Sviluppo e validazione di un modello cinematico multi-segmento dell'arto superiore per microchirurgia di nerve transfer. = Development and validation of a multi-segment kinematic model of the upper limb for transfer nerve microsurgery.

La tetraplegia è una paralisi che coinvolge tutti e quattro gli arti ed il tronco. Essa è normalmente conseguenza di una lesione a livello cervicale della spina dorsale o di un trauma cranico. Nei soggetti tetraplegici il recupero di movimenti, pur se limitati, risulta molto importante. È possibile recuperare alcune funzionalità dell’arto superiore mediante l’operazione di “nerve transfer”, che consiste nel trasferire nervi di un muscolo sano, situato a monte della lesione midollare e chiamato donatore, a un muscolo ricevente che in seguito alla lesione non presenta più nervi funzionanti. Il paziente, se l’esito dell’intervento è positivo, ha la possibilità di recuperare il controllo motorio e sensoriale della zona interessata. In questa tesi si sono esaminati i trasferimenti nervosi al nervo motorio del tricipite e al nervo interosseo posteriore e anteriore per recuperare l’estensione del gomito e delle falangi delle dita; attualmente la valutazione post operatoria è prettamente clinica. Il presente progetto di tesi si propone di sviluppare un modello cinematico dell’arto superiore e della mano composto da 9 segmenti anatomici, descritti da 29 markers applicati su appositi punti di repere anatomici, per valutare il range di movimento delle articolazioni e per quantificare il recupero del movimento post intervento. Ad ogni segmento è associato un sistema di riferimento anatomico locale: l’origine, nel braccio, nell’avambraccio e nella mano coincide con il centro dell’articolazione, nelle dita della mano con l’articolazione metacarpo- falangea o trapezio-metacarpale e nel tronco con il marker posizionato sulla clavicola. L’asse z della terna è parallelo alla direzione longitudinale del segmento; l’asse x identifica la direzione antero-posteriore, e infine l’asse y identifica la direzione medio-laterale. Le analisi sperimentali, effettuate su 3 soggetti sani di genere femminile, sono state eseguite presso il laboratorio del passo dell’Unità Spinale Unipolare di Torino, utilizzando il sistema optoelettronico Vicon (8 telecamere IR, di cui 6 poste lungo il perimetro del laboratorio e 2 su treppiedi così da restringere il volume di cattura, e 2 telecamere HD). I soggetti coinvolti hanno effettuato due categorie di movimenti. Nella prima si ha l’extra rotazione di spalla, la flesso-estensione di gomito, la prono-supinazione dell’avambraccio, l’estensione delle dita e la flesso-estensione del pollice e dell’indice con l’obiettivo di analizzare il range di movimento delle articolazioni coinvolte e di verificare il corretto funzionamento del modello creato. La seconda categoria riproduce i movimenti del muscolo ricevente e del donatore, come l’extra rotazione di spalla unita all’estensione di gomito, la prono-supinazione dell’avambraccio associata all’estensione delle dita e la flessione del gomito associata al movimento di pinza delle dita con il fine di quantificare un eventuale recupero post-operatorio. Gli angoli articolari, ottenuti dal confronto tra l’orientamento relativo del segmento distale rispetto a quello prossimale dell'articolazione ed espressi come angoli di Eulero con rotazione YXZ, sono stati calcolati per ogni movimento e confrontati con i range fisiologici ricavati dallo studio della letteratura. I risultati ottenuti hanno consentito di verificare la validità del modello. L’obiettivo futuro è l’applicazione del modello sviluppato a pazienti tetraplegici per valutare e quantificare un loro eventuale recupero post intervento.