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La scoliosi, l’ opprobrium dell'ortopedia, è la deformità vertebrale la più difficile da capire per il medico. La deformità è tridimensionale, mentre il nostro immaginario non lo è. La biomeccanica è complessa che coinvolge l'osso, le fasce in statica, dinamica e nella quarta dimensione che è il tempo con i circoli viziosi.
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Durante la crescita, l'evoluzione della scoliosi può essere lineare secondo il circolo vizioso descritto da Ian Stokes: 1, aumento del carico al livello apicale 2, Questo carico è ancora maggiore nella concavità. 3, la crescita è inibita nella concavità. 4, La vertebra apicale diventa cuneiforme, 5, Questo accentua ulteriormente l'angolazione della scoliosi. Inoltre, vi è un'asimmetria del disco intervertebrale con spostamento del nucleo verso la convessità.
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Man mano che la vertebra apicale si allontana dalla linea di gravità, i muscoli convessi si contraggono ulteriormente per mantenere l'equilibrio della colonna vertebrale (braccio di leva del primo tipo). Nel complesso, il corpo vertebrale apicale è sottoposto ad un maggiore carico, Il carico aumenta : Carico normale piu contrattura di riequilibrio dei muscoli convessi.
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L'aumento del carico non è distribuito uniformemente sul corpo vertebrale. Aumenta la compressione nella concavità e diminuisce la tensione nella convessità.
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Questa differenza nella distribuzione dello stress all'interno del corpo vertebrale apicale a livello della cartilagine di crescita modificherà la crescita del corpo vertebrale. Le pressioni molto maggiori nella concavità inibiscono la crescita a questo livello, mentre la convessità è più stimolata.
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Questa deformità del corpo vertebrale apicale si verifica in uno spazio tridimensionale. Quando la colonna vertebrale viene riallineata su un piano sagittale, si tende ad avere una schiena piatta.
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La deformità ossea è associata alla deformità del disco intervertebrale. La deformità del disco predomina nella regione lombare a causa dell'altezza del disco, mentre nella regione toracica predomina la deformità ossea.
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Queste deformazioni formano la base di un doppio circolo vizioso quando il tronco è piegato in avanti.
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Quando la rotazione apicale è inferiore a 20°, i vettori dei muscoli paravertebrali si trovano su entrambi i lati del centro di rotazione istantanea della vertebra apicale e la colonna vertebrale è stabile durante il movimento. Quando la rotazione è maggiore di 25°, i vettori dei muscoli sono situati verso la concavità ma sullo stesso lato rispetto al centro di rotazione istantaneo, quindi la colonna vertebrale è instabile come una bicicletta in una curva troppo grande.
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Il secondo circolo vizioso riguarda la velocità di flessione anteriore del tronco. Quando la piegatura viene effettuata a bassa velocità, non c'è nessun problema, ma per la stessa rotazione, se la piegatura viene effettuata ad alta velocità, le sollecitazioni torsionali diventano troppo grandi nel disco, il che facilita la sua degenerazione.
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Nel piano sagittale, le 4 curve se includiamo l'antiversione pelvica, permettono una verticalità quasi perfetta tra la testa e i piedi a terra. Lo sguardo è orizzontale.
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Le curve aumentano la resistenza sul piano sagittale. Questa resistenza è teoricamente moltiplicata per 10.
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Con la verticalità, osserviamo una trasformazione di alcuni muscoli in potenti legamenti che permettono all'Homo sapiens di rimanere in posizione verticale immobile senza contrazione muscolare volontaria.
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Come abbiamo visto all'apice della scoliosi, le sollecitazioni saranno maggiori all'apice delle curvature sagittali.
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All'apice della cifosi, è la muscolatura posteriore che mantiene il primo tipo di braccio di leva.
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Ciò che conta è la distanza dell'apice della cifosi dalla linea di gravità, senza distinzione tra atteggiamento cifotico e iper cifosi strutturale.
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Lo stesso vale per la cifosi disarmonica, a volte con retroversione pelvica.
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La deformità del piano sagittale causa la cuneiformità anteriore del corpo vertebrale che accentuerà ulteriormente l'angolazione della cifosi. Il circolo vizioso di Ian Stokes vale anche per la cifosi.
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Allo stesso modo, l'effetto di buckling o flambage vale anche per il piano sagittale, il che probabilmente spiega la tendenza ad accentuare le curvature durante l'adolescenza.
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Il rimodellamento osseo segue le leggi di Hueter Volkmann con l'inibizione della crescita ossea nelle concavità dove le pressioni sono maggiori e la stimolazione nelle convessità dove le pressioni sono minori.
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Come per la scoliosi, il metodo lionese di correzione della cifosi consiste in una riduzione in gesso preceduta da una fisioterapia di allungamento. Il gesso fisso viene conservato per 1 o 2 mesi a seconda della curva e della rigidità della cifosi.
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A differenza del piano frontale, i legamenti sono molto forti nel piano sagittale. 3 legamenti longitudinali stabilizzano l'intera colonna vertebrale. Questi legamenti non esistono sul piano frontale.
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Il legamento comuno vertebrale anteriore è molto forte e limita fortemente la correzione della cifosi in estensione. Pertanto, la deformazione plastica di questo legamento è il primo passo nel trattamento conservativo.
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Un legamento sotto tensione è caratterizzato da : 1. comportamento elastico (deformazione elastica) all'inizio dell'allungamento, 2. comportamento plastico (deformazione plastica) dopo il superamento del limite elastico.
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Nella fisica e nella scienza dei materiali, la plasticità descrive la deformazione di un materiale (solido) che subisce cambiamenti di forma non reversibili in risposta alle forze applicate. Ad esempio, un pezzo di metallo solido piegato o martellato in una nuova forma mostra plasticità quando si verificano cambiamenti permanenti all'interno del materiale stesso.
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La resistenza allo snervamento è esattamente il punto di transizione tra la regione ELASTICA e la regione PLASTICA: è il massimo sforzo per il ritorno allo stato originale. Il carico di snervamento è spesso correlato al mantenimento della correzione: quando il carico di snervamento viene superato, una frazione della deformazione diventa permanente e non reversibile e la correzione rimane parzialmente mantenuta.
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La tensegrità è un sistema non lineare, come la viscoelasticità dei nostri tessuti connettivi paravertebrali.
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Quando un materiale elastico contenente un fluido viene deformato, il ritorno del materiale alla sua forma originale viene ritardato nel tempo ed è più lento a ritornare nella sua posizione originale.
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Nella scienza dei materiali, il creep (a volte indicato come flusso freddo) è la tendenza di un materiale solido a muoversi lentamente o a deformarsi in modo permanente sotto l'influenza di sollecitazioni meccaniche. Può verificarsi a seguito di un'esposizione prolungata ad elevati livelli di stress che sono ancora al di sotto della resistenza allo snervamento del materiale.
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La risposta dei tessuti al carico dipende da : 1. L'entità del carico (cioè l'entità dell'ipercorrettismo) 2. Durata del carico (1-4 mesi) 3. Il precarico (isteresi). L'entità del carico è limitata dalla tolleranza del bambino e solo l'attività sportiva può causare isteresi; fenomeni che generalmente portano all'indebolimento e alla rottura del tendine. L'unico parametro a nostra disposizione è la durata del gesso o la correzione di 24 ore (tempo totale). Lo scorrimento è quindi l'allungamento di un tessuto in funzione del tempo quando è sottoposto a sollecitazioni costanti. Per la cifosi sono necessarie da 4 a 8 settimane per ottenere un allungamento duraturo.
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Queste leggi sono valide indipendentemente dal tipo di carico. Il corsetto Lionese di Stagnara lavora principalmente nella compressione e nella flessione. La nuova ortesi ARTbrace di Lione funziona in torsione. Per la cifosi, utilizziamo principalmente la compressione posteriore e la tensione anteriore.
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L'attuale tecnologia di caco in posizione corretta a livello regionale ci permette di realizzare un corsetto correttivo fin dall'inizio. Il "tempo totale" in poliammide 6 sarà quindi l'equivalente del gesso.
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Questo effetto è costante qualunque sia l'età e quindi la rigidità della curvatura. In un recente lavoro sui risultati dei corsetti lombari corti, è stato scoperto che questo effetto strisciante sulle strutture paravertebrali viscoelastiche non dipende dall'età dei pazienti. La curva di correzione angolare è la stessa indipendentemente dall'età iniziale a cui si inizia il trattamento.
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Di seguito è riportato un esempio di scoliosi lombare con esclusione del bacino e un'angolazione iniziale di 40°.
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La rotazione è molto importante.
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La correzione è eccellente sul piano frontale, ma anche orizzontale poiché la rotazione di T12 passa nella direzione opposta. Ho fatto io stesso questo calco 30 anni fa in lordosi e spostamento frontale senza alcuna azione diretta sul piano orizzontale.
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Il risultato finale, 20 anni dopo lo svezzamento del corsetto, è molto corretto.
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Un altro vantaggio del "tempo totale" iniziale è che il contatto permanente del tutore sulla pelle riduce la sensazione del carico. (Manuel Rigo)
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La biomeccanica della cerniera lombo-sacrale si basa sulla decomposizione del parallelogramma delle forze. La forza applicata al centro G del corpo vertebrale si decompone in una freccia bianca perpendicolare alla piastra di S1 e in una freccia verde a taglio scorrevole alla pars interarticularis dell'arco posteriore. Più il piatto sacrale è inclinato, maggiore sarà questa componente. Se si considera l'intera vertebra, la sollecitazione di scorrimento del corpo vertebrale si trasforma in sollecitazione di trazione all'arco posteriore e più in particolare alla pars interarticularis. È questa trazione che causa la spondilolisi.
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L'iperlordosi con un'alta incidenza lombare-pelvica promuoverà la spondilolistesi. Spesso richiede l'uso di un corsetto.
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Iperlordosi con incidenza lombare-pelvica fisiologica sarà trattata mediante correzione posturale con retroversione pelvica tonificando i muscoli addominali e glutei.
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Nel 1982 abbiamo studiato la morfotipologia radiologica di 100 soggetti normali di età compresa tra i 20 e i 30 anni. Le distribuzioni angolari erano normali senza tipi definiti. La deviazione standard permette di specificare i limiti del fisiologico e patologico.
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L'inclinazione della base sacrale è legata ai parametri lombo-pelvici definiti dalla signora Duval-Beaupère. L'incidenza pelvica è un parametro costituzionale tra la testa del femore e l'osso sacro. È pari alla somma della versione pelvica e della base sacrale. La base sacrale è correlato con la lordosi. La regolazione viene effettuata dalla versione pelvica.
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Lo sbalzo o strapiombo è determinato dalla posizione del nucleo del disco L5-S1 rispetto al centro della testa del femore. Normalmente il nucleo sporge di 2,5 cm dietro la testa del femore. Quando proietta in avanti, si chiama anteversione, e quando proietta indietro, si chiama retroversione. La versione pelvica di ARTbrace viene controllata durante il calco regionale n. 1 secondo i seguenti parametri radiologici.
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L'incidenza pelvica è definita dall'angolo formato dalla perpendicolare al centro dell'altopiano di S1 e dalla linea che unisce il centro dell'acetabolo. Questo angolo è costituzionale e non è modificato dalla versione pelvica. È pari alla somma dell'inclinazione della base sacrale rispetto all'orizzontale (37°) + la versione pelvica (16°). In caso di incidenza normale tutti i difetti possono essere corretti. Se è patologico, sarà necessario compensare adattando la posizione seduta. Durante il periodo di crescita, il trattamento con un corsetto può modificare leggermente questo angolo.
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La versione pelvica è definita dall’angolo formato dalla perpendicolare all'asse bi-coxo femorale e la linea che unisce questo asse al centro del piatto sacro. Questo angolo è uguale all'incidenza lombare-pelvica meno l'inclinazione della base sacrale rispetto all'orizzontale. In caso di incidenza normale tutti i difetti possono essere corretti. Se è patologica, dovrà essere compensata adattando la posizione seduta. Nei periodi di crescita, il trattamento con un corsetto può cambiare questo angolo.
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L'inclinazione della base sacrale è in media di 37°. Varia a seconda della versione pelvica. 1° caso: incidenza pelvica normale (53°). L'eccessiva inclinazione con l'antiversione e l'iperlordosi viene corretta con il posizionamento della retroversione pelvica. Una leggera inclinazione con retroversione e ipolordosi viene corretta con il posizionamento in antiversione. 2° caso, c'è un'incidenza anomala. Il paziente viene posto in posizione pelvica neutra e la posizione seduta viene modificata: - Incidenza bassa = seduta in posizione inginocchiata, - Incidenza alta = utilizzo di un cuscino triangolare sul sedile.
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L'anteversione pelvica proietta il disco L5-S1 davanti all'acetabolo e aumenta l'inclinazione della base sacrale e la lordosi.
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Al contrario, la retroversione pelvica allontana il disco L5-S1 dal centro della testa del femore, diminuendo l'inclinazione della base sacrale verso l'orizzontale e la lordosi. L'incidenza pelvica rimane la stessa.
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Un altro fattore costituzionale coinvolto nella spondilolistesi è la cifosi lombo-sacrale, che tiene conto della forma dell'osso sacro e della possibile cuneiformità di L5. Questo angolo può essere paragonato alla pendenza di un tetto; più piccolo è l'angolo, più il tetto è ripido e maggiore è la componente scorrevole.
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La lordosi lombare è l'angolo formato dal piatto inferiore di L5, Oppure dal piatto superiore di S1 e dal piatto superiore della vertebra di transizione (la più inclinata sul orizzontale in corrispondenza della cerniera toraco-lombare). È correlata con l'inclinazione della base sacrale rispetto all'orizzontale. La maggior parte dei corsetti riduce fortemente la lordosi (12° per il Boston). La cifosi toracica non può essere ricreata nel caso di una schiena piatta senza lordosi sottostante. Il calco regionale n° 2 sarà quindi effettuato nella lordosi fisiologica.
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L'angolo della cifosi è formato dal ripiano inferiore della vertebra di transizione toraco-toracica e dal ripiano superiore della vertebra cervico-toracica più inclinata. L'angolo di cifosi è attualmente misurato fino a T1 utilizzando l'EOS. La metà delle scoliosi sono associate ad un dorso piatto con un'angolazione inferiore a 30°. Lo scanner n. 3 viene eseguito nella cifosi toracica.
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Questa cifosi toracica media regolare è disarmonica, non in proporzione alla lordosi sottostante.
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Il offset sagittale permette di misurare la proiezione del tronco in avanti o all'indietro. È l'angolo formato dalla verticale al centro delle teste femorali e dalla linea che unisce lo centro tra il corpo vertebrale di T9.
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L'aumento di questo angolo corrisponde ad un aumento della cifosi non compensato da una lordosi sottostante.
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Con EOS è possibile misurare automaticamente questi parametri e soprattutto vedere se si discostano dai dati prevedibili basati sull'incidenza pelvica. Tuttavia, la cifosi toracica non è correlata con altri parametri. Qui tutti i parametri sono nella zona verde, cioè l'equilibrio è ideale.
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La tipologia di cifosi può variare a seconda dell'incidenza pelvica. Una bassa incidenza favorisce la cifosi toracolombare. È essenziale cambiare la posizione di seduta.
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Una bassa incidenza può anche favorire una ipercifosi toracica totale disarmonica non compensata dalla lordosi sottostante.
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Qui l'incidenza è normale. L’ ipercifosi toracica media e alta è isolata senza lordosi compensativa.
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Cifo-lordosi accentuata ad alta incidenza. L'insieme è relativamente armonioso.
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La morfostatistica dei bambini tra i 5 e i 20 anni è stata studiata da Voutsinas e Mac Ewen e completa il nostro lavoro svolto tra i 20 e i 30 anni.
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Le cifre sono paragonabili tra ragazzi e ragazze.
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Troviamo la stessa angolazione della cifosi misurata in T4 e una lordosi media di 55° (un numero che fa parte della sequenza di Fibonacci). È quindi intorno ai 5 anni che l'homo sapiens acquista la sua morfostatica definitiva, il che lascia spazio a un trattamento ortopedico conservativo.
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Il raggiungimento dell'equilibrio isostatico sagittale è fondamentale nella correzione della scoliosi. Solo di recente sono state effettuate sistematicamente radiografie di profilo. Le sezioni in gesso del passato non sono più necessarie con le moderne tecnologie che consentono la correzione simultanea di entrambi i piani.
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