Usare l’analisi del movimento in 2D per identificare i movimenti devianti

Redattrice principale Merinda Rodseth sulla base del corso di
Damien Howell

Principali collaboratoriMerinda Rodseth, Kim Jackson, Jess Bell e Ewa Jaraczewska

Introduzione(edit | edit source)

Nell’ultimo decennio c’è stata una crescente richiesta di metodi precisi e accurati per valutare il movimento umano.(1) “Le analisi del movimento e della postura sono strumenti efficaci per la diagnosi, la terapia e la prevenzione dei disturbi muscolo-scheletrici”.(1)

L’analisi del movimento umano e della postura consente ai clinici di osservare l’esecuzione del movimento e di identificare i fattori di rischio per gli infortuni, al fine di prendere le decisioni migliori per ridurre i tempi di recupero del paziente e implementare piani di trattamento efficaci.(1)

L’obiettivo di questa pagina sarà quello di identificare e definire i punti di riferimento chiave utili per descrivere il movimento e i movimenti devianti durante l’analisi di video in 2D al rallentatore.

Terminologia(edit | edit source)

La denotazione o definizione di una parola spiega il suo significato esplicito, mentre la sua connotazione è ciò che implica o a cui è associata. La connotazione è il bagaglio emotivo e culturale che accompagna la parola e spesso porta con sé un’inferenza negativa, creando un effetto nocebo.(2)

Deviazione – “l’azione di allontanarsi da un percorso stabilito o da uno standard accettato o la deviazione da una norma”
Disfunzione – “funzionamento non corretto o normale”, “anormalità”

La disfunzione ha quindi una connotazione negativa, mentre la connotazione della deviazione è più neutra. Anche se queste parole potrebbero essere sinonimi, descrivere qualcosa come “deviante” rappresenta un approccio più positivo e il suo uso è raccomandato.(2)

Deviazione del movimento è anche sinonimo di compensazione del movimento. Le deviazioni/compensazioni del movimento possono essere buone o cattive e avere effetti positivi o negativi. Sia gli esseri umani che gli animali scelgono automaticamente o istintivamente la compensazione migliore per muoversi al fine di evitare il dolore e spendere la minor quantità di energia, in base alla legge del percorso di minor resistenza. I movimenti di compensazione avvengono a livello inconscio e potrebbero continuare anche molto tempo dopo la guarigione della lesione originale e l’attenuazione del dolore, perché il movimento è diventato abituale.(2)

I movimenti di compensazione potrebbero portare a ulteriori problemi o compensazioni e, di fatto, potrebbrero non essere la migliore strategia di movimento per il paziente. A volte, quindi, potrebbe essere necessario portare la compensazione inconscia a un livello cosciente per il paziente, al fine di stabilire se questa compensazione è effettivamente la strategia migliore per il paziente.(2)

La deviazione/compensazione del movimento potrebbe anche essere la strategia migliore per il paziente in quel momento specifico e potrebbe voler continuare con essa. Il fisioterapista deve stabilire se questa compensazione deve essere modificata dopo aver valutato il paziente. Questo ci porta all’uso delle parole “correggere” rispetto a “alterare” quando ci si riferisce alle deviazioni del movimento.(2)

Correggere – Mettere a posto

Alterare – Cambiare

Solo dopo aver valutato il paziente e aver formulato un’ipotesi di lavoro si può decidere perché esiste la compensazione, se è effettivamente ideale per il paziente o se ci sono altre compensazioni disponibili che dovrebbero essere prese in considerazione. L’ipotesi di lavoro determinerà quindi se è giustificato un intervento per modificare la deviazione o la compensazione. È quindi preferibile utilizzare il termine “alterare” piuttosto che “correggere” il movimento.(2)

Punti di riferimento chiave( modifica | modifica fonte )

È necessario un punto di riferimento per determinare se qualcosa è in movimento. Il movimento è descritto rispetto a:

  • Posizione
  • Velocità
  • Direzione
  • Accelerazione

Ma è fondamentale avere dei punti di riferimento.(2) Esistono alcuni punti di riferimento chiave stabiliti che sono utili quando si analizza il movimento per determinare se il movimento è deviante o relativamente normale.(2)

Movimento rispetto alla linea dell’orizzonte( modifica | modifica fonte )

Usare la linea dell’orizzonte come punto di riferimento consente al clinico di osservare le accelerazioni/deflessioni del centro di massa (CoM) verso l’alto.(3) Il punto di riferimento è il CoM, che è stato dimostrato trovarsi pochi centimetri davanti all’articolazione lombosacrale nell’uomo in posizione eretta.(3) Il tracciamento del CoM durante il movimento, come la camminata o la corsa, è tuttavia molto più complicato.(3) Utilizzando la cresta iliaca come surrogato del CoM, lo spostamento verticale è facilmente determinato confrontando il punto più alto della cresta iliaca durante la fluttuazione con il suo punto più basso durante lo stance (fase di appoggio).(4) Per i runner, questo spostamento verticale del CoM dovrebbe essere di circa 6-8 centimetri, rispetto ai circa 9 cm di coloro che camminano.(2) Lo spostamento verticale ha importanti implicazioni per la meccanica degli infortuni e il dispendio energetico.(4)(5)

Movimento rispetto alla linea di gravità o linea verticale( modifica | modifica sorgente )

Il movimento rispetto alla linea di gravità è considerato rispetto al CoM. Osservando il paziente di lato (vista sagittale), si deduce che il CoM si trova in corrispondenza del grande trocantere.(2) Con il grande trocantere come punto di riferimento del corpo, si traccia una linea verticale (linea di gravità) e una linea che divide il tronco per misurare la deviazione del tronco anteriormente o posteriormente (deviazione dalla verticale).

Immagine di Damien - Linea di gravità - verticale rispetto al centro di massa.jpg

Movimento rispetto alla linea di progressione lungo la strada o la pista( modifica | modifica fonte )

Angolo di progressione del piede. Deviazione toe-out (dita dei piedi in fuori) in entrambi i piedi nella fase di stance (appoggio) e di swing (oscillazione)

La misurazione lungo la linea di progressione consente di misurare l’angolo di progressione del piede, che può essere facilmente realizzata dalla vista posteriore.(4) L’angolo di progressione del piede può essere definito come l’angolo tra l’asse del piede e la direzione di marcia.(6)(7)

Questa linea longitudinale che divide il piede può essere utilizzata per indicare se il paziente corre con le dita in fuori (toe-out) o in dentro (toe-in).(2) Nel toe-out (dita del piede in fuori), l’aspetto laterale della scarpa è visibile dalla vista posteriore, mentre l’alluce (primo raggio) e l’aspetto mediale della scarpa sono visibili con le progressioni del toe-in (dita del piede in dentro).(4)

Linea di gravità rispetto al centro di massa( modifica | fonte edit )

Il CoM è un parametro ampiamente utilizzato nelle applicazioni cliniche e pratiche e fornisce informazioni utili sul fabbisogno energetico del passo e come descrittore del passo patologico.(8) La stabilità del corpo dipende dalla relazione tra il CoM e la base di appoggio (BoS).(5) Con il CoM che si trova qualche centimetro davanti all’articolazione lombosacrale in posizione eretta, si deduce una linea attraverso il sacro per rappresentare il CoM.(2)(8) Il CoM deve rimanere all’interno della base di appoggio durante la fase di stance (appoggio), con la linea che rappresenta il CoM che passa attraverso l’osso sacro.(2)(9) La linea di gravità, quindi, divide teoricamente il corpo a metà. Durante ogni passo, il CoM oscilla lateralmente verso la gamba in carico, per poi oscillare indietro verso la gamba opposta durante il passo successivo.(3) Lo spostamento laterale del CoM è particolarmente importante dal punto di vista clinico, in quanto è stato implicato in molte condizioni patologiche e in molte disabilità ortopediche.(3)

Immagine a sinistra: fase di stance (appoggio) a sinistra – la linea attraverso l’osso sacro passa anche attraverso il tallone mediale. Immagine a destra: durante la fase di stance (appoggio) a destra – la linea che parte dal tallone mediale passa a sinistra dell’osso sacro e i 2/3 della massa, compresa la testa, si trovano a destra della linea di gravità.

Movimento rispetto ad un asse articolare( modifica | modifica sorgente )

Usare il punto di massima determinazione per il range di movimento dell’articolazione (punto di riferimento dell’asse articolare) può anche fornire un’indicazione di simmetria, confrontandolo con l’arto adiacente.(2)

Nell’immagine sottostante, la foto a sinistra è stata scattata con l’alluce sinistro in massima flessione dorsale, mentre l’immagine a destra ha catturato la massima flessione dorsale dell’alluce destro (viste dai lati destro e sinistro del tapis roulant). Queste immagini ci permettono anche di confrontare la simmetria tra i due lati del corpo come movimento rispetto a un arto adiacente.

Massima deviazione articolare Damien image.jpg

Movimento rispetto all’arto o alla regione corporea adiacente( modifica | modifica sorgente )

Il movimento può essere descritto anche in relazione al segmento corporeo adiacente, ad esempio:(2)

  • Il tronco si inclina a destra ma non a sinistra
  • Un maggior grado di rotazione del tronco verso sinistra durante il passo rispetto a quello verso destra
Movimento rispetto a un oggetto o a un bersaglio esterno( modifica | modifica sorgente )

Anche colpire un bersaglio può essere sufficiente come punto di riferimento per descrivere il movimento.(2) Per il golf, il punto di determinazione può essere il momento in cui la mazza da golf colpisce la pallina ed è a questo punto che il fisioterapista analizzerà la posizione e il movimento della colonna vertebrale toracica e dell’anca del golfista rispetto alle norme stabilite.

Per gli arrampicatori su roccia, “colpire il bersaglio” implica il momento in cui lo scalatore afferra la roccia o la sporgenza ed è in questo momento che viene analizzato il movimento. In questo caso, il punto esterno (roccia/sporgenza) è il punto di riferimento.(2)

Immagine a sinistra – il punto di determinazione è quando la mazza da golf colpisce la pallina – si noti la flessione della colonna vertebrale e la diminuzione della flessione dell’anca. L’immagine a destra è stata catturata quando la mano sinistra ha raggiunto l’appiglio

Oltre ai punti di riferimento già discussi, il movimento può essere descritto anche rispetto a valori normativi e rispetto alla parte non coinvolta.(2)

Strutture di riferimento utili per descrivere il movimento( modifica | modifica fonte )

Il passo è uno dei movimenti umani più comunemente valutati e si riferisce allo “spostamento del centro di gravità durante la locomozione”.(10) Nell’uomo ciò si ottiene attraverso il movimento sincronizzato e coordinato del tronco e degli arti inferiori, con conseguente variazione della posizione del centro di massa del corpo.(10) Il passo è caratterizzato da cicli ripetuti per ogni piede, in cui ogni ciclo può essere suddiviso in due fasi:

  1. Fase di stance (appoggio) con il piede a contatto con il suolo
  2. Fase di swing (oscillazione) con il piede sollevato da terra(10)(11)

Questo ci porta all’uso delle strutture di riferimento per descrivere il movimento. Le strutture di riferimento sono utili per migliorare la descrizione, la comunicazione e l’analisi del movimento.(2) I seguenti sono esempi di strutture di riferimento utili:(2)

1. I piani anatomici del corpo

2. Le fasi del passo (9)(10)(11)

  • Stance (appoggio)
  • Swing (oscillazione)
  • Doppio appoggio

Periodi delle fasi del passo

  • Rotolamento del tallone – Foot strike (impatto del piede), contatto iniziale
  • Rotolamento della caviglia – Mid-stance (fase di appoggio intermedia), accettazione del peso
  • Rotolamento dell’avampiede – Terminal stance (fase di appoggio finale), distacco del tallone

Diagramma dell'andatura.png

3. Fasi concordate specifiche per lo sport

Fasi del movimento di voga nel canottaggio

Il movimento è descritto rispetto a:

  • Scivolata
  • Presa del remo
  • Trazione delle gambe
  • Finale

Fasi dello swing nel golf

Descrivere la struttura di riferimento rispetto al:

  • Backswing (caricamento)
  • Downswing (discesa)
  • Follow-through (impatto)
Kate-Lynn Downey - Simmetrico contro asimmetrico.jpg

4. Movimento simmetrico vs asimmetrico

  • Il presupposto è che la direzione, l’entità e la velocità del movimento da un lato del corpo debbano corrispondere o eguagliare il movimento dall’altro lato del corpo per la maggior parte delle attività osservate.(2)
  • Come punto di partenza, l’arto di riferimento è quello più coinvolto/doloroso ed è considerato deviante fino a prova contraria.(2)
  • Questi presupposti meritano di essere testati o messi in discussione

Per determinare la simmetria, è importante definire il momento in cui viene effettuata la determinazione/il confronto (punto di determinazione). Il punto di determinazione per la simmetria può essere:(2)

  • Quando il dolore viene provocato durante il movimento
  • Durante una fase o un periodo del passo
    • Swing (oscillazione), stance (appoggio) o doppio appoggio
    • Rotolamento del tallone, rotolamento della caviglia o rotolamento dell’avampiede
  • Alla massima deflessione del range di movimento di un’articolazione tra un lato e l’altro
  • Alla massima deviazione del centro di massa dal punto di riferimento o dalla linea di riferimento (linea di progressione, dalla linea verticale, dalla linea orizzontale)
  • Nel momento in cui l’arto raggiunge il bersaglio, colpisce la pallina da golf, rilascia la palla

In alternativa, per determinare l’asimmetria, l’analisi può confrontare il movimento osservato rispetto ai dati normativi – il movimento teorico ideale.

Citazioni(edit | edit source)

  1. 1.0 1.1 1.2 Roggio F, Ravalli S, Maugeri G, Bianco A, Palma A, Di Rosa M, Musumeci G. Technological advancements in the analysis of human motion and posture management through digital devices. World Journal of Orthopedics. 2021 Jul 18;12(7):467.
  2. 2.00 2.01 2.02 2.03 2.04 2.05 2.06 2.07 2.08 2.09 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 2.22 Damien Howell. Using 2D Motion Analysis to Identify Deviant Movement. Plus Course. 2021
  3. 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 Tesio L, Rota V. The motion of body center of mass during walking: a review oriented to clinical applications. Frontiers in neurology. 2019 Sep 20;10:999.
  4. 4.0 4.1 4.2 4.3 Souza RB. An evidence-based videotaped running biomechanics analysis. Physical Medicine and Rehabilitation Clinics. 2016 Feb 1;27(1):217-36.
  5. 5.0 5.1 Devetak GF, Bohrer RCD, Rodacki ALF, Manffra EF. Center of mass in analysis of dynamic stability during gait following stroke: A systematic review. Gait Posture. 2019 Jul;72:154-166.
  6. Müller, M., Schwachmeyer, V., Tohtz, S., Taylor, W.R., Duda, G.N., Perka, C. and Heller, M.O., 2012. The direct lateral approach: impact on gait patterns, foot progression angle and pain in comparison with a minimally invasive anterolateral approach. Archives of orthopaedic and trauma surgery, 132(5), pp.725-731.
  7. Ardhianto P, Subiakto RBR, Lin CY, Jan YK, Liau BY, Tsai JY, Akbari VBH, Lung CW. A Deep Learning Method for Foot Progression Angle Detection in Plantar Pressure Images. Sensors (Basel). 2022 Apr 5;22(7):2786.
  8. 8.0 8.1 Jeong B, Ko CY, Chang Y, Ryu J, Kim G. Comparison of segmental analysis and sacral marker methods for determining the center of mass during level and slope walking. Gait Posture. 2018 May;62:333-341.
  9. 9.0 9.1 Haddas R, Ju KL, Belanger T, Lieberman IH. The use of gait analysis in the assessment of patients afflicted with spinal disorders. European Spine Journal. 2018 Aug;27(8):1712-23.
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  11. 11.0 11.1 Shortland AP. Gait and clinical gait analysis. In: Clinical Engineering 2020 Jan 1 (pp. 473-489). Academic Press.


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