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Venerdì 05 Marzo 2010 19:35

Rassegna dei principali metodi di misura della forza muscolare

Giovanni Rabaiotti
Fisioterapista, Servizio di Recupero e Rieducazione Funzionale - Fondazione Salvatore Maugeri - Clinica del Lavoro e della Riabilitazione-IRCCS-Centro medico di Pavia

Scienza Riabilitativa, 7-1998


Misurare la forza, per valutarne il deficit o il recupero, è un'esigenza da sempre presente nella pratica riabilitativa. La prima formalizzazione di un metodo di valutazione clinica risale ai primi del '900. Nei primi anni '50 nacquero i dinamometri manuali e negli anni '70 e '80 si impose sul mercato il dinamometro isocinetico, che ancora oggi rappresenta il metodo più sofisticato di misurazione della forza muscolare. Consideriamo, in sintesi, principi di base, vantaggi e limiti dei metodi di misurazione della forza più utilizzati in riabilitazione.

TEST MUSCOLARE MANUALE
Il Test Muscolare Manuale (TMM) è la misura di forza più utilizzata in ambito riabilitativo. Esso fa riferimento ad una scala ordinale a sei livelli, sostanzialmente identica a quella originariamente introdotta da Lovett e Martin nel 1915 che la impiegarono per la valutazione di bambini affetti da poliomielite.
Il soggetto deve compiere un movimento con la massima forza possibile: il gruppo muscolare utilizzato riceverà un punteggio a seconda che sia in grado o meno di contrarsi, di muovere il segmento contro gravità o contro una resistenza esterna.
I punteggi sono:
5- normale, movimento completo contro massima resistenza;
4- buono, movimento completo contro resistenza non massimale;
3- discreto, movimento completo contro gravità;
2- scarso; movimento completo possibile solo con gravità "eliminata" (per esempio su un piano d'appoggio orizzontale);
1- tracce, contrazione apprezzabile ma nessun movimento;
0- nessuna contrazione.

Alcuni autori associarono ai vari punteggi valori percentuali di forza massimale (5=100%; 4=75%; 3=50%; 2=25%) realizzando così una scala intervallare.

Mentre i livelli da zero a 3 sono piuttosto oggettivi, i livelli buono e normale (punteggi 4 e 5), implicano una valutazione arbitraria dell'esaminatore e si basano su un criterio vago: "resistenza non massimale" e "massima resistenza". I due metodi più utilizzati per l'attribuzione dei punteggi 4 e 5 sono i cosiddetti make test e break test: al soggetto viene chiesto di mantenere una posizione "con tutta la forza che ha". Nel primo caso l'esaminatore si limiterà ad opporre una forza uguale e contraria, mentre nel secondo supererà la forza del soggetto facendogli compiere una contrazione eccentrica.
Le variabili che possono influenzare il risultato sono numerose: posizione del soggetto, stabilizzazione dei segmenti corporei, angolo articolare cui viene effettuata la misurazione, posizionamento e forza dell'esaminatore.
Rispetto ai metodi strumentali di misurazione della forza, il TMM presenta alcuni vantaggi: è di rapida esecuzione, non richiede l'impiego di alcuna strumentazione e consente, in alcuni casi, di valutare selettivamente alcuni muscoli, grazie alla scelta di posizioni d'esame in cui la loro azione prevale su quella di muscoli sinergici.
Tuttavia, nel corso degli anni diversi studi hanno messo in discussione precisione e affidabilità del TMM evidenziandone limiti importanti.
Il punteggio 3 non rappresenta il 50% della forza massima, ma percentuali inferiori e molto variabili (fra il 6 e il 32%) a seconda del gruppo muscolare considerato. Di conseguenza il punteggio 4 si colloca all'interno di un intervallo estremamente variabile e in molti casi così ampio da rendere la misura discutibile in termini di precisione e sensibilità.

L'esaminatore tende ad adeguare il risultato al soggetto esaminato: muscoli di pazienti affetti da poliomielite hanno ricevuto punteggio 4 pur avendo valori di forza pari fino all'8% della forza massima di controlli sani.

Esperti esaminatori hanno valutato come normali (punteggio 5) muscoli il cui deficit raggiungeva fino al 50% della forza massima, quantificata strumentalmente; spesso non hanno rilevato differenze di forza fra gruppi muscolari nello stesso soggetto che raggiungevano il 25%, oppure hanno attribuito punteggio 4 a muscoli più forti degli stessi muscoli da loro valutati 5 in altri soggetti.

Esaminatori che dovevano confrontare il grado di ipostenia degli stessi gruppi muscolari nei due arti, hanno scambiato il più forte per il più debole nel 20% dei casi e anche più spesso quando la differenza di forza era inferiore al 10%;

In altri studi, a dispetto di importanti cambiamenti del livello di forza, la valutazione basata sul TMM rimaneva invariata nel tempo.
BR> Questi lavori evidenziano che:
* I diversi punteggi della scala vanno considerati come livelli gerarchici e non intervalli quantitativi;
* Il vero intervallo quantitativo tra i vari gradi non è noto ed è molto diverso a seconda dei muscoli esaminati. Risulta quindi improprio attribuire un valore unico ai singoli punteggi della scala.
* Il metodo è poco preciso e poco sensibile.

DINAMOMETRI MANUALI
Nel tentativo di rendere maggiormente oggettivo il TMM, Newman, nel 1949, introdusse l'uso di un dinamometro manuale portatile. Successivamente ne furono introdotti molti altri. I dinamometri manuali, o miometri, sono strumenti che, attraverso diversi dispositivi (dai più semplici a molla ai più complessi elettromeccanici), sono in grado di quantificare con precisione la forza erogata dal soggetto esaminato. Vengono posizionati sulla parte distale del segmento da esaminare e mantenuti dall'esaminatore durante la contrazione muscolare. La procedura è quella del TMM, ma si utilizzano prevalentemente contrazioni isometriche. Hanno dimostrato buona affidabilità intra ed inter-esaminatore e vi è correlazione tra le misurazioni ottenute con questi strumenti e con dinamometri isocinetici. Altri vantaggi dei miometri sono rappresentati da costo e ingombro contenuti. Un limite è legato alla difficoltà nella stabilizzazione dell'apparecchio durante l'esame, inoltre, come per il TMM, sono presenti i problemi relativi alla forza dell'esaminatore, al posizionamento del paziente, dell'esaminatore e del segmento da esaminare. I dinamometri manuali non hanno avuto grande diffusione in Italia.

DINAMOMETRI ISOCINETICI
Il dinamometro isocinetico è un apparecchio che consente di eseguire contrazioni muscolari a velocità nota e costante. Il soggetto deve muovere con tutta la sua forza una leva la cui velocità massima di rotazione è prefissata. Una volta raggiunta la velocità impostata, dopo una iniziale fase di accelerazione (anisocinetica), la macchina opporrà una resistenza di intensità uguale e contraria al momento (Torque = forza x braccio di leva) prodotto dai muscoli. Maggiore sarà la velocità impostata, più ampia sarà la fase di accelerazione nella quale il movimento non incontrerà alcuna resistenza e nessuna forza verrà registrata.
I dinamometri isocinetici sono computerizzati e permettono di raccogliere, elaborare e visualizzare i dati consentendo così di misurare diversi parametri: posizione angolare, massimo momento prodotto (picco di momento di forza, PMF), potenza istantanea (prodotto di momento x velocità angolare), lavoro (area sottesa dalla curva momento/tempo). Inoltre, essendo noti il momento sviluppato durante tutta l'escursione e la velocità del movimento, si possono costruire le curve momento/velocità angolare e momento/lunghezza.
Studi condotti sui principali ergometri isocinetici in commercio hanno dimostrato affidabilità eccellente, tuttavia è sempre necessaria la presenza di personale esperto sia per la conduzione delle prove, sia per l'interpretazione dei risultati. Infatti, diversi fattori possono condizionare il risultato di una prova: il posizionamento del paziente, l'utilizzo di un feedback visivo, la conoscenza del soggetto delle procedure del test e dell'utilizzo della macchina. Inoltre, forze gravitazionali e artefatti inerziali, possono portare a scorrette interpretazioni dei risultati. Nei movimenti sul piano sagittale il momento registrato dal dinamometro è la risultante della forza muscolare e di quella gravitazionale generata dal peso dell'arto sommato a quello della leva. Per una corretta misurazione del momento di forza, il momento gravitazionale andrà sottratto nei movimenti in favore di gravità e sommato in quelli contro gravità.
L'"artefatto inerziale" è costituito da picchi visibili all'inizio del tracciato isocinetico indotti oltre che dal momento muscolare, anche dalla decelerazione del movimento e non devono quindi essere considerati come misura di forza muscolare. I dinamometri isocinetici più moderni sono dotati di sistemi per la correzione automatica di questi fattori.
Nonostante l'affidabilità di questa tecnica, emergono differenze significative tra le misurazioni ottenute con lo stesso soggetto su apparecchi diversi; presumibilmente a causa di differenze nel posizionamento e nella stabilizzazione del soggetto e al diverso trattamento dei dati da parte del software dedicato. Fra i limiti principali degli apparecchi isocinetici citiamo:
* sono analizzabili agevolmente solo movimenti monoarticolari;
* molte articolazioni sono difficilmente valutabili per difficoltà nel posizionamento della leva e/o del paziente (ad esempio nel movimento di elevazione dell'omero dove è impossibile individuare un unico asse di rotazione del complesso multi-articolare della spalla e di conseguenza farlo coincidere con quello della leva);
* l'esecuzione del test richiede tempi piuttosto lunghi;
* il costo e l'ingombro sono notevoli.

DISCUSSIONE
Tra le tecniche di valutazione della forza muscolare considerate in questo articolo la più precisa e affidabile è certamente quella isocinetica ed è quindi quella più indicata per la raccolta di dati normativi e per le misurazioni nell'ambito di studi sperimentali.
I dinamometri manuali, precisi e affidabili, conferiscono al TMM un maggiore potere risolutivo.
Una riflessione particolare merita il TMM: numerosi studi ne hanno dimostrato la debolezza come metodo per misurare la forza muscolare, eppure da più di ottanta anni se ne fa largo uso in ambito neurologico, ortopedico e riabilitativo. Sbaglia chi lo utilizza o chi lo critica? All'origine dell'equivoco sta probabilmente una scorretta interpretazione del significato del TMM.
Dobbiamo chiederci quali informazioni vogliamo ottenere da questo tipo di esame. Non ci interessa tanto sapere a quanti Newton corrisponda la forza di un muscolo, ma piuttosto se sia in grado di contrarsi, se sia più debole del suo controlaterale. Ci interessa conoscere la distribuzione del deficit di forza (diversa a seconda che si tratti di problema midollare, radicolare, di plesso, di singolo nervo, ecc ...) ovvero semplicemente capire se il deficit è di origine periferica o centrale, organica o funzionale. Il TMM è in grado di fornire tutte queste informazioni meglio di qualsiasi altro metodo di misura strumentale della forza.
Non è dunque la precisione assoluta che può aiutare o addirittura sostituire l'interpretazione di un dato (quello di forza appunto) che acquisisce valore e significato solo se inserito in un contesto complessivo di valutazione.
Non potremo forse utilizzare il TMM per la raccolta di dati normativi su una popolazione, ma visto che in clinica il soggetto è valutato e rivalutato dallo stesso esaminatore in un contesto stabile, precisione e affidabilità del test sono più che sufficienti per stabilire una diagnosi funzionale, valutare natura e gravità complessiva di un deficit di forza e la sua evoluzione nel tempo.



Ultimo aggiornamento Venerdì 05 Marzo 2010 19:40
 

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