Alai

L’autore condivide 10 anni di prove cliniche sull’uso dell’elettromiografia di superficie per ripristinare un range di movimento sano e funzionale, usando la spalla come esempio.

L’articolazione della spalla

Per i medici di medicina fisica e riabilitazione (PM&R), l’articolazione della spalla è una delle più complesse del corpo. Diciannove diversi muscoli condividono diverse componenti e insieme partecipano a qualsiasi movimento. L’articolazione della spalla e i muscoli passano dalla posizione quadrupede a quella bipede, rimanendo sospesi in posizione eretta, prona o supina. In posizione eretta, i muscoli delle spalle modulano e mantengono la posizione neutra del collo e della testa. Mentre le spalle sono in gran parte indipendenti l’una dall’altra, di solito lavorano in tandem. Tuttavia, ogni spalla può sostenere un’azione indipendente simultaneamente. Sostengono e imprimono lo slancio ai muscoli del gomito e indirettamente alle unità miotatiche distali del polso e della mano.1

L’articolazione della spalla ha diverse componenti anatomiche. Mentre queste componenti esistono nella posizione quadrupedica, hanno una funzione di transizione per la posizione bipede. Un certo numero di muscoli avvolgono l’articolazione della spalla, e alcuni muscoli si sovrappongono alla stretta definizione anatomica della posizione sulla spalla:

• la zona superiore: levatore della scapola, sopraspinato, deltoide medio, trapezio superiore, coracobrachiale
• la zona anteriore: deltoide anteriore, pettorale maggiore e minore
• la zona posteriore: sottoscapolare, deltoide posteriore, trapezio medio e inferiore
• l’area posteriore, aspetto laterale: infraspinato, teres maggiore e minore, latissimus dorsi
• l’area posteriore, aspetto mediale: romboide maggiore e minore
• l’area inferiore: serrato anteriore.

Classicamente, l’articolazione della spalla ha diversi segmenti di movimento che insieme comprendono il range di movimento (ROM):

• abduzione
• adduzione
• flessione anteriore
• flessione laterale
• flessione posteriore
• rotazione interna
• rotazione esterna.

Una corretta comprensione dei principi fisici di quantità di moto, inerzia e attività vettoriale è fondamentale per la comprensione del ROM. Il fenomeno della co-attivazione o co-contrazione è esemplificato dalla presenza di potenziali attivi di basso livello nel muscolo a riposo, mentre il muscolo omologo controlaterale è attivo e in movimento.2 In un individuo sano, i potenziali di ampiezza del movimento attivo durante il movimento di un muscolo di un arto non si incontrano con alcun potenziale attivo nel muscolo omologo dell’altro arto mentre quell’arto è a riposo. Un rapporto equilibrato tra i muscoli di un’articolazione è favorevole alla funzione normale, come la capacità di condurre movimenti per un lungo periodo di tempo senza fatica e dolore.

Se anche un solo muscolo di un’articolazione è disfunzionale, quel muscolo influenzerà la funzione dell’intera articolazione limitando il movimento, l’utilizzo di energia, la resistenza e la forza. Di conseguenza, volontariamente o involontariamente, quell’articolazione potrebbe diventare sottoutilizzata (“steccata”) e l’articolazione controlaterale mostrerà una protezione e diventerà sovrautilizzata. Se c’è uno squilibrio maggiore, l’articolazione sovrautilizzata può alla fine diventare disfunzionale e sviluppare affaticamento, punti trigger e dolore.

Questo articolo affronta come un fornitore di PM&R può ripristinare la funzione sana e il ROM in un paziente che ha subito una lesione miofasciale con conseguente dolore muscolare e punti trigger. L’ambito si concentrerà ulteriormente sull’uso dell’elettromiografia di superficie (SEMG) nella gestione del dolore per le disfunzioni miofasciali così come il dolore acuto e cronico da lesioni sulla base dell’esperienza clinica dell’autore per un periodo di 10 anni.1-9

Ristabilire la funzione sana con SEMG

Metodi

I muscoli della spalla possono essere allenati entro pochi giorni dall’intervento dopo la rimozione delle suture, o quando i muscoli non sono più in pericolo di strappo. La terapia fisica deve essere iniziata in modo incrementale: prima usando i muscoli e i movimenti che richiedono meno energia e progredendo gradualmente verso tutti i movimenti. L’allenamento deve essere fatto prima senza resistenza aggiunta (oltre alla gravità). Si può progredire per aggiungere resistenza come tollerato e alla fine al livello delle esigenze ergonomiche o atletiche.

Il test dinamico SEMG, quello di testare un’articolazione attraverso il ROM classico, consiste in movimenti muscolari ripetuti eseguiti al livello minimo di sforzo (attività e riposo) attraverso il ROM classico di qualsiasi articolazione. I dati sono tipicamente raccolti in unità di microvolt radice quadrata (RMS), e considerati solo quando i coefficienti di variazione (CV) durante il movimento e il riposo sono del 10% o meno.6 L’uso del test dinamico SEMG permette non solo di trovare i potenziali di ampiezza alla base del concetto, ma anche il coefficiente di correlazione statistica.6 I risultati, sia positivi che negativi, costituiscono la base dei valori e delle relazioni agonistiche e antagonistiche (vedere la barra laterale “Clinical Refresher: Agonismo vs Antagonismo e la Spalla”).5

L’allenamento può iniziare con il solo biofeedback SEMG e poi essere fatto in combinazione con altre modalità, sempre procedendo da “facile” a “difficile”. L’obiettivo finale è il funzionamento ottimale del paziente.3-5

I test dinamici SEMG non sono invasivi, affaticanti o dolorosi. Il test è tipicamente completato in meno di 15 minuti; nella spalla ci sono sette movimenti e il test per ogni movimento normalmente richiede 90 secondi.7 Il test è meglio eseguito da un clinico qualificato o sotto la sua supervisione, usando un’attrezzatura SEMG che include un pacchetto statistico. Il pacchetto statistico deve includere la capacità di valutare le medie (o media) dell’ampiezza durante l’attività muscolare e il riposo, così come i parametri di deviazione standard, coefficiente di variazione e analisi di regressione. Tutti questi parametri sono necessari per valutare le statistiche alla base del dominio dell’ampiezza. Il test può essere fatto nel dominio della frequenza, essendo la frequenza mediana il parametro di scelta. Il test che è alla base del presente articolo è stato fatto nel dominio dell’ampiezza.

La maggior parte dei pacchetti statistici permettono di leggere i risultati in una caratteristica positiva (non nel SEMG grezzo), che è il risultato della trasformazione di Fourier dei risultati di ampiezza positivi e negativi in valori solo positivi. Solo i test che possono mostrare i parametri delle medie, il coefficiente di variazione, la deviazione standard e, se necessario, l’analisi di regressione sono compatibili con i requisiti della regola Daubert delle prove necessarie per verificare la validità e il valore scientifico dei test.

Prove cliniche

Gli studi dell’autore sui test dinamici SEMG si sono basati su circa 6.800 muscoli della spalla di circa 850 pazienti, testati attraverso i classici segmenti di movimento ROM sopra menzionati, secondo protocolli stabiliti.2,5-7 Due dei 19 muscoli della spalla, il sottoscapolare e il coracobrachiale, non hanno potuto essere testati, tuttavia, a causa della loro posizione profonda (attualmente, gli elettrodi SEMG non mostrano letture coerenti se i muscoli testati sono più profondi di 1,5 cm). I dati sono stati raccolti da pazienti consenzienti con un numero simile di pazienti maschi e femmine. L’età variava da 21 a 75 anni e i dati non differivano in base al sesso o all’età.2,5,6

I dati riflettono solo i risultati dei muscoli asintomatici. I valori potenziali di ampiezza (microvolt RMS) sono stati trattati statisticamente per i coefficienti di correlazione. I coefficienti di correlazione positivi rappresentano relazioni agonistiche e i valori negativi rappresentano relazioni antagonistiche.5 Questi studi hanno dimostrato che i muscoli sono attivi durante qualsiasi segmento di movimento; non sembrava esserci un muscolo “silenzioso” durante qualsiasi movimento.

L’attività media complessiva mostrata come potenziali di ampiezza era 29,2 uV RMS. Questa ampiezza segna il più alto potenziale di attività per tutte le articolazioni e i segmenti medi di movimento testati con SEMG nelle contrazioni volontarie minime (MVC), dettagliate di seguito. Pertanto, si può concludere che l’articolazione della spalla è l’articolazione più alta in termini di utilizzo di energia muscolare, potenziale precoce di affaticamento da uso eccessivo e conseguente dolore.6

In ordine decrescente di utilizzo dell’energia, i muscoli dell’articolazione della spalla si comportano come segue:

• scrollata
• abduzione
• flessione laterale
• rotazione esterna
• flessione posteriore
• rotazione interna
• flessione anteriore
• adduzione.6

Il principio generale dell’omeostasi sostiene che meno energia viene utilizzata dai muscoli per un compito, meno possibilità ci sono di sviluppare affaticamento ripetitivo o di uso eccessivo, dolore e/o disfunzione. All’interno dell’articolazione della spalla, i 19 muscoli contribuiscono direttamente a qualsiasi movimento e come tali ci sono meno possibilità di affaticamento che in altre articolazioni.

I dati dello studio dinamico SEMG dell’autore hanno costantemente trovato che tutti i muscoli che sottendono una data articolazione sono attivi durante qualsiasi movimento vettoriale di quella articolazione. L’attività è documentata dalla presenza di potenziali di ampiezza che variano da muscolo a muscolo e da movimento a movimento.6 Data una qualsiasi sequenza dei sette movimenti, i muscoli che si muovono costantemente nella stessa direzione vettoriale durante la sequenza sono da considerare agonisti o sinergici. Se tendono ad essere attivi nella direzione opposta, sono considerati antagonisti.

I calcoli complessivi delle relazioni intermuscolari dei muscoli della spalla sono riportati nella tabella I. Un riassunto delle interrelazioni mostra che 137 sono agonisti e 102 sono antagonisti. I numeri ineguali derivano dal fatto che alcuni valori di regressione erano troppo vicini allo zero per essere contati come positivi o negativi.6

Contrazioni volontarie minime

Il test SEMG dinamico dell’autore attraverso il ROM è stato eseguito al minimo comune denominatore dello sforzo, quello del MVC.7 Tale utilizzo di energia minima non favorisce il sovrautilizzo muscolare con risultati quali fatica e dolore. I risultati del coefficiente di correlazione tra i muscoli della spalla a livello MVC possono diventare diversi quando è necessario un dato sforzo per un particolare movimento. Tuttavia, man mano che i movimenti vengono ottimizzati, lo sforzo muscolare diventerà inferiore e l’utilizzo ottimale dei muscoli della spalla può iniziare a somigliare a quello dell’MVC originale.

L’engramma complessivo, o un ipotetico cambiamento permanente nel cervello che rende conto dell’esistenza della memoria (una traccia), sarà diverso per ogni funzione della spalla con diversi coefficienti di correlazione. L’obiettivo è di formattare gli engrammi per ridurre lo sforzo globale dell’azione e quindi evitare la fatica e il dolore.

Conclusione

I clinici di medicina fisica e riabilitazione si occupano di singoli muscoli che sono feriti e disfunzionali. I fornitori hanno bisogno di capire i valori e le relazioni “normali” attesi per procedere con il processo di riabilitazione. Il processo di funzionamento ottimale, sia per l’ergonomia che per l’atletica, può richiedere un’ulteriore messa a punto e può dipendere ancora di più dalla quantificazione dei valori SEMG attesi. Una comprensione di ogni muscolo in termini di relazione agonista e antagonista, come descritto a sinistra, può essere considerata necessaria per la mappatura di questo processo di messa a punto.

Ricerca clinica: Agonismo vs Antagonismo e la Spalla

L’agonismo, o sinergismo, si riferisce ad un rapporto positivo nella contrazione (concentrica o eccentrica) di due o più muscoli che riguardano una data articolazione, tutto attraverso un dato insieme di movimenti, come il range di movimento. L’antagonismo si riferisce alla relazione inversa. Un muscolo antagonista può stabilizzare o modificare il movimento dell’agonista, e un muscolo antagonista non è a riposo mentre l’agonista si contrae. Queste relazioni sono rappresentate all’interno dei 17 muscoli della spalla testati come segue:*

• Il deltoide anteriore:
  • agonista: deltoide medio, trapezio inferiore, pettorale maggiore, pettorale minore, serrato anteriore, teres minore, infraspinato, romboide minore, sopraspinato, trapezio superiore
  • antagonista: latissimus dorsi, trapezio medio, teres major, deltoide posteriore, levator scapulae, romboide maggiore
• Il deltoide medio:
  • agonistico: trapezio inferiore, trapezio medio, levator scapulae, romboide minore, supraspinatus, trapezio superiore
  • antagonista: latissimus dorsi, pettorale maggiore, pettorale minore, serrato anteriore, teres maggiore, teres minore, deltoide posteriore, romboide maggiore
• Il deltoide posteriore:
  • agonista: latissimus dorsi, trapezio medio, serrato anteriore, romboide maggiore, trapezio superiore
  • antagonista: deltoide anteriore, deltoide medio, trapezio inferiore, pettorale maggiore, pettorale minore, infraspinato, levatore della scapola, romboide minore, sovraspinato
• Il pettorale maggiore:
  • agonistico: deltoide anteriore, latissimus dorsi, teres minor, infraspinato, pettorale minore, serrato anteriore
  • antagonista: deltoide medio, trapezio inferiore, trapezio medio, deltoide posteriore, levatore della scapola, romboide maggiore, romboide minore, sopraspinato, trapezio superiore
• Il pettorale minore:
  • agonista: teres minor, infraspinato, serrato anteriore
  • antagonista: deltoide posteriore, levatore della scapola, romboide maggiore, sopraspinato, trapezio superiore, teres major
• Il trapezio superiore:
  • agonistico: deltoide anteriore, deltoide medio, latissimus dorsi, trapezio inferiore, trapezio medio, serrato anteriore, teres minor, deltoide posteriore, levator scapulae, supraspinatus
  • antagonista: pettorale maggiore, pettorale minore, infraspinato, romboide maggiore, romboide minore
• Il trapezio medio:
  • agonistico: deltoide medio, latissimus dorsi, trapezio inferiore, deltoide posteriore, levator scapulae, romboide maggiore, sopraspinato, trapezio superiore
  • antagonista: deltoide anteriore, latissimus dorsi, teres minor, infraspinato, romboide minore
• Il trapezio inferiore:
  • agonistico: deltoide anteriore, deltoide medio, teres minor, infraspinato, levatore della scapola, romboide maggiore, romboide minore, sovraspinato, trapezio superiore, trapezio medio, serrato anteriore, teres major
  • antagonista: latissimus dorsi, deltoide posteriore, pettorale maggiore, pettorale minore
• Il sovraspinato:
  • agonistico: deltoide anteriore, deltoide medio, trapezio inferiore, trapezio medio, teres minor, levator scapulae
  • antagonista: latissimus dorsi, pettorale maggiore, pettorale minore, serrato anteriore, deltoide posteriore, infraspinato, romboide maggiore, romboide minore
• L’infraspinato:
  • agonista: deltoide anteriore, latissimus dorsi, trapezio inferiore, pettorale maggiore, pettorale minore, serrato anteriore, teres minore
  • antagonista: deltoide medio, trapezio medio, deltoide posteriore
• Il romboide maggiore:
  • agonistico: latissimus dorsi, trapezio inferiore, trapezio medio, teres minor, deltoide posteriore
  • antagonista: deltoide anteriore, deltoide medio, pettorale maggiore, pettorale minore, infraspinato, levatore della scapola
• Il romboide minore:
  • agonista: teres minor, romboide maggiore, infraspinato, deltoide anteriore, deltoide medio, trapezio inferiore, trapezio medio, serrato anteriore
  • antagonista: deltoide posteriore, levatore della scapola, latissimus dorsi, pettorale maggiore, pettorale minore
• Il teres major:
  • agonistico: latissimus dorsi, trapezio inferiore, pettorale maggiore, serrato anteriore
  • antagonista: deltoide anteriore, deltoide medio, trapezio medio, pettorale minore
• Il teres minor:
  • agonistico: deltoide anteriore, latissimus dorsi, trapezio inferiore, pettorale maggiore, pettorale minore, deltoide posteriore, infraspinato, romboide maggiore, romboide minore, sovraspinato trapezio superiore
  • antagonista: deltoide medio, trapezio medio, serrato anteriore, levatore della scapola
• Il latissimus dorsi:
  • agonistico: teres minor, deltoide posteriore, infraspinato, romboide maggiore, trapezio superiore, pettorale maggiore, pettorale minore, serrato anteriore, teres major
  • antagonista: deltoide anteriore, deltoide medio, levatore della scapola, romboide minore, sopraspinato, trapezio inferiore, trapezio medio
• Il serrato anteriore:
  • agonistico: teres major, teres minor, deltoide posteriore, infraspinato, romboide minore, trapezio superiore, deltoide anteriore, latissimus dorsi, trapezio inferiore, pettorale maggiore, pettorale minore
  • antagonista: levatore della scapola, sopraspinato, deltoide medio, trapezio medio
• Il levatore della scapola:
  • agonista: deltoide medio, trapezio inferiore, trapezio medio
  • antagonista: deltoide anteriore, latissimus dorsi, pettorale maggiore, pettorale minore, serrato anteriore, teres minore, deltoide posteriore, infraspinato

*I coefficienti di correlazione per ogni muscolo possono essere trovati in Riferimento 6.

1. Sella GE, Finn RE. Sindrome del dolore miofasciale: metodi di terapia manuale del trigger point e biofeedback SEMG. Martins Ferry, OH: GENMED Publishing. 2001.
2. Sella GE. SEMG: metodologia oggettiva nell’indagine delle disfunzioni muscolari e nella riabilitazione. In: MV Boswell, BE Cole, eds. Gestione del dolore di Weiner: una guida pratica per i clinici. 7 ° ed. CRC Press: Boca Raton, FL. 2006:645-662.
3. Sella GE. Trattare la disfunzione muscolare degli arti superiori. Pract Pain Manage. 2005;5(6):54-62.
4. Sella GE. Test SEMG della spalla e biofeedback/rieducazione: un movimento segmentale e un approccio regionale. Biofeedback. 2003;32:33-36.
5. Sella GE. Linee guida per la rieducazione neuromuscolare con biofeedback SEMG. Martins Ferry, OH: GENMED Publishing. 2000.
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