Thesis title: Validità degli indici di stabilità del cammino nell’identificare le cadute ricorrenti e l’instabilità del tronco: in pazienti con Malattia di Parkinson
La Malattia di Parkinson è una malattia con un complesso disordine neurologico. La prima descrizione
dettagliata della malattia è stata prodotta quasi due secoli fa, ma la sua concettualizzazione continua
ad evolversi. Fondamentalmente, è una malattia degenerativa con morte prematura di neuroni
dopaminergici nella substantia nigra pars compacta (SNpc). La conseguente carenza di dopamina
all'interno dei gangli della base porta a un disturbo del movimento caratterizzato da classici sintomi
motori parkinsoniani. In precedenza, si pensava che la Malattia di Parkinson fosse causata
principalmente da fattori ambientali, ma la ricerca sta rivelando che la malattia si sviluppa da un
complicato gioco di genetica e ambiente (Kalia LV et al., 2015).
I dati epidemiologici sono sufficientemente precisi per la Malattia di Parkinson, l’incidenza media è
di circa 20 nuovi casi/100.000 abitanti/anno, con un picco di insorgenza della malattia intorno ai 70-
75 anni. La Malattia di Parkinson è una malattia a evoluzione progressiva che si arricchisce nel suo
decorso di numerosi sintomi, al punto tale che oggi ne sono stati elencati oltre 45. L’esordio è spesso
insidioso, interessa in genere solo un emisoma e comporta sintomi cardinali quali la bradicinesia, la
rigidità muscolare, il tremore a riposo a 4-6 Hz e l’instabilità durante la deambulazione. Questi
elementi inficiano notevolmente sulla qualità di vita e mettono a repentaglio l’autonomia e
l’indipendenza del soggetto. La disabilità che la Malattia di Parkinson provoca, deve essere valutata
in relazione ai bisogni del singolo paziente; è un fenomeno variabile che dipende da altre situazioni
oggettive dell’ammalato: età, attività lavorativa, situazione economica e familiare, progetti ed
ambizioni (Mutani R et al., 2012). È importante, quindi, provvedere ala valutazione di queste
problematiche mediante l’utilizzo di scale cliniche e questionari che tendono però facilmente ad
essere influenzati, spesso riportando valori non del tutto veritieri.
La “gait instability” o instabilità del cammino è considerata come una piaga delle patologie
neurodegenerative, nonché elemento più disabilitante nel caso di condizioni come la Malattia di
Parkinson. A tal proposito sono stati elaborati dei sistemi inerziali indossabili, Wearable sensors (Ws),
divenuti molto popolari non solo nel campo medico-riabilitativo. Questi sistemi permettono
un’analisi del cammino attraverso la rilevazione di parametri spazio-temporali. I dati raccolti si
rivelano estremamente utili perché forniscono informazioni accurate e affidabili circa i
comportamenti e le attitudini dei soggetti (Mukhopadhyay SC et al., 2015).
Negli ultimi anni le evidenze sulla “gait instability” sono aumentate; tra queste ci sono diversi studi
eseguiti su pazienti affetti da Parkinson che confermano la sensibilità delle misurazioni effettuate con
i sensori inerziali circa l’instabilità del cammino e le problematiche motorie (Pinto C et al., 2019;Horak
FB et al., 2013).
Grazie ai sensori inerziali è possibile calcolare, quindi, degli indici di stabilità, a loro volta utili a
esplorare un aspetto funzionale dell’andatura e delle problematiche motorie inerenti ad essa.
In quasi tutti gli studi, gli indici di stabilità dell'andatura sono stati studiati individualmente per
identificare misure preventive per le cadute. Tuttavia, in termini generali, sarebbe ideale ottenere
una serie di indici di stabilità del cammino per capire quali sono i più sensibili in termini di distinzione
tra andature patologiche e neurotipiche, quali sono le più strettamente correlate ala gravità della
malattia, quali aspetti di stabilità sono espressi da vari indici, che sono i più utili per la previsione delle
cadute, e che sono i più responsivi ai trattamenti riabilitativi (Mirelam et al., 2019)
Da un punto di vista biomeccanico, la stabilità dell'andatura si riferisce ala capacità di mantenere la
locomozione funzionale in presenza di piccoli disturbi cinematici o errori di controllo (Dingwell et
al.,2000;England et al., 2007;Hamacher et al., 2011;Bruijin et al.,2013). Sono state proposte una serie
di misure biomeccaniche quantitative per valutare lo squilibrio dinamico dell'andatura del paziente
Parkinsoniano (Siragy et al., 2018). Una delle misure più ampiamente esplorate è il coefficiente di
variazione (CV) dei parametri spazio-temporali (cioè tempo del passo e lunghezza del passo) (Frenkel
et al., 2005,Baltadjieva et al., 2006;Auriel et al., 2006P;lotink et al., 2007). Altre misure riportate sono
state derivate dai modelli accelerativi del tronco e includono il rapporto armonico (HR)(Latt et al.,
2009; Lowry et al., 2009), il più grande esponente di Lyapunov (LLE) (Thumm et al 2018) e il punteggio
di jerk normalizzato (NJS) (Miller Koop et al., 2018; Palmerini et al., 2013). Un'altra misura derivata
dall’accelerazione del tronco, l'analisi di quantificazione della recidiva (RQA), è stata segnalata per
essere compromessa nei pazienti con vestibolo patia (Sylos Labini et al., 2012) e fornisce un approccio
promettente alo studio delle fluttuazioni del centro di pressione nei caduti più anziani (Ramdani et
al., 2013).
Sulla base della loro facilità d'uso e dell'economicità, i sensori indossabili sono ampiamente utilizzati
per la valutazione clinica per ottenere misure più oggettive delle prestazioni di deambulazione
( Zampogna et al., 2020;Brognara et al., 2019;Schlachetzki et al., 2017;Rovini et al., 2017;Maetzeler
et al., 2013;Ramdhani et al., 2018). Sulla base del modello a pendolo invertito dell'andatura (Kuo et
al., 2010), le unità di misura inerziale mobili (IMU), che incorporano accelerometri e giroscopi, sono
in grado di catturare oggettivamente la capacità di controllare il baricentro del corpo mentre si sposta
la base di appoggio, risultando in un strumento efficace per monitorare l'equilibrio dinamico durante
l'andatura (Schlachetzki et al., 2017;Horak et al., 2013) Idealmente, utilizzando diverse IMU
combinate per analizzare l'andatura di un soggetto, l'accuratezza complessiva dell'analisi
migliorerebbe, ma questo guadagno sarebbe compensato dal carico di indossabilità. Al contrario, una
singola IMU montata sulla zona lombare fornisce informazioni sensibili sull'andatura della Malattia di
Parkinson e consente ai medici di monitorare l'andatura della Malattia di Parkinson anche in
condizioni di vita libera (Czech et al.,2020). Le IMU forniscono direttamente misure di accelerazione
del tronco e facilitano la registrazione dell'andatura del paziente per molti passaggi durante le
valutazioni cliniche di follow-up in strutture ambulatoriali, rendendole strumenti ideali per studiare
la stabilità dell'andatura nella Malattia di Parkinson.
In questo studio, abbiamo misurato una serie di indici di stabilità dell'andatura in campioni di dati da
pazienti affetti da Malattia di Parkinson che sono stati raccolti utilizzando un dispositivo indossabile
con gli obiettivi di determinare l'accuratezza di ciascun indice in termini di rilevamento dell'instabilità
dell'andatura in Malattia di Parkinson rispetto a soggetti sani ( HS) escludendo gli effetti dell'età e
della velocità dell'andatura tra i gruppi, valutando la capacità di ciascun indice identificato di
caratterizzare l'andatura dei Malattia di Parkinson che cadono in modo ricorrente, rispetto ai Malattia
di Parkinson che non cadono ripetutamente, e esplorando le correlazioni di ciascun indice con
variabili cliniche e biomeccaniche. Le nostre principali ipotesi possono essere riassunte come segue:
alcuni indici di stabilità dell'andatura possono avere una capacità sufficiente di discriminare tra
Malattia di Parkinson e HS e possono essere correlati con le caratteristiche spazio-temporali e
cinematiche dell'andatura della Malattia di Parkinson, indipendentemente dalla velocità
dell'andatura.