Sviluppo di un protocollo di analisi strumentale con sensori inerziali per la valutazione clinico-funzionale degli arti superiori in pazienti pediatrici affetti da patologie neuromuscolari = Development of an instrumental analysis protocol with inertial sensors for the clinical-functional evaluation of the upper limbs in pediatric patients suffering from neuromuscular pathologies

La Distrofia Muscolare di Duchenne (DMD) e l’Atrofia Muscolare Spinale (SMA) sono patologie neuromuscolari rare, che appartengono rispettivamente alle categorie di malattie primarie del muscolo e malattie del motoneurone. I sintomi comuni si traducono principalmente in perdita della forza muscolare, affaticamento, deficit nella deambulazione, disturbi cognitivi e psicologici. Entrambe le patologie sono caratterizzate da diversi stadi evolutivi, motivo per cui è fondamentale un continuo monitoraggio per evitare di arrivare alla fase più degenerativa, ovvero alla compromissione totale dei muscoli degli arti inferiori e superiori. Attualmente, gli strumenti utilizzati per la valutazione dei pazienti affetti da malattie neuromuscolari sono le scale di valutazione clinica, che prevedono l’esecuzione di specifici task motori, al termine dei quali lo specialista assegna un punteggio rappresentativo delle capacità del paziente di eseguire correttamente il task richiesto, senza o con il contributo di compensi. Lo svantaggio dell’utilizzo delle scale di valutazione è la dipendenza dall’operatore che somministra il test e la mancanza di un dato strumentale oggettivo monitorato nel corso dell’evoluzione della patologia. Per ovviare a tale problema, tra le possibili soluzioni vi è il ricorso ad un’analisi strumentale, che fa uso di tecniche di acquisizione finalizzate alla quantificazione del movimento. Ne sono un esempio i sensori IMU (Inertial Measurement Units), dispositivi indossabili che monitorano la cinematica dell’utente in termini di accelerazioni lineari e velocità angolari e che recentemente sono stati proposti in ambiente clinico grazie ai vantaggi di facilità d’uso, ridotto ingombro, applicazione in ambienti non strutturati e monitoraggio per lunghi intervalli di tempo. L’obiettivo del presente progetto di tesi riguarda lo sviluppo di un protocollo di analisi strumentale con l’utilizzo di sensori indossabili IMU contemporaneamente all’analisi clinico-funzionale di pazienti affetti da malattie neuromuscolari, condotta attraverso la somministrazione di scale di valutazione durante l’esecuzione di task motori per la valutazione degli arti superiori. La definizione del protocollo è avvenuta sulla base di un’accurata ricerca bibliografica la quale ha permesso di indagare gli studi attualmente in corso, i parametri biomeccanici di maggior interesse, i risultati ottenuti e le limitazioni. Il protocollo prevede l’identificazione di un idoneo posizionamento dei sensori in corrispondenza dei segmenti corporei di interesse (torace, avambraccio destro e sinistro, braccio destro e sinistro), l’identificazione dei parametri biomeccanici (cinematica angolare del singoli segmenti corporei, prevalenza, entropia, SPARC) in grado di descrivere in maniera oggettiva il movimento del paziente durante l’esecuzione di specifici task motori, la validazione su un campione di soggetti sani tramite l’analisi di movimenti preliminari circa l’articolazione di spalla e gomito e, successivamente, tramite l’esecuzione dei task motori selezionati. Infine, si è ritenuta fondamentale effettuare una preliminare valutazione sperimentale su un gruppo di pazienti affetti da DMD o SMA attualmente in cura presso l’Ospedale Regina Margherita di Torino.