APPROCCIO SPERIMENTALE PER IDENTIFICARE LA NUOVA

Lo studio è stato eseguito su immagini ottenute da CT (Computer Tomography) di 26 caviglie sane appartenenti a 26 individui di età compresa tra i 18 ei 35 anni.

I dati CT di ogni caviglia sono stati importati in un programma software di elaborazione delle immagini (Analizzare Direct™) per produrre il rendering tridimensionale delle varie ossa dell’articolazione di caviglia. I rendering ossei sono stati ottenuti mediante il processo di segmentazione ovvero mediante un algoritmo di rilevamento del bordo per identificare i confini di ogni osso in ogni porzione 2D, seguita dall'algoritmo di rendering 3D in cui le immagini 2D segmentate sono state combinate per produrre la rappresentazione superficiale dell'astragalo, della tibia distale e del perone distale (Fig. 5.1).

Fig. 5.1 Vista (in senso orario da sinistra in alto : superiore , frontale , mediale e laterale ) dell'astragalo mediante il programma Geomagic™. Le linee LFP (piano faccetta laterale ) e MFP (piano faccetta mediale) rappresentano le sezioni rispettivamente della faccetta mediale e laterale attraverso la troclea. W rappresenta la larghezza della troclea misurata nella sezione coronale centrale.

Attraverso l'astragalo sono state create tre sezioni sagittali vicine. Una sezione mediale, selezionata manualmente in modo da contenere la “spalla” mediale della

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superficie trocleare rappresentante il confine tra la parte mediale della superficie trocleare e la faccetta mediale (segnata da MFP in Fig.5.1).

E’ stata poi creata una sezione laterale spostando lateralmente il piano precedente, in maniera parallela e poi ruotandolo in modo da contenere la “spalla” laterale della superficie trocleare che rappresenta il confine tra la parte laterale della troclea e la faccetta laterale (linea LFP in Fig. 5.1). E’ stato poi misurato l’angolo tra i due piani.

La larghezza della troclea W, è stata definita e misurata tra la sezione mediale e laterale della sezione coronale centrale.

La terza sezione sagittale è stata creata shiftando un piano parallelo alla sezione mediale di una distanza pari alla metà del valore di larghezza della troclea (W) e poi ruotando questo piano in modo da bisecare l’angolo tra la sezione mediale e laterale.

Fig. 5.2 Sezioni sagittali attraverso l'astragalo. Ogni sezione sagittale mostra il miglior fitting per il contorno trocleare.

Per ciascuna di queste sezioni sono stati generati dei cerchi ottimali, nel senso di errori ai minimi quadrati, in modo da fittare al meglio il contorno della troclea (Fig. 5.2).

Inoltre è stato registrato per ciascun esemplare di astragalo l'angolo formato tra la linea perpendicolare alla sezione mediana passante per il centro della cerchio, la linea B-B (Fig. 5.3) e la linea che collega i centri dei cerchi della sezione mediale e laterale,

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la linea A-A. Sono stati anche calcolati gli angoli tra queste due linee una volta proiettati su un piano coronale e su un piano trasversale.

In ogni rendering 3D veniva anche identificata la linea che collega l’apice del malleolo mediale e laterale, linea C-C e l'angolo formato tra quest’ultima e la linea A-A.

Fig. 5.3 Vista isometrica della caviglia che mostra la superficie trocleare come parte della superficie troncoconica con il vertice orientato lateralmente e come una superficie nel piano coronale con una proprio forma sella.

Sono state poi definite cinque sezioni equidistanti attraverso l’astragalo, tra il confine trocleare anteriore e posteriore, mediante la rotazione di piani coronali attorno alla linea che collega il centro del cerchio mediale e laterale.

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Fig.5.4 Cinque sezioni equispaziate prodotte attraverso l’astragalo ruotando piani coronali attorno alla linea che collega i centri del cerchio mediale e laterale (linea A - A) tra i confini anteriori e posteriori della troclea.

Sono poi stati poi create circonferenze ottimali anche per ciascuna di queste cinque sezioni (Fig. 5.4).

Le dimensioni generali dell'astragalo, come misurato dalla dimensione della casella di delimitazione (Fig. 5.5) sono risultate essere: lunghezza media 6,5 centimetri con deviazione di circa 6 millimetri, larghezza media 4,84 centimetri e deviazione standard 7,2 millimetri e altezza media 4,17 centimetri con deviazione standard di 5,7 millimetri.

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La troclea aveva una larghezza media di W = 2,48 cm con una deviazione standard di 2,8 mm misurata in sezione coronale centrale.

L'angolo formato tra la faccetta mediale e laterale è risultato in media di 9,9 ° con una deviazione standard di 4,1 °. Il vertice dell'angolo è orientato posteriormente, indicando che la troclea è più larga sulla sua parte anteriore rispetto alla parte posteriore.

Il raggio di curvatura del cerchio adattato alla faccetta mediale dell’astragalo nel piano sagittale aveva un valore medio di 25,7 mm e una deviazione standard di 4,8 mm, mentre il raggio di curvatura del cerchio adattato alla faccetta laterale aveva un raggio medio di 21,7 mm con una deviazione standard di 2,9 mm.

L'angolo tra la linea che collega i centri della circonferenza mediale e laterale, la linea A-A con la linea B-B è risultato avere un valore medio di 20,9 ° e una deviazione standard di 16,7 °.

L'angolo tra queste due linee, quando proiettate sul piano coronale, aveva un valore medio di 18,7 ° con una deviazione standard di 17,6 ° e quando proiettato su un piano trasversale è risultato avere un valore medio di 9,4 ° con deviazione standard di 10,2 °. Infine, l'angolo tra la linea A-A e la linea che linea C-C è risultato avere un valore medio di 16° con una deviazione standard di 6,3 °.

Nel piano frontale, il raggio di curvatura dei cinque cerchi costruiti lungo il contorno trocleare aumenta andando dalla parte anteriore alla posteriore: anteriore 31,6 mm (sd 23mm), antero-centrale 63,6 mm (sd 26mm), centrale 70,2mm (sd 26mm), postero centrale 87mm (sd 39mm) e posteriore 111,9mm (sd 43 mm). Tuttavia sono state osservate importanti variazioni per quanto riguarda il lato posteriore della troclea dove in alcuni casi i contorni sono risultati leggermente concavi, in altri praticamente piatti e in altri ancora leggermente convessi.