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Capitolo 1 Cenni alla anatomia e alla cinematica della spalla

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Academic year: 2021

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Capitolo 1

Cenni alla anatomia e alla

cinematica della spalla

Sebbene lo studio condotto abbia coinvolto tutto l'arto superiore, l'inte-resse è stato rivolto in particolare all'analisi della spalla, su cui è pertanto focalizzato il presente capitolo.

La spalla è un sistema biomeccanico complesso in grado di eseguire una grande varietà di movimenti.

`

E costituito da quattro strutture, il torace, la clavicola, la scapola e l'omero (g.1.1) che si articolano tra loro in modo da consentire alla mano di raggiungere il task desiderato.

La clavicola e la scapola con le relative articolazioni, costituiscono il cingo-lo scapolare (`shoulder girdle'). Questo si articola con la parte libera (braccio, avambraccio, mano) dell'arto superiore.

1.1 Articolazioni della spalla

Il complesso articolare della spalla è costituito da cinque articolazioni che consentono l'orientamento dell'arto superiore rispetto al tronco.

Per quanto riguarda la spalla si parla di articolazioni in senso anatomi-co (artianatomi-colazione `vera') e in senso siologianatomi-co (artianatomi-colazione `falsa')[3]. Que-st'ultime sono costituite da due superci di scivolamento poste una vicino all'altra.

Le articolazioni della spalla si dividono in due gruppi [3](g.1.1). • Primo gruppo:

1) articolazione scapolo-omerale (GH); 2) articolazione sotto-deltoidea.

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Figura 1.1: Complesso articolare della spalla.

• Secondo gruppo:

3) articolazione scapolo-toracica (ST); 4) articolazione acromio-clavicolare (AC); 5) articolazione sterno-costo-claveare (SC).

Al primo gruppo appartiene l'articolazione gleno-omerale (o scapolo-omerale), che è considerata l'articolazione anatomica principale della spalla.

Sempre nel primo gruppo si ha l'articolazione sotto-deltoidea (o secondaria articolazione della spalla) che viene considerata un'articolazione `falsa' della spalla. Questa è meccanicamente legata alla scapolo-omerale.

Il secondo gruppo è costituito dall'articolazione `falsa' scapolo-toracica, la più importante di questo gruppo, che è meccanicamente associata alle articolazioni anatomiche, acromio-clavicolare e sterno-costo-claveareare (o sterno-clavicolare).

Le articolazioni di ogni gruppo sono meccanicamente coordinate. I due gruppi si attivano simultaneamente e in proporzioni variabili da un gruppo all'altro nel corso del movimento [3].

1.2 Movimenti elementari

I movimenti elementari eseguibili dalla spalla sono: • esso-estensione;

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• abduzione-adduzione;

• rotazione attorno all'asse longitudinale;

• movimento del moncone della spalla nel piano orizzontale; • esso-estensione orizzontale

1.2.1 Flesso-Estensione

I movimenti di esso-estensione sono eseguiti in un piano sagittale ed attorno ad un asse trasversale (g.1.2)[3]. La essione è un movimento in direzione anteriore dell'arto superiore, ed ha un range elevato di 180◦.

L'estensione è un movimento in direzione posteriore dell'arto superiore, ed ha range ridotti di circa 50◦.

Figura 1.2: Movimento di Flesso-Estensione: estensione nel caso 'a' e essione nel caso 'b'.

Il movimento di esso-estensione si può suddividere in tre tempi. I) da 0◦ a 50− 60: essione dello scapolo-omerale;

II) da 60◦ a 120: interviene il cingolo scapolare (60per la scapola e 30

assiali sia per AC che per SC);

III) da 120◦a 180: si arresta la essione scapolo-omerale e scapolo-toracica

ed interviene il rachide.

1.2.2 Adduzione-Abduzione

L'adduzione è il movimento che consente l'avvicinamento di tutte le parti dell'arto al piano sagittale (escluso il pollice).

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Una adduzione assoluta dell'arto superiore nel piano frontale non è mec-canicamente possibile, a causa della presenza del tronco. `E possibile ese-guire esclusivamente un'adduzione modesta, combinando un movimento di adduzione con uno di esso-estensione (a e b in gura 1.3).

Partendo da una qualsiasi posizione di abduzione, invece, è possibile ese-guire un movimento di adduzione per riportare l'arto in congurazione di riferimento. In questo caso si parla di adduzione relativa (c in g.1.3).

Figura 1.3: Adduzione assoluta in gura a e b; adduzione relativa in gura c.

L'abduzione è il movimento che allontana l'arto superiore dal tronco. Questo avviene nel piano frontale attorno ad un asse antero-posteriore (gura 1.4).

Figura 1.4: Abduzione massima, il braccio è verticale al di sopra del tronco. Il movimento di adbuzione, per quanto riguarda l'azione muscolare e il gioco articolare, prevede tre stadi:

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I) da 0◦ a 90azione della scapolo-omerale no al range max di tale fase1;

II) da 90◦ a 150interviene il cingolo scapolare che esegue

- un movimento a campana della scapola, rotazione in senso antio-rario di circa 60◦ dell'articolazione scapolo-toracica,

- un movimento di rotazione longitudinale, legato meccanicamente, nelle articolazioni sterno-clavicolare e acromio-clavicolare (ciascu-na concorre per 30◦);

III) da 150◦ a 180in cui si aggiunge l'inclinazione del tronco dal lato

opposto.

L'abduzione pura, che prevede un movimento esclusivamente nel piano frontale, non descrive in modo corretto l'abduzione siologica.

L'abduzione più utilizzata prevede la combinazione del movimento di ab-duzione con quello di essione. Si parla solitamente di elevazione del braccio nel piano scapolare2 (gura 1.2.2).

1.2.3 Rotazione assiale

La rotazione assiale prevede una rotazione del braccio attorno al suo asse longitudinale.

Consiste in una rotazione volontaria o aggiunta delle articolazioni a tre assi a tre gradi di libertà.

Questa rotazione è generalmente tenuta nella posizione di riferimento del braccio.

Si parla di tre tipi di rotazioni assiali:

1L'articolazione scapolo-omerale si arresta a 90per il contatto tra trochide e margine superiore del glenoide.

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a) posizione di riferimento, detta di rotazione interna-esterna a 0◦ (gura

1.5 a): gomito esso 90◦ (avambraccio nel piano sagittale). La

posi-zione di partenza più utilizzata (posiposi-zione di riferimento siologica), consiste in una rotazione interna di 30◦ in rapporto alla posizione di

riferimento[3].

b) Rotazione esterna (gura 1.5 b): rotazione più utilizzata con ampiezza massima di 80◦.

c) Rotazione interna (gura 1.5 c): ampiezza da 100◦ a 110

realizzabi-le esclusivamente con l'avambraccio dietro il tronco (si ha un pò di estensione della spalla).

Figura 1.5: Rotazione assiale della scapola: a posizione di riferimento, b rotazione esterna, c rotazione interna.

1.2.4 Movimenti del moncone della spalla nel piano

oriz-zontale

I movimenti del moncone della spalla nel piano orizzontale mettono in gioco l'articolazione scapolo-toracica.

Le posizioni assumibili dal moncone della spalla sono (gura 1.6): • posizione di riferimento,

• retroposizione; • anteposizione.

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Figura 1.6: Movimenti del moncone della spalla: a posizione di riferimento, b retroposizione e c anteposizione.

1.2.5 Flesso-Estensione orizzontale

La esso-estensione orizzontale è un movimento dell'arto superiore nel piano orizzontale attorno ad una succesione di assi verticali, dato che i movi-menti vengono eettuati sia nella scapolo-omerale che nella scapolo-toracica.

I movimenti principali della esso-estensione orizzontale sono:

• posizione di riferimento: l'arto superiore è in abduzione di 90◦nel piano

frontale (a in gura 1.7);

• essione orizzontale: combinazione tra la essione e l'abduzione di 140◦

(b in gura 1.7));

• estensione orizzontale: combinazione tra estensione e abduzione di 30◦

(c in gura 1.7)).

1.3 Movimenti dello shoulder girdle

Per avere un'idea della complessità della catena cinematica di spalla è opportuno considerare i movimenti del cingolo scapolare (`shoulder girdle'). I movimenti elementari che la scapola è in grado di eseguire relativamente al torace sono:

• spostamento laterale interno ed esterno (gura 1.8); • traslazione laterale interna ed esterna (gura 1.9);

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Figura 1.7: Flesso-Estensione orizzontale: a posizione di riferimento, b essione orizzontale, c estensione orizzontale.

• movimenti a `campana' o di basculamento, rotazione della scapola at-torno ad un asse perpendicolare al piano della scapola e situato poco al di sotto della spina scapolare (gura 1.11).

Durante i movimenti di abduzione o di essione dell'arto superiore i diversi movimenti elementari si combinano in vario modo.

Figura 1.8: Spostamento laterale interno ed esterno della scapola.

1.4 Shoulder rhythm

Dal punto di vista biomeccanico, la clavicola è vincolata allo sterno e alla scapola con due giunti che hanno uguale mobilità, e consente alla scapola di muoversi relativamente al torace.

La testa dell'omero a sua volta, si muove all'interno di una coppa poco profonda nella parte laterale della scapola (cavità del glenoide).

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Figura 1.9: Traslazione laterale interna ed esterna della scapola.

Figura 1.10: Traslazione verticale di abbassamento ed elevazione della scapola.

Il movimento relativo di tutte le ossa della spalla, durante la sua attività, come visto precedentemente, non è indipendente.

La relazione funzionale tra i gradi di libertà cinematici della spalla viene chiamata in letteratura, shoulder rhythm[1, 2]. I primi ad utilizzare questo termire sono stati Hogfors et al.[1, 2].

Lo shoulder rhythm corrisponde alla posizione relativa spontanea delle ossa; può variare leggermente tra individui diversi, ma non è sensibile a carichi moderati.

Per cercare di descrizione lo shoulder rhythm, si trovano in letteratura diversi modelli biomeccanici o di regressione 2D e 3D.

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1.5 Muscoli motori dello shoulder girdle

L'azione motrice agente sul cingolo scapolare è esercitata principalmente da sei fasci muscolari. Ogni fascio può essere composto da sottoporzioni muscolari.

I muscoli motori del cingolo scapolare sono:

1. Trapezio: fascio superiore (acromio-claveare), fascio mediale (spinoso) e fascio inferiore (1 in gura 1.12 e 1.13);

2. Romboide (2 in gura 1.12);

3. Angolare (3 in gura 1.12 e 1.13 a);

4. Grande dentato: porzione superiore e inferiore (4 in gura 1.12 e 1.13); 5. Piccolo pettorale (5 in gura 1.12 e 1.13 b);

6. Sotto-claveare (6 in gura 1.12);

Il fascio superiore del trapezio impedisce la caduta del moncone della spalla per azione del peso. Il fascio mediale serve a far aderire la scapola al torace ed a portare indietro il moncone della spalla. Il fascio inferiore attira la scapola verso il basso e medialmente.

La contrazione simultanea dei tre fasci del trapezio ha un ruolo importante nel trasporto di carichi pesanti.

Il muscolo romboide è responsabile dell'elevazione della scapola, della rotazione della scapola verso il basso e dell'adesione dell'angolo inferiore della scapola contro le coste.

Il piccolo pettorale abbassa il moncone della spalla e fa scivolare la scapola lateralmente ed in avanti allontanandola dal torace.

Il sotto-claveare fa abbassare la clavicola e la spinge verso lo sterno. La porzione superiore del grande dentato attira la scapola in avanti e medialmente e le impedisce di allontanarsi quando spinge in avanti un peso. La posizione inferiore, invece, fa basculare la scapola verso l'alto. Tale azione interviene durante la essione, l'abduzione e nel trasportare pesi quando l'abduzione del braccio supera il 30◦.

Il fascio mediale del trapezio, l'angolare e il romboide vengono considerati gli adduttori della scapola. Inoltre tutti insieme, eccetto il fascio inferiore del trapezio, sono elevatori della scapola.

I mucoli grande dentato e piccolo pettorale sono, invece, gli abduttori della scapola.

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Figura 1.12: Muscoli del cingolo scapolare (visione posteriore): 1 trapezio (1 fascio superiore, 1' fascio mediale, 1 fascio inferiore); 2 romboide; 3 angolare; 4' grande dentato porzione inferiore; 5 piccolo pettorale; 6 sotto-claveare.

Figura 1.13: Muscoli del cingolo scapolare. In gura a (visione di prolo): 1 trapezio, 3 angolare, 4 grande dentato porzione superiore, 4' grande dentato porzione inferiore. In gura b (sezione orizzontale): 1 trapezio, 4 grande dentato porzione superiore, 5 piccolo pettorale.

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Bibliograa

[1] P. Herberts C. Hogfors, G. Sigholm. Biomechanical model of the human shoulder i. elements. J Biomechanics, 20:157166, 1987.

[2] P. Herberts C. Hogfors, G. Sigholm. Biomechanical model of the human shoulder joint ii. the shoulder rhythm. J Biomechanics, 24:699709, 1991. [3] I.A. Kapandji. Fisiologia articolare.

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