STRAIN


 

 

Vediamo innanzitutto cosa è lo strain. Il termine strain indica un qualsiasi  cambiamento della  forma di un corpo  a seguito dell’ applicazione di  una sollecitazione. La stress-strain analysis è una disciplina dell’ingegneria che studia i metodi per misurare  stress e strain in materiali e strutture soggette a forze. L’ immagine sottostante mostra come queste tecnologie vengano impiegate, per esempio, per studiare come si deforma l’abitacolo di un’automobile allo scopo di renderla maggiormente sicura nel caso di incidente.


 

 

In medicina l’analisi dello strain è stata introdotta nel 2005 da un italiano, il Professor Gianni Pedrizzetti, per lo studio dei pattern di deformazione del miocardio (Video 4 ). Oggi  questa tecnica  ampiamente diffusa in tutto il mondo ha fornito i presupposti teorici e pratici per lo studio della muscolatura scheletrica secondo la sistematica Echo-Strain. ( Video 4 )

 


 

La contrazione di un muscolo che esegue un compito comporta una serie di eventi. Utilizzeremo nel resto della trattazione come esempio il muscolo massetere che contraendosi ci consente di “ spezzare “ una carota,  masticarla e deglutirla, ma le considerazioni che facciamo sono riferibili a qualunque muscolo che faccia parte delle catene cinematiche della masticazione, deglutizione e fonazione. La contrazione di un muscolo determina in primo luogo la temporanea deformazione del muscolo stesso. Ma non solo, la contrazione del muscolo, nel nostro caso il muscolo massetere, comporta l’elevazione della mandibola che si muoverà verso il mascellare seguendo una traiettoria per potersi chiudere, specifica per ciascuno di noi. La contrazione del muscolo massetere consentirà inoltre l’applicazione delle forze necessarie per “spezzare “ la carota, masticarla e infine deglutirla. La contrazione del muscolo innescata da un impulso nervoso determinerà quindi movimento e   applicazione di forze e cioè lavoro, ovvero la masticazione e deglutizione della carota. L’ organo masticatorio si comporta in altri termini come una macchina  che consuma energia per compiere un lavoro ( masticare, deglutire, parlare ). Echo-Strain offre la possibilità di studiarla in tal modo. L’analisi dello strain consiste quindi in primo luogo nell’ analizzare la deformazione e lo sforzo che un muscolo affronta per compiere un lavoro come appunto masticare una carota. Ma vediamo più da vicino in che cosa consiste l’analisi dello strain. Per semplicità esaminiamo il filmato della contrazione massimale di un solo massetere  anche se in realtà vengono sempre esaminati due o più muscoli contemporaneamente. Dopo avere fatto indossare l’arco facciale al paziente, chiediamo di stringere i denti al massimo delle possibilità mentre una doppia sonda ecografica ancorata a due appositi porta-sonda registrano l’attività del muscolo massetere destro e sinistro.  Al termine di questa operazione avremo ottenuto un filmato che mostra i due muscoli mentre si contraggono. Per semplicità osserviamo un muscolo per volta.


 

 

L’analisi dello strain di un muscolo scheletrico, ad esempio il muscolo massetere, viene effettuata su un filmato ecografico ( Video 5 A – M. massetere contrazione ) che registra il serramento dentale  massimale prodotto dalla contrazione del muscolo. Un software dedicato divide il piano immagine in molteplici unità, ( ciascuno dei quadratini che compongono la griglia sovrapposta all’ immagine  Video 5 B  M. massetere contrazione e analisi dello strain )  registrando la posizione nel piano immagine di ciascuno dei punti contenuti in ogni quadratino. A questo punto se la contrazione dura 5 secondi ed il numero di frames per secondo è 50, il software seguirà lo spostamento compiuto da ciascuno dei punti che compongono ciascuno dei quadratini nei 250 frames che compongono il video. In tal modo per ciascun punto saranno tracciati tutti i  movimenti angolari e le rotazioni ( Video 4 ). Se osservate il filmato ( Video 4 a )  potete notare che ciascuno dei quadratini cambia progressivamente forma per tornare poi al termine della contrazione alle dimensioni di partenza. Ciò  ci permetterà di capire quale è il grado di deformazione che il muscolo ha subito durante la contrazione che ha consentito di spezzare la carota quando registreremo un ciclo masticatorio reale.


 

 

Tutte queste informazioni sono convertite in numeri che a loro volta mostreranno, attraverso grafici e immagini, compressioni , dilatazioni lineari e  torsioni angolari       (i cosiddetti  pattern di deformazione ) che mostrano cosa fa un muscolo quando si contrae. I pattern di deformazione che otteniamo da questa analisi sono nove e descrivono quale è lo sforzo che il muscolo sostiene quando si contrae. Di particolare importanza è il pattern cross-plane che indica la capacità del muscolo di accorciarsi in modo fisiologico ed il pattern dilatation che insieme al precedente misurano ciò che chiamiamo elasticità muscolare. Queste informazioni ci consentiranno innanzitutto un confronto tra il muscolo destro ed il muscolo sinistro, ed evidentemente un confronto tra i dati ottenuti dall’ analisi dei muscoli dei pazienti con un modello di riferimento ottenuto osservando il modo con cui si deformano i muscoli di persone  sane. Nei cinque anni di lavoro resisi necessari per mettere a punto questa tecnica abbiamo esaminato oltre 100.000 video ecografici . Ciò ci ha consentito di scrivere parte delle “ lettere dell’ alfabeto “ dello strain con cui i muscoli della testa e del collo ci parlano. Nell’ immagine sono mostrati i grafici e le immagini relative ai nove pattern di deformazione che usiamo per studiare il comportamento dei muscoli dei nostri pazienti.


 

La sistematica Echo-Strain è così sofisticata da permettere l’analisi dei pattern di deformazione non solo del muscolo in toto ma di ciascuna delle parti e degli strati che lo compongono ( Video 8 )


 

 

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