Applicazione di un modello muscolo-scheletrico con rappresentazione esplicita di contatti e legamenti per l'analisi delle forze muscolari e articolari durante la corsa

I modelli muscolo-scheletrici sono uno strumento di rilevante importanza in quanto permettono di sviluppare e migliorare le conoscenze che riguardano le forze interne al corpo umano, attraverso tecniche non invasive, che si sviluppano durante diverse attività. Questi permettono infatti di modellare segmenti anatomici, articolazioni e muscoli attraverso equazioni matematiche. Ad oggi numerosi studi sono stati sviluppati riguardo al tema della camminata basandosi su modelli articolari elementari. L’obiettivo del percorso di tesi è stato quello di applicare un modello muscolo-scheletrico all’attività di corsa con il fine di rappresentare il comportamento di legamenti e forze di contatto che si generano nelle articolazioni per eseguire un’analisi delle forze muscolari e articolari. Si è scelto di utilizzare un modello muscolo-scheletrico caratterizzato dalla presenza di meccanismi paralleli per rappresentare le articolazioni di ginocchio e caviglia. E' stata eseguita una validazione del modello muscolo-scheletrico scelto, confrontando la risoluzione dell’analisi cinematica con angoli articolari ottenuti attraverso perni ossei intra-corticali. Si è riscontrato che il modello presenta una buona capacità di analisi cinematica dovuta ai meccanismi paralleli. Questi hanno permesso di ottenere angoli di flessione coerenti con la misura, a partire dall’inseguimento di marcatori cutanei, nonostante l’attività di corsa sia caratterizzata da un aumento del fenomeno di artefatti da tessuto molle. Il modello è stato quindi utilizzato per studiare l’attività di corsa su un dataset completo delle forze al terreno. L’analisi dinamica svolta ha permesso di determinare le forze che si sviluppano durante la corsa. La determinazione delle forze muscolari e dei legamenti è di rilevante importanza poiché ad oggi la loro determinazione risulta difficile con misure in vivo. Questa analisi è stata svolta differenziando i corridori sulla base della tipologia di appoggio durante l’attività.