Misurazione non invasiva di parametri dimensionali muscolo-tendinei nell'uomo in condizioni funzionali

La comprensione delle strategie utilizzate dal Sistema Nervoso per attivare i diversi effettori muscolari all'interno di sinergie biologicamente efficaci richiede un'analisi il più possibile accurata delle modalità di accoppiamento tra comandi motori in uscita e cinematica corrente del complesso muscolo-tendine. Se da un lato la registrazione dell'output motorio attraverso l'elettromiografia di superficie rappresenta oggi una tecnica cinesiologica relativamente standardizzata, mancano dall'altro lato metodiche affidabili per la stima di parametri dimensionali muscolo-tendinei durante compiti posturali e motori funzionali. Il programma di ricerca proposto intende affrontare questo problema attraverso la messa a punto di una nuova metodica basata sull'integrazione della tecnologia ultrasonografica con quella optoelettronica. A questo scopo si utilizzerà un analizzatore di movimento a marcatori riflettenti passivi (sistema Smart, BTS), il quale, durante l'acquisizione di immagini ecografiche del muscolo in esame centrate sulle giunzioni osso-tendine e tendine-muscolo (Ecografo Logiq 3, General Electrics), rileverà le posizioni istantanee 3D: a) della sonda ecografica identificata da un set di marcatori con essa solidali, e b) delle leve ossee connesse al muscolo in esame, identificate attraverso un secondo set di marcatori fissati a specifici punti di repere. In base ai dati sulle posizioni assolute (coordinate di laboratorio) della finestra ecografica e dei repere ossei, sarà possibile calcolare le posizioni relative (coordinate corporee) dei punti anatomici di interesse identificati sulle immagini ecografiche, rispetto ai riferimenti locali. In aggiunta a parametri di architettura tissutale (distanza tra le aponeurosi, lunghezza dei fascicoli angoli di pinnazione), questo metodo consentirà di ottenere misure di lunghezza del muscolo e del tendine extramuscolare in condizioni funzionali. Tutti i parametri saranno misurati su muscoli rappresentativi distali dell'arto inferiore durante compiti statici (mantenimento della stazione eretta) e quasi-statici (flessione dorsale e plantare lenta dell'articolazione tibio-tarsica eseguite in stazione eretta). Sarà anche possibile incorporare i dati miometrici in modelli del sistema muscolo-tendine, i quali, utilizzando come input aggiuntivo informazioni sugli angoli relativi delle articolazioni rilevanti, permetteranno di stimare le modificazioni cinematiche che si verificano a carico degli stessi muscoli durante movimenti passivi e attivi che coinvologono l'arto inferiore. Il primo anno di lavoro sarà destinato alla messa a punto della tecnica, alla sua validazione mediante "phantom object" ed alla valutazione della affidabilità per misure ripetute (test-retest variability). Nel secondo anno si applicherà la metodica a soggetti normali e a bambini con patologie neuromotorie responsabili di retrazioni muscolo-tendinee.