La stabilometria in posturologia

La pedana stabilometrica è lo strumento che permette di misurare in modo oggettivo l’equilibrio di una persona in posizione eretta, registrando gli spostamenti del centro di pressione durante la stazione eretta. È uno degli strumenti principali della stabilometria, la disciplina che in posturologia si occupa di quantificare l’equilibrio del paziente attraverso parametri numerici, invece che tramite la sola osservazione clinica.

Alcuni pazienti accusano sintomi che sono legati semplicemente allo “stare in piedi”: in questa postura, possono infatti soffrire di dolori cronici all’asse del corpo (cervicalgia, mal di schiena, gonalgia, ecc.), di vertigini e/o instabilità. Sono sintomi soggettivi che tuttavia manifestano un problema oggettivo. Quindi, di fronte a tali pazienti, il clinico dovrà innanzitutto osservare oggettivamente come “stanno in piedi”, lasciando tra parentesi, almeno inizialmente, l’esperienza soggettiva del loro disagio.

Parametri stabilometrici

L’uso della stabilometria in posturologia ha l’obiettivo di osservare e quantificare il modo in cui si trovano questi pazienti. Utilizzando modelli biomeccanici della stazione eretta, il posturologo può riflettere sui dati grezzi delle forze misurate dalla piattaforma e calcolare la posizione, la velocità, l’accelerazione del centro di massa del paziente. Andando ben oltre questi dati biomeccanici di base, può continuare le sue riflessioni e definire la stabilità del corpo in posizione eretta, il suo costo, la sua economia, il suo tempo di reazione e molto altro ancora.

Questa sequenza logica è perfettamente razionale: abbiamo il diritto di ridurre il fenomeno dello “stare in piedi” a una realtà meccanica, anche se il modello biomeccanico della stazione eretta attualmente utilizzato nella stabilometria clinica è rozzo, in quanto riduce il soggetto a un pendolo inverso che ruota attorno alle caviglie. Questo modello, tuttavia, è accettabile perché non ci si aspetta dalla macchina la finezza dell’esame clinico, ma misure che portino un po’ di rigore, anche nel linguaggio.

Il parametro X-medio

Sappiamo che la verticale di gravità è normalmente situata, con precisione, nel piano frontale dello scheletro, entro pochi millimetri. Non è mai stato dimostrato che una posizione anormale di questa verticale possa provocare sollecitazioni anomale sulle articolazioni. D’altra parte, durante un trattamento di successo, si osserva regolarmente e che la verticale ritorna nella posizione normale e che il dolore dell’asse del corpo scompare. Questo parametro (X-medio) è considerato affidabile e interessante dai posturologi.

Il parametro Y-medio

Nel piano sagittale, la posizione della verticale di gravità è molto più variabile. È riconosciuto che la tensione dei tessuti dei compartimenti posteriori delle gambe aumenta quando il soggetto è più inclinato in avanti; sappiamo che questa tensione, di per sé, non è sufficiente a stabilizzare la posizione della verticale di gravità. Per perfezionare questa stabilizzazione sono necessarie dei momenti di contrazione muscolare: notiamo, infatti, che più il soggetto è proteso in avanti, meno numerose sono queste contrazioni muscolari. Il che è previsto, in quanto i tessuti dei compartimenti posteriori sono più tesi.

Il parametro AfY

Esiste quindi normalmente una correlazione inversa tra tensione e contrazione. Ora, questa correlazione può essere modificata dal tono di base del soggetto: se il soggetto è ipertonico, la stabilizzazione inversa della verticale richiederà meno contrazioni muscolari; al contrario, se è ipotonico, richiederà più contrazioni muscolari. Quest’ultima osservazione è particolarmente utile per il posturologo, perché gli permette di avere un’idea quantificata del tono di base del suo paziente.

L’importanza delle contrazioni muscolari è quantificata dall’accelerazione del centro di massa; si presume che nessun impulso del centro di massa sia stato causato da un agente esterno durante la registrazione stabilometrica. Questo nuovo parametro è denominato AfY poiché osserva l’accelerazione del centro di massa (A) in funzione (f) della posizione media della verticale di gravità nel piano sagittale (Y).

La stabilità

L’uomo non si trova mai in equilibrio statico: è infatti incapace di mantenere la sua gravità verticale allineata con le risultanti forze di reazione del suolo. È quindi in equilibrio dinamico, che i fisici caratterizzano con uno “zero” essendo zero la somma delle forze. Questo zero invariabile della situazione di equilibrio dinamico, vista dai fisici, non interessa affatto il posturologo, perché non gli dice nulla sull’equilibrio.

Ma se l’uomo non è mai in equilibrio statico, è invece stabile. La stabilità è la proprietà di un corpo che ritorna spontaneamente nelle vicinanze della sua posizione media quando se ne allontana. Ecco che, questo concetto di stabilità, a differenza del concetto di equilibrio, porta molte informazioni al posturologo, il quale può misurare la precisione di questa stabilità, il suo costo energetico, il suo rapporto economico precisione/costo, il suo tempo di reazione e molto altro.

Precisione di stabilità: il parametro di “superficie”

Quando la proiezione della verticale di gravità di un uomo in posizione eretta descrive ampi anelli all’interno del suo poligono di appoggio, è consuetudine dire che sia instabile: la precisione della sua stabilità è scarsa. Al contrario, diremo del funambolo – capace di mantenere la sua gravità verticale all’interno di un cilindro di pochi millimetri quadrati di sezione – che la precisione della sua stabilità è ottima.

La precisione di stabilità è quindi misurata dall’importanza della deviazione media della verticale di gravità dalla sua posizione media. Questa deviazione standard può essere calcolata rispetto alla distribuzione delle sole ascisse, o solo delle ordinate, della posizione del centro di gravità (che è la proiezione al suolo del centro di massa) o meglio, in rapporto alla distribuzione dell’uno e dell’altro. Quindi usiamo l’area di un’ellisse di confidenza che contiene il 90% delle posizioni campionate del centro di gravità: la precisione di stabilità di un soggetto è pertanto misurata dall’area di questa ellisse.

Il costo energetico della stabilità: il parametro dell’accelerazione del centro di gravità

Quando la verticale di gravità si sposta in avanti, indietro, a destra, a sinistra e viene riportata improvvisamente nella sua posizione centrale, il centro di gravità è soggetto ad accelerazioni endogene dovute alla contrazione muscolare adattata al movimento necessario. È quindi sufficiente misurare l’accelerazione del centro di gravità per quantificare il costo energetico della stabilizzazione.

Maggiore è l’accelerazione, più lungo sarà il tempo degli spostamenti del centro di gravità – quindi, maggiore sarà la lunghezza di questi spostamenti durante la durata della registrazione. Lunghezza, velocità, accelerazione dei movimenti del centro di gravità sono correlate.

Il rapporto economico costo/precisione: il parametro AfS

Non si può misurare l’accuratezza della stabilità di un soggetto senza considerare la quantità di energia spesa per ottenere quella precisione, essendo questa quantità diversa in tutti i soggetti. Il rapporto economico costo/precisione ci fornisce ulteriori informazioni sul funzionamento del sistema posturale del soggetto esaminato.

Il modo migliore per analizzare questa relazione è confrontare, mediante un quoziente, l’energia effettivamente spesa con l’energia normalmente spesa per la precisione osservata. Questo parametro AfS (A: accelerazione, f: in funzione di, S: superficie) corrisponde al vecchio parametro Lfs, utilizzato prima di sapere come calcolare l’accelerazione del centro di gravità.

Il tempo di reazione del sistema posturale

La curva dell’accelerazione del centro di gravità in funzione del tempo, mostra molto chiaramente momenti di accelerazione che spingono il centro di gravità da un’area in cui era stagnante a un’area successiva, dove ristagnerà di nuovo. Tuttavia, queste raffiche di accelerazione non hanno affatto lo stesso profilo in tutti i soggetti. I soggetti anziani, ad esempio, hanno una maggiore frequenza di picchi di accelerazione rispetto ai soggetti giovani, come se stessero sempre recuperando terreno per la relativa lentezza delle loro reazioni.

Il tempo di reazione del sistema posturale non è lo stesso in tutti i soggetti. Nella tradizione della fisica, la grandezza, uguale a un tempo, che caratterizza la rapidità dell’evoluzione di una grandezza fisica nel tempo, è chiamata “costante di tempo”.

Per analogia con il calcolo della costante di tempo in fisica, il tempo di reazione del sistema posturale viene calcolato utilizzando la curva di autocorrelazione dell’accelerazione del centro di gravità in funzione del tempo: una volta individuato il punto di questa curva, che presenta sull’ordinata un determinato valore del coefficiente di correlazione, l’ascissa di questo punto fornisce il valore del “tempo di reazione”.

Il tasso di ventilazione

I movimenti ventilatori mobilitano masse relativamente grandi del corpo. Sarebbe quindi normale che questi movimenti compaiano sul segnale stabilometrico. Tuttavia, nel soggetto normale, non vediamo apparire nulla, anche sulle analisi di frequenza alla ricerca di qualcosa che accade nella banda dei 0,2 Hz (ovvero la frequenza ventilatoria). D’altra parte, la presenza di un picco anomalo di ampiezza in questa banda di frequenza è stata segnalata da vari autori in presenza di diverse patologie, come tumori cerebrali, neurite vestibolare e lombalgia. Pensiamo che questo picco sia correlato all’ipertonicità dei muscoli paravertebrali, che bloccano i meccanismi di compensazione che normalmente impediscono la comparsa del ritmo ventilatorio sui tracciati stabilometrici.

La presenza di ampiezze anomale nella banda di frequenza dei 0,2 Hz è verificata confrontando la media delle ampiezze in questa banda di frequenza con la media delle ampiezze delle oscillazioni posturali nelle frequenze posturali. Esistono falsi positivi di questi parametri: una singola oscillazione posturale di grande ampiezza per un periodo di 5 secondi, senza alcuna apparente relazione con la ventilazione, può dare un valore anormale di questi parametri. È quindi necessario verificare che tale oscillazione non compaia sullo stabilogramma. In genere è abbastanza visibile ma in caso di dubbio, un’analisi wavelet (o più semplicemente, una nuova registrazione del soggetto in apnea) mostra chiaramente l’origine di questo falso positivo.

Integrazione sensoriale

Attualmente è generalmente accettato che il controllo della postura ortostatica utilizzi una moltitudine di informazioni provenienti da molti sensori diversi. Reuven Kohen-Raz ha dimostrato che il sistema nervoso centrale a volte ha difficoltà a integrare tutte queste informazioni, in particolare nelle persone autistiche: ha scoperto che il loro controllo posturale migliora con la riduzione della quantità di informazioni disponibili.

Il protocollo ordinario per una valutazione stabilometrica prevede quindi una progressiva riduzione delle diverse fonti di informazione posturale. Il soggetto viene prima registrato nello stato in cui arriva, poi, gradualmente, le varie protesi vengono rimosse una ad una (prima di registrarlo con gli occhi chiusi, in piedi su uno strato di schiuma, ecc). Quando la manipolazione di un ingresso del sistema posturale ha causato un cambiamento nel controllo posturale, è impossibile sapere se il problema è dovuto a un’anomalia di questo ingresso (ad esempio, occhiali correttivi non adatti) o al ruolo delle informazioni fornite da questo ingresso nell’integrazione sensoriale.

Questa ambiguità giustifica il normale protocollo di bilanciamento stabilometrico, che è in grado di spiegare il ruolo anormale di un input altrimenti normale. La neurite vestibolare, ad esempio, spesso si comporta come un cieco posturale: anche se la visione è perfetta, o perfettamente corretta, l’informazione posturale retinica derivante da uno spostamento dell’immagine deve essere confrontata con l’informazione vestibolare. Questo slittamento è dovuto a un movimento del corpo o ad un movimento dello spazio visivo? Nel caso della neurite vestibolare, questa ambiguità non può essere risolta. Pertanto, il segnale retinico non può essere utilizzato per il controllo posturale; quindi il comportamento di questo soggetto è simile a quello di un cieco posturale mentre la sua vista è perfetta.

Domande frequenti

Quanto costa una pedana stabilometrica?
Il prezzo varia molto in base alla tecnologia (piattaforma singola o doppia, sensori di forza o piezoelettrici) e al software di analisi incluso: richiedi un preventivo su misura per il tuo studio, ad esempio sulla pedana Cyber Sabots.

A cosa serve una pedana stabilometrica?
Serve a oggettivare e quantificare l’equilibrio del paziente in stazione eretta, fornendo dati numerici utili per la diagnosi posturale e per monitorare i progressi durante la riabilitazione.

Fonte bibliografica: Pierre Marie Gagey, La stabilometétrie, Pratiques en posturologie, 2017.

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