Pedobarografia - Pedobarography
| Pedobarografia | |
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 Esempio di distribuzione della pressione del piede; pressioni massime durante un singolo passaggio.
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| Prova di | biomeccanica dell'andatura |
La pedobarografia è lo studio dei campi di pressione agenti tra la superficie plantare del piede e una superficie di appoggio. Utilizzata più spesso per l' analisi biomeccanica dell'andatura e della postura, la pedobarografia è impiegata in un'ampia gamma di applicazioni, tra cui la biomeccanica sportiva e la biometria dell'andatura . Il termine 'pedobarografia' deriva dal latino: pedes , riferito al piede (come in: pedometro , pedone , ecc.), e dal greco: baros che significa 'peso' e anche 'pressione' (come in: barometro , barografo ).
Storia
Il primo studio pedobarografico documentato fu pubblicato nel 1882 e utilizzava gomma e inchiostro per registrare le pressioni del piede. All'inizio e alla metà del XX secolo furono condotti numerosi studi che utilizzavano apparecchiature simili, ma fu solo con l'avvento del personal computer che furono sviluppati gli apparati elettronici e che la pedobarografia divenne pratica per l'uso clinico di routine. Ora è ampiamente utilizzato per valutare e correggere una varietà di disturbi biomeccanici e neuropatici.
Hardware
I dispositivi si dividono in due categorie principali: (i) a pavimento e (ii) nella scarpa . La tecnologia di base è varia, che va dagli array di sensori piezoelettrici alla rifrazione della luce , ma la forma definitiva dei dati generati da tutte le moderne tecnologie è un'immagine 2D o una serie temporale di immagini 2D delle pressioni che agiscono sotto la superficie plantare del piede. Da questi dati possono essere calcolate altre variabili (vedi Analisi dei dati ).
Ci sono alcune differenze tra i tipi di informazioni che riceverai da questi due sistemi, quindi a seconda dell'applicazione, un sistema potrebbe essere più adatto. Ad esempio, un sistema a pavimento fornirà informazioni spazio-temporali, come la lunghezza del passo, che un sistema interno alle scarpe non è in grado di fornire. I sistemi di piattaforma (o sistemi a pavimento) consentiranno anche di testare i pazienti con ausili per la deambulazione per dispositivi di assistenza. Tuttavia, c'è qualche controversia sulla valutazione dell'andatura naturale con un sistema di piattaforma a causa dei pazienti che potenzialmente prendono di mira la piattaforma quando camminano. È qui che un sistema all'interno della scarpa offre un vantaggio in quanto riduce il rischio di bersagliamento. Gli utenti dovrebbero valutare attentamente le differenze tra i sistemi, i pazienti che valuteranno e il tipo di dati a cui sono interessati quando selezionano un sistema.
Le risoluzioni spaziali e temporali delle immagini generate dai sistemi pedobarografici commerciali variano rispettivamente da circa 3 a 10 mm e da 25 a 500 Hz. La risoluzione più fine è limitata dalla tecnologia dei sensori. Tali risoluzioni producono una zona di contatto di circa 500 sensori (per un tipico piede umano adulto con superficie di 100 cm circa 2 ). Per una durata della fase statica di circa 0,6 secondi durante la normale camminata, per ogni passo vengono registrati circa 150.000 valori di pressione, a seconda delle specifiche dell'hardware.
Analisi dei dati
Per far fronte al grande volume di dati contenuti in ogni record pedobarografico, le analisi tradizionali riducono i dati a una dimensione più gestibile in tre fasi: (1) produrre maschere anatomiche o regionali, (2) estrarre dati regionali e (3) eseguire statistiche test. I risultati sono generalmente riportati in formato tabellare o grafico a barre . Esistono anche una serie di tecniche di analisi alternative derivate dalla metodologia di elaborazione delle immagini digitali . Queste tecniche si sono rivelate utili anche dal punto di vista clinico e biomeccanico , ma le analisi regionali tradizionali sono le più comuni.
La variabile pedobarografica più comunemente analizzata è 'peak pressure', ovvero la pressione massima sperimentata su ciascun sensore (o pixel, se i sensori cadono su una griglia quadrata regolare) per tutta la durata del passaggio. Altre variabili come la durata del contatto, l'integrale pressione-tempo, la traiettoria del centro della pressione , ad esempio, sono rilevanti anche per la funzione biomeccanica del piede.
Uso clinico
L'applicazione clinica più ricercata della pedobarografia è l' ulcerazione del piede diabetico , una condizione che può portare all'amputazione in casi estremi ma per la quale anche i casi da lievi a moderati sono associati a una spesa sanitaria consistente . La pedobarografia viene utilizzata anche in una varietà di altre situazioni cliniche, tra cui: valutazione biomeccanica post-chirurgica, valutazione intraoperatoria, progettazione di plantari e valutazione della chirurgia del piede cadente. Oltre alle applicazioni cliniche, la pedobarografia continua ad essere utilizzata in laboratorio per comprendere i meccanismi che regolano l'andatura e la postura umana.
L'uso dei pedobarografi in ambito clinico è supportato dai ricercatori. Secondo Bowen, et al., "Le misurazioni del pediobarografo possono essere utilizzate per monitorare e valutare quantitativamente i cambiamenti progressivi della deformità del piede nel tempo. Il pedobarografo è una misurazione affidabile che mostra poca variabilità tra le misurazioni nella stessa occasione e tra le misurazioni in giorni diversi. "
Terminologia
- La pedobarografia dinamica si riferisce alla raccolta e all'analisi di dati pedobarografici di serie temporali durante attività dinamiche come l'andatura.
- La pedobarografia statica si riferisce alla raccolta e all'analisi di dati pedobarografici di serie temporali durante attività posturali (cioè quasi statiche ).