Le cadute nell anziano: fattori di rischio, prevenzione e trattamento LA BIOINGEGNERIA DELLE CADUTE. Ing. Armanda Caporizzo

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1 Le cadute nell anziano: fattori di rischio, prevenzione e trattamento LA BIOINGEGNERIA DELLE CADUTE Ing. Armanda Caporizzo

2 Il movimento E un complesso processo di elaborazione di segnali, eseguito sotto il controllo del SNC. Perche misurarlo? Per conoscere il livello di limitazione funzionale Per seguire l evoluzione della disabilita motoria dovuta alla patologia Per valutare l efficacia del trattamento Come misurarlo? Da VISUAL gait analysis INSTRUMENTED gait analysis

3 La Misura strumentale Accuratezza: è il grado di corrispondenza del dato teorico con il dato reale, ovvero la differenza tra valor medio campionario e di riferimento. Precisione: è il grado di 'convergenza' (o 'dispersione') di dati rilevati individualmente (campione) rispetto al valore medio della serie cui appartengono. Ripetibilita : la dispersione di valori ottenuta usando gli = strumenti, = operatori, = condizioni ed in un tempo ragionevolmente breve. A e C accurate A e B precise

4 Le cadute Cause multifattoriali MA la caratteristica comune e che avvengono durante il CAMMINO gait analysis Quali parametri indagare? Variabilita dei parametri s/t del passo tempo di appoggio (0.01 s) lunghezza del passo (0.25 cm)

5 Analisi multifattoriale del cammino Cinematica: movimento nello spazio e nel tempo Cinetica: indaga le forze che causano il movimento EMG: attivita del muscolo e di gruppi (catena muscolare).

6 Cinematica La cinematica articolare studia il moto relativo di due segmenti che compongono l articolazione tratto da "The VAKHUM Project: Virtual Animation of the Kinematics of the Human

7 Angles

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9 Strumentazione per la Cinematica FOOTSWITCH sensore FSR : pressione segnale elettrico Si parametri temporali NO parametri spaziali

10 GAITRite ELETTRONIC WALKWAY 7*0.9 *0.003 m Pedana composta di sensori di dimensione 1.27 cm sensore resistivo FSR: Δp ΔR d.d.p. La pedana pc con software, con speciali algoritmi calcola parametri s/t del cammino.

11 Vantaggi: informazioni s/t del cammino, permette un cammino naturale Svantaggi: richiede locale adatto, non da informazioni sulla cinematica articolare

12 ACCELEROMETRI dotato di sensore che registra lo spostamento di una massa, appesa a un elastico, sottoposta a una accelerazione lineare. II principio di dinamica F=m*a Giroscopi misurano lo spostamento angolare accelerazione angolare.

13 Accelerazione velocita spostamento parametri s/t del cammino a

14 Vantaggi: Economici, poco ingombranti; Svantaggi: Accuratezzza limitata che diminuisce per lunghe acquisizioni; Applicazioni: animazione digitale di bassa qualita (videogiochi), ricerca;

15 ELETTROGONIOMETRI misura cinematica articolare in analogica velocita angolare. sensore: estensimetro Strain Gauge: ΔL ΔR d.d.p. ai capi Variazione di 1 grado = 1mV

16 Svantaggi: Non da informazioni s/t del cammino L angolo dipende dai due estremi Ingombro

17 Sistemi CAMERA-BASED I sistemi di visione stereoscopici consistono in 2 o piu telecamere in posizione fissa in un sistema coordinato di riferimento fisso.

18 Ottica con lente, (ghira di illuminatori) e detettore (di luce IR riflessa) Acqusizione della immagine 2D e estrazione dei marker (algoritmi) Y Ricostruzione 3D dei marker e traiettorie P X p p

19 Vantaggi: cinematica articolare angoli, velocita, accelerazione parametri spazio-temporali, elevata accuratezza Svantaggi: costoso, i marker possono essere occlusi alla vista delle videocamere; Applicazioni: studio del movimento (medicina,sport), animazione digitale (film);

20 Cinetica Dinamica inversa: studiare le forze esterne che agiscono sul soggetto.

21 III principio di dinamica Ad ogni azione corrisponde una reazione uguale e contraria. Fg gastrocnemio Fb segmento femore Fh ischicrurali Fp quadricipite R risultante forza pedana W peso gamba+piede M= F x b Momento angolare tratto da "The VAKHUM Project: Virtual Animation of the Kinematics of the Human Mext = - Mint

22 PIATTAFORME CRISTALLI PIEZOELETTRICI Kistler per il cammino STRAIN GAUGE statochinesigramma

23 Cristalli piezoelettrici Cristalli che sottoposti a deformazione cambiano la distribuzione delle cariche sulla superficie. Alta sensitivita (distinguono bene una minima F es. var. peso indotto da gittata cardiaca) Alta rigidita (si rompono facilmente per carichi elevati). 1 N produce 1 mv Il campo elettrico misurato decresce nel t misura dinamica della forza. Cammino

24 Strain Gauge Lamelle metalliche in cui passa corrente, Sottoposti a pressioni, variano la loro resistenza e di conseguenza varia la d.d.p. (vd elettrogoniometro). Garantiscono stabilita : a carico costante la misura e costante Equilibrio statico. Statochinesigramma.

25 Statochinesigramma: Lunghezza del pathway ( mm) Area del pathway (10-20 cm2) Frequenza di oscillazione (max 2Hz) Sway density LFS= Lunghezza / Area indice di energia spesa

26 EMG I muscoli devono attivarsi per vincere la reazione che il pavimento esercita sul corpo al contatto al suolo. 10 μv 3 mv Registra l attività del singolo muscolo (Momento int. non da info sul singolo muscolo) Il timing di attivazione Presenza eventuale di co-contrazione TA GA

27 Sistema Integrato

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