Metodi per la valutazione del range di movimento cervicale in ambito traumatologico

Il diagramma di flusso che riassume i risultati della ricerca in letteratura è mostrato nella Figura 1

Domini CROM

CROM è generalmente descritto nei seguenti termini:

• Estensione (E)

• Flessione (F)

• Rotazione destra (RR)

• Rotazione sinistra (LR)

• Flessione laterale sinistra (LLF)

• Flessione laterale destra (RLF)

Metodi di ricerca per valutare la CROM

Ci sono state molte ricerche per valutare la CROM; Questa è stata condotta per testare sia l’efficacia di diversi dispositivi che per confrontare la CROM durante diverse procedure di movimento.

Quando si confrontano i dispositivi, la maggior parte degli autori confronta la CROM in tutti i domini, prima e dopo l’applicazione di un collare cervicale. I volontari vengono istruiti a muovere attivamente il collo il più possibile nelle direzioni di flessione, estensione, rotazione e flessione laterale mentre sono sdraiati supini o seduti.

Hoppenbrouwers et al hanno usato sia metodi passivi che attivi per valutare la CROM usando due esaminatori indipendenti. Per i test passivi, il soggetto è stato istruito a permettere al tester di muovere il collo del soggetto attraverso i movimenti senza opporre resistenza. Gli autori non specificano la quantità di forza applicata per i test passivi, ma ogni movimento è stato eseguito due volte da ciascun esaminatore. Per i test attivi, il soggetto è stato istruito a ruotare la testa il più possibile nella direzione del movimento da testare. Gli autori concludono che la riproducibilità per il range di movimento attivo e passivo è buona per l’estensione ma scarsa per la flessione laterale.

Numerose indagini, simili a quelle descritte sopra, hanno tentato di valutare la capacità generale dei collari cervicali di limitare o ridurre sia il movimento segmentale che quello complessivo della colonna. Tuttavia, questi studi sono stati progettati per valutare la capacità dei collari di impedire alla colonna cervicale di muoversi (attivamente o passivamente) attraverso ampi range di movimento estremo.

Del Rossi et al suggeriscono che i risultati di tali studi non possono essere utilizzati per stabilire l’utilità relativa dei collari cervicali:

“Normalmente, lo scopo di un collare di tipo estrativo è quello di aiutare a minimizzare o controllare la (presumibilmente) piccola quantità di movimento spinale che può essere involontariamente generato durante le fasi pre-ospedaliere dell’assistenza di emergenza. I collari da estricazione sono quindi più adatti ad essere studiati se il protocollo sperimentale che viene sviluppato include una condizione di carico esterno che risulta nella produzione di un movimento spinale che si avvicina alla qualità e alla quantità di movimento generato in situazioni reali.” (pag. 620).

La ricerca precedente di Richter et al ha affrontato questo problema utilizzando un carico di 50 N per testare la capacità di quattro collari di controllare la quantità di movimento prodotto tra segmenti instabili della colonna cervicale. Gli autori hanno creato chirurgicamente una lesione sperimentale a C1-2 e C2-3 in quattro cadaveri. Tuttavia, non sarebbe pratico applicare questa metodologia in vivo; gli autori riconoscono che fattori come il comfort e la conformità del paziente sono oltre i limiti di uno studio biomeccanico.

Del Rossi et al. hanno anche utilizzato cadaveri di morfologie diverse con lesioni spinali create chirurgicamente (lesione segmentale completa con conseguente instabilità completa) per confrontare 3 collari. Hanno reclutato 6 partecipanti per eseguire rotoli di tronco e tecniche di trasferimento lift-and-slide e hanno valutato il CROM utilizzando il tracking elettromagnetico. I loro risultati hanno indicato che non c’erano differenze significative tra i 3 collari nel limitare la CROM durante entrambe le procedure (i tre dispositivi avevano caratteristiche simili). Inoltre, non c’erano differenze significative tra nessuno dei trattamenti del collare e la condizione di controllo (nessun collare). Gli autori riconoscono una serie di limitazioni nella loro metodologia. Questi includono problemi con l’uso di cadaveri; cambiamenti muscolari con conseguente dissimiglianza nel movimento ai pazienti viventi e la creazione chirurgica di un tipo di lesione che riduce la generalizzabilità dei risultati. Essi raccomandano che la replica di ricerche di questa natura dovrebbe utilizzare un campione di dimensioni maggiori e dispositivi cervicali con caratteristiche diverse. Quest’ultima raccomandazione deriva dalla loro osservazione che una CROM significativamente maggiore è stata generata dal log roll rispetto alla procedura lift-and-slide.

Sarig-Bahat et al riconoscono anche che i metodi convenzionali per valutare la CROM in vivo sono limitati dalla risposta del soggetto alle istruzioni di un valutatore. Essi sostengono che nella vita quotidiana, il movimento della testa è generalmente una risposta involontaria a più stimoli. Pertanto, c’è bisogno di un metodo di valutazione più funzionale, utilizzando stimoli sensoriali per suscitare il movimento spontaneo del collo. Essi suggeriscono che gli attributi della Realtà Virtuale (VR) possono fornire una metodologia per raggiungere questo obiettivo. Hanno sviluppato un protocollo di test basato sulla realtà virtuale per la valutazione della CROM e lo hanno confrontato con i metodi di valutazione convenzionali (gli autori non specificano se la valutazione convenzionale fosse passiva, attiva o con script). Hanno usato un sistema di computer che includeva un display montato sulla testa e ai partecipanti è stato richiesto di indirizzare uno spray virtuale verso una mosca che appariva sul display. I cambiamenti nella posizione della testa (cioè il movimento del collo) controllavano la posizione dell’ugello della bombola in modo simile al modo in cui i movimenti del mouse controllano un cursore. La mosca appariva in alto, in basso, a destra e a sinistra dello schermo per stimolare l’estensione cervicale (E), la flessione (F), la rotazione destra (RR) e la rotazione sinistra (LR), rispettivamente. Il CROM è stato registrato utilizzando la tecnologia elettromagnetica 3D. Gli autori hanno trovato che l’affidabilità inter- e intra-tester è stata raggiunta sia per il metodo VR che per il metodo convenzionale di valutazione, ma il metodo VR era più preciso della valutazione convenzionale. Un punto da notare è che LLF e RLF non sono stati valutati. Tuttavia, questo metodo VR è stato trovato valido e affidabile anche nella valutazione clinica dei deficit nel controllo del movimento.

Le caratteristiche dei diversi dispositivi variano a seconda del loro scopo; i collari per la riabilitazione richiedono qualità diverse dai collari per i traumi. C’è la necessità di valutare l’efficacia delle ortesi cervicali nell’ambiente in cui saranno impiegate, cioè fuori dal laboratorio. James et al hanno completato uno studio per quantificare la CROM durante l’applicazione di quattro diversi collari rigidi in una situazione simulata, legata all’atletica, di spine-board. Allo stesso modo, Krell et al hanno esaminato le differenze nel movimento della colonna vertebrale mentre un soggetto sano veniva posizionato su una spalliera lunga tradizionale e una barella a cucchiaio disponibile in commercio.

Come sottolineato nell’introduzione, Shafer e Naunheim hanno utilizzato uno scenario di estricazione simulato per confrontare diversi metodi di estricazione. Hanno sviluppato un veicolo modello con il tetto rimosso e hanno confrontato 4 metodi di estricazione, valutando il CROM con un sistema di cattura del movimento della telecamera. Hanno reclutato 3 paramedici e uno ha agito come autista ed è stato estricato dagli altri due, per ciascuno dei metodi studiati. Le principali limitazioni riconosciute dagli autori sono state: problemi con l’uso del sistema di telecamere e il posizionamento dei marcatori con conseguente perdita di dati; uso di un veicolo mock-up (non sono stati forniti ulteriori dettagli); uso di personale medico come partecipanti (la loro conoscenza medica è stata considerata uno svantaggio). Le limitazioni della registrazione della misurazione in questo studio sono state sfortunate, e gli autori incoraggiano gli studi futuri a considerare altri metodi.

Metodi scientifici per misurare e registrare la CROM

La misurazione del movimento cervicale fornisce informazioni sostanziali per i medici sulla gravità della limitazione del movimento, oltre ad essere applicabile alla valutazione di nuovi dispositivi e tecniche di immobilizzazione. Di conseguenza, ci sono state molte ricerche per valutare l’affidabilità e la validità delle diverse tecniche di misurazione.

Radiografia

Le radiografie sono utilizzate per esaminare il movimento segmentale limitato ad un singolo piano; quindi sono necessari più esami per valutare i diversi domini. Questo è eticamente problematico a causa dell’esposizione alle radiazioni associate, e non è appropriato per la ricerca sullo sviluppo con volontari.

Goniometri e inclinometri

Vari dispositivi di misurazione commerciali sono stati utilizzati per misurare la CROM in ambito clinico. Hostler et al. hanno usato un goniometro e un metro a nastro per confrontare tre dispositivi di immobilizzazione cervicale su volontari sani in un ambiente di laboratorio.

Il dispositivo Cervical Range of Motion (CROM) è un’apparecchiatura validata per misurare il range di movimento della colonna cervicale ed è stato usato in una serie di studi sul movimento cervicale. Il dispositivo consiste in un telaio di plastica montato sopra il naso e le orecchie e fissato con una cinghia. Flessione, estensione e flessione laterale sono registrate da due goniometri a gravità. Tuttavia, il CROM non misura la rotazione e può essere utilizzato solo su partecipanti in posizione eretta poiché il sistema di misurazione si basa sulla gravità. Uno studio di Schneider et al ha confrontato la gamma di movimento cervicale in sette diverse ortesi. Gli autori sottolineano l’importanza di un’efficace immobilizzazione sia in posizione supina che eretta; è essenziale essere in grado di valutare questo aspetto per valutare un collare cervicale.

Dispositivi di tracciamento elettromagnetico

Negli ultimi anni c’è stato un crescente interesse per metodi più accurati e affidabili di misurazione della CROM. Ciò ha comportato lo sviluppo e l’uso di metodi non invasivi di analisi del movimento 3D. I sensori sono montati nei punti di ancoraggio ossei (ad esempio la testa e lo sterno) e il software del computer viene utilizzato per misurare il movimento relativo. Questi metodi producono dati che mostrano i movimenti nel tempo nei domini relativi. Questo può essere rappresentato graficamente, con la Figura 2 che offre un esempio, e ci sono ulteriori illustrazioni in altri documenti. Questa forma di tracciamento offre una grande promessa per valutare il CROM quando si confrontano i dispositivi di immobilizzazione sia in condizioni simulate che reali.

La letteratura pubblicata riguardante la valutazione della CROM riporta una varietà di sistemi elettromagnetici. Il Flock of Birds (Ascension, Burlington, USA) è un sofisticato dispositivo di tracciamento elettromagnetico, ma richiede una calibrazione estesa e non è portatile .

Motion Star (Ascension, Burlington, USA) è stato utilizzato nella ricerca che coinvolge scenari simulati e il dispositivo Liberty (Polhemus Inc, USA) e l’Optotrak (Northern Digital, USA) sono stati utilizzati in una varietà di studi biomeccanici cavaderici .

Un metodo sempre più popolare di tracking elettromagnetico è il sistema di misurazione 3D Fastrak (Polhemus Inc., USA) . Rechtine et al hanno usato Fastrak per valutare il movimento durante i trasferimenti dal letto d’ospedale con diversi collari. Alcuni studi recenti hanno considerato Fastrak come uno strumento standard di criterio per la valutazione del ROM cervicale, e lo hanno utilizzato per la convalida di altri metodi.