Variazione della forza elettricamente indotta in funzione dell’angolo articolare e della posizione degli elettrodi di stimolazione: nuove proposte per una ottimizzazione della stimolazione elettrica funzionale = Variation of the electrically induced force as a function of the joint angle and the position of the stimulation electrodes: new proposals for an optimization of functional electrical stimulation

Lo scopo del presente studio è quello di valutare se la forza elettricamente indotta sui muscoli sia legata alla variazione dell’angolo articolare e al posizionamento degli elettrodi di stimolazione. Al fine di rispondere all’ipotesi dello studio, è stata presa come riferimento la coppia di estensione del ginocchio prodotta dal muscolo quadricipite durante la stimolazione tetanica dello stesso. In particolare, è stata valutata la suddetta coppia con il ginocchio posizionato a quattro angoli articolari differenti, 30°, 60°, 90° e 120°, considerando che angoli articolari minori di 90° definiscono un’estensione del ginocchio e, al contrario, angoli maggiori di 90° ne definiscono una flessione. Valutare la coppia prodotta in diversi angoli articolari è importante in quanto le fibre muscolari sono in grado di accorciarsi di quantità differenti, a seconda di quanto la loro lunghezza di partenza si discosta dalla lunghezza di riposo. L’accorciamento delle fibre muscolari, nonché la loro contrazione, è indice della forza che il muscolo è in grado di produrre e, nel momento in cui le condizioni della stimolazione elettrica non cambiano, è interessante notare se una variazione della forza possa essere legata anche allo spostamento relativo tra gli elettrodi di stimolazione e il muscolo, oltre che ai fattori fisiologici. Al fine di produrre la contrazione del muscolo quadricipite, gli elettrodi di stimolazione sono stati posizionati su tre delle teste di tale muscolo: vasto mediale, retto femorale e vasto laterale. Inoltre, per valutare se la distanza tra gli elettrodi di stimolazione possa influire sulla coppia di estensione prodotta, a causa della quantità di fibre muscolari interessate dal passaggio di corrente, la stimolazione elettrica è stata applicata con gli elettrodi di stimolazione posizionati a due distanze interelettrodiche diverse. Durante l’esecuzione delle prove, è stata valutata, inoltre, l’elettromiografia di superficie dei muscoli antagonisti all’estensione del ginocchio per analizzarne lo stato di attivazione. I risultati ottenuti evidenziano un aumento della coppia di estensione del ginocchio con l’aumento della distanza interelettrodica. D’altro canto, la coppia di estensione maggiore è stata ottenuta ad un angolo articolare differente a seconda che la distanza interelettrodica fosse quella minore o maggiore. In conclusione, sia la distanza tra gli elettrodi che l’angolo articolare sembrano influire criticamente sulla forza elettricamente indotta sui muscoli, con eventuali implicazioni circa l’ottimizzazione dei protocolli di esercizi basati sulla stimolazione elettrica funzionale.