RIVISTA DELLA ISSN: 1974-4331 FACOLTÀ DI SCIENZE MOTORIE VOL. V, FASC. 1, SEZ. 2, 2012 DELL UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PALERMO!OURNAL OF SPORT SCIENCES AND LA1 IL RUOLO DELL INCIDENZA PELVICA SULL ALLINEAMENTO SAGITTALE DELLA COLONNA VERTEBRALE SAGITTAL ALIGNMENT OF SPINE REGULATED BY PELVIC INCIDENCE: A REVIEW Daniele Zangla 1,2, Marta Lombardo 1, Angelo Cataldo 1, Marcello Traina 1 1 Department of Sports Science (DISMOT), University of Palermo, Via E. Duse, 2, 90146, Palermo, Italy 2 School of Sport, CONI Sicilia, Via Pietro Nenni, 24, 90146 Palermo, Italy Sommario Il presente lavoro oltre ad essere una revisione della letteratura riguardante il parametro dell incidenza pelvica, si propone anche di fare riflettere in modo nuovo alle azioni della attività motoria preventiva e compensativa, con particolare rifermento alla ginnastica addominale. L incidenza pelvica è un parametro anatomico il cui valore rappresenta l angolo tra la perpendicolare al piatto sacrale nel suo punto medio e la linea che collega questo punto all asse della testa femorale; esso controlla le curve spinali in conformità con l adattabilità degli altri parametri. Gli studi fin qui analizzati inducono nuove considerazioni da applicare nelle dinamiche esecutive dell attività motoria preventiva e compensativa. L allenamento della muscolatura lombare e addominale rappresenta un punto cardine per il mantenimento della postura corretta e per l adeguato scarico delle forze sulla colonna vertebrale. In entrambi i casi di cambiamenti della normalità, alta o bassa incidenza pelvica, occorre interpretare diversamente gli esercizi. Abstract The present paper is not only a review of the literature on pelvic incidence parameter, is also designed to reflect anew to the actions of preventive and compensatory physical activity, with particular reference to abdominal exercises. The incidence pelvic anatomy is a parameter whose value represents the angle between the perpendicular to the sacral plate at its midpoint and the line joining this point to the axis of the femoral head; it controls the spinal curves in accordance with the adaptability other parameters. 155
SEZIONE 2 The studies analyzed here suggest new considerations to be applied in the dynamic execution of preventive and compensatory physical activity. The training of the muscles lumbar and abdominal represents a key point for the maintenance of right posture and for the appropriate discharge of the forces on the spine. In both cases the changes of normal range, high or low incidence of pelvic exercises must be interpreted differently. Parole chiave: incidenza pelvica, lordosi. Il presente lavoro oltre ad essere una revisione della letteratura riguardante il parametro dell incidenza pelvica, si propone anche di fare riflettere in modo nuovo alle azioni della attività motoria preventiva e compensativa, con particolare rifermento alla ginnastica addominale. L incidenza pelvica è un parametro anatomico il cui valore rappresenta l angolo tra la perpendicolare al piatto sacrale nel suo punto medio e la linea che collega questo punto all asse della testa femorale; esso controlla le curve spinali in conformità con l adattabilità degli altri parametri. Le curve fisiologiche hanno il compito di aiutare a mantenere una corretta posizione del corpo, sia in stazione eretta che seduta e l associazione con i dischi intervertebrali rende la colonna vertebrale una struttura dotata di un elevato grado di resistenza alla compressione assiale; analizzando singolarmente le regioni spinali si nota che la curva del tratto cervicale è convessa anteriormente e prende il nome di lordosi cervicale, la curva del tratta toracico è convessa posteriormente ed è definita cifosi toracica, la curva del tratto lombare è convessa anteriormente ed è detta lordosi lombare, infine la curva del tratto pelvico è convessa posteriormente e prende il nome di curva pelvica o sacro-coccigea, e non essendo flessibile è inattiva ai fini posturali e cinetici. I parametri morfologici e i parametri posizionali hanno un ruolo fondamentale nell equilibrio e nell allineamento sagittale ma vi è una sostanziale differenza tra questi due, infatti mentre i parametri morfologici non variano a seconda della posizione del bacino nello spazio e sono costanti in ogni soggetto, la variazione dei parametri posizionali è influenzata dalle modificazioni della posizione della pelvi nello spazio. Nei lavori esaminati sono stati analizzati i seguenti parametri spinali (Fig. 1): Cifosi, Lordosi, Scostamento (tilt), T9 e L1, ed i parametri pelvici: Pendenza sacrale, scostamento (tilt) pelvico e Sporgenza S1. La cifosi è l angolo misurato tra le vertebre dorsali più inclinate anteriormente sul piano sagittale come definito dalle due linee che formano l angolo della cifosi; La lordosi è l angolo misurato tra le vertebre più inclinate psul piano sagittale come definito dalle due linee che formano l angolo di lordosi; 156
D. ZANGLA, M. LOMBARDO, A. CATALDO, M. TRAINA Il tilt T9 è l angolo tra la retta passante per il punto medio dell asse della testa femorale con il centro del corpo vertebrale T9 e la verticale al punto medio dell asse della testa femorale; Il tilt L1 è definito come l angolo tra la verticale e la retta passante per il punto medio del piatto vertebrale superiore di L1 e il punto medio del piatto vertebrale inferiore di L5. Figura 1: parametri spinali Per i parametri pelvici (Fig. 2) la pendenza sacrale è definita come l angolo tra il piatto superiore di S1 e una linea orizzontale; il tilt pelvico è l angolo tra, la verticale passante per il punto medio della testa femorale e la retta passante per il punto medio del piatto sacrale e il punto medio della testa femorale; La sporgenza S1, infine, per quanto riguarda le teste femorali, è definita come la distanza tra l asse bi-coxofemorale e la proiezione a questo livello del punto medio del piatto sacrale. L incidenza pelvica è quindi la somma algebrica della pendenza sacrale e del tilt pelvico. 157
SEZIONE 2 Figura 2: parametri pelvici Nello studio di Legaye et al. del 2008 sono stati analizzati quarantadue pazienti senza patologie spinali, i dati raccolti sono stati impiegati nella realizzazione di una equazione predittiva di lordosi per l applicazione del punto di gravità a livello della testa vertebrale lombare. Dai risultati ottenuti si evince che una postura economica e stabile è garantita da una proiezione delle forze di gravità della parte superiore del corpo, posteriormente alla zona vertebrale lombare (Fig. 3a); acquista dunque fondamentale importanza la determinazione individuale della collocazione anatomica delle forza di gravità nella valutazione dell equilibrio sagittale. Figura 3: a) Distribuzione di carico corretta in una postura economica 158
D. ZANGLA, M. LOMBARDO, A. CATALDO, M. TRAINA Di particolare importanza è la relazione tra l incidenza pelvica e l inclinazione sagittale del piatto sacrale e tra l inclinazione sacrale e il valore di lordosi lombare, infatti quando la pendenza sacrale e le curve sagittali della colonna vertebrale sono adeguatamente correlate al valore di incidenza pelvica, il carico si trova dietro e vicino alle vertebre lombari, ed il punto medo del piatto sacrale è dietro l asse coxofemorale. Di conseguenza tutti i disturbi associati ad una non adeguata correlazione (eccessiva o insufficiente inclinazione sacrale, insufficiente lordosi lombare) possono produrre uno spostamento in avanti del centro della proiezione delle forze gravitazionali, con conseguente insorgenza di fatica e dolore. Nello studio di Vialle et al. del 2005 sono state analizzate le radiografie sagittali della colonna vertebrale, della testa femorale e del bacino di 300 volontari, valutando i parametri di cifosi toracica, lordosi lombare, tilt T9, incidenza pelvica, pendenza sacrale e tilt pelvico allo scopo di studiare la relazione esistente tra questi. Attraverso lo studio dei coefficienti di regressione è stata evidenziata un importante correlazione tra la pendenza sacrale e l incidenza pelvica, tra lordosi lombare e pendenza massima sacrale, tra incidenza pelvica e tilt pelvico, tra lordosi lombare e incidenza pelvica massima, tilt pelvico e cifosi toracica massima e infine, tra incidenza e tilt T9, pendenza sacrale, tilt pelvico e cifosi toracica. Da questo si evince che prima che un soggetto con squilibrio spinale sagittale venga trattato occorre prendere in considerazione l equilibrio reciproco tra i vari parametri spinali angolari, in modo da formulare un adeguato trattamento rieducativo. Legaye nel 2007 ha analizzato i dati di due gruppi, il primo formato da 145 soggetti volontari privi di patologie alla colonna, costituiva il gruppo di controllo; il secondo gruppo formato da 35 soggetti con spondilolisi e minore listesi e senza alcuna distorsione nella parte superiore del piatto sacrale; un terzo gruppo di soggetti sani è stato selezionato con lo stesso intervallo di età a causa della eterogeneità degli altri due gruppi. L obiettivo era quello di valutare l interdipendenza tra la pelvi e le curve sagittali della colonna vertebrale in aggiunta ad un altro parametro angolare (Fig.4): l angolo Femoro- Sacrale Posteriore (FSPA), definito come l angolo tra la parete posteriore della prima vertebra sacrale, sempre ben definita, e la retta che connette lo spigolo posteriore del piatto sacrale e l asse femorale; in quanto l angolo femoro-sacrale posteriore sembra essere maggiormente affidabile, ed avere un grado più elevato di precisione, per un esatta valutazione dell equilibrio sagittale spino pelvico nei casi di spondilolisistesi con un osso sacro a forma di cupola nella sua parte terminale. 159
SEZIONE 2 Figura 4: angolo Femore Sacrale Posteriore (FSPA) In questo studio oltre ai parametri spinali e pelvici già valutati nei precedenti studi, incidenza pelvica (PI), pendenza sacrale (SS), lordosi lombare (LL), tilt pelvico (PT), furono analizzati anche lordosi pelvica o angolo di Jackson (PR-S1), angolo pelvico (PA), angolo del piatto sacrale di S1 (STA), inclinazione sacrale (SI) e angolo femoro - sacrale posteriore (FSPA). Il valore di questi angoli, misurati in gradi, è positivo quando lo scostamento è posteriore e negativo quando è anteriore. I risultati ottenuti hanno evidenziato che nessuna differenza significativa è stata riscontrata tra i valori dell intero gruppo normale e del gruppo selezionato in base all età, ciò riflette l omogeneità della popolazione normale di riferimento; al contrario, differenze significative sono state riscontrate tra questi due gruppi ed i casi di spondilolisi, sia per l angolo di lordosi che per i parametri morfologici e posizionali pelvici. Le osservazioni sui casi di spondilolisi, anche con basso grado di listesi, dunque, confermano l importanza dell equilibrio sagittale spino-pelvico anche in questa patologia. Due articoli di fondamentale importanza per lo studio dell incidenza pelvica nella posizione del bacino e l effetto sulle curve della colonna vertebrale, sono stati quello di Legaye, che è stato il primo ad occuparsi dell analisi della relazione tra i parametri pelvici, ed il secondo più recente, di Boulay, che conferma i dati di Legaye. Nel primo lavoro, l analisi è stata effettuata su due gruppi, il primo di controllo per la valutazione della relazione tra la colonna vertebrale e la pelvi, formato da 49 soggetti privi di patologie spinali. Il secondo gruppo formato da 66 donne con patologie scoliotica. Nel secondo lavoro, analizzando un gruppo più ampio, di 149 soggetti privi di una precedente patologia della colonna. Entrambi gli studi hanno preso in considerazione le curve del bacino e della colonna attraverso il parametro morfologico dell incidenza pelvica, in modo da 160
D. ZANGLA, M. LOMBARDO, A. CATALDO, M. TRAINA verificare la relazione tra parametri morfologici e posizionali e formulare così un equazione predittiva di lordosi. I due studi hanno valutato i parametri posizionali con alcune differenze, in particolare Boulay aggiunge il valore del tilt T9 in quanto per una equazione predittiva di lordosi risulta più affidabile il modello a quattro parametri e non a tre come nello studio di Legaye, ovvero cifosi, tilt T9 pendenza sacrale e incidenza pelvica; sottolineando dunque l importanza della misura del tilt T9, considerata come elemento fondamentale per la proiezione verticale del peso posteriormente all articolazione coxo-femorale. Entrambi gli studi, dunque, propongono l incidenza pelvica come parametro anatomico di fondamentale importanza per il mantenimento e la regolazione dell equilibrio sagittale della colonna vertebrale; è stata infatti evidenziata la stretta relazione, sia per i soggetti normali che per i scoliotici, tra i parametri anatomici di incidenza pelvica e la pendenza sacrale, la quale determina la lordosi lombare. Nel soggetto sano, l incidenza pelvica ha un valore costante in ogni individuo, valore fisiologico 53 ± 10, che determina la variabilità dei parametri come tilt pelvico, sporgenza S1 e pendenza sacrale. La lordosi è strettamente legata all orientamento della pelvi, espresso dalla pendenza sacrale e influenzato a sua volta dell incidenza pelvica. Se la lordosi misurata (Fig. 5) si trova entro l intervallo di confidenza della previsione della lordosi, la posizione eretta sarà nelle condizioni di una postura economica ed il potenziale di adattamento, assegnato all incidenza, risulta distribuito in maniera armonica tra la posizione spinale e pelvica. Se la lordosi misurata è al di fuori dell intervallo di confidenza della lordosi prevista, la posizione eretta non sarà più nella condizione conforme al principio di economia biomeccanica ed il potenziale di adattamento della colonna vertebrale e del bacino, assegnato all incidenza, sarà in eccesso. Figura 5: Confronto della predizione dell angolo di lordosi con la lordosi misurata 161
SEZIONE 2 Tra gli studi che hanno esaminato la posizione della schiena e le curve fisiologiche della colonna vertebrale citiamo quello di Levine et al. del 2007, in cui vennero esaminate 20 studentesse volontarie, corridori amatoriali nelle quali non era stato riscontrato nessun evento recente di mal di schiena, disturbi agli arti inferiori o interventi chirurgici alla colonna o agli arti inferiori. E stata analizzata la posizione lombare (Fig.6) attraverso un sistema cinematico tridimensionale attraverso prove di corsa e cammino su treadmill, con tre differenti gradienti di inclinazione: piano, 5 salita, 5 discesa, allo scopo di stabilire la posizione media della colonna vertebrale lombare e la ROM lombare totale in stazione eretta, durante il cammino, e durante la corsa su tutte e tre le pendenze. Dai risultati riscontrati nello studio è scaturito che in stazione eretta la posizione lombare non è significativamente influenzata dalla pendenza. Invece durante il cammino e durante la corsa sono state riscontrate differenze statisticamente rilevanti: la posizione lombare aumenta in discesa e diminuisce in salita. Inoltre la ROM lombare totale durante il ciclo del passo è stata significativamente maggiore (p< 0.001) in corsa, rispetto al cammino su tutte le pendenze. Per i valori di ROM lombare totale, la corsa produce una esecuzione significativamente maggiore del cammino e durante la corsa in discesa è usato molto più movimento lombare totale rispetto alle condizioni di salita o piano (p<0.05). Figura 6: Variazione lombare in stazione eretta, cammino e corsa. L angolo del bacino, durante la corsa, si adatta alla superficie in salita o in discesa e questo potrebbe trovare attendibilità se il bacino seguisse l orientamento degli arti inferiori, che si adattano ad una superficie in pendenza. 162
D. ZANGLA, M. LOMBARDO, A. CATALDO, M. TRAINA I risultati evidenziano dunque che camminando o correndo in salita la variazione della posizione della colonna lombare diminuisce, mentre aumenta in discesa. Dunque le alterazioni della colonna lombare si verificano a seconda della pendenza della superficie di corsa e potrebbero essere fonti di mal di schiena. Gli studi fin qui analizzati inducono nuove considerazioni da applicare nelle dinamiche esecutive dell attività motoria preventiva e compensativa. L allenamento della muscolatura lombare e addominale rappresenta un punto cardine per il mantenimento della postura corretta e per l adeguato scarico delle forze sulla colonna vertebrale. La ginnastica addominale rappresenta altresì il punto fondamentale per la capacità intrinseca di attivare tutta la muscolatura deputata al controllo della posizione del bacino e, di conseguenza, al mantenimento del suo equilibrio. Nella ginnastica addominale l apprendimento della retroversione, con il movimento comunemente eseguito che comporta l appiattimento (in posizione di decubito supino) al punto di appoggio della lordosi lombare è possibile se la componente anatomica, e non solo muscolare a questo punto, è capace di potersi modificare rispondendo alle esigenze del movimento stesso. In virtù delle leggi sull accrescimento osseo si può ben capire che modificazioni dei parametri anatomici e posizionali tali da impedire il completamento del movimento richiederebbero adeguamenti della dinamica esecutiva. In entrambi i casi di cambiamenti della normalità, alta o bassa incidenza pelvica, occorre interpretare diversamente gli esercizi. Con un alta incidenza il raggiungimento di una completa retroversione fino a posizionare l intero tratto lombare sul punto di appoggio, causerebbe un maggiore carico sulla porzione anteriore dei corpi vertebrali D12-L5, che in situazioni di paramorfismi del rachide, potrebbe portare ad uno schiacciamento eccessivo dei dischi intervertebrali e alle possibili conseguenze patologiche. L uso di un cuscinetto da posizionare sotto il tratto lombare a questo punto dovrebbe essere obbligatorio, ma il suo spessore dovrebbe essere calcolato con attenzione e individualizzato da soggetto a soggetto in virtù del proprio grado di incidenza, misurato radio graficamente. Con una bassa incidenza la ricerca di un potenziamento addominale comporterebbe un forte ostacolo alla mobilità del tratto lombare e al suo adattamento alle situazioni dinamiche come quelle in deambulazione o corsa, in piano, salita o discesa. La correlazione di tutti i parametri dimensionali conferma il ruolo fondamentale dell incidenza pelvica, essendo questo il solo parametro morfologico a giocare un ruolo chiave nella regolazione della posizione pelvica e dei parametri; qualsiasi cambiamento di uno di questi parametri induce un cambiamento negli altri, fatta eccezione per l incidenza del bacino. 163
SEZIONE 2 1. Bibliografia 1. Martini FH, Timmons MJ., McKinley MP. Il sistema scheletrico: componente assile. Anatomia umana, Napoli. 2007; 2. Tribastone F., Tribastone P. Note di fisiologia, cinesiologia, meccanica articolare. Compendio di educazione motoria preventiva e compensativa, Roma. 2001; 3. Boulay C. et al. Sagittal alignment of spine and pelvis regulated by pelvic incidence: standard values and prediction of lordosis. Eur Spine J. 2006; 15: 415-422; 4. Legaye J. et al. Pelvic incidence: a fundamental pelvic parameter for three-dimensional regulation of spinal sagittal curves. Eur Spine J. 1998; 7: 99-103; 5. Legaye J., Duval-Beaupere G. Gravitational forces and sagittal shape of spine. International Orthopaedies (SICOT). 2008; 32: 809-816; 6. Vialle R. et al. Radiographic Analysis of Sagittal Alignment and Balance of the Spine in Asymptomatic Subjects. The Journal of Bone and Joint Surgery (American). 2005;87:260-267; 7. Legaye J. The femoro-sacral posterior angle: an anatomical sagittal pelvic parameter usable with dome-shaped sacrum. Eur Spine J. 2007; 16: 219-225; 8. Levine D. Sagittal Lumbar Spine Position During Standing, Walking, and Running at Various Gradients. J Athl Train. 2007; 42: 29 34. 164