Valutazione posturale e del movimento per la differenziazione di patologie motorie pediatriche

Numerous studies regarding gait analysis and posturography in different types of subjects can be found in literature, but there are still few works regarding such analyses for neurological and neuromuscular diseases. The present thesis therefore aims to carry out preliminary studies regarding gait analysis in four different pediatric diseases, two neurological ones (infantile cerebral palsy, PCI, and hereditary spastic paraparesis, HSP), and two neuromuscular ones (Charcot-Marie-Tooth disease, CMT, and Duchenne muscular dystrophy, DMD). 5 healthy children, 3 children with PCI, 6 with HSP, 4 with CMT, and 3 with DMD aged 5 to 17 years were recruited. Static posturography and walking tests were performed at the "Laboratory for Movement Analysis in Children" (L.A.M.B.) at the University of Milan, and the LAMB protocol was used for the acquisitions. Specific scripts were created in Matlab to extract the main spatio-temporal and posturographic parameters and to process the electromyographic signals of the tibialis anterior, soleus, rectus femoris, and biceps femoris muscles acquired during the walking test. Analysis of the obtained results showed numerous differences between healthy and pathological subjects in both walking and standing, but no clear distinguishing features were evident between the different groups. On the other hand, relevant differences were identified between the lengths of the statokinesigrams and the mean CoP and CoM velocities with reference to the two macro categories of pathologies considered: neurological diseases show lower values than healthy subjects, while neuromuscular diseases show higher values. In contrast, electromyography for all groups considered and the statistical analysis performed only for healthy subjects and HSPs showed no significant differences between them. Possible future developments for this thesis would involve expanding the sample size, conducting kinematics and dynamics analysis, and supplementing the obtained results with detailed clinical information.

In letteratura è possibile trovare numerosi studi riguardanti l’analisi del cammino e la posturografia in diversi tipi di soggetti, ma ancora pochi sono i lavori riguardanti tali analisi per malattie neurologiche e neuromuscolari. Il presente lavoro di tesi si pone quindi l’obbiettivo di svolgere degli studi preliminari riguardo l’analisi del movimento in quattro diverse malattie a livello pediatrico, due neurologiche (paralisi cerebrale infantile, PCI, e paraparesi spastiche ereditarie, HSP), e due neuromuscolari (malattia di Charcot-Marie-Tooth, CMT, e distrofia muscolare di Duchenne, DMD). Sono stati quindi reclutati 5 bambini sani, 3 bambini con PCI, 6 con HSP, 4 con CMT e 3 con DMD di età compresa tra 5 e 17 anni. Le prove di posturografia statica e di walking sono state effettuate presso il “Laboratorio per l’Analisi del Movimento nel Bambino” (L.A.M.B.) presso l’Università degli Studi di Milano e per le acquisizioni è stato utilizzato il protocollo LAMB. Sono stati quindi realizzati in Matlab degli script per l’estrazione dei principali parametri spazio-temporali e posturografici e per l’elaborazione dei segnali elettromiografici dei muscoli tibiale anteriore, soleo, retto femorale e bicipite femorale acquisiti durante la prova di walking. Dall’analisi dei risultati ottenuti sono risultate numerose differenze tra i soggetti sani e i soggetti patologici sia per quanto riguarda il cammino sia per quanto il mantenimento della posizione ortostatica, ma non sono emersi evidenti segni distintivi tra i diversi gruppi. Sono invece state identificate delle differenze rilevanti tra le lunghezze dei gomitoli e le velocità medie del CoP e del CoM in riferimento alle due macrocategorie di patologie considerate: le malattie neurologiche presentano infatti dei valori minori rispetto ai soggetti sani, mentre le neuromuscolari presentano valori maggiori. Dall’analisi elettromiografia per tutti i gruppi considerati e dell’analisi statistica effettuata solo per i soggetti sani e per gli HSP non sono invece emerse differenze significative. Possibili sviluppi futuri per il presente lavoro di tesi prevederebbero un ampliamento della numerosità dei campioni, lo svolgimento di prove di cinematica e dinamica e l’integrazione dei risultati con informazioni cliniche dettagliate.