L’elettromiografia è un esame diagnostico che permette di studiare la funzionalità dei muscoli e dei nervi periferici con- nessi presenti in una data area di corpo, analizzando i po- tenziali elettrici che si generano a seguito della contrazione delle fibre muscolari.
Prevede l’impiego di un elettromiografo e si suddivide in due principali momenti di indagine. Il primo consente lo studio della conduzione nervosa per mezzo di elettrodi di superficie. Il secondo permette di valutare l’attività elettri- ca utilizzando elettrodi di registrazione ad ago di piccolo diametro, sterili e monouso, che vengono introdotti nei mu- scoli da esaminare, scelti in base alla patologia, per il tempo strettamente necessario. Non viene iniettata nessuna so- stanza e la tecnica è minimamente invasiva, poco dolorosa e a bassissimo rischio.
Lo studio della conduzione nervosa permette di valutare la funzionalità di nervi motori, sensitivi e misti. La valutazione dell’attività elettrica, da svolgere in condizioni di muscola- tura sia a riposo sia in contrazione, permettere di cogliere eventuali anomalie.
Fra i parametri che è possibile analizzare in seguito ad esa- me elettromiografico, sono di particolare interesse per il caso in esame: ampiezza, velocità di conduzione, latenza distale e prossimale, risposta F.
L’ampiezza del segnale elettrico fornisce informazioni utili sulla funzionalità e numero di fibre nervose attive durante uno stimolo e permette di diagnosticare patologie e proble- matiche dovute, in questo contesto, a possibili lesioni trau- matiche a carico dei nervi.
La misura della latenza distale e prossimale fornisce indica- zioni sui tempi che intercorrono da quando inizia lo stimolo
Analisi elettromiografica
elettrico a quando si innesca il potenziale d’azione a livellomuscolare e permette di evidenziare la presenza di even- tuali blocchi di conduzione.
La risposta F misura il tempo necessario affinché un nervo motore possa condurre un segnale nervoso dalla periferia al midollo spinale e viceversa, fornendo informazioni utili sullo stato dei motoneuroni.
Bibliografia
1. Enciclopedia Treccani. [Online] http://www.treccani.it/enciclopedia/articolazione/.
2. The basic science of human knee menisci: structure, composition, and function. A. J. S. Fox, A. Bedi, S. A. Rodeo. 4, s.l. : Orthopaedic Surgery, 2012, Vol. 4.
3. The knee joint center of rotation is predominantly on the lateral side during normal walking. S. Koo, T. P. Andriacchi. 6, s.l. : Journal of Biomechanics , 2008, Vol. 41.
4. Acces to prosthetic devices in developing conutries: Pathways and challenges. al, M. Marino et. s.l. : IEEE, 2015.
5. INAIL. [Online] http://apponline.inail.it/DisabiliApp/Livello1.do. 6. [Online] https://www.amputee-coalition.org/.
7. INAIL. [Online] https://www.inail.it/cs/internet/comunicazione/news-ed-eventi/news/ p1780018061_sanita_solo_il_5_di_amputazi.html. 8. [Online] https://standfordhealthcare.org/medical-conditions/bones-joints-and-muscles/ampu- tation.html. 9. [Online] http://www.sanrafaele.it/comunicazione/news/64/la-perdita-di-un-arto-aspetti-fisi- ci-e-psicologici. 10. [Online] htto://chirurgiadelmoncone.org/L'amputazione.html.
11. The amputee mobility predictor. An instrument to assess determinants of the lower-limb ampu- tee's ability to ambulate. R. S. Gailey, K. E. Roach, E. B. Applegate, B. Cho, B. Cunniffe e S. Licht, M. Maguire, M. S. Nash. 5, s.l. : Archives of physical medicine and rehabilitation, 2002, Vol. 83.
12. HCFA Common Procedure Coding System HCPCS 2001. Washington (DC) : s.n., 2001.
13. MSS Direct lamination. Ossur. [Online] https://assets.ossur.com/library/12279/Modular%20 Socket%20System.
14. Ottobock. [Online] https://shop.ottobock.us/Prosthetics/Lower-Limb-Prosthetics/Knees-Me- chanical/Modular-Knee-joint/p/3.
15. Ottobock. [Online] https://shop.ottobock.us/Prosthetics/Lower-Limb-Prosthetics/Knees-Me- chanical/Prosedo-modular-knee-joint/p/3.
16. Four-bar linkage prosthetic knee mechanisms: kinematics, alignment and prescription criteria. Radcliffe, C. W. s.l. : Prosthetics and Orthotics International, 1994, Vol. 18.
17. Kinematic and dynamic analysis of the gait cycle of above-knee amputees. F. Farahmand, T. Rezaien, R. Narimani, P. Hejazi Dinan. 3, s.l. : Scientia Iranica, 2006, Vol. 13.
18. Mechanical work adaptations of above-knee ampulation. R. E. Seroussi, A. Gitter, J. M. Czer- niecki, K. Weaver. 11, s.l. : Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 1196, Vol. 77.
19. Comparison of muscle activity patterns of transfemoral amputees and control subjects during walking . E. C. Wentik, E. C. Prinsen et al. 87, s.l. : Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation, 2013, Vol. 10.
21. Automatic recognition of gait mode from EMG signals of lower limb. H. Meng, Z. Luo, Q. She, Y. Ma. s.l. : IEEE, 2010.
22. Properties of musculus gluteus maximus in above-knee amputees. H. Burger, V. Valencic, C. Marincek, N. Kogovsek. 1, s.l. : Clinical Biomechanics, 1996, Vol. 11.
23. A muscle-reflex model that encodes the principles of legged mechanics produces human walking dynamics and muscle activities. H. Geyer, H. Herr. 3, s.l. : IEEE Transactions on Neural Sy- stems and Rehabilitation Engineering, 2010, Vol. 18.
24. A model of muscle-tendon function in human walking. K. Endo, H. Herr. 2, s.l. : IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, 2014, Vol. 22.
25. Human walking model predicts joint mechanics, electromyography and mechanical economy. K. Hendo, H. Herr. s.l. : Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2009.
26. The comparison of ground reaction forces and lower limb muscles correlation and activation time delay between forward and backward walking. M. Mahaki, G. S. S. E Souza, R. Mimar, M. F. Vieira. s.l. : Gait & Posture, 2017, Vol. 58.
27. Surface electromyogram activities of upper and lower limb muscles during walking. E. Jang, S. Chi, J. Lee, Y. Cho, B. Chun. 2, s.l. : Journal of electromyography and kinesiology, 2012, Vol. 22. 28. YouTube. [Online] https://www.youtube.com/watch_v0_0bNnCTV_MY.
29. Three-dimensional kinematics of the human walking. Fortune, M. La. 4, s.l. : Journal of biome- chanics, 1992, Vol. 25.
30. Tibiofemoral kinematics and condylar motion during the stance phase of gait. M. Kozanek, A. Hosseini, F. Liu, . K. Van de Velde, T. J. Gill, H. E. Rubash, G. Li. 12, s.l. : Journal of biomechanics, 2009, Vol. 42.
31. Automatic recognition of gait mode from EMG signals of lower limb. M. Meng, Z. Luo, Q. She, Y. Ma. s.l. : 2010 The 2nd International Conference on Industrial Mechatronics and Automation, 2010. 32. Tonnellotto, N. F. Analisi sperimentale del passo con riguardo alle forze di interazione del piede e all'azione muscolare. 2010.
33. Joint torque and energy patterns in normal gait. D. A. Winter, D. G. Robertson. 3, s.l. : Biological cybernetics, 1978, Vol. 29.
34. Energy flow analysis of amputee walking shows a proximally-directed transfer of energy in intact limbs, compared to a distally-directed transfer in prosthetic limbs at push-off. R. A. Weinert-Aplin, D. Howard, m. Twiste, H. L. Jarvis, A. N. Bennett, R. J. Baker. s.l. : Medical Engineering & Physics, 2017, Vol. 39.
35. Gait symmetry quantification during treadmill walking. T. Karaharju Huisnan, S. Taylor, R. Begg et al. s.l. : IEEE, 2001.
36. The sources of external work in level walking and running. G. A. Gavagna, H. Thys, A. Zamboni. 3, s.l. : The journal of physiology, 1976, Vol. 262.
37. Tibiofemoral movement 1: the shapes and relative movements of the femur and tibia in the unloaded cadaver knee. H. Iwaki, V. Pinskerova, M. A. R. Freeman. 8, s.l. : The journal of bone & joint surgery, 2000, Vol. 82-B.
38. How the knee moves. Freeman, M. A. R. s.l. : Current Orthopaedics, 2001, Vol. 15.
39. Tibiofemoral movement 2: the loaded and unloaded living knee studied by MRI. P. F. Hill, V. Vedi, A. Williams, H. Iwaki, V. Pinskerova, M. A. R. Freeman. s.l. : The journal of bone & joint surgery. 40. The shapes of the tibial and femoral articular surfaces in relation to tibiofemoral movement. S. Martelli, V. Pinskerova. s.l. : The journal of bone & joint surgery.
41. Development of a planar multibody model of the human knee joint. M. Machado, P. Flores, J. C.
42. Basic human body measurements for technological design. Part 2: statistical summaries of body measurements from national populations. s.l. : BSI Standars Publication . PD CEN ISO/TR 7250-2:2011 + A1:2013.
43. Dimension of the knee Radiographic and autopsy study of sizes required for a knee prosthesis. B. B. Seedhom, E. B. Longton, V. Wright and D. Dowson. 54, Leeds : s.n., 1972, Vol. 31.
44. Digital radiographic measurements of normal knee joint space in adults at Kano, Nigeria. Ismail Anas, Tabari Abdulkir Musa, Isyaku Kabiru, Abdulkadir Adekunle Yisau, Idris Sulaiman Kazaure, Suwaid Muhammad Abba, Saleh Muhammad Kabir. s.l. : The egyptian journal of radiology and nu- clear medicine, 2013, Vol. 44.
45. Kinematic and dynamic analysis of an anatomically based knee joint. Kok-Meng çee, Jiajie Guo. s.l. : Journal of Biomechanics, 2010, Vol. 43.
46. MedicalExpo. [Online] https://www.medicalexpo.com/prod/fillauer/product-74954-466966. html.
47. Blatchford. [Online] https://www.blatchfordus.com/products/ttpro/.
48. Ossur. [Online] https://www.ossur.com/en-us/prosthetics/adapters/torsion-shock-adapter. 49. Contributions of leg muscles to the axial knee joint contact force during normal walking. Kotaro Sasaki, Richard R. Neptune.
50. Individual muscle contributions to the axial knee joint contact force during normal walking. Ko- taro Sasaki, Richard R. Neptune. 14, s.l. : National Institute of Health, 2010, Vol. 43.
51. The forces in the distal femur and the knee during walking and other activities measured by telemetry. S. J. G. Taylor, P S. Walker, J. S. Perry, S. R. Cannon, R. Woledge. 4, s.l. : The journal of arthroplasty, 1998, Vol. 13.
52. Load-bearing mode of the knee joint: physical behavior of the knee joint with or without me- nisci. H. Kurosawa, T. Fukubayashi, H. Nakajima. s.l. : Clinical orthopaedics and related research, 1980, Vol. 149.
53. Analysis and interpretation of ground reaction forces in normal gait. T. Marasovic, M. Cecic, V. Zanchi. 9, s.l. : WSEAS Transactions on systems, 2009, Vol. 8.
54. Zare. [Online] https://www.zare.it/materiali/aisi-420.
55. Rodacciai. [Online] https://www.rodacciai.it/normeetabelle.php?pid=37.
56. A multiple-task gait analysis approach: kinematic, kinetic and EMG reference data for healthy young and adult subjects. G. Bovi, M. Rabuffetti, P. Mazzoleni, M. Ferrarin. 6-13, s.l. : Gait&Posture, 2011, Vol. 33.
57. Satisfaction with cosmesis and priorities for cosmesis design reported by lower limb amputees in the United Kingdom: Instrument development and results. . N. Cairns, K. Murray, J. Corney, A. McFadyen. 467-473, s.l. : Prosthetics and orthotics international, Vol. 38.
58. Expressive prostheses: meaning and significance. M. Hall, B. Orzada. 9-32, s.l. : Fashion practi- ce, 2013, Vol. 5.
59. Aesthetic of prosthetic devices: from medical equipment to a work of design. S. Sansoni, L. Speer, A. Wodehouse, A. Buis. s.l. : Emotional engineering, 2016, Vol. 4.
60. Regional differences in pain threshold and tolerance of the residual limb including the effects of age and interface material. M. Zhang, A. Mak, W. C. Lee. 641-649, s.l. : Archives of physical medici- ne rehabilitation, 2005, Vol. 86.
61. Surapureddy, R. Predicting pressure distribution between trasnfemoral prosthetic socket and residual limb using finite element analysis. 2014.
1977, Vol. 1.
64. Stump socket interface pressure as an aid to socket design in prostheses for trans-femoral am- putees - a preliminary study. V. S. P. Lee, S. E: Solomonidis, W. D. Spense. 1997, Vol. 211.
65. Lower limb prosthetic sockets and suspension systems. Physiopedia. [Online] https://www.phy- sio-pedia.com/Lower_Limb_Prosthetic_Sockets_and.
66. Analysis of pressure distribution in transfemoral prosthetic socket for prefabrication evaluation via the finite element method. M. S. Jamaludin, A. Hanafusa, Y. Shinichirou, Y. Agarie, H. Otsuka, K. Ohnishi. 4, s.l. : Bioengineering, 2019, Vol. 6.
67. Predicting pressure distribution between transfemoral prosthetic socket and residual limb using finite element analysis. Surapureddy, R. 1, s.l. : International journal of experimental and computa- tional biomechanics, 2016, Vol. 4.
68. Design for wearability. F. Gemperle, C. Kasabach, J. Stivoric, M. Bauer, R. Martin. s.l. : IEEE Explore, 1998.
69. Nomenclatore tarrifario delle protesi. [Online] http://www.salute.gov.it/imgs/C_17_pagineA- ree_1312_listaFile_itemName_0_file.pdf.
70. K. G. Swift, J. D. Brooker. Process selection - From design to Manufacture . s.l. : Butterworth - Heinemann, 2003. ISBN 0 7506 5437 6.
71. Bralla, J. G. Design for manufacturability - handbook. s.l. : McGraw-Hill, 1986. ISBN 0-07-007139- X.
72. Lower Limb Prosthetic Sockets and Suspension Systems. Physhio-pedia. [Online] https://www. physio-pedia.com/Lower_Limb_Prosthetic_Sockets_and_Suspension_Systems.
Se questo progetto di tesi ha preso forma, devo innanzitutto ringraziare il Professore Giuseppe Andreoni. Sotto la sua guida ho avuto modo di sviluppare un progetto complesso, confrontandomi con nuove sfide e arrivando al traguardo nonostante il periodo difficoltoso. La ringrazio molto per la sua gentilezza, disponibilità e per avermi spronato ad affrontare con curiosità nuove tematiche trovando sempre tempo per rispondere ai miei dubbi e gui- darmi.
Un ringraziamento immenso ai miei genitori: per aver sempre creduto in me e nelle mie capacità, non avermi mai ostacolata ed essermi sempre stati accanto rendendo possibile tutto questo. Grazie per avermi fatta così testarda e determinata.
Grazie a mio fratello Gianluca, che mi ricorda che ogni tanto è bene alzare la testa dai libri e vivere qualche momento con più leggerezza e che mi inonda di affetto.
Grazie ai miei zii, Ebe e Giuseppe, per aver permesso di allargare i miei orizzonti alimentan- do la curiosità e voglia di imparare sempre cose nuove. Ve ne sono grata.
Un pensiero ai miei nonni. Cara nonna Milena, finalmente potrai dire alle tue amiche che anche io ho finito la “scuola”.
Grazie alle due colonni portanti del magico Trio, Alice e Federica, per essere un punto di rife- rimento costante e un legame molto più forte dei chilometri che ci separano. Abbiamo con- diviso alti e bassi, ma abbiamo imparato ad uscirne sempre vincenti per ritrovarci a brindare con un bicchiere di vino… Malvasia o vin brulè che fosse! Siete state la scoperta più bella. Grazie ad Irene con cui ho iniziato casualmente questo percorso e con cui ho condiviso mol- to: ti ammiro e stimo, sei sempre un passo avanti a tutti.
Grazie Stefano per essere sempre il mio migliore amico nonostante dopo dieci anni ancora risponda alle tue chiamate una volta su cento. Sono orgogliosa di te.
Grazie Simone per essere sempre stato al mio fianco fin dal giorno zero, aver accettato di rimanere nel momento più difficile di sempre, avermi supportato nei momenti di sconforto, esserti sempre prestato ad aiutarmi, aver assecondato qualsiasi mia idea per quanto folle potesse essere. Grazie per avermi sempre spronata a dare il massimo ma anche per avermi insegnato ad apprezzare i risultati ottenuti e che l’imperfezione e la sensibilità sono qualità bellissime. Grazie per avermi aiutata a superare molti limiti, mi auguro di superarne altret- tanti insieme.
Grazie anche a Giulia, Martina e Renzo per accogliermi sempre a braccia aperte.
Grazie Andrea F., Andrea F., Andrea G., Luca G., Marco: il Poli non sarebbe stato lo stesso senza di voi. Grazie a Riccardo e Luca C. con cui ho condiviso questi ultimi anni fra notti in- sonni a lavorare, carbonare, briscole e tante soddisfazioni.
Grazie Politecnico per questa meravigliosa esperienza, per la comunità che rappresenti e per quanto mi hai fatto crescere.