Capitolo 1
Discussione e Conclusioni
L'arto superiore è molto interessante dal punto di vista biomeccanico per la sua complessità. Patologie come l'artrite colpiscono frequentemente le articolazioni della spalla e nei casi più gravi è necessario l'utilizzo di protesi. Lo studio del meccanismo di spalla può essere utile sia in fase di progettazione di protesi che in ambito riabilitativo.
La procedura per l'analisi biomeccanica, presentata in questo lavoro di tesi, ha consentito lo studio cinematico e dinamico di un modello muscolo-schelerico di arto superiore. L'indagini si è concentrata prevalentemente sulle articolazioni che compongono il meccanisco della spalla (in particolare la gleno-omerale, GH).
Gli step sono stati:
• Acquisizione di dati cinematici su soggetto markerizzato con un marker set anatomico e un marker set tecnico, in laboratorio di motion cap-ture PhaseSpace. Tale soggetto è stato istruito in modo da riuscire a riprodurre task selezionati per lo studio della cinematica della spalla. • Elaborazione di dati cinematici acquisiti e loro trasformazione in
for-mati leggibili dai Tool di OpenSim.
• Selezione del modello OpenSim e relative modi che per rispettare le esigenze di studio.
• Scalatura del modello OpenSim in base alle dimensioni del soggetto studiato. Questo ha consentito di adattare la geometria del modello a quella del soggetto rendendo lo studio più realistico.
• Analisi di cinematica inversa per ricavare le informazioni di movimento dei task eseguiti in laboratorio dal soggetto.
CAPITOLO 1. DISCUSSIONE E CONCLUSIONI 2 • Analisi di dinamica inversa per valutare carichi ai giunti in presenta
della forza di gravità come forza esterna.
• Analisi di ottimizzazione statica per stimare le forze muscolari agenti durante i task simulati.
• Calcolo della reazione al giunto gleno-omerale sviluppata durante il movimento.
I risultati ottenuti relativamente alla parte cinematica della procedura, sono considerati soddisfacenti, anche se possono essere ottimizzati.
Per quanto riguarda l'analisi dinamica, sopratutto la stima delle forze muscolari, si ottengono dei risultati irreali. `Enecessario tenere presente nella valutazione dei risultati, che il software OpenSim non esegue una scalatura dei muscoli.
I valori delle forze di reazione ai giunti nei vari task sono completamente errati, anche se gli andamenti sono abbastanza ragionevoli.
1.1 Sviluppi Futuri
Come sviluppi futuri di questo lavoro di tesi, per cercare di ottimizzare la procedura e renderla più completa, vengono indicati di seguito diversi suggerimenti.
Per quanto riguarda parte di cinematica è necessario porre attenzione du-rante la fase iniziale e nale di acquisizione, sia dudu-rante la fase di laboratorio che durante l'elaborazione dei dati. I LED devono essere il più visibili pos-sibile alle telecamere, per evitare marker con frame nulli in queste due fasi delicate delle registrazioni. Un'altra idea potrebbe essere quella di attribuire a tali frame valori `ragionevoli', ad esempio valori relativi alla `static pose'.
Per quanto riguarda la parte dinamica, è necessario condurre uno studio più accurato sulla parte muscolare del modello o utilizzare future versioni del software OpenSim più potenti. Per avere una stima accurata delle forze muscolari agenti sul modello, è necessario settare i parametri muscolari con valori propri del soggetto. Determinare i valori esatti relativi ai muscoli del modello non è stato possibile in questo caso studio, a causa di mancanza di dati EMG relativi al soggetto. Deve essere valutato se tale software è in grado di fornire valori ragionevoli delle forze muscolari. Inoltre, è consigliato, eseguire una scalatura completa del modello del soggetto, che comprenda anche la calibrazione degli elementi muscolari.
Sarebbe interessante poter replicare tale procedura su più soggetti (studio statistico) per istituire un vero e proprio protocollo sperimentale per lo studio cinematico dell'articolazioni della spalla.
CAPITOLO 1. DISCUSSIONE E CONCLUSIONI 3 `
E possibile, inoltre, provare a complicare il modello muscolo scheletrico aggiungendo sia il vincolo tra scapola e torace, che fornire una descrizione biomeccanica più realistica dell'articolazione di gomito e di polso. In tal modo è possibile valutare sempre con questa procedura i carichi agenti alle altre articolazioni dell'arto superiore.
Per la stima dei carichi ai giunti, sarebbe opportuno anche valutare l'a-zione di forze esterne. Ad esempio a partire dal task `mano alla bocca', si può arrivare ad analizzare il movimento e i carichi agenti che si hanno quando un soggetto beve un bicchiere d'acqua.
