Apparato stomatognatico e movimento : valutazione strumentale dell'articolazione temporomandibolare e della deambulazione

ABSTRACT It is evidence in recent years of how a problem with the complex teeth-tongue- jaw (stomatognathic apparatus) can have repercussions at the level of portions of the human body (musculoskeletal apparatus) far from the mouth. In this thesis work, an attempt was made to clarify what is the relationship between temporomandibular joint (ATM) and the posture-locomotor apparatus. Scientific evidence was therefore sought to demonstrate how malocclusion can create in some (dysfunctional) subjects a disorder of the kinematics of locomotion. This is at the heart of the study, based on theoretical and practical basis, through trials of different samples of subjects, of which Dr. Luca Mercogliano is the creator and N.I.T. Naples Institute of Technologies by Luca Mercogliano, provided the technology and experience for the project. Objectives: Through an instrumental analysis, the correlation, in significant statistical terms, between the functional parameters, that describe the step cycle and the type of dental occlusion adopted by patients in rest condition, was studied and analyzed. A statistical comparison was then carried out between patients with malocclusion and patients with normocclusion, highlighting their differences. Comparisons were made between patients with normal conditions and the same patients who had their dental occlusion modified. Through a t.test or a Wilcoxon-Mann-Whitney p value is calculated, value which is related to the statistical difference of two data distributions. This study is part of a large literature, in which many authors looked for quantitative values and qualitative parameters that could highlight this biomechanical correlation. Multi-instrumental observation targeted and channeled investigation in search of a quantifiable type of connection and the execution of a dynamic motor task, such as the path, as a functional parameter observed are the peculiarities of this experimental work. Materials and Methods: The population examined is 53 adults, aged between 20 and 55. Each patient was evaluated both diagnostic and functional with the BTS TMJOINT and G-WALK instruments, both owned by BTS Bioengineering ITA. The first consists of a surface electromyograph, interfaced with a personal computer, for the evaluation of dental occlusion. In order to get a clear and complete view of the patient's condition, a dentist was always present in the team. The instrumental diagnostic assessment lasts for each patient about 45 min. TMJOINT detects and process the electrical activities of the most prominent surface muscles (and the easiest to be investigated) in the temporomandibular joint, such as: anterior temporal, masseter, sternocleidomastoid. Through this, a general dental occlusion quality index (IQG) was extracted, which allowed the population to be divided into two groups: 27 patients showed a malocclusion, 26 showed a normocclusion. The second instrument, G-WALK, is an inertial system suitable for functional evaluation of the path and movement. Through 4 inertial platforms and a GPS system, the G-WALK returns space-time parameters (speed, cadence, pitch length etc....) and cinematic parameters of both the step and basin. Diagnostic and functional acquisitions, for each patient, were carried out on the same day, respecting the predetermined protocol. The data was reported on an Excel sheet, which made it easier to use them. A normal test (Shapiro-Wilk test) is performed for each data distribution. Compared to the result obtained, a statistical correlation test was performed between the various data distributions under different boundary conditions: malocclusion vs normocclusion, malocclusion vs malocclusion corrected. The p value is calculated through a t.test or a wilcox.test and results are discussed. Results: What this study found was that there is no walk parameter between normal and malocclusion patients that shows a significant statistical difference (p>0.05). In comparison between patients with malocclusion and patients with malocclusion who were fitted with a tester/cotton rollers/bite, the left and right propulsion indices showed a significant statistical difference (p<0.05). It has also been seen that the improvement of the occlusal table, moves the point cloud towards higher values of both IQG and propulsion Conclusions: The following thesis work showed, based on scientific evidence and under certain conditions, that exists a correlation between the stomatognathic apparatus and the locomotor apparatus. Neuromuscular compensation and continuous postural adaptation to which the human body is subjected may be the reason why no significant statistical difference was found between patients with malocclusion and normocclusion. It is pointed out that only 10% of the population with malocclusion had a severe condition. The result is different in the intra-population comparison, that is the comparison between patients with malocclusione pre- and post- fitting of a bi/mono lateral mark-up. A sudden change in the occlusal balance condition, adopted by the central nervous system through the temporomandibular joint and skeletal muscle apparatus of the stomatognathic, leads to a descending change in efferences of somatosensory and proprioceptive system, which induce the patient to take a different postural attitude, especially in terms of thrust, phase of transition between the stance and swing of a limb during locomotion. Wide-spectrum multi-instrumental analyses, aimed at the 360-degree evaluation of the path, perhaps integrating, for example, a sEMG of the chewing muscles during the motor act, could be the starting point for future studies

SOMMARIO È evidenza degli ultimi anni di come un problema a carico del complesso denti-lingua-mandibola (apparato stomatognatico) possa avere delle ripercussioni a livello di porzioni del corpo umano (apparato muscolo-scheletrico) lontane dalla bocca. In questo lavoro di tesi si è cercato di chiarire in che modo viene esplicata la relazione tra articolazione temporomandibolare (ATM) e l’apparato posturo-locomotore. Si sono ricercate, dunque, evidenze scientifiche che dimostrassero in che modo la malocclusione possa creare in alcuni soggetti (disfunzionali) un disordine della cinematica della locomozione. Questo rappresenta il fulcro di tutto lo studio, impostato su basi teoriche e pratiche, attraverso sperimentazioni effettuate su diversi campioni di soggetti, di cui il Dott.re Luca Mercogliano ne è l’ideatore e N.I.T. Naples Institute Of Technologies di Luca Mercogliano, ha fornito la tecnologia e l’esperienza per lo svolgimento del progetto. Obbiettivi: Attraverso un’analisi strumentale, si è studiata e analizzata la correlazione, in termini statistici significativi, tra i parametri funzionali che descrivono il ciclo del passo e la tipologia di occlusione dentale adottata dai pazienti in condizioni di riposo. Si è quindi svolto un confronto statistico tra pazienti con malocclusione e pazienti con normocclusione, evidenziandone le differenze. Si è passati al confronto tra pazienti con malocclusione in condizioni normali e gli stessi pazienti a cui è stata modificata l’occlusione dentale. Attraverso un t.test o un Wilcoxon-Mann-Whitney test si è calcolato il p value, valore correlabile alla differenza statistica di due distribuzioni di dati. Questo studio si inserisce in un’ampia letteratura, in cui molti autori hanno cercato valori quantitativi e parametri qualitativi che potessero mettere in luce questa correlazione biomeccanica. L’osservazione multi-strumentale, l’indagine mirata e canalizzata alla ricerca di un tipo di connessione quantificabile e l’esecuzione di una task motoria dinamica, quale il cammino, sono le peculiarità di questo lavoro sperimentale. Materiali e Metodi: La popolazione esaminata è composta da 53 adulti, di età compresa tra i 20 e i 55 anni. Ad ogni paziente è stato svolta una valutazione sia diagnostica che funzionale con gli strumenti BTS TMJOINT e G-WALK, entrambi di proprietà della BTS Bioengineering ITA. Il primo consiste in un elettromiografo di superficie, interfacciato con un personal computer, per la valutazione dell’occlusione dentale. Al fine di ottenere una visione chiara e completa della condizione del paziente, nel team è stato presente sempre anche un odontoiatra. La valutazione diagnostica strumentale dura per ogni paziente circa 45 min. Con TMJOINT vengono rilevate ed elaborate le attività elettriche dei muscoli superficiali di maggior rilievo (e facilmente prelevabili) nell’articolazione temporomandibolare, quali: temporale anteriore, massetere, sternocleidomastoideo. Attraverso questo, è stato estratto un indice di qualità generale dell’occlusione dentale (IQG), il quale ha permesso la suddivisione della popolazione in due gruppi: 27 pazienti hanno mostrato una malocclusione, 26 hanno mostrato una normocclusione. Il secondo strumento, G-WALK, è un sistema inerziale adatto alla valutazione funzionale del cammino e del movimento. Attraverso 4 piattaforme inerziali e un GPS, il G-WALK restituisce parametri spazio-temporali (velocità, cadenza, lunghezza del passo etc.…) e parametri cinematici sia del ciclo del passo che del bacino. Le acquisizioni diagnostiche e quelle funzionali, per ogni paziente, sono state eseguite nello stesso giorno, rispettando il protocollo prestabilito. I dati sono stati riportati su un foglio Excel, il quale ha semplificato l’utilizzo degli stessi. Per ogni distribuzioni di dati è stato eseguito un test di normalità (Shapiro-Wilk test). Rispetto al risultato ottenuto, si è passato ad eseguire un test di correlazione statistica tra le varie distribuzioni di dati in differenti condizioni al contorno: malocclusione vs normocclusione, malocclusione vs malocclusione corretta. Si è calcolato il p value attraverso un t.test o un wilcox.test e si sono discussi i risultati ottenuti. Risultati: Ciò che è emerso da questo studio è che tra pazienti normocclusi e pazienti malocclusi non è presente nessun parametro del cammino che mostra una differenza statistica significativa (p>0.05). Nel confronto invece tra pazienti con malocclusione e pazienti con malocclusione a cui è stato inserito un tester/rulli di cotone/rialzo, gli indici di propulsione destra e sinistra hanno mostrato un differenza statistica significativa (p<0.05). Si è visto inoltre che il miglioramento del tavolato occlusale, sposta la nuvola di punti verso valori più alti sia di IQG che di propulsione. Conclusioni: Il seguente lavoro di tesi ha mostrato, basandosi su evidenze scientifiche e sotto determinate condizioni, che esiste una correlazione tra apparato stomatognatico e apparato locomotore. La compensazione neuromuscolare e l’adattamento posturale continuo a cui il corpo umano è sottoposto potrebbe essere il motivo per il quale non è stata riscontrata nessuna differenza statistica significativa tra pazienti con malocclusione e con normocclusione. Si sottolinei che solo un ca. 10% della popolazione con malocclusione presentava una condizione severa. Diverso è il discorso nel confronto intra popolazione, cioè nel confronto tra pazienti con malocclusione pre e post inserimento di un rialzo mono/bilaterale. Una modifica repentina della condizione di equilibrio occlusale, adottato dal sistema nervoso centrale tramite l’articolazione temporomandibolare e l’apparato muscolo scheletrico dello stomatognatico, porta ad una modifica discendente delle efferenze propriocettive e somatosensoriali, che inducono il paziente ad assumere un atteggiamento posturale differente, soprattutto in termini di spinta, cioè quella fase di passaggio tra lo stance e lo swing di un arto durante la locomozione. Analisi multi-strumentali ad ampio spettro, volti alla valutazione a 360° del cammino, integrando magari una sEMG dei muscoli masticatori, vertebrali, spinali e paraspinali durante l’atto motorio, potrebbe essere il punto di partenza per studi futuri.