prese palmari sferiche (Spherical volar grips) possono coinvolgere tre, quattro o cinque dita (come nella figura accanto) ed il palmo della mano.

31 Le specifiche per le protesi di arto superiore: forza di presa* Forza massima di presa: 103 N ±21 prensione laterale 96 N ± 24 prensione palmare Forza usata normalmente nei task di prensione: Circa 20 N Forza di manipolazione: Minore di 8 N *P.J. Kyberd et al, MARCUS: A Two Degree of Freedom Hand Prosthesis with Hierarchical Grip Control, IEEE Transaction on Rehabilitation Engineering, Vol. 3 No. 1, March 1995

32 Il modello naturale per l architettura di sistema Intenzione Attivazione Controllore: Sistema Nervoso Centrale e Periferico Motori: Muscoli Forza Meccanismo: S. Muscolo- Scheletrico + Carico Esterno Movimento Sensori: Sistema Sensoriale Fisiologico

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