Analisi biomeccanica del Box and Block Test in soggetti sani come modello per lo studio di patologie neuromuscolari.

Le malattie neuromuscolari (NMD) compromettono la funzionalità motoria negli individui affetti, rendendo complesso anche lo svolgimento delle più semplici attività della vita quotidiana. La diagnosi in ambito clinico si basa tradizionalmente sullo svolgimento di test funzionali mirati e sull’utilizzo di scale di valutazione standardizzate. Tuttavia, questo approccio è intrinsecamente qualitativo, in quanto dipende dall’interpretazione soggettiva del clinico coinvolto e risente di fattori legati direttamente ai pazienti, come l’apprendimento e la variabilità intra-soggetto. Tale limitazione non consente alle scale di valutazione di rilevare cambiamenti sottili o di monitorare con precisione l’evoluzione della malattia e la risposta ai trattamenti. Lo sviluppo e la diffusione di sistemi di acquisizione composti da unità di misura inerziali (IMU) ha consentito l’elaborazione di analisi quantitative e oggettive fondamentali in ambito clinico. Inoltre, la portabilità e la minima invasività che caratterizzano gli IMU li rendono spesso preferibili rispetto ai sistemi ottici tradizionali che, invece, sono più ingombranti e caratterizzati da una complessa fase di calibrazione, sebbene essi costituiscano il gold standard tra i sistemi di cattura del movimento. In letteratura ci sono ancora pochi studi focalizzati sull’utilizzo di IMU per la valutazione biomeccanica di test funzionali in pazienti con NMD. Alla luce di questo, lo scopo della tesi è stato quello di sviluppare algoritmi per il calcolo di parametri biomeccanici tramite IMU durante il Box and Block Test (BBT). Si tratta di un test che prevede lo spostamento di blocchetti cubici da una prima a una seconda scatola superando con la mano un separatore tra le due. Il test ha la durata di un minuto e deve essere eseguito il più velocemente possibile. È particolarmente adatto per la valutazione della funzionalità motoria residua negli arti superiori nei pazienti con NMD. Al fine di mettere a punto gli algoritmi per il calcolo dei parametri, il BBT test è stato eseguito e ripetuto da un soggetto giovane e sano utilizzando 5 IMU (tavolo, mano, avambraccio, braccio e petto) e un sistema stereofotogrammetrico di supporto. La prima fase di post-elaborazione dei dati ha previsto di segmentare il gesto caratteristico del BBT sfruttando la posizione verticale del marker e applicando poi la stessa segmentazione anche ai segnali IMU (accelerazioni, velocità angolari e angoli). Una volta identificata la sequenza di cicli eseguiti dal soggetto, sono state calcolate media e deviazione standard dei vari segnali. Inoltre, sono stati anche valutati altri parametri di interesse clinico: il numero di blocchetti spostati, la potenza dell’avambraccio, e il tasso di elevazione della mano. Gli algoritmi sviluppati nella tesi possono essere impiegati per pazienti con NMD al fine di valutare la ripetibilità del gesto (analizzando media e deviazione standard dei parametri), ma anche la presenza di affaticamento (confrontando valori massimi dei parametri nel corso del singolo test o tra acquisizioni diverse). In conclusione, l’affiancamento di parametri quantitativi derivati da IMU ai punteggi ottenuti tramite le scale soggettive offre la possibilità di ottenere interventi clinici più sensibili e personalizzati, migliorando quindi la precisione diagnostica e la valutazione dell’efficacia di un trattamento.