SISTEMI PER LE MISURAZIONI DELLE PRESSIONI

SISTEMI PER LE MISURAZIONI DELLE PRESSIONI

Introduzione

La documentazione oggettiva è il fondamento della valutazione scientifica del trattamento dei disordini del sistema muscolo-scheletrico.

 Storicamente i risultati dell’intervento terapeutico sono stati valutati per mezzo di un esame fisico-clinico col sostegno di esami radiografici. In alcuni casi l’imprecisione e la scarsa ripetibilità dei dati ottenuti dall’esame fisico e la soggettività nella lettura delle radiografie hanno generato scetticismo riguardo la validità dei risultati pubblicati e comunque tali lavori si hanno eventualmente su valutazione morfologiche statiche. Lo scopo di molti ricercatori è stato di ottenere una documentazione più oggettiva dell’atto dinamico. Dunque oggi purtroppo si vedono diagnosi podologiche effettuate con lo storico podoscopio o peggio ancora studi che avendo risorse finanziarie hanno acquisito sistemi informatici a pedana e solette , ma continueranno ad utilizzarli come il vecchio podoscopio (colori e pressioni.. ).

 Gli attuali miglioramenti nell’analisi del cammino sono il risultato degli sforzi di queste persone. Avvalersi di strumenti oggettivi per valutare i disturbi e/o funzionalità reale del piede e l’efficacia dei metodi per trattare questi disturbi, e un passo indispensabili nel miglioramento globale delle diagnosi e delle patologie.

 

Strumenti in grado di misurare la pressione sotto al piede sono un mezzo per ottenere questi dati oggettivi. Questi strumenti, che hanno la loro origine nei primi sistemi di analisi della camminata, si sono evoluti considerevolmente rispetto all’inizio. I sistemi attuali sono in grado di fornire una misura sia della forza di reazione piede-suolo sia della distribuzione della pressione plantare in funzione del tempo. La rappresentazione grafica dei dati ha reso più facile l’interpretazione di queste informazioni da parte dei clinici.

Le applicazioni cliniche si estendono dalla documentazione delle aree a rischio di ulcerazione in pazienti con piedi neuropatici o diabetici, alla comparazione oggettiva dei risultati  tra diversi interventi chirurgici per specifici disturbi del piede.

Per giungere a questi risultati si sono sviluppati numerosi e diversi dispositivi che comprendono: calzature particolari, trasduttori di pressione all’interno della calzatura, piattaforme di forza, pedane con matrici di sensori, pedane di vetro che utilizzano la tecnica della riflessione della luce. Anche se tutte queste tecniche hanno subito miglioramenti negli ultimi 50 anni, ed oggi un discreto numero di tali sistemi siano disponibili sul mercato, il loro utilizzo clinico è ancora agli inizi.

Basti pensare che non esisteva fino ad oggi un libro sulle interpretazioni cliniche di tali esami.

Una breve rassegna di alcuni di questi dispositivi e delle tecniche utilizzate è presentata qui di seguito.

 

Sviluppo dei sistemi e delle tecniche di misura della pressione plantare

Per molti secoli l’uomo ha osservato l’impronta del proprio piede lasciata su superfici deformabili. Poiché il tipo d’impronta dipende fortemente dai carichi che vengono distribuiti sulla superficie di contatto piede-suolo, molte informazioni utili per l’analisi del cammino e dei movimenti del corpo in generale possono essere ottenute oltre che dall’analisi della struttura del piede, anche dalla quantificazione delle funzioni dello stesso.

I primi tentativi di misurare la distribuzione delle pressioni sotto il piede furono effettuati utilizzando le impronte lasciate su fango, argilla o gesso.

Uno dei primi studi sistematici fu fatto da Beely1 nel 1881 usando un sacchetto pieno di gesso sul quale un soggetto lasciò un’impronta; questo metodo molto semplice permise di individuare la forma del piede più che l’andamento nel tempo e la distribuzione delle pressioni.

Nei decenni successivi diversi dispositivi meccanici furono ideati; ad esempio Frostell2 nel 1925 creò una struttura a rete coperta da carta che, abbassandosi proporzionalmente al carico sovrapposto, toccava un tappetino coperto da inchiostro lasciando un’impronta più scura in corrispondenza delle zone soggette ad un carico maggiore. Abramson3 nel 1927 ideò un sandwich composto da una base in acciaio e un foglio di piombo con in mezzo delle palline d’acciaio che si conficcavano nel piombo tanto più profondamente quanto maggiore era la pressione imposta.

Il primo metodo dinamico utilizzava anch’esso le impronte e fu ideato da Morton4 nel 1930. Il soggetto camminava su un lungo tappeto di gomma inchiostrato con increspature. Le impronte producevano linee parallele la cui ampiezza era proporzionale alla pressione. Nel 1947 Harris e Beath5 utilizzarono lo stesso principio usato da Morton, applicato però ad una matrice formata da coni di gomma di altezze diverse, i più alti distanziati di 4 mm e i più bassi di 0,25 mm, ricoperti da un nastro d’inchiostro e da un foglio di carta sul quale veniva lasciata l’impronta. Nel 1954 Barnett6 descrisse un meccanismo che usava un insieme di bastoncini di plastica orientati verticalmente e uniti a formare un blocco solido appoggiato su una spessa pedana di plastica rigida; ogni bastoncino era solcato da una linea orizzontale, ad un diverso livello in ogni fila, così che, visto da un lato, l’effetto fosse di un foglio di carta millimetrata. Quando il soggetto camminava i bastoncini scendevano e le variazioni relative delle linee orizzontali venivano filmate. Il sistema che Brand e Ebner7 proposero nel 1969 utilizzava capsule sensibili alla pressione che si rompevano sotto il carico rilasciando il colore sulle scarpe indossate dal paziente.

Tutte queste tecniche usavano il principio della deformabilità di superfici sottoposte ad un carico, ma, sebbene ingegnose, erano ingombranti, creavano confusione e il risultato ottenuto aveva una parziale utilità in quanto solamente i picchi di pressione venivano registrati e non si ottenevano informazioni sugli andamenti temporali delle grandezze.

Per superare questo problema, nel 1934 Elftman8 presentò il primo lavoro che teneva conto anche delle variazioni temporali del pattern di pressione. Il suo sistema consisteva in un tappeto con sporgenze di gomma di forma piramidale appoggiato su di una spessa lastra di vetro ed era tale per cui la registrazione della pressione veniva effettuata senza che il piede affondasse nel tappeto. Le variazioni di pressione venivano registrate tramite la cinefotografia ed ogni fotogramma era stampato così da permetterne un’analisi quantitativa. Grazie a questo metodo di analisi, Elftman fu il primo a descrivere dettagliatamente le variazioni di pressione durante il cammino. Miura9 nel 1974 aggiunse la densitometria a colori al sistema di Elftman e analizzò pazienti durante la corsa e il salto. Nel 1976 Scranton e McMaster10 utilizzarono un display a cristalli liquidi per ottenere stime qualitative, ma non quantitative, della pressione sotto al piede.

Sempre nel 1976, Arcan e Brull11 progettarono un sistema costituito da un foglio di vetro, filtri ottici, un foglio di materiale fotosensibile e un foglio di materiale riflettente. Il soggetto indossava una calzatura speciale con una sottile soletta di cuoio sotto la quale venivano sistemati dei corpi sagomati. Ognuno di questi, schiacciato sul materiale fotosensibile, creava una figura d’interferenza circolare, il cui diametro dipendeva dalla forza applicata in quel punto.

Martorell12,13 presentò due lavori, nel 1973 e nel 1981, nei quali descriveva un sistema da lui creato per studiare le cause di metatarsalgia. Questo sistema consisteva in 5 pistoni cilindrici, tutti guidati da un’unica pompa, utilizzati per applicare la stessa forza, verso l’alto, ad ogni testa metatarsale; con questo meccanismo misurava il movimento in verticale che ogni testa metatarsale poteva compiere: la sua opinione era infatti che nella metatarsalgia il range di movimento fosse diminuito e che di conseguenza alcune delle teste dei metatarsi fossero sottoposte ad un carico maggiore delle altre.

 

Nei primi anni ’50 furono introdotte alcune tecniche basate su misurazioni elettroniche; più recentemente gli sviluppi di queste tecniche sono stati influenzati dall’avvento dei calcolatori e in particolare dei microprocessori a basso costo che possono essere usati per analizzare e visualizzare una grande quantità di informazioni.

E’ quindi ragionevole aspettarsi da un sistema il cui obiettivo è la pratica clinica alcune caratteristiche quali:

1.      Semplicità d’uso per il clinico

2.      Comodità per il paziente

3.      Affidabilità, precisione e velocità nella misura

4.      Facilità nell’interpretazione dei dati da parte dei clinici

5.      Ripetibilità delle misure per potere fare confronti tra misurazioni successive

6.      Possibilità di archiviare i risultati

I sistemi di misurazione delle pressioni più utili sono quelli in cui l’informazione può essere facilmente trasferita al calcolatore.

Essi possono essere divisi in due categorie secondo il tipo di approccio al problema14:

·         Sistemi basati su sensori elettronici discreti di pressione o di forza i cui segnali vengono inviati al calcolatore.

·         Sistemi ottici nei quali la distribuzione delle pressioni è acquisita da una videocamera e il segnale video è processato dal calcolatore.

I trasduttori discreti hanno il vantaggio di poter essere sia incorporati in dispositivi da inserire nelle calzature (solette) sia sistemati in arrays da usare in una pedana, d’altra parte i sistemi ottici hanno il vantaggio di una maggiore risoluzione spaziale.

Atendimento

  • (11) 3256-7047 / 3783-5234
  • (11) 97175-2663
  • This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
  • Rua Andrea Palladio, 94 - São Paulo - SP

Atendimento

Menu