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CONGRESSO NAZIONALES.I.M.F.E.R.

Società Italiana di Medicina Fisica e RiabilitazioneXXXIV CONGRESSO NAZIONALE SIMFER

ESERCIZIOATTIVITA’

PROGETTOFIRENZE 2006

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VIBRAZIONI MECCANICHE NELLA RIABILITAZIONE DELLA LESIONE SUBTOTALE DEL NERVO SCIATICO

POPLITEO ESTERNOCostabile F1, Camerota F1, Paoloni M1, Celletti C1, Filippi GM2, Isidori A3 ,

Nucci F3, Santilli V1(1 ) Medicina Fisica e Riabilitazione, (3) Servizio di microchirurgia del sistema nervoso

periferico, Università «La Sapienza», Roma; 2)Dipartimento di Fisiologia Umana, Università Cattolica di Roma

Introduzione Stimoli meccanici periodici, di lieve intensità, protratti nel

tempo, somministrati in forma di vibrazione sono considerati un potente segnale per i propriocettori muscolo-articolari. In particolare dati di letteratura suggeriscono la possibilità di impiegare la vibrazione a fini terapeutici in casi di spasticità(1,2), allo scopo di ridurre il tono muscolare. Gli effetti ottenibili dall’uso della vibrazione in ambito clinico appaiono essere positivi in condizioni sintomatologicamente opposte, sia in caso di paralisi flaccida (3), sia in casi di paralisi spastica (2), suggerendo quasi un’azione di ottimizzazione propriocettiva. Tuttavia i risultati, probabilmente conseguiti aseguito di un’azione sul sistema di processing propriocettivo, sebbene positivi, appaiono transitori nel tempo, estinguendosi in prossimità della fine della stimolazione.

Molto recentemente, la letteratura ha però messo in evidenza alcuni aspetti importanti relativi agli effetti ottenibili da uno stimolo vibratorio in funzione delle sue caratteristiche. In particolare appare determinante la frequenza della vibrazione,

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poiché la finestra compresa tra 80 e 120 Hz risulta di notevole potenza sui circuiti corticali e sottocorticali (4,5). Inoltre il tempo di esposizione alla vibrazione sembra essere un secondo parametro cruciale per ottenere effetti persistenti nel tempo oltre il termine della stimolazione vibratoria (2,4-6).D’altra parte numerosi studi sostengono la possibilità di ottenere fenomeni di adattamenti plastici sulla circuiteria propriocettiva, dando evidenza che la rete neurale propriocettiva è un substrato plastico in grado di essere marcatamente e persistentemente modificato da opportuni protocolli di stimolazione, ivi comprese forme di stimolazione meccanica (7,8). Infine la letteratura indica chiaramente ed unanimemente che la vibrazione meccanica estesa a tutto il corpo (whole body vibration, WBV) è marcatamente dannosa (9,10), mentre risulta priva di rischi un’esposizione, anche prolungata, ad una vibrazione localizzata a singoli gruppi muscolari, purchè tale vibrazione sia limitata nell’ampiezza (11). Scopo di questo lavoro è verificare la possibilità che una stimolazione vibratoria adeguatamente protratta nel tempo (3 applicazioni di 10 minuti ciascuna al giorno, intervallate da 30-60 sec di riposo, per 3 giorni consecutivi) e a frequenza adeguata (100 Hz), localizzata a singoli e ben selezionati gruppi muscolari e di ampiezza del tutto limitata (<15 µm) possa provocare un aggiustamento propriocettivo adeguato a migliorare il reclutamento muscolare in un gruppo di pazienti con paralisi di tipo flaccido dei muscoli dorsiflessori di caviglia, in seguito a lesione del nervo sciatico popliteo esterno (SPE).

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Metodi È stato selezionato un gruppo di 6 soggetti (età: 64,5�14,9) affetti da paralisi monolaterale del nervo SPE post-traumatica, di tipo incompleto (non segni di lesione completa all’esame EMG/ENG). L’evento traumatico era insorto almeno 6 mesi prima dell’applicazione dello stimolo vibratorio e tutti i pazienti riferivano di non aver avuto miglioramento della sintomatologia negli ultimi 2 mesi.Il gruppo è stato sottoposto a sequenze di microperturbazioni meccaniche isometriche ad andamento sinusoidale caratterizzate da una frequenza costante (100Hz), forze di 0,5-1 N, spostamento picco-picco <10 µm, applicate per via percutanea sul muscolo tibiale anteriore del lato affetto. Tale trattamento è stato eseguito mediante specifico dispositivo (CRO® SYSTEM Patent Pending, fornito dalla NEMOCO srl) costituito da un trasduttore elettromeccanico, un sistema di sostegno in grado di orientare lo strumento in tutte le direzioni dello spazio, fornire le reazioni vincolari adeguate a trasmettere al paziente la forza sviluppata dal trasduttore, un driver di controllo in grado di erogare un segnale sinusoidale costante a 100 Hz, di ampiezza regolabile. I muscoli sottoposti a tale sequenza di forze venivano mantenuti volontariamente in stato di contrazione isometrica durante l’applicazione dello stimolo meccanico, chiedendo al paziente di dorsiflettere il piede. Scopo di ciò era permettere alla perturbazione applicataun’efficace invasione dei tessuti grazie all’incremento della stiffness indotto sia pur modesto reclutamento motorio (12). La

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stimolazione meccanica durava 10 minuti e veniva ripetuta per tre volte con una pausa di 30sec. Le applicazioni, in numero di 9 per ciascun ciclo, sono state effettuate per 3 giorni consecutivi, in ragione di 3 applicazioni al giorno. Ogni soggetto è stato sottoposto a tre cicli di trattamento a distanza di 30 giorni l’uno dall’altro. Nell’intervallo fra ciascun ciclo terapeutico ogni soggetto è stato sottoposto a sedute fisioterapiche (2/settimana) con esercizi di rinforzo muscolare attivo assistito, stretching e rieducazione propriocettiva.Valutazione dei pazienti I pazienti sono stati valutati prima dell’intervento terapeutico (T0) ed alla fine del terzo ciclo di trattamento (T1) attraverso: esame muscolare segmentale dei muscoli tibiale anteriore, peroniero lungo, gastrocnemio (scala MRC); valutazione goniometrica della dorsiflessione attiva e passiva dell’articolazione tibiotarsica, gait analysis. L’analisi computerizzata del cammino è stata effettuata attraverso un sistema optoelettronico di rilevamento della deambulazione dotato di due piattaforme dinamometriche ed EMG di superficie (ELITE, BTS, Milano, Italia). La rilevazione EMG è stata effettuata sui muscoli tibiale anteriore e gemello mediale bilateralmente attraverso elettrodi di superficie in Ag/AgCl. Risultati Già al termine del primo ciclo di applicazioni, tutti i pazienti hanno riferito un miglioramento soggettivo nella funzionalità della articolazione tibio-tarsica, con miglioramento nell’esecuzione degli esercizi proposti durante le sedute fisioterapiche abituali.In 4 pazienti su 6 è stato possibile apprezzare un incremento

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della forza segmentale a carico dei muscoli dorsiflessori di caviglia dopo l’applicazione delle vibrazioni meccaniche (Tabella 1).Tabella 1. Forza muscolare segmentale valutata per ciascun paziente ai tempi T0 e T1

Al contrario, non si è osservato un apprezzabile miglioramento dell’articolarità attiva e passiva attraverso rilevazione goniometrica al termine dell’intervento terapeutico.All’analisi della deambulazione (Tabella 2) si è osservato un incremento statisticamente significativo della simmetria del passo, valutata attraverso l’analisi del rapporto fra la durata della fase d’appoggio (espressa in percentuale) fra lato affetto e lato sano.Anche la velocità del passo è aumentata nella valutazione post-trattamento, anche se tale differenza non raggiunge significativitàstatistica.

Forza muscolare preForza muscolare pre--trattamento trattamento (MRC)(MRC)

Forza muscolare postForza muscolare post--trattamento (MRC)trattamento (MRC)

Tibiale Tibiale anterioreanteriore

Peroniero Peroniero lungolungo

Tibiale Tibiale anterioreanteriore

Peroniero Peroniero lungolungo

RT RT (F)(F)

1/51/5 3/53/5 2,5/52,5/5 4/54/5

SA SA (M)(M)

2/52/5 4/54/5 3/53/5 4/54/5

BN BN (M)(M)

1/51/5 4/54/5 1/51/5 4/54/5

CV CV (M)(M)

2/52/5 3/53/5 2/52/5 3/53/5

MA MA (F)(F)

1/51/5 1/51/5 2/52/5 2,5/52,5/5

NE NE (M)(M)

2/52/5 1/51/5 3/53/5 2/52/5

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SimmetriSimmetria del a del passopasso11

VelocitVelocitàà del del passo (m/sec)passo (m/sec)

Lunghezza del Lunghezza del passo lato sano passo lato sano (mm)(mm)

Lunghezza del Lunghezza del passo lato passo lato affetto (mm)affetto (mm)

T0T0 0,91 0,91 ±±0,040,04 0,68 0,68 ±±0,180,18 932,9 932,9 ±±184,0184,0 930,1 930,1 ±±202,7202,7

T1T1 0,97 0,97 ±±0,070,07 0,70 0,70 ±±0,310,31 973,0 973,0 ±±180,0180,0 974,7 974,7 ±±361,2361,2

p Valuep Value22 0,010,01 0,50,5 0,20,2 0,10,1

Tabella 2: Dati dell’analisi della deambulazione1 calcolata come rapporto fra la durata (%) della fase di appoggio fra lato affetto e lato sano2 Valori significativi (<0,05) in grassetto

ConclusioniIn pazienti con paralisi di tipo flaccido in seguito a lesione nervose periferiche sub-totali stabilizzate, l’applicazione di stimoli meccanici periodici sotto forma di vibrazioni meccaniche, risulta efficace nel migliorare il reclutamento delle fibre muscolari residue, aiutando il processo di recupero funzionale post-lesionale.Il recupero, inoltre, sembra avere una importante ricaduta funzionale sulla deambulazione, visto che, al di là delle modificazione dei parametri spazio temporali, è possibile osservare un aumento della simmetria del passo.Tale dato potrebbe essere collegato ad un

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rimodellamento plastico a livello midollare inducibile attraverso una stimolazione somatosensoriali e/o propriocettiva adeguata (8).Il miglioramento clinico osservato si è dimostrato fin dal primo ciclo di trattamento e si è mantenuto stabile al controllo a tre mesi. Occorrerà, tuttavia, nell’ambito di future ricerche, valutare il mantenimento dei risultati in successivi follow-up.

BibliografiaLevitskii EF, Poliakova SA, Strelis LP, Laptev BI, Panina GV. The efficacy of vibration and traction in correcting contractures of the joints (an experimental study). Vopr Kurortol Fizioter Lech Fiz Kult 1997 Sep-Oct;(5):26-8Karnath HO, Konczak J, Dichgans J. Effect of prolonged neck muscle vibration on lateral head tilt in severe spasmodic torticollis. J Neurol Neurosurg Psychiatry 2000 Nov;69(5):658-6Cannon SE, Rues JP, Melnick ME, Guess D. Head-erect behavior among three preschool-aged children with cerebral palsy. Phys. Ther 1987;67:1198-204Rosenkranz K, Rothwell JC. Differential effect of muscle vibration on intracortical inhibitory circuits in humans. J Physiol 2003;551(2):649-660Rosenkranz K, Rothwell JC. The effect of sensory input and attention on the sensorimotor organization of the hand area of the human motor cortex. J Physiol 2004;561(1):307-320

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Steyvers M, Levin O, Verschueren SM, Swinnen SP. Corticospinal excitability changes following prolonged muscle vibration. NeuroReport 2003;14:1901-1905Wolpaw JR. The complex structure of a simple memory. TINS 1997;20:588-94Wolpaw JR, Tennissen AM. Activity-dependent spinal cord plasticity in health and disease. Ann Rev Neurosci2001;24:807-43Bovenzi M. Exposure-response relationship in the hand-arm vibration syndrome: an overview of current epidemiology research. Int Arch Occup Environ Health1998;71:509-19Lings S, Leboeuf-Yde C. Whole-body vibration and low back pain: a systematic, critical review of the epidemiological literature 1992-1999. Int Arch Occup Environ Health 2000;73:290-7Necking LE, Lundstrom R, Dahlin LB, Lundborg G, Thornell LE, Friden J. Tissue displacement is a causative factor in vibration-induced muscle injury. J hand surg [br]1996;21(6):753-7Petit J, Filippi GM, Gioux M, Hunt CC, Laporte Y. Effects of tetanic contractions of motor units of similar type on the initial stiffness to a ramp stretch of cat Peroneus longus muscle. J Neurophysiol 1990;64:1724-32