Sviluppo e validazione di un modello di dinamica muscolare personalizzato per l'analisi del cammino.

Il sistema muscolo-scheletrico è un importante apparato del corpo umano, sorregge il peso corporeo e ne favorisce il movimento. Risulta quindi importante definire il suo comportamento; per farlo bisogna stimare grandezze difficilmente misurabili in vivo (i.e. le forze muscolari) e stabilire relazioni causa-effetto a partire dai dati sperimentali. Per far ciò, si fa uso di modelli muscolo-scheletrici, che sono una rappresentazione matematica del corpo umano e delle sue strutture; mediante simulazioni al computer, tali modelli, permettono di analizzare il movimento umano. Solitamente si fa uso di modelli generici, che derivano dalla dissezione di cadavere, ma questi ultimi hanno il limite di considerare per ogni soggetto in analisi la stessa anatomia. Con lo sviluppo delle conoscenze in ambito biomeccanico e con un più facile accesso alle immagini mediche, è stato possibile generare modelli di dinamica muscolo-scheletrica specifici per il soggetto. Nel caso dello studio di alcune malattie neuromuscolari, oppure nel caso in cui l’analisi è rivolta ad una popolazione pediatrica, si fa uso di modelli personalizzati in quanto la modellazione generica non è sufficiente. Questo progetto di tesi mostra quelli che sono i passaggi principali per lo sviluppo e la validazione di un modello di dinamica muscolo-scheletrico soggetto specifico per l’analisi del cammino. Tale modello è stato creato partendo dai dati forniti dalla Knee Grand Challenge 4th che mette a disposizione immagini di tomografica computazionale della gamba destra. Vengono mostrati in questo elaborato risultati di cinematica inversa, dinamica inversa, ottimizzazione statica e forza di reazione ai giunti.