Visione e Postura Prof. Paolo Fraschini IRCCS E.Medea Bosisio Parini (LC)

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1 Visione e Postura Prof. Paolo Fraschini IRCCS E.Medea Bosisio Parini (LC) La finalità del sistema oculomotorio, sottofunzione del sistema dell equilibrio, è la stabilizzazione dell immagine sulla retina al fine di mantenere la visione foveale distinta durante il movimento attivo e/o passivo del corpo e/o della testa nello spazio. Postura significa atteggiamento del corpo o di una sua parte nello spazio. In altri termini significa posizione che il corpo, o una sua componente, assumono grazie alle proprietà passive dei legamenti e dei vincoli articolari e alle proprietà attive dei muscoli tonici, in armonia con le forze di gravità. Fatta questa premessa ci si rende conto come la postura ed il controllo posturale non possono definirsi come entità a se stanti ma devono rientrare in quel complesso sistema che tiene conto della forza di gravità e dei rapporti reciproci tra i singoli elementi corporei e che ci consente di mantenere una determinata posizione del corpo o di una sua parte, ed anche di interagire con lo spazio ed il tempo muovendoci nell ambiente. In altri termini la postura deve essere intesa come una parte dell attività di un sistema più generale, più ampio, cioè del sistema dell equilibrio. La finalità del sistema dell equilibrio è di porre una stabile relazione fra il soggetto ed il mondo che lo circonda cioè l ambiente. La risultante è la stabilizzazione nello spazio durante ogni movimento del corpo e/o della testa; l orientamento visivo dello spazio deve essere stabilizzato. Ciò che noi osserviamo sia in condizioni dinamiche che statiche deve essere percepito nella stessa posizione e deve cioè rimanere sulla retina nello stesso punto. Le strutture e le dinamiche del sistema dell equilibrio possono essere studiate come componenti meccaniche, networks cibernetici o funzioni sinergetiche. Il rapporto oculomotricità e postura in questa presentazione viene affrontato esclusivamente dal punto di vista meccanico. In quest ottica si possono identificare riflessi di base e semplici uscite motorie come componenti meccaniche ed ognuna delle componenti agisce indipendentemente dalle altre con un risultato funzionale che è la somma dei differenti riflessi. Questi riflessi attivano movimenti compensatori e contrazioni compensatorie dei muscoli antigravitari.la testa è in equilibrio quando lo sguardo è all orizzonte. I muscoli nucali e soprattutto i muscoli cervicali profondi controbilanciano il peso della testa che tende a far cadere il soggetto in avanti. La posizione di riposo della testa riconosce controlli e meccanismi segmentari, essenzialmente propriocettivi (fusi neuromuscolari, etc.), meccanismi eterosegmentari (afferente labirintiche, articolari, visive), meccanismi

2 soprasegmentari (afferente reticolari, cerebellari, corticali). Tra i meccanismi eterosegmentari si riconoscono afferente propriocettive, visive ed extraoculari. Il grado di integrazione binoculare sembra essere il risultato di una buona e coerente visione binoculare e di afferente extraoculari bilaterali ed equilibrate. La muscolatura oculare estrinseca Rappresentata dal III, IV, VI paio di nervi cranici che sono nervi misti dotati di un contingente sensitivo e di uno motorio; Questo dualismo sensitivo e motorio si ritrova a livello della muscolatura estrinseca con un doppio ruolo propriocettivo e visivo (Berard 1988). Afferenze propriocettive Dai fusi muscolari situati alla giunzione muscolo-tendinea i recettori si prolungano con filuzzi nervosi afferenti che seguono il tragitto del III IV- VI paio dei nervi cranici e tramite l intermediario del nervo oftalmico di Willis raggiungono il tronco encefalico. La maggioranza di queste fibre hanno il corpo cellulare situato nella porzione mediale e dorso laterale del ganglio del trigemino. Afferenze oculomotorie Le afferenze oculomotorie ultimano sia a livello del nucleo mesencefalico che del nucleo spinale del V n.c. Esistono nella ripartizione somatotopica dei corpi cellulari del nucleo mesencefalico del V n.c. piccole cellule che corrispondono alle afferenze propriocettive oculomotorie. Afferenze trigeminali Le fibre dai corpi cellulari del nucleo mesencefalico del V n.c. proiettano nel nucleo vestibolare mediale. Altri autori ritengono che dalla porzione rostrale del nucleo spinale del V n.c. fibre nocicettive proiettano al collicolo superiore controlaterale.

3 Afferenze trigeminali Le fibre dai corpi cellulari del nucleo mesencefalico del V n.c. proiettano nel nucleo vestibolare mediale. Altri autori ritengono che dalla porzione rostrale del nucleo spinale del V n.c. fibre nocicettive proiettano al collicolo superiore controlaterale. Il collicolo superiore Riceve informazioni visive, uditive, somatosensoriali, afferenze che hanno un ruolo di modulazione al fine dei movimenti degli occhi, della testa e del corpo. Le proiezioni sul midollo spinale cervicale delle afferenze provenienti dalla muscolatura estrinseca si sovrappongono ed integrano a quelle dei muscoli cervicali profondi. Fascicolo longitudinale mediale Il sistema oculomotore è in relazione con i muscoli della postura tramite il FLM che assicura per conseguenza i movimenti coniugati della testa, degli occhi, e del collo con un ruolo di equilibrazione, a riprova dell importanza del FLM per i nuclei vestibolari e per tutto il sistema vestibolare. Il V nervo cranico Il V n.c. tramite la sua branca oftalmica si trova implicato nel gioco oculomotorio, nella dinamica dell orientamento e quindi nella regolazione del sistema oculo-cefalogiro. Convergenze Il sistema oculomotorio beneficia delle convergenze di afferenze visive, propriocettive e vestibolari. Le afferenze della muscolatura estrinseca oculare esercitano un effetto sul riflesso vestibolo oculomotore facilitatorio del meccanismo di compenso vestibolare. Le informazioni propriocettive della muscolatura intrinseca giungono ai nuclei oculomotori tramite i nuclei vestibolari

4 Lo studio delle perturbazioni della postura: La posturometria computerizzata L'instabilità posturale deriva da una incoerenza di uno o più segnali provenienti dal labirinto, dagli occhi, dalla muscolatura cervicale profonda, dai recettori articolari degli arti e della colonna, dai recettori tattili della pianta dei piedi, dai segnali uditivi stereofonici. Le varie afferenze sono sottoposte al controllo del cervelletto (verme) e dei centri corticali e sottocorticali. Il controllo volontario dell'assetto posturale utilizza la via piramidale. Nella patologia dell'equilibrio il problema non è di assenza di percezione ma di falsa percezione. Tra i segnali sopra elencati la visione, nell'essere umano rappresenta uno degli elementi predominanti nell'analisi della postura del corpo nello spazio. Uno dei test più classici (Romberg) analizza le variazioni posturali nel soggetto in posizione eretta rispettivamente ad occhi aperti e chiusi. Nel laboratorio di analisi del movimento del Servizio di Fisiatria dell IRCCS E.Medea, da più di un decennio abbiamo introdotto tra le valutazioni la posturometria statica. Sono stati osservati circa 2000 pazienti di età superiore ai 4 anni con patologie neurologiche e/o ortopediche, ma comunque in grado di mantenere la postura eretta per un tempo adeguato. Inizialmente è stata utilizzata un apparecchiatura a piattaforma unica che permette di osservare le modificazioni spaziali e temporali del centro di gravità inteso come appoggio al suolo di un paziente posto in posizione eretta standardizzata; inoltre con tale apparecchiatura è stato possibile differenziare le singole componenti relative ai piani anteroposteriori e laterali dei due arti. Il paziente viene posto sulla pedana di rilevazione per 51.2 secondi e deve osservare un punto di riferimento posto dinanzi a lui, e mantenersi il più possibile immobile secondo parametri prefissati dalla societa' di posturologia francese. Da questa registrazione si sono ottenuti dati relativi alle modalità di distribuzione del carico corporeo sulla base di appoggio: carico globale, anteriore, laterale e posteriore, calcolati come totale e separati per il piede destro e sinistro. Tali valori vengono forniti in chilogrammi ed in percentuale relativa. L'esame fornisce quindi una misurazione quantitativa del tipo di atteggiamento acquisito dal paziente, della posizione del suo baricentro, di eventuali anomalie dell'appoggio plantare. Tale registrazione fornisce dati relativi allo spostamento del centro di gravità reale rispetto a quello ideale in tutte le direzioni dello spazio, ed in particolare in senso antero-posteriore e laterale; inoltre è possibile definire la quantità (espressa come area di superficie e come lunghezza) e la velocità degli spostamenti. Tali dati

5 possono essere ottenuti distinti per ciascun arto o globalmente come valori relativi al centro di pressione generale. Le modificazioni del centro di gravità si traducono graficamente in un gomitolo in cui si può valutare la lunghezza, la velocita' con le rispettive deviazioni standard, l'area dell'ellisse e le deviazioni standard sui piani cartesiani. Di particolare interesse è lo studio degli spostamenti lineari nel tempo sui due assi X ed Y (stabilogramma) in cui è possibile studiare qualitativamente il pattern posturale verificando concordanza e discordanza tra i due piani di movimento nonchè improvvisi quadri di instabilità o eventuali derive del baricentro (riassestamenti posturali). Vengono studiate la posizione standard ad occhi aperti e chiusi, l'iperestensione del capo ad occhi chiusi, la rotoflessione sinistra e destra (iniziando dal lato rilevato clinicamente meno dolente e/o rigido. Durante la stabilometria ad occhi aperti (OA), il paziente rimane nella medesima posizione dell'esame posturometrico. La terza prova, stabilometria ad occhi chiusi (OC), è caratterizzata dall'esclusione del canale visivo. Viene realizzata con le stesse modalità di quella precedente ponendo una benda scura sugli occhi del paziente o semplicemente con chiusura spontanea degli occhi se non vi sono significativi problemi clinici, e registrando gli stessi dati della prova ad occhi aperti, che possono quindi essere confrontati nelle due diverse condizioni. Questi ultimi due esami permettono di osservare in modo dettagliato le caratteristiche di equilibrio e descrivono in maniera quantitativa i tipi di aggiustamento e le correzioni che il paziente mette in atto per mantenere la posizione di partenza. Molto importante è la possibilità di effettuare un confronto dei risultati ottenuti nelle due condizioni (OC/OA) o indice di Romberg. La prova ad occhi chiusi viene ripetuta in iperestensione del capo, rotazione sinistra e destra, e con eventuali bite interdentali in caso di sospetta malocclusione. I dati vengono confrontati tra di loro per evidenziare specifiche alterazioni. Da quattro anni abbiamo acquisito accanto alla precedente un apparecchiatura di nuova concezione (TETRAX - Dr. Koenraz - Israele), nata da studi dell esercito israeliano per la selezione degli aviatori. Le apparecchiature tradizionali utilizzano il concetto dei 3 punti di carico (1 anteriore e 2 posteriori); all interno di questo triangolo si pone il soggetto: l esame evidenzia gli spostamenti nelle tre direzioni, ne calcola lunghezza, superficie, velocità e frequenza di oscillazione con analisi di Fourier.

6 L esame TETRAX utilizza 2 pedane separate per ogni singolo piede ognuna con una zona anteriore ed una posteriore, posizionabili sia secondo la classica posizione a 30 di abduzione o alternativamente in altre posizioni (quella spontanea del paziente, con un rialzo sotto una pedana, piano o a cuneo, a base allargata, etc.). Tali modalità differenziate permettono di studiare soggetti alternativamente non esaminabili, ricontrollandoli nella stessa posizione dopo specifico trials terapeutico o semplicemente come follow-up diagnostico. Oltre a questi aspetti hardware la parte software di analisi clinica del tracciato è particolarmente avanzata fornendo, accanto ai parametri tradizionali, un analisi esperta per bande di frequenza e bande sensoriali, normalizzata per fasce di età a partire dai 4 anni. L esame viene eseguito ad occhi aperti e chiusi su supporto normale e con supporto sovrapposto in gommapiuma ad alta densità (per tutte le fasce di età), ad occhi chiusi con capo ruotato a destra, sinistra, iperesteso e flesso ad occhi chiusi su superficie standard (di norma sopra i 10 anni, ma da noi eseguito in tutti i casi collaboranti, poiché questa parte dell esame fornisce indicazioni utili sia relativamente ai compensi del rachide sia in ambito neurologico per persistenza del riflesso tonico-asimmetrico nelle rotazioni del capo). Una tabella riassuntiva di tali valutazioni fornisce un analisi guidata relativamente all intensità delle relative frequenze di oscillazione nelle varie posizioni ed alle distribuzioni quantitative e qualitative del carico sui quattro punti di appoggio. Da tale valutazione, dai dati numerici e dall analisi globale dei grafici per le singole frequenze si possono dedurre le specifiche difficoltà del paziente in ambito di controllo visivo, vestibolare, propriocettivo, cerebellare.

7 FIG 1 ESAME RIASSUNTIVO POSTUROMETRICO: SIMBOLI DEL TEST: NO - OCCHI APERTI, NC - OCCHI CHIUSI, PO - OCCHI APERTI SUPPORTO MORBIDO, PC - OCCHI CHIUSI SUPPORTO MORBIDO, HR - O. CHIUSI TESTA A DX, HL - O. CHIUSI TESTA A SN, HB TESTA IN ESTENSIONE OC, HF TESTA IN FLESSIONE OC. FREQUENZE F1: Hz - F2-F4 : O O Hz - F5-F Hz. - F7-F8 >1Hz

8 Valutazione visiva e posturometrica E possibili studiare differenti modalità di controllo della postura in rapporto all oculomotricità con alcuni test posizionali: Test posizionali visivi Sguardo sempre al target anteriore Occhi aperti standard Occhi aperti capo ruotato a sinistra Occhi aperti capo ruotato a destra Occhi aperti capo in iperestensione Occhi aperti capo in anteroflessione In base a questa ulteriore valutazione è possibile determinare quali pazienti hanno difficoltà posturali nella fissazione visiva. L immagine seguente mostra tale dato in una paziente di 17 anni con vertiginii posizionali in accentuazione nello sguardo verso il basso. (ultimo test a destra). In questa paziente fattori vestibolari, visivi e posturali (scoliosi toracolombare destra) rendevano inizialmente difficile valutare quale fattore fosse prevalente nel problema segnalto dalla paziente. La presenza di un Romberg sostanzialmente negativo (sovrapponibile il test OA rispetto all OC) pone minore importanza al problema vestibolare e maggiore a quello visivo con moderata componente propriocettiva come confermato da una moderata scoliosi toracolombare destra che tuttavia creava una significativa asimmetria del capo e delle spalle.

9 VALUTAZIONE CLINICA FISIATRICA Valutazione dell assetto del capo e della colonna, con evidenziazione di rotazioni, flessioni laterali, compensi funzionali di spalla, inclinazioni e rotazioni del tronco, del bacino, scoliosi posturali o strutturali. L immagine mostra lo schema per la valutazione in base a componenti rotatorie orarie od antiorarie. Tali valutazioni, integrate dalle valutazioni cliniche tradizionali permettono di formulare un piano di trattamento specifico. Effetti del campo visivo sulla postura Si è osservato che le caratteristiche del campo visivo influenzano la stabilità posturale, dimostrando l esistenza di un diverso ruolo esercitato da porzioni retiniche diverse. Le oscillazioni spontanee di un soggetto sono correlate in modo lineare alla acuità visiva del soggetto ed alla distanza di un oggetto osservato. Diversi studi hanno dimostrato che nel bambino fino a 6 anni di età l accuratezza o la presenza dell informazione visiva non sono determinanti per il controllo dell equilibrio. Un ruolo predominante verrebbe svolto a questa età dall informazione vestibolare e dall informazione somatosensoriale proveniente dal piede e dalla caviglia.