MISURAZIONI BIOMETRICHE DIGITALIZZATE Diagnostica ad immagini per lo studio della morfologia strutturale del piede e del corpo, del coordinamento motorio e dell’equilibrio P. Galasso *, F. Sylos Labini ° *Centro Ricerche Diasu ° I.R.C.C.S. S. Raffaele Pisana, Roma * °Equipe Biomedica Posturale PARTE III – BAROPODOMETRIA STATICA E COORDINAZIONE DINAMICA

Baropodometria Statica Analisi Statica bipodalica Analisi Geometria Baricentrica I dati osservati attraverso questo esame definiscono i “parametri di base” , in quanto immagine media delle oscillazioni registrate nel tempo di cinque secondi, e devono essere correlati innanzitutto alle informazioni della morfologia plantare e confrontati con quelli baropodometrici rilevati in dinamica. Per lo studio di effettivi ipercarichi nel rapporto retro/avampodalico del singolo piede riferirsi ai valori della Geometria Baricentrica.

Esame baropodometrico Statico Presenta valori quali distribuzione del carico, delle superfici, posizione del centro di pressione del poligono di appoggio e di quello dei singoli arti. Una scala colorimetrica a 10 livelli di colore (marrone rosso) evidenza le caratteristiche dell’appoggio e segnala eventuali ipo-ipercarichi. I valori pressori sono mediati tra piede destro e sinistro.

Angolo centri di pressione (CoF) L’angolo centri di pressione (CoF) è calcolato come l’angolo, espresso in gradi, formato dalla retta passante per i centri di pressione dei singoli piedi (CoF=Center of Foot). Questo indicatore permette di valutare disallineamenti sovrasegmentari, con particolare riferimento a rotazioni pelviche o rotulee. Associare il valore a morfologia strutturale (piano frontale anteriore) e alla inclinazione pelvica delle proiezioni sagittali. Inoltre tale dato dovrebbe essere riscontrato anche nell’esame stabilometrico attraverso il Rettangolo dei gomitoli Positivo se in senso antiorario (sinistro dietro destro) e negativo in caso contrario. Valore IBP di riferimento è apprezzabile se intorno ai 2°. Valori di Normalità -1° ÷ +1° Proiezione Dati rilevati Indice IBP Bilaterale -2,3° 1

Geometria Centro di Pressione (CoP) Il Posizionamento geometrico del Centro di Pressione (CoP=Center of Pressure) è calcolato come la distanza, espressa in percentuale rispetto alla lunghezza del poligono d’appoggio podalico dalla battuta posteriore. Questo indicatore permette di valutare spostamenti del Centro di Pressione, e quindi del baricentro corporeo in direzione anteriore o posteriore, riferibile anche ad iperlordosi o ipercifosi del soggetto in osservazione (correlare il dato ai valori delle frecce morfologiche del piano sagittale). Valore IBP di riferimento è apprezzabile se riscontrato intorno al 38-48%, parametro molto variabile a seconda se impegnate o meno le dita. Valori di Normalità 37% ÷ 39%

Simmetrie di carico e di superficie Differenza di carico percentuale tra il piede destro e quello sinistro. Questo indicatore é raffrontato a quanto rilevato in dinamica (nei casi di inversione tra sta/dyn) e deve essere sempre rapportato al medesimo indicatore di carico dinamico. Valore di riferimento 50-50 (+/- 3%). Indicatore di disallineamenti, da confrontare con i valori morfologici della linea appiombo del Piano Frontale Anteriore (PFA) per evidenziare eventuali compensi. SUPERFICIE Le superfici d’appoggio dovrebbero essere tra loro simmetriche (valore IBP +/- 10%). Questo indicatore consente inoltre di inquadrare il grado di piattismo o cavismo che comunque può essere confermato solo dopo la valutazione dinamica. Una differenza può essere anche indice di asimmetrie podaliche, e pertanto i valori vanno correlati alla podoscopia computerizzata. Proiezione Dati rilevati Indice IBP Bilaterale - 4,8% 1 Valori di Normalità -6% ÷ +6%

Simmetrie antero-posteriori CARICO Indicatore di ipercarichi da confrontare con medesimi indicatori dinamici per confermare patologie da ipercarico Indicatore da raffrontare con asimmetrie PFA e frecce morfologiche: presuppone disallineamento CoF se discorde in latero/lateralità SUPERFICIE (non e’ indicatore IBP) Indicatore dell’effettivo contatto al suolo del perimetro anteriore/posteriore. Confrontare sempre con il medesimo valore dinamico Valori di Normalità +18% ÷ +22%

Angolo dell’asse podalico L’angolo podalico è formato dalle tangenti tra i due piedi (non é indicatore IBP), anche se é un valore utile per confrontare la morfologia podalica con l’impronta pressoria (per verificare eventuali asimmetrie dei perimetri a contatto). L’angolo dell’asse del piede é formato dalla bisettrice delle tangenti di ciascun piede (normalmente l’asse delinea il II/III dito ed il centro del retropiede). Questo indicatore permette di valutare atteggiamenti in rotazione interna ed esterna a livello podalico. Valore IBP normale se riscontrato tra i 12 ed i 16° Attenzione potrebbe essere un errato posizionamento del paziente. Da confrontare con valori dinamici per rilevare alterazioni in articolarità. Valori di Normalità 12° ÷ 16° Proiezione Dati rilevati Indice IBP SX 11.5° 1 DX 3.6° 3

Aree mediali/laterali Non sono indicatori IBP Evidenziano prono-supinazione podalica, sono da raffrontare con indicatori della prono/supinazione del retropiede del PFP e con angoli sottoastragalici mediali/laterali della morfologia plantare Sono presentati con valore assoluto Totale e Parziale per le singole aree. Non è indicatore IBP: si rilevano asimmetrie con valori oltre il 4-5%, con possibile definizione di “piede lateralizzato o medializzato” o singola area prevalentemente medializzata/lateralizzata” Da confrontare con medesimi valori dinamici. Valori di Normalità Retropiede

Localizzazione del PMP Il punto di massima pressione (PMP) descrive dove è stato rilevato il valore massimo di pressione podalica. Fisiologicamente il PMP in statica è localizzato nel retropiede (più o meno centralmente). Questo indicatore se riscontrato nell’avampiede denota impegno metatarsale (da valutare se persiste anche in dinamica e da correlare ad ipercheratosi rilevabili dall’esame di podoscopica computerizzata). Una localizzazione nel mesopiede o sulle dita è rara Più di un punto M nel singolo piede evidenzia una zona di eccessivo carico. Proiezione Dati rilevati Indice IBP DX Retropiede SX

Refertazione IBP Statico I valori dell’esame Statico sono raccolti nella scheda di refertazione che presenta 10 indicatori (alcuni relativi al piede sinistro - sx - e a quello destro - dx -). IBP norm. 0-10 (i valori sono calcolati su indagine eseguita senza calzature). Se si utilizza l’IBP a seguito di una indagine con calzature si può verificare la variazione degli indicatori rilevati nell’esame senza calzature e rapportare questi valori a calzatura con correzione

Baropodometria Dinamica (DCT) Una corretta valutazione prevede l’esecuzione di almeno 4-6 dinamiche (ciascuna contenente almeno un semipasso, ovvero due impronte consecutive in pedana, o un passo, ovvero tre impronte consecutive in pedana). A seguito delle varie impronte acquisite il software elabora l’impronta media pressoria ed i valori numerici relativi ai dati quantitativi. Questo esame deve essere correlato all’indagine statica per verificare variazioni dei valori rispetto ai parametri di base. Lo studio del movimento permette di analizzare le effettive capacità di coordinamento motorio del soggetto in esame (DCT = Dynamic Coordination Test). Lo studio permette di approfondire patologie strutturali (eterometria-dismetria,piattismo-cavismo, atteggiamenti in varo-valgo, ecc.), riflessi algogeni, influenze dell’apparato visuo-vestibolare e scompensi del SNC.

Passo e Appoggio Interpodalico L’esame dinamico quantifica quali-quantitativamente superfici e carichi, con sviluppo lineare continuo durante il rotolamento del centro di pressione del singolo piede (risultante delle forze, in colore bianco) e del passo (risultante globale in colore giallo). In deambulazione si osserva anche un poligono di appoggio interpodalico (momento di trasferimento del carico da un arto all’altro e quindi di doppio appoggio), che permette di valutare qualitativamente se destabilizzazioni del centro di pressione (nel mantenimento dell’equilibrio) possano essere causate da un errato contatto dell’avampiede che precede o dal retropiede che segue.

Simmetrie di carico Quantificata come la differenza di carico percentuale (calcolato sulla media delle dinamiche) tra il piede destro e quello sinistro. Questo indicatore permette di valutare asimmetrie di appoggio latero-laterale e pertanto ipercarichi su un singolo arto. Un valore di riferimento è apprezzabile se la differenza non supera il 47% monolaterale e se presenta gli stessi valori della statica, ovvero senza inversione. Verificare anche la Deviazione Standard per studiare se vi sono eccessive variazioni in un singolo arto, con possibile instabilità strutturali. Valori di Normalità -6% ÷ +6% Proiezione Dati rilevati Indice IBP Bilaterale +6%

Inversione di carico dinamica statica L’inversione di carico bipodalico tra statica e dinamica è calcolata prendendo in considerazione i valori di carico percentuale di un solo piede (l’altro è complementare) della statica e quelli della media dinamica. La differenza, presa in valore assoluto, tra questi due valori permette di quantificare eventuali inversioni di carico, sintomo di instabilità strutturali, quali ad esempio dismetrie o eterometrie. Un reale accorciamento dovrebbe presentare anche una maggior pronazione dell’arto corto. Questo indicatore è calcolato solo nel caso ci sia un’inversione di carico, statica > 50% e dinamica < 50% e viceversa. Ulteriore indicatore é la variazione di superficie può significare appiattimento, rigidità articolare o aumento del cavismo del piede in osservazione. Valori di Normalità -4% ÷ +4% Proiezione Dati rilevati Indice IBP Bilaterale -2%

Simmetrie antero-posteriori La variazione di carico retro-avampodalico è calcolata come la differenza di carico percentuale tra il retropiede e l’avampiede (valori positivi indicano un maggiore carico retropodalico e viceversa). Questo indicatore (calcolato sulla media delle dinamiche) permette di valutare eventuali spostamenti del carico in direzione anteriore o posteriore su ciascun arto e pertanto valori asimmetrici possono causare differente attivazione muscolature. Un valore di riferimento è apprezzabile se riscontrato intorno al 50% Valori di Normalità +18% ÷ +22%

Instabilità o inversioni L/L o A/P di carico Indicatore che permette di evidenziare squilibri deambulatori L/L o A/P con possibile riferimento ad algie podaliche o dell’arto inferiore o problemi recettoriali. Non é assoggettato a calcolo IBP Indicare le instabilità rilevate in refertazione, attraverso lo studio delle singole impronte. Valori di Normalità 0% ÷ +3%

Localizzazione del PMP La localizzazione del punto di massima pressione (PMP) descrive dove è rilevato il valore massimo di pressione podalica (calcolato sulla media delle dinamiche). Fisiologicamente il PMP è localizzato nel retropiede o sull’alluce. Questo indicatore se riscontrato nell’avampiede denota eccessivo impegno metatarsale (in particolare se rilevato anche in statica e correlato alla morfologia plantare). Una localizzazione nel mesopiede o sul II, III, IV e V dito è rara. Più di un punto M nel singolo piede evidenzia una zona di eccessivo carico. Proiezione Dati rilevati Indice IBP DX Alluce SX Retropiede

Angolo dell’asse podalico L’angolo dell’asse del piede è un indicatore che permette di valutare intra o extra-rotazioni podaliche o sovrasegmentarie. E’ fondamentale verificare questo indicatore con quanto rilevato nell’indagine statica: nel caso il valore sia maggiore indica una maggior lateralizzazione dell’appoggio e viceversa. Un valore di riferimento è apprezzabile se riscontrato tra i 9 ed i 15 e deve essere sempre ridotto di qualche grado rispetto alla statica. Correlare i valori con i ROM articolari dell’arto inferiore. Valori di Normalità 12° ÷ 16°

La Deviazione Standard La deviazione standard o scarto quadratico medio è un indice di dispersione (vale a dire una misura di variabilità di una popolazione o di una variabile casuale) che ha la stessa unità di misura dei valori osservati La deviazione standard misura la dispersione dei dati intorno al valore atteso (media)

Parametri spaziali del Ciclo del Passo Lunghezza del Semipasso: distanza, lungo la traiettoria del passo, tra l’appoggio dei talloni dei due piedi. Un valore di riferimento è apprezzabile se riscontrato intorno al 40% riferito all’altezza del soggetto. Larghezza Passo: calcolata come la distanza, su una retta ortogonale alla traiettoria del passo, tra l’appoggio dei talloni dei due piedi. Non é assoggettato ad IBP

Traiettoria del CoP La lunghezza della risultante esprime la lunghezza percorsa dalla traccia del CoP di ogni impronta Deve essere raffrontata alla lunghezza del piede: questo indicatore dovrebbe assumere un valore compreso tra 80%-90% ad evidenziare un buon svolgimento dell’elica podalica. Una riduzione dei valori può indicare una rigidità articolare, un aumento dei valori può riferire instabilità podaliche. Elevate asimmetrie tra i valori di DevStd sono da imputarsi a maggior impegno nella coordinazione motoria (sul lato in cui il valore è maggiore) e quindi maggior dispendio energetico.

I Parametri Temporali del Ciclo del Passo (Gait Cycle) Stride time: durata del ciclo del passo Stance time: durata della fase di stance (dall’appoggio del tallone di un piede al successivo sollevamento della punta dello stesso). Swing time: durata della fase di swing (dal sollevamento della punta di un piede al successivo appoggio del tallone dello stesso). Double support time: durata della fase di doppio appoggio dei piedi (dall’appoggio del tallone di un piede al sollevamento della punta dell’altro) Rosso valori del Sinistro Blu valori del Destro Rosa doppio appoggio Grigio impronta rilevata ma incompleta Verde doppio appoggio tra impronta incompleta e completa

Esempio di valutazione dei parametri temporali Stride time = 1.21s Stance time = 0.69s Swing time = 0.52s Per avere i valori percentuali di tempo di stance e di swing e di double support basta dividere gli stessi per il tempo di stride e moltiplicare per 100 Stance time % = (0.69s/1.21s)*100 = 57% Swing time % = (0.52s/1.21s)*100 = 43% Double sup time % = (0.12s/1.21s)*100 = 11%

Indice Gait Cycle Evidenzia il tempo di appoggio di ciascun piede. L’indicatore preso in considerazione è la STD Gait Cycle. Un’alterazione di questo indicatore denota instabilità strutturali con scoordinamento del rotolamento podalico. Un valore di riferimento è apprezzabile se riscontrato non superiore a 0.10 Rosso evidenzia valori Sinistro Blu valori del Destro Valori di Normalità 0 ÷ 0.09

Indice Gait Cycle double support L’STD Gait Cycle double support è la deviazione standard del tempo durante il quale entrambi i piedi sono a contatto con il terreno (double support time), nelle diverse dinamiche acquisite. Un’alterazione di questo indicatore denota instabilità nel trasferire il carico da un arto all’altro e può evidenziare problematiche sia strutturali che di mantenimento dell’equilibrio. Un valore di riferimento è apprezzabile se riscontrato non superiore a 0.5 Viola distingue il Doppio Appoggio Valori di Normalità 0 ÷ 0.09

Altri Parametri Temporali del Ciclo del Passo Velocità: velocità del passo, v. norm. 1m/s è calcolata dividendo la lunghezza del passo per la sua durata non assoggettato a IBP Cadenza: cadenza del passo espressa in passi al minuto (v. norm. 60) non assoggettato a IBP.

Dinamica con filmato L’esame pressorio dinamico può essere associato anche ad un filmato di riferimento che permette lo studio delle informazioni relative alla struttura sovrasegmentaria. Le proiezioni possono essere frontali (antero/posteriori) o sagittali (latero/laterale) o trasversali (dall’alto)

Refertazione IBP Dinamica I valori dell’esame Statico sono raccolti nella scheda di refertazione che presenta 20 indicatori (alcuni relativi al piede destro e a quello sinistro) di cui 5 relativi al confronto con il test statico (per valutare inversioni). IBP norm. 0-20 (i valori sono calcolati su indagine eseguita senza calzature). Se si utilizza l’IBP a seguito di una indagine con calzature si può verificare la variazione degli indicatori rilevati nell’esame senza calzature e rapportare questi valori a calzatura con correzione

Termine presentazione Questa presentazione introduttiva segue con ulteriori una lezione esplicativa dell’indagine: Lezione IV: Stabilometria dell’equilibrio

Il presente lavoro è il frutto delle esperienze sin qui acquisite attraverso il contributo scientifico dell’Equipe di Biomedica Posturale G. Anastasi (Dip.to di Biomorfologia e Biotecnologie, Università degli Studi di Messina) A.D.P. Bankoff (Faculdade de Eucacao Fisica, Unicamp, Cidade Universitaria Campinas, San Paulo, Brasil) D. Caradonna (Dip.to di Scienze Stomatologiche Giuseppe Messina, Università di Palermo) P. Checchetto (Dip.to di Scienze Neurologiche e Psichiatriche, Università degli Studi di Bari) M.A. Cuccia (Dip.to di Scienze Stomatologiche Giuseppe Messina, Università di Palermo) F. Donelli (Scuola di Specialità di Medicina dello Sport, Università degli Studi di Brescia) G.C. Fasciani (Scuola di Specializzazione in Ortopedia e Traumatologia, Università degli Studi di Padova) P. Fiore (Struttura Complessa di Medicina Fisica e Riabilitazione, Azienda Ospedaliera Universitaria, Foggia) W. Fressmeyer (Dental Clinic, University Medicine of Humboldt and Free University in Berlin, Germany) P. Galasso (Centro Ricerche Diasu, Roma, Italia) P.E. Gallenga (Clinica Oculistica, Università di Chieti e Pescara) C. Gallozzi (Istituto di Scienza dello Sport, C.O.N.I. Roma) R. Gimigliano (Cattedra Unità Operativa di Medicina Fisica e Riabilitazione, II° Università degli Studi di Napoli) G. Megna (Dip.to di Scienze Neurologiche e Psichiatriche, Università degli Studi di Bari) F. Pachì (Dip.to di Scienze Odontostomatologiche, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”) M. Ranieri (Dip.to di Scienze Neurologiche e Psichiatriche, Università degli Studi di Bari, ) R. Saggini (Cattedra di Medicina Fisica e Riabilitativa, Università G. D’Annunzio, Chieti) R. Schiffer (Dip.to Neuroriabilitativo S.C.R.R.F., A.O. S. Croce e Carle, Cuneo) D. Tufarelli (U.O. di Riablitazione Otorinolaringoiatria I.R.C.C.S. S. Raffaele Pisana, Roma) A Viladot (Hospital San Rafael, Barcelona, Spain) C. Villani (Dip.to di Scienze dell’Apparato Locomotore, Università di Roma “La Sapienza”)