Quantificazione della cinematica passiva e sotto carico delle ossa del piede tramite tomografia assiale

Il piede è una complessa struttura multi-articolare fondamentale per la locomozione umana. Nonostante la letteratura sul tema, una descrizione accurata e sistematica della cinematica di tutte le ossa del piede sotto carico è assente. Lo studio ha l’obiettivo di quantificare il moto di ciascun osso nel range di movimento del piede, evidenziando anche l’influenza del carico. Per valutare le sinergie presenti è stata svolta l’analisi delle componenti principali (PCA). Lo studio indaga tre preparati di arto inferiore privi di difetti anatomici. Ciascun arto è stato scansionato in un Weight-Bearing CT scanner, sia in presenza che in assenza di carico, per un totale di 32 pose nel range di moto del piede. È stata sviluppata una procedura semiautomatica per la ricostruzione della cinematica a partire dalle scansioni CT, la cui accuratezza è stata valutata inferiore a 0.5° e a 0.1 mm. La posizione e l’orientamento di ogni osso sono descritte con sistemi di riferimento anatomici (ARS) funzionali, definiti per questo studio. La loro efficacia è stata valutata studiando la sensibilità inter- e intra-operatore nonché la capacità di distinguere stati clinicamente significativi, confrontando piedi sani e patologici. La PCA ha mostrato che oltre il 95% della mobilità del complesso piede-caviglia può essere descritta con tre sole sinergie in assenza di carico, che salgono a quattro includendo pose caricate. Le prime tre sinergie sono simili nei due casi e mappano dorsiplantar-flessione, prono-supinazione e abduzione al giunto di Chopart. La quarta, assente nel subset scarico, mappa l’influenza del carico generando un’apertura dell’arco longitudinale mediale. La tesi rivela la complessità del moto del piede e l’importanza degli studi sotto carico. La tibiotalare e la sottotalare forniscono la mobilità principale del complesso piede-caviglia, ma anche le altre articolazioni contribuiscono sinergicamente al moto, specialmente sotto carico. In futuro si estenderà il numero di campioni