NELLA VALUTAZIONE DELLA DISABILITÀ DA CAUSA DI LAVORO
M.Saccavini1, F. Luisi 2, E. Bizzarini1, C. Mattia2, A. Zampa1,P.B.Pascolo3
1Area Funzionale di Biomeccanica, Istituto di Medicina Fisica e Riabilitazione, A.S.S. N.4 “Medio Friuli” Udine.
2Sede INAIL FVG Udine
3 Dipartimento di Ingegneria Civile, Università degli Studi di Udine.
Introduzione: il DPCM 13/01/00 identifica una serie di items utilizzabili per l’identificazione del grado di residuo funzionale del lavoratore disabile in ambito di capacità lavorativa. Lo scopo del presente lavoro è consistito nell’istituzione di un set strumentale in grado di rappresentare le capacità di base del soggetto da cui estrarre gli elementi cinematici e dinamici utilizzabili per l’eventuale simulazione dell’ambito lavorativo. Nello specifico è stata considerata la funzione dell’arto superiore associato alla postura eretta. Allo stato attuale risulta ancora difficoltoso correlare la semiotica clinica con il dato numerico-strumentale in particolare in ambito di riproducibilità di un’azione complessa come il gesto lavorativo.
Su questo presupposto, con il fine di valutare in termini clinico-strumentali le residue capacità psicofisiche di alcuni disabili del lavoro, è nata una collaborazione fra la sede INAIL di Udine e l’Istituto di Medicina Fisica e Riabilitazione di Udine finalizzata al collocamento mirato.
Ciò risulta possibile qual’ora il soggetto venga valutato in termini strumentali, con trasferendo dei dati di tipo “analogico” quali quelli derivanti dal movimento umano, a dei dati di tipo “digitale”, ovvero leggibili ed analizzabili dal calcolatore, con il fine di produrre un report numerico di identificazione del gesto.
Per sviluppare tale procedura risulta necessario trasferire il gesto, attraverso opportune semplificazioni, in immagini a morfologia essenziale che racchiudano in se gli elementi costitutivi del movimento così come riportato in figura 1.
Figura 1.
La possibilità di accedere alla stilizzazione del movimento è consentita dall’utilizzo delle 3 componenti che costituiscono l’analisi biomeccanica del gesto, ovvero la
cinematica, la dinamica e la controllistica. Per cinematica si intende lo studio delle variazioni spaziali di un corpo ed i relativi dati rilevati: osssia velocità ed accelerazione in funzione del tempo di spostamento. La cinematica non consente di produrre dei dati relativi alle forze in gioco in quanto non si occupa delle proprietà delle masse (dati antropometrici), astraendo quindi il gesto in un contesto esente dall’ambito gravitazionale. Su questo aspetto l’impegno è svolto dalla dinamica, la quale introducendo nei dati cinematici quelli delle masse consente di completare il modello offrendo la posizione dei baricentri consentendo l’analisi con le leggi del moto, come da figura 2 e 3.
Figura 2.
Figura 3.
In particolare nella figura 3 risulta sintetizzato lo studio della flessione d’anca convertendo in termini fisici l’azione registrata, per esempio da una telecamera, ed associando le masse dell’intero arto.
Sostanzialmente l’arto è indicato come un’asta rigida con massa concentrata in G (baricentro) sottoposta ad accelerazione di gravità e dotata di rispettiva inerzia (JG;m).
Con θ si identifica lo spazio e con le relative derivate la velocità e l’accelerazione del punto identificato (valutato p. es. con strumentazioni optocinetiche), con Ceq e K si indicano le caratteristiche del/i muscoli responsabili del movimento, nella loro componente contrattile e smorzante, con M il momento torcente all’articolazione (nel nostro caso l’anca).
Con tale impostazione i termini del problema sono precisati e risulta quindi affrontabile la problematica di calcolo.
Su questi presupposti viene riportata di seguito, a titolo esemplificativo, l’esperienza sull’utilizzo dell’arto superiore nel settore lavorativo.
Essa riconosce macroscopicamente due fasi: la prima di trasporto effettuata dall’intero arto in rapporto alla stabilità del tronco; la seconda di presa eseguita dalla mano. L’analisi del gesto può essere svolta scomponendo l’azione nella componente cinematica e dinamica, ovvero identificando il movimento secondo parametri di posizione, velocità, accelerazione, tempo, forze erogabili e carichi mobilizzabili in rapporto all’antropometria del soggetto. Secondo questa semplificazione risulta possibile abbinare le caratteristiche di presa/e, con i conseguenti valori in Newton, con l’utilizzo di dinamometri strumentati dalle geometrie varie. Più complessa risulta l’analisi del movimento di raggiungimento del bersaglio in quanto necessita: 1. dello studio delle oscillazioni del tronco in statica eretta o seduta, per la possibile induzione di segnali di disturbo determinata da fenomeni posturali destabilizzanti; 2. dell’analisi del movimento dell’arto superiore proiettato verso il target. A tal fine sono fondamentali le strumentazioni capaci di evidenziare l’oscillazione dell’intero sistema uomo o di alcuni suoi segmenti critici associando nel contempo l’analisi di posizione tramite l’utilizzo di sistemi video. Da ultimo per completare il modello risulta fondamentale implementare il dato antropometrico del soggetto e delle masse eventualmente mobilizzabili.
La logica dell’osservazione che abbiamo seguito risente della metodologia proposta da G. Gherundini nel trattato di “Medicina riabilitativa dei traumatizzati da infortunio”, in cui si associava il residuo funzionale del soggetto alla mansione lavorativa specifica (tornitore meccanico, elettricista, etc.).
Materiali e metodi
Per correlare il dato clinico a quello strumentale sono stati utilizzati i seguenti items clinici:
• capacità di rimanere in piedi
• capacità di piegare le ginocchia
• capacità di piegare in avanti e/o in basso la schiena e il corpo
• capacità di afferrare oggetti con le mani
Strumentalmente la postura eretta è stata indagata tramite:
• piattaforma stabilometrica a 3 trasduttori di carico (range 0-150 Kg) collegata a sistema di acquisizione con convertitore analogico-digitale Biopac System MP 100 (Goleta, California, USA) con modulo di amplificazione ed alimentazione HTL100A e software di lettura ed elaborazione dati Acq III®. Frequenza di acquisizione a 50 Hz.
L’arto superiore è stato indagato tramite:
• valutazione optocinetica di marcatori passivi posizionati su vertice del capo, processo spinoso della VII vertebra cervicale, processo spinoso della V vertebra lombare, acromion, epicondilo laterale, base della prima falange del 2° dito. L’acquisizione è stata eseguita con due telecamere (frequenza di campionamento 25 Hz) con programma di elaborazione sviluppato su piattaforma Matlab® 6.1.
Soggetti:
• 8 pazienti ( esiti traumatismo del tronco e degli arti inferiori) sono stati posti in posizione eretta e di riposo, senza scarpe, sulla piattaforma stabilometrica. Fu chiesto loro di raggiungere un interruttore circolare, posto anteriormente e speculare alla posizione dell’acromion ad una distanza inferiore di 10 cm a quella dell’intero arto superiore esteso. Il test fu ripetuto 5 volte e preceduto da due valutazioni a riposo ad occhi aperti e chiusi protratte per 30’’.
I dati raccolti dalla piattaforma stabilometrica sono stati elaborati per produrre lo spettro di frequenza delle oscillazioni nella condizione di riposo ad occhi aperti e chiusi e la misura in mm dello spostamento del cursore sul piano antero-posteriore e latero-laterale durante la fase iniziale del movimento dell’arto superiore. La
presenza di eventuali fenomeni macrooscillatori di disturbo durante la proiezione dell’arto superiore è stata indagata attraverso l’analisi delle traiettorie e dell’accelerazione dei markers in optocinetica.
Risultati
Il dato più caratteristico ha riguardato l’andamento spaziale del centro medio di pressione del gomitolo stabilometrico di circa 16 mm ± 2 mm (media dei valori in massima deviazione) sull’asse antero-posteriore con morfologia della curva caratterizzata da una fase discendente tipicamente più ripida rispetto all’ascendente e variabile nella tempistica sulla base dell’accelerazione impressa all’arto dal soggetto.
Lo studio delle traiettorie ha consentito di evidenziare in 3 casi fenomeni oscillatori macroscopici con ripercussione destabilizzante sull’intero sistema.
Discussione
La richiesta di possedere un’immagine fedele delle capacità funzionali del soggetto disabile per reintroduzione in ambito lavorativo su mansioni manuali complesse in termini di singolo gesto e di gesto ripetuto nell’unità di tempo è oggetto di discussione tecnica sempre maggiore. La necessità di utilizzare set polistrumentati garantisce nell’offrire un’immagine aderente all’interfaccia uomo-attività lavorativa.
La presente valutazione rientra in ambito di proposta operativa finalizzata al monitoraggio strumentale, possibilmente di larga applicazione, del soggetto disabile.
INDAGINE SULL’ARTO SUPERIORE. COMPARAZIONE FRA METODOLOGIA CLINICA E METODOLOGIA STRUMENTALE NELLA VALUTAZIONE DELLA DISABILITÀ DA CAUSA DI LAVORO
M.Saccavini1, F. Luisi 2, E. Bizzarini1, C. Mattia2, A. Zampa1,P.B.Pascolo3
1Area Funzionale di Biomeccanica, Istituto di Medicina Fisica e Riabilitazione, A.S.S. N.4 “Medio Friuli” Udine.
2Sede INAIL FVG Udine
3 Dipartimento di Ingegneria Civile, Università degli Studi di Udine.
Introduzione: il DPCM 13/01/00 identifica una serie di items utilizzabili per l’identificazione del grado di residuo funzionale del lavoratore disabile in ambito di capacità lavorativa. Lo scopo del presente lavoro è consistito nell’istituzione di un set strumentale in grado di rappresentare le capacità di base del soggetto da cui estrarre gli elementi cinematici e dinamici utilizzabili per l’eventuale simulazione dell’ambito lavorativo. Nello specifico è stata considerata la funzione dell’arto superiore associato alla postura eretta. Allo stato attuale risulta ancora difficoltoso correlare la semiotica clinica con il dato numerico-strumentale in particolare in ambito di riproducibilità di un’azione complessa come il gesto lavorativo.
Su questo presupposto, con il fine di valutare in termini clinico-strumentali le residue capacità psicofisiche di alcuni disabili del lavoro, è nata una collaborazione fra la sede INAIL di Udine e l’Istituto di Medicina Fisica e Riabilitazione di Udine finalizzata al collocamento mirato.
Ciò risulta possibile qual’ora il soggetto venga valutato in termini strumentali, con trasferendo dei dati di tipo “analogico” quali quelli derivanti dal movimento umano, a dei dati di tipo “digitale”, ovvero leggibili ed analizzabili dal calcolatore, con il fine di produrre un report numerico di identificazione del gesto.
Per sviluppare tale procedura risulta necessario trasferire il gesto, attraverso opportune semplificazioni, in immagini a morfologia essenziale che racchiudano in se gli elementi costitutivi del movimento così come riportato in figura 1.
Figura 1.
La possibilità di accedere alla stilizzazione del movimento è consentita dall’utilizzo delle 3 componenti che costituiscono l’analisi biomeccanica del gesto, ovvero la
cinematica, la dinamica e la controllistica. Per cinematica si intende lo studio delle variazioni spaziali di un corpo ed i relativi dati rilevati: osssia velocità ed accelerazione in funzione del tempo di spostamento. La cinematica non consente di produrre dei dati relativi alle forze in gioco in quanto non si occupa delle proprietà delle masse (dati antropometrici), astraendo quindi il gesto in un contesto esente dall’ambito gravitazionale. Su questo aspetto l’impegno è svolto dalla dinamica, la quale introducendo nei dati cinematici quelli delle masse consente di completare il modello offrendo la posizione dei baricentri consentendo l’analisi con le leggi del moto, come da figura 2 e 3.
Figura 2.
Figura 3.
In particolare nella figura 3 risulta sintetizzato lo studio della flessione d’anca convertendo in termini fisici l’azione registrata, per esempio da una telecamera, ed associando le masse dell’intero arto.
Sostanzialmente l’arto è indicato come un’asta rigida con massa concentrata in G (baricentro) sottoposta ad accelerazione di gravità e dotata di rispettiva inerzia (JG;m).
Con θ si identifica lo spazio e con le relative derivate la velocità e l’accelerazione del punto identificato (valutato p. es. con strumentazioni optocinetiche), con Ceq e K si indicano le caratteristiche del/i muscoli responsabili del movimento, nella loro componente contrattile e smorzante, con M il momento torcente all’articolazione (nel nostro caso l’anca).
Con tale impostazione i termini del problema sono precisati e risulta quindi affrontabile la problematica di calcolo.
Su questi presupposti viene riportata di seguito, a titolo esemplificativo, l’esperienza sull’utilizzo dell’arto superiore nel settore lavorativo.
Essa riconosce macroscopicamente due fasi: la prima di trasporto effettuata dall’intero arto in rapporto alla stabilità del tronco; la seconda di presa eseguita dalla mano. L’analisi del gesto può essere svolta scomponendo l’azione nella componente cinematica e dinamica, ovvero identificando il movimento secondo parametri di posizione, velocità, accelerazione, tempo, forze erogabili e carichi mobilizzabili in rapporto all’antropometria del soggetto. Secondo questa semplificazione risulta possibile abbinare le caratteristiche di presa/e, con i conseguenti valori in Newton, con l’utilizzo di dinamometri strumentati dalle geometrie varie. Più complessa risulta l’analisi del movimento di raggiungimento del bersaglio in quanto necessita: 1. dello studio delle oscillazioni del tronco in statica eretta o seduta, per la possibile induzione di segnali di disturbo determinata da fenomeni posturali destabilizzanti; 2. dell’analisi del movimento dell’arto superiore proiettato verso il target. A tal fine sono fondamentali le strumentazioni capaci di evidenziare l’oscillazione dell’intero sistema uomo o di alcuni suoi segmenti critici associando nel contempo l’analisi di posizione tramite l’utilizzo di sistemi video. Da ultimo per completare il modello risulta fondamentale implementare il dato antropometrico del soggetto e delle masse eventualmente mobilizzabili.
La logica dell’osservazione che abbiamo seguito risente della metodologia proposta da G. Gherundini nel trattato di “Medicina riabilitativa dei traumatizzati da infortunio”, in cui si associava il residuo funzionale del soggetto alla mansione lavorativa specifica (tornitore meccanico, elettricista, etc.).
Materiali e metodi
Per correlare il dato clinico a quello strumentale sono stati utilizzati i seguenti items clinici:
• capacità di rimanere in piedi
• capacità di piegare le ginocchia
• capacità di piegare in avanti e/o in basso la schiena e il corpo
• capacità di afferrare oggetti con le mani
Strumentalmente la postura eretta è stata indagata tramite:
• piattaforma stabilometrica a 3 trasduttori di carico (range 0-150 Kg) collegata a sistema di acquisizione con convertitore analogico-digitale Biopac System MP 100 (Goleta, California, USA) con modulo di amplificazione ed alimentazione HTL100A e software di lettura ed elaborazione dati Acq III®. Frequenza di acquisizione a 50 Hz.
L’arto superiore è stato indagato tramite:
• valutazione optocinetica di marcatori passivi posizionati su vertice del capo, processo spinoso della VII vertebra cervicale, processo spinoso della V vertebra lombare, acromion, epicondilo laterale, base della prima falange del 2° dito. L’acquisizione è stata eseguita con due telecamere (frequenza di campionamento 25 Hz) con programma di elaborazione sviluppato su piattaforma Matlab® 6.1.
Soggetti:
• 8 pazienti ( esiti traumatismo del tronco e degli arti inferiori) sono stati posti in posizione eretta e di riposo, senza scarpe, sulla piattaforma stabilometrica. Fu chiesto loro di raggiungere un interruttore circolare, posto anteriormente e speculare alla posizione dell’acromion ad una distanza inferiore di 10 cm a quella dell’intero arto superiore esteso. Il test fu ripetuto 5 volte e preceduto da due valutazioni a riposo ad occhi aperti e chiusi protratte per 30’’.
I dati raccolti dalla piattaforma stabilometrica sono stati elaborati per produrre lo spettro di frequenza delle oscillazioni nella condizione di riposo ad occhi aperti e chiusi e la misura in mm dello spostamento del cursore sul piano antero-posteriore e latero-laterale durante la fase iniziale del movimento dell’arto superiore. La
presenza di eventuali fenomeni macrooscillatori di disturbo durante la proiezione dell’arto superiore è stata indagata attraverso l’analisi delle traiettorie e dell’accelerazione dei markers in optocinetica.
Risultati
Il dato più caratteristico ha riguardato l’andamento spaziale del centro medio di pressione del gomitolo stabilometrico di circa 16 mm ± 2 mm (media dei valori in massima deviazione) sull’asse antero-posteriore con morfologia della curva caratterizzata da una fase discendente tipicamente più ripida rispetto all’ascendente e variabile nella tempistica sulla base dell’accelerazione impressa all’arto dal soggetto.
Lo studio delle traiettorie ha consentito di evidenziare in 3 casi fenomeni oscillatori macroscopici con ripercussione destabilizzante sull’intero sistema.
Discussione
La richiesta di possedere un’immagine fedele delle capacità funzionali del soggetto disabile per reintroduzione in ambito lavorativo su mansioni manuali complesse in termini di singolo gesto e di gesto ripetuto nell’unità di tempo è oggetto di discussione tecnica sempre maggiore. La necessità di utilizzare set polistrumentati garantisce nell’offrire un’immagine aderente all’interfaccia uomo-attività lavorativa.
La presente valutazione rientra in ambito di proposta operativa finalizzata al monitoraggio strumentale, possibilmente di larga applicazione, del soggetto disabile.