Dr. Giovanni Chetta Approfondimenti Ricerca avanzata - Mappa sito

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A differenza dei sistemi di analisi che utilizzano i markers di rilevazione (es. BAK), individuando così solo alcuni punti sulla superficie cutanea, l'esame spinometria formetric 4D+ effettua un rilevamento morfologico completo, acquisizione volumetrica, tramite 10.000 punti di misura basandosi sul principio di funzionamento della triangolazione applicato alla video-raster-stereografia. Ciò consente di rilevare anche piccole variazione morfologiche, ad es. a seguito di un trattamento terapeutico, e di annullare l'errore umano di posizionamento dei markers e l'errore di rilevazione dovuto allo spostamento della cute durante movimenti corporei.
Il procedimento di acquisizione delle immagini è semplice, rapido e preciso. L'esame spinometrico formetric viene eseguito in totale confort e non presenta alcuna controindicazione o effetto collaterale. Il soggetto viene posizionato in piedi a 2 metri di distanza dal sistema che proietta, sulla sua superfice corporea posteriore, luce alogena in forma di speciale griglia a linee orizzontali. Grazie a tale scansione ottica, il sistema formetric rileva automaticamente i punti di repere anatomici (C7 o vertebra cervicale prominente, osso sacro, fossette lombari o di Michaelis), la linea mediana (linea di simmetria) della colonna vertebrale e la rotazione di ogni segmento della stessa. Il risultato è la creazione di un modello tridimensionale morfologico dell'intera colonna vertebrale e della posizione del bacino, visualizzabile nelle diverse angolazioni assieme a vari parametri significativi.

Le variazioni di risultato che si riscontrano effettuando più esami radiografici (radiografie) e ottici BAK (Body Analisys Kapture) e 3D su uno stesso soggetto sono significative (scarsa ripetibilità  dei risultati); ciò è dovuto a fisiologiche variazioni posturali (respirazione, deglutizione, stato emotivo ecc.) e operative (posizione arti superiori, piedi ecc.). La tecnologia formetric 4D+ consente di superare tale problema in quanto rileva 12 immagini in 6 secondi (ca. il tempo di un respiro) calcolandone e raffigurandone il valore medio (Averaging). Inoltre, grazie alla ricostruzione e consecutiva valutazione tridimensionale, la scansione si effettua solo sulla superficie posteriore corporea; il soggetto quindi non deve riposizionarsi per l'analisi sugli altri lati (anteriore e profili). Tutto ciò minimizza l'effetto delle variazioni posturali durante l'esame incrementando notevolmente la precisione e la ripetibilità  (in altre parole l’affidabilità ) dei risultati ottenuti. L'intera procedura necessita di pochi secondi.

L’analisi dei movimenti corporei (motion analyzer) risulta determinante nell’ambito della diagnostica clinica e della biomeccanica. Le misurazioni erano finora state limitate all’analisi dei risultati rilevati da markers posizionati sulla cute del paziente (BAK, Gait Analisys). Con il sistema formetric 4D+ è ora possibile analizzare i movimenti di tutto il corpo e del sistema scheletrico (colonna vertebrale e bacino) mediante l'acquisizione volumetrica di 10.000 punti di misura, con una frequenza di ripresa fino a 24 immagini al secondo.
Tali esami posturali in ortostatismo durano generalmente dai 30 ai 60 secondi, tempo che consente di rilevare le capacità  di coordinazione e i deficit muscolari del soggetto. Oltre alla rappresentazione dei modelli motori, vengono visualizzare con esattezza, entro il lasso di tempo scelto, le variazioni morfologiche e volumetriche (in forma grafiche e numerica) rilevate. Applicazioni tipiche sono l'esame della deambulazione su tapis roulant o stepper.

L'analisi delle curvature superficiali sul piano sagittale consente l'individuazione di blocchi e disfunzioni funzionali dei segmenti rachidei, dovuti ad es. a contratture o squilibri muscolari o alterazioni trofiche del tessuto connettivo, non rilevabili mediante le tecniche radiodiagnostiche tradizionali. Tale esame inoltre permette di formulare precocemente sospetti diagnostici (da confermare e quantificare tramite esame radiologico) relativi a scivolamenti vertebrali (spondilolistesi).

Il sistema Spinometria Formetric 4D+, grazie alla scansione volumetrica, costruisce un modello tridimensionale morfologico dell'intera colonna vertebrale e della posizione del bacino, visualizzabile nelle diverse angolazioni (istante per istante nel caso di analisi in movimento) calcolando automaticamente, quale referto dell'analisi numerosi parametri fra cui:

• lunghezza tronco e posizionamento degli apici dorsale e lombare e dei punti di inversione cervico-dorsale, dorso-lombare e lombo-sacrale
• flessione antero-posteriore e laterale del tronco
• deviazione laterale (valori massimi e media quadratica)
• gradi di rotazione vertebrale (valori per sezione, massimi e media quadratica)
• inclinazione pelvica e antero-retroversione del bacino e dei due emibacini
• angoli lordotici e cifotici, freccia cervicale e lombare (Stagnara)

La Spinometria Formetric 4D+ presenta un'ampia gamma di campi di applicazione.

• Programmi di screening su bambini es. diagnosi precoce e monitoraggio degli atteggiamenti scoliotici e scoliosi, iperlordosi lombare, ipercifosi dorsale, cifosi dorso-lombare, morbo di Scheuermann (dorso curvo giovanile), dorso piatto, morbo di Bechterew (spondilite anchilosante), eterometria e dismetria degli arti inferiori in età  evolutiva.
• Valutazione del contributo posturale a problermatiche muscolo-scheletriche, organiche ed estetiche (es. algie, alterazioni scheletriche, disturbi cranio-cervico-mandibolari DCM, problemi di equilibrio, cali della vista, cefalee, problemi circolatori, cellulite).
• Individuazione di adattamenti posturali scaturiti da condizione dolorose muscolo-scheletriche e organiche: vedi presentazione caso reale (ppt).
• Progettazione e verifica di dispositivi ergonomici e ortopedici (plantari ergonomici, bite, protesi, ortesi ecc.)
• Supporto a programmi terapeutici e di rieducazione posturale e controllo dei risultati ottenuti
• Ottimizzazione della performance sportiva grazie al miglior equilibrio e coordinazione motoria
• Impiego interdisciplinare (ortopedia, fisioterapia, medicina dello sport, ortodonzia, gnatologica, otorinolaringoiatria, angiologia, neurologia, reumatologia, oculistica, ginecologia, estetica, fitness, wellness, attività  peritali ecc.)

La progettazione del sistema Formetric 4D+ viene condotta in collaborazione con i più importanti istituti universitari europei nell‘ambito di un progetto promosso dall‘Unione Europea; tale collaborazione consente un continuo sviluppo di tali applicazioni. Numerosi studi clinici, quali "Rilevanza dell'analisi morfologica del dorso nella terapia delle deformità  della colonna vertebrale" - (versione originale in tedesco) - del Policlinico di Ortopedia dell'Università  di Muenster (Germania), confermano la precisione del sistema di rilevazione Formetric.
La Spinometria formetric rappresenta oggi il sistema di analisi ottica tridimensionale della postura (e della colonna vertebrale) più diffuso al mondo risultando sempre più determinante, fra gli esami strumentali nell'ambito della posturologia, riguardo l'esame posturale e i programmi di rieducazione posturale. Grazie a questo sistema innovativo sono state ridotte di oltre 70% le indagini radiografiche sui pazienti.
- Casistica
- Ulteriori studi clinici sulla tecnologia Formetric (dal sito Hakomed)
- Pieghevole informativo Formetric Spinometria (pdf)
- Parametri Spinometria Formetric Diers 4D+ (pdf)

Prenota l'esame Spinometrico (Formetric 4D+)

Il principio di funzionamento del sistema di scansione optoelettronica Diers Formetric è basato su quello della triangolazione. Le tecniche di triangolazione attiva consentono di rilevare la superficie di un determinato oggetto mediante una sorgente luminosa, che lo illumina in una determinata angolazione, e una telecamera, che ne cattura la luce da esso riflessa. Considerando come oggetto un punto, le tre linee costituite dalla retta congiungente sorgente luminosa-telecamera, dal fascio luminoso di irraggiamento sorgente luminosa-oggetto e dal fascio di luce riflesso oggetto-telecamera, ne deriva un triangolo (da cui trae origine il nome della tecnica). Conoscendo la direzione di irraggiamento e la distanza telecamera-sorgente luminosa è possibile calcolare la distanza che separa l'oggetto (il punto) della telecamera. Effettuando tale procedimento tramite proiezione di bande luminose parallele (immagine raster) è possibile eseguire con grande precisione (fino a 0,01 mm) rilievi superficiali tridimensionali. Tale tecnica viene definita topometria a proiezione di bande o video-raster-stereografia. Grazie alle analogie esistenti tra raster-stereografia e stereofotografia, il principio della triangolazione è utilizzabile anche per la trasposizione in pixel permettendo così la ricostruzione tridimensionale virtuale della superficie dell'oggetto. A tal fine vengono individuate le coordinate dei pixels relativi a ciascun punto della superficie dell'oggetto "colpito" da una banda di luce; la densità  di scansione risulta quindi direttamente proporzionale alla densità  di bande luminose che, tuttavia, se troppo elevata causa problematiche nell'elaborazione dei dati.
I risultati ora disponibili sotto forma di coordinate tridimensionali (x, y, z) non sono idonei per l'analisi morfologica umana che ha come obiettivo quello di ricavare parametri clinicamente rilevanti e rapportabili con altri esami, quali ad es. le lastre radiografiche; e ciò per diverse ragioni:
- i valori delle coordinate dipendono dalla posizione casuale del paziente rispetto al sistema di acquisizione di immagini;
- i punti rilevati sono distribuiti sulla superficie cutanea in maniera più o meno regolare;
- diversamente dagli oggetti tecnici, la superficie del corpo umano presenta una morfologia disomogenea e mutevole.
Due immagini dello stesso soggetto non risultano comparabili nemmeno se esso si trova in entrambe nella stessa posizione. Sorge pertanto la necessità di rappresentare le peculiarità  morfologiche della superficie corporea prescindendo dalla loro disposizione casuale nello spazio. Ciò è reso possibile dall'uso di invarianti che possono essere calcolate in base alle coordinate pur essendone da loro indipendenti. Esempi di invarianti sono la lunghezza di un segmento, il volume di un corpo, l'angolo formato dagli spigoli di un poliedro e, nel caso di corpi con superficie irregolare, le curvature. Le curvature superficiali sono fattori invarianti in quanto descrivono la forma e non la posizione di un corpo. La forma viene specificatamente definita dai punti di maggior convessità /concavità  quali spigoli, sporgenze, angoli, depressioni ecc. La curvatura della superficie è un valore locale ossia presenta un valore definito per ogni suo punto. Porzioni convesse o concave di superficie presentano rispettivamente curvature principali convesse o concave di verso concorde mentre regioni a forma di sella comportano curvature principali contrapposte convesse-concave. Casi particolari sono le parti di superfici cilindriche e le superfici piane in cui una o entrambe le curvature principali si annullano. Per facilitare la raffigurazione si ricorre al calcolo della curvatura gaussiana (prodotto delle curvature principali) o alla curvatura media (valore medio delle curvature principali). E' possibile raffigurare graficamente le curvature medie ricorrendo a sfumature di intensità  di colore, ad es. con scala cromatica rosso-bianco-blu rappresentante rispettivamente i diversi gradi di convessa-piana-concava.
Se grazie alla distribuzione della curvatura di superficie si individuano dei punti con morfologia particolare corrispondente a una curvatura caratteristica, essi risulteranno altresì invarianti. Ne sono un esempio i punti di repere, punti che permettono di eseguire varie misurazioni e comparazioni corporee invarianti ossia indipendenti dalla posizione del soggetto rispetto al sistema di acquisizione immagini. Tali punti anatomici di riferimento rivestono pertanto particolare importanza nella video-raster-stereografia e sono: la VII vertebra cervicale (detta "prominente"), la fossetta lombare destra e sinistra (fossette iliache di Michaelis), punto sacrale (apice superiore della linea glutea) e la linea di simmetria. La linea di simmetria è anch'essa un'invariante, che nel soggetto con postura ideale coincide con la linea mediana del corpo (che lo divide, lungo il piano sagittale mediano, in 2 emisomi destro e sinistro uguali), viene determinata unendo i punti che in ciascuna sezione trasversale corporea presentano la maggiore simmetria latero-laterale. La linea di simmetria può considerarsi coincidente con la linea dei processi spinosi.
Data la correlazione esistente tra i punti di repere superficiali e la struttura scheletrica sottostante è così possibile ricostruirne con grande precisione un modello tridimensionale nonchè derivarne affidabili parametri di valutazione. Una caratteristica vincente della rasterstereografia rispetto ai procedimenti alternativi è la possibilità  di ricostruire la reale morfologia ossea del rachide e di definire automaticamente un rapporto di tipo spaziale tra morfologia del tronco posteriore e scheletro osseo. Tale caratteristica apre importanti prospettive d’impiego in campo clinico, in quanto il metodo della rasterstereografia può essere utilizzato in alternativa alle indagini radiografiche. La valutazione della morfologia ossea del rachide passa attraverso le seguenti fasi:

1. localizzazione automatica della linea dei processi spinosi mediante calcolo della linea di simmetria;
2. misurazione della rotazione superficiale rispetto alla linea dei processi spinosi come misura della rotazione vertebrale;
3. localizzazione del centro della vertebra mediante valutazione delle sue dimensioni anatomiche.

Pochi secondi dopo la misurazione l’esaminatore avrà  a disposizione le seguenti informazioni:

• profilo sagittale della superficie dorsale e del rachide
• deviazione laterale del rachide (sul piano frontale)
• rotazione superficiale e rotazione vertebrale (sul piano trasverso)
• vista tridimensionale complessiva del rachide.

Gli studi confermano la rilevanza clinica della rasterstereografia nell’analisi morfologica del tronco relativamente alla diagnostica e follow-up di deformazioni rachidee (scoliosi, ipercifosi dorsale, iperlordosi lombare ecc.) anche importanti nonchè in fase pre e post operatoria. In modo particolare va considerata la necessità  di sottoporre soggetti generalmente in età  giovanile o infantile a regolari controlli radiologici, con il conseguente carico di radiazioni (raggi x) che si traduce in un significativo aumento del rischio oncogeno, nonostante la scarsa affidabilità  delle indagini radiografiche nelle deformazioni morfologiche tridimensionali del rachide, come la scoliosi. Le radiografie infatti, ad es., non permettono di determinare con precisione la rotazione vertebrale, dato di grande rilevanza clinica in tali casi, nè tanto meno l’aspetto estetico del difetto morfologico, che riveste grande importanza per l'interessato.

L’esame radiologico o radiografia si effettua tramite una speciale radiazione elettromagnetica (raggi X) a cui i tessuti del nostro corpo sono diversamente trasparenti: ossa, cuore e polmoni risultano opachi ai raggi X mentre, ad es., muscoli e seno sono ad essi trasparenti. Il fascio di raggi X attraversando il nostro corpo impressiona una lastra fotografica disegnando una mappa degli assorbimenti nei vari tessuti. Questo esame è utile per escludere o confermare la presenza di una frattura ossea, così come per avere informazioni sulle condizioni strutturali scheletriche.
Lo strumento radiografico, tuttora indispensabile per l'analisi dettagliata dell'anatomia ossea (ad es. per evidenziare un'eventuale frattura o il grado di artrosi), possiede dei limiti:
1. Comporta rischi per la salute legati all'utilizzo dei raggi X: è bene quindi che venga utilizzata solo quando strettamente necessaria e con un certo intervallo di tempo tra radiografie successive;
2. E' bidimensionale: le alterazioni posturale avvengono, nella quasi totalità , sui 3 piani dello spazio (la rotazione vertebrale risulta un valore determinante);
3. E' statico: in numerose problematiche, posturali in modo particolari, l'analisi dinamica risulta determinante.
4. Fornisce dati poco ripetibili e non quantitativi; a causa delle variazioni posturali fisiologiche (ad es. durante la respirazione e la deglutizione) e dei diversi posizionamenti durante lo svolgimento dell'esame (sul piano frontale e sagittale) che avvengono durante la respirazione
5. Trattandosi solo di un'immagine non fornisce dati quantitativi: valori quali angolo di Cobb, inclinazione del bacino ecc., vanno calcolati manualmente sul radiogramma (con possibili imprecisioni derivanti).
6. Non fornisce alcuna misura sull'incidenza estetica della deformazione morfologica; paramentro rilevante per il sogetto.
Gli specialisti di norma sottopongono le scoliosi, cifosi e dorso piatto idiopatici a controllo radiologico almeno 1-2 volte l'anno. Per giascuna radiografia della colonna vertebrale in toto, l'esposizione alle radiazioni ionizzanti (raggi x) derivante può raggiungere una dose pari a 350 mGy (milliGray: 1 Gray corrisponde a 1 joule di energia assorbita per kg di materia e corrisponde a 100 rad) per cmq di superficie corporea (Bernau, Seeger, 1996). Il rischio che insorga un carcinoma mammario è significativamente più elevato in soggetti affette da scoliosi idiopatica che si sono sottoposte per lunghi periodi a controlli radiografici.
Pertanto, a causa del fattore di rischio insito nei tradizionali esami radiologici di controllo, si vanno sempre più affermando analisi ausiliarie, quali la Spinometria Formetric 4D+, che consentono, relativamente agli esami morfologici scheletrici, di colmare i limiti di sicurezza, precisione e completezza dei dati forniti, propri delle indagini radiografiche.

I raggi X sono una forma di radiazione elettromagnetica, con (lunghezza d'onda 10-1/1000 nanometri (nm), ionizzante. Ossia, a differenza della normale luce, i raggi X attraversando i tessuti corporei depositano lungo il loro cammino una parte dell’energia posseduta producendo danni irreversibili nelle cellule viventi. In particolare, quando i raggi X colpiscono un atomo, possono farne saltare via gli elettroni creando così uno ione (atomo elettricamente carico). Gli elettroni liberi possono a loro volta creare altri ioni. La carica elettrica di uno ione può attivare reazioni biochimiche anormali dentro le cellule inoltre, la carica elettrica può rompere le catene del DNA. Una cellula con un filamento di DNA danneggiato può morire o sviluppare una mutazione. Se molte cellule del corpo muoiono si possono sviluppare diversi tipi di malattie. Se il DNA di una cellula viene mutato questa può diventare cancerosa, col rischio che il tumore si diffonda. Se la mutazione avviene in uno spermatozoo o in un ovulo, ciò può comportare anomalie congenite. Studi recenti indicano che addirittura dal 1% al 3% dei carcinomi siano causati dalle radiazioni ionizzanti assorbite durante esami clinici. Sono soprattutto TAC e scintigrafia a causare i danni maggiori, perchè espongono il paziente a dosi elevate di radiazioni (equivalenti a quelle di ca. 500 lastre radiografiche). Nei bambini le cellule si moltiplicano a ritmo più rapido e la probabilità  che le radiazioni provochino un´alterazione del DNA è maggiore: in età  inferiori a 1 anno il rischio cancerogeno è quadruplo rispetto a un adulto di 50 anni mentre il rischio si dimezza negli ottantenni. Per ragioni non del tutto chiare a risentire di più delle radiazioni sono le donne (il seno è un organo particolarmente sensibile ai raggi X). In entrambi i sessi, le forme di cancro maggiormente sollecitate dalle radiazioni ionizzanti sono: leucemie, cancro del polmone e della tiroide.
In Italia eseguiamo circa 50 milioni tra radiografie, Tac, Scintigrafie ogni anno. Il principale problema della radiologia è evidentemente quello di ottenere immagini il più precise possibile somministrando al paziente la minima dose di raggi X possibile.