Analisi biomeccanica multimodale della deformità spinale dell'adulto con disallineamento del piano sagittale (ASD)

Una buona comprensione dei principi dell'equilibrio è fondamentale per ottenere risultati ottimali nel trattamento dei disturbi della colonna vertebrale. Una complessa interazione del sistema neuromotorio e del reclutamento muscolare è necessaria per l'equilibrio ergonomico e lo spostamento deliberato del corpo umano. L'allineamento della colonna vertebrale deve consentire a un individuo di stare in piedi senza dolore con un minimo dispendio di energia muscolare. Questo concetto si riflette nel principio del "cono dell'economia" di Jean Dubousset. Il disallineamento del piano sagittale nelle deformità spinali sfida i meccanismi di equilibrio utilizzati per il mantenimento di una postura eretta. L'attuale work-up diagnostico allo stato dell'arte delle deformità spinali è principalmente una valutazione radiologica statica 2D nella posizione libera della Scoliosis Research Society (SRS) con analisi dei parametri spinopelvici come descritto da Duval-Beaupmet e altri.

Fino ad ora l'equilibrio sagittale è stato valutato facendo cadere un filo a piombo verticale dal centro del corpo vertebrale C7 e quantificando la distanza del piatto sacrale da questa verticale (asse verticale sagittale o SVA). Altri misurano l'angolo di inclinazione spinopelvico T1 (T1-SPI). SVA, T1-SPI e inclinazione pelvica sono correlati con la disabilità auto-riferita e i punteggi della qualità della vita correlata alla salute (HRQL) rispetto ai soggetti normali correlati all'età e al sesso.

La letteratura suggerisce un'eziologia multifattoriale della ridotta capacità di equilibrio con malattia neurologica o vestibolare, atrofia muscolare nel mm erettore spinale, età avanzata, lombalgia e anamnesi di chirurgia spinale. Il verificarsi di complicanze postoperatorie dopo la correzione della deformità spinale come la sottocorrezione del disallineamento sagittale, i cambiamenti reciproci postoperatori nella cifosi toracica, la cifosi giunzionale prossimale e il fallimento della strumentazione sono probabilmente dovuti all'attuale inadeguato iter diagnostico.

Gli investigatori non comprendono appieno il ruolo della vista e l'esatta strategia di reclutamento delle unità neuromuscolari (tronco, bacino, arti inferiori) nei pazienti con disallineamento del piano sagittale durante la posizione eretta e la deambulazione. Diversi meccanismi compensatori nei disturbi dell'equilibrio sagittale sono identificati nella situazione statica. Meccanismi intraspinali come l'iperestensione dei dischi lombari, la retrolistesi delle vertebre lombari, la riduzione della cifosi toracica e il back tilt pelvico e meccanismi extraspinali come il ginocchio e l'estensione della caviglia sono suggeriti come meccanismi di compensazione. In letteratura si riscontra una forte correlazione tra l'insorgenza del flesso del ginocchio e la mancanza di lordosi lombare. Per comprendere questi meccanismi è necessaria una valutazione dinamica degli individui con deformità spinali. Attualmente c'è solo pochissima ricerca eseguita nel campo dei test di equilibrio clinico e dell'analisi del movimento strumentale in pazienti con deformità spinale. Per quanto riguarda i test di equilibrio clinico, la Fullerton Advanced Balance Scale (scala FAB) è presentata come uno strumento affidabile per prevedere se gli adulti più anziani cadranno o meno. La scala FAB è uno strumento affidabile e valido nella malattia di Parkinson con effetto soffitto minimo e mostra risultati promettenti nel rilevare piccoli disturbi dell'equilibrio. Ultimo ma non meno importante, l'uso dell'analisi strumentale del movimento per esaminare l'andatura in soggetti con deformità della colonna vertebrale non è convenzionale. È stato riferito che i soggetti con equilibrio sagittale fisso hanno una velocità di deambulazione significativamente più lenta e un punteggio di resistenza inferiore rispetto ai controlli di pari età. Si osserva anche un uso inadeguato dell'inclinazione pelvica durante la deambulazione. I soggetti con inclinazione in avanti del tronco presentano una cinematica e una cinetica degli arti inferiori durante la deambulazione anormali rispetto ai soggetti normali per età e sesso. Quando la deformità supera i meccanismi di compensazione primari, vengono utilizzati meccanismi aggiuntivi, come l'andatura accovacciata, per riorientare il tronco in una posizione più verticale.

Il modello del tronco attualmente utilizzato nell'analisi del movimento in UZ Leuven è stato sviluppato da Heyrman et al dopo il lavoro di Leardini et al. Armand et al hanno anche considerato il torace non come un segmento rigido e hanno presentato l'uso di un posizionamento ottimale del marker sul torace per l'analisi clinica dell'andatura. Tuttavia non includevano marcatori sulla testa. Heyrman et al hanno mostrato nel loro studio con bambini con paralisi cerebrale (CP) che l'aumento dei movimenti del tronco alterati durante l'andatura era correlato a una prestazione inferiore sulla scala di misurazione del controllo del tronco (TCMS) in posizione seduta, indicando la presenza di un sottostante deficit di controllo del tronco. Questi autori sono stati così in grado di mostrare una correlazione tra un test posturale clinico come il TCMS ei parametri del tronco e degli arti inferiori durante la deambulazione. Tuttavia, non sono riusciti a trovare una correlazione significativa tra i movimenti del tronco alterati in generale e i movimenti alterati degli arti inferiori durante l'andatura in una popolazione con PC e hanno concluso che i movimenti del torace osservati durante l'andatura, molto probabilmente sono il risultato di entrambi i movimenti compensatori per i deficit degli arti inferiori e un sottostante deficit di controllo del tronco. L'attuale concetto di pensiero è che in una popolazione adulta con deformità spinale con disallineamento del piano sagittale i movimenti alterati osservati negli arti inferiori durante la posizione eretta e l'andatura compensino l'inclinazione in avanti del tronco. La sfida per gli studi futuri è di svelare ulteriormente la relazione tra i movimenti del tronco e degli arti inferiori, raggruppati in schemi di movimento funzionali. Inoltre, ulteriori informazioni sulla cinetica del tronco e degli arti inferiori e sull'attività muscolare (utilizzando l'elettromiografia dinamica (EMG)) contribuiranno notevolmente alla comprensione di questa relazione funzionale e forniranno approfondimenti sui meccanismi compensatori del tronco rispetto agli arti inferiori e viceversa.