ESERCIZI A CATENA CINETICA APERTA E CHIUSA NELLA

ESERCIZI A CATENA CINETICA APERTA E CHIUSA NELLA RIABILITAZIONE DEL LEGAMENTO CROCIATO ANTERIORE Relatore: Ch. mo Prof. Andrea Biscarini Anno Scolastico 20092010 Laureando: Amato Salvatore

ESERCIZI A CATENA CINETICA APERTA E CHIUSA NELLA RIABILITAZIONE DEL LEGAMENTO CROCIATO ANTERIORE CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Legamento crociato anteriore Esercizi a catena cinetica aperta e catena cinetica chiusa Squat: esercizio a catena cinetica chiusa Leg Extension: esercizio a catena cinetica aperta

FISIOLOGIA CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Si estende dalla sua inserzione tibiale sulla superficie prespinale alla sua inserzione femorale sulla faccia assiale del condilo esterno. E’ costituito da 3 fasci. Il suo tragitto è pertanto obliquo in alto, in dietro e in fuori.

FISIOLOGIA CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N

FISIOLOGIA CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N I legamenti crociati assicurano la stabilità antero – posteriore del ginocchio sul piano sagittale: quello anteriore impedisce l’eccessiva traslazione anteriore della tibia rispetto al femore. In estensione tutte le fibre del legamento crociato anteriore sono in tensione, rappresentando un freno all’iperestensione. Tra 90 e 120° di flessione sono in tensione solo le fibre antero-superiori.

FISIOLOGIA CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Nella rotazione interna della tibia sul femore i legamenti crociati sul piano orizzontale si tendono a vicenda e la rotazione interna viene immediatamente bloccata. Il crociato anteriore viene messo in tensione nella rotazione esterna massimale, andando ad urtare contro il tetto intercondiloideo.

MECCANISMI TRAUMATICI CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N La stabilità articolare del ginocchio è subordinata all’integrità anatomica delle strutture capsulo – legamentose e alla tensione delle strutture muscolo tendinee. La lesione del legamento crociato anteriore è il più frequente infortunio che interessa il ginocchio: si verifica spesso durante le attività sportive che sottopongono l’articolazione ad un eccessivo stress e sono sempre associate a fenomeni distorsivi.

MECCANISMI TRAUMATICI CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Sollecitazione in valgismo a ginocchio atteggiato in flessione e tibia in rotazione esterna. E’ il meccanismo lesivo più frequente.

MECCANISMI TRAUMATICI CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Sollecitazione in varismo, a ginocchio atteggiato in flessione e tibia in rotazione interna. Traumi caratterizzati da improvvisi cambi di direzione.

MECCANISMI TRAUMATICI CROCIATO ANTERIOR E Sollecitazione in valgismo a ginocchio esteso. Sollecitazione in varismo a ginocchio esteso. OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Iperestensione forzata del ginocchio: causa la lesione del LCA con un meccanismo a “cavalletto” dell’incisura intercondiloidea. La gravità è in rapporto al grado di lassità e/o di instabilità residua, e viene classificata in 3 gradi.

INTERVENTO CHIRURGICO CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N L’avvento delle tecniche artroscopiche ha fatto si che la ricostruzione del legamento crociato anteriore sia oggi un intervento comune in grado di ripristinare la stabilità del ginocchio. Si può sostituire il legamento rotto con un innesto biologico (autograft o allograft). I legamenti sintetici, ampiamente utilizzati in passato, oggi non vengono quasi più impiegati.

INTERVENTO CHIRURGICO CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Per la ricostruzione con innesto autologo (autograft) possono essere prelevati parte del tendine rotuleo oppure il semitendinoso associato al gracile od ancora il tendine quadricipitale. La scelta è legata al dolore in sede di prelievo, alla robustezza dell'innesto ed alla costituzione del paziente; devono comunque essere tenuti presenti lo sport praticato, l'età del soggetto e le abitudini di vita.

RIABILITAZIONE CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Fino a pochi anni fa l’obiettivo più importante era quello di proteggere il trapianto con l’immobilizzazione dell’arto. Nel 1987 lo studio di Noyes dimostrò la netta superiorità di un programma di recupero che prevedeva una precoce mobilizzazione articolare post-operatoria promuovendo così il “nuovo protocollo” di riabilitazione “accelerata”.

RIABILITAZIONE CROCIATO ANTERIOR E Si basa sul recupero della mobilità e delle forza mantenendo la stabilità del ginocchio e proteggendo l’innesto, che sta guarendo, e il sito donatore. OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Cosa dovrebbe tuttavia costituire la migliore pratica o “best practice” è ancora poco chiaro. Nella letteratura scientifica è assente un protocollo standardizzato e specifico.

EVIDENZE SCIENTIFICHE (EBM) CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC Mobilizzazione precoce: è sicura e diminuisce gli effetti dell’immobilizzazione post operatoria. Mobilizzazione passiva continua: non è considerata uno strumento essenziale per la riabilitazione post chirurgica. SQUAT LEG EXTENSIO N Utilizzo di tutori: non ci sono studi che dimostrano un peggior outcome quando il tutore non viene indossato.

EVIDENZE SCIENTIFICHE (EBM) CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Concessione del carico: raccomandata entro le prime 3 settimane: è sicura, permette una significativa riduzione del dolore , una maggiore attività muscolare a breve termine e la diminuzione delle complicanze post operatorie. Idrochinesiterapia: integrata al programma di recupero permette di ottenere minor incidenza di dolore nelle attività della vita quotidiana favorendo il riassorbimento articolare.

EVIDENZE SCIENTIFICHE (EBM) CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC Crioterapia: diversi studi ne hanno valutato l’efficacia clinica e funzionale e i dati ottenuti appaiono non omogenei. Elettrostimolazioni: non appare necessaria nella riabilitazione del legamento crociato anteriore. SQUAT LEG EXTENSIO N OKC vs CKC: l’utilizzo abbinato delle due modalità di esercizio è necessario permette un ritorno ottimale alle attività funzionali svolte prima dell’intervento chirurgico.

ESERCIZI A CATENA CINETICA APERTA E CHIUSA CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Negli ultimi anni si è sviluppato un acceso dibattito riguardo l’utilizzo di esercizi in CKC rispetto a esercizi in OKC.

DEFINIZIONE CROCIATO ANTERIOR E Dal punto di vista fisico, una catena cinetica può essere definita come un sistema di trasmissione delle forze composto da OKC - CKC segmenti rigidi uniti tra loro tramite giunzioni mobili definite snodi. SQUAT LEG EXTENSIO N Dal punto di vista biomeccanico è definita come l’interazione sinergica dei vari segmenti corporei, con lo scopo dell’ esecuzione dei movimenti: Segmenti = ossa Giunti = articolazioni

DEFINIZIONE CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Un esercizio è a catena cinetica chiusa (closed kinetic chain) quando il segmento terminale è fisso, collegato ad una superficie inamovibile o difficilmente spostabile. Un esercizio è a catena cinetica aperta (open kinetic chain) quando il segmento terminale è libero di muoversi nello spazio.

DEFINIZIONE CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N

CARATTERISTICHE A CONFRONTO CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N CKC OKC Co-contrazione agonisti-antagonisti Selettiva di un gruppo muscolare Coinvolgimento articolare Impegno poliarticolare Impegno monoarticolare Feed back sensoriale Tattile e propriocettivo // >Forza di compressione < Effetti delle forze di taglio articolari < Forza di compressione > Effetti delle forze di taglio articolari Contrazione muscolare Carico articolare

OKC o CKC per il LCA? CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Abbiamo preso in considerazioni molti studi che producevano risultati spesso contrastanti. Gli “stress” legamentosi sono stati quantificati “in vivo” per mezzo dell’impianto di un trasduttore (DVRT) durante intervento artroscopico di lesioni meniscali o condrali, ed è emerso che lo stress sul LCA è legato all’angolo di flesso/estensione del ginocchio: a 15° di flessione stress > di quello prodotto a 30° Non si rilevavano sollecitazioni a 60 e 90°.

OKC o CKC per il LCA? CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Lo sforzo prodotto nel legamento dalla co-contrazione di quadricipite e ischiocrurali era minore di quello prodotto dalla contrazione isometrica isolata del quadricipite. E’ stato dimostrato che a 5° e 15° di flessione, la contrazione del gastrocnemio aumenta lo stress sul legamento in confronto alla contrazione isolata del quadricipite.

OKC o CKC per il LCA? CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Lo stress prodotto durante uno squat semplice (90° - 10°) in catena cinetica chiusa produceva uno stress simile all’estensione attiva del ginocchio (90°-10°) in catena cinetica aperta.

OKC o CKC per il LCA? CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Incrementando la resistenza dell’estensione attiva in OKC lo stress sul legamento crociato anteriore aumenta, mentre ciò non accade eseguendo lo squat con la resistenza degli elastici. Durante l’estensione attiva in assenza di forza di compressione (OKC), le sollecitazioni sul legamento crociato anteriore aumentavano con l’incremento della resistenza, mentre tale aumento non avveniva in presenza di compressione tibio-femorale.

OKC o CKC per il LCA? CROCIATO ANTERIOR E Limiti delle misure dirette “in vivo”: OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N le misurazioni sono state eseguite in un legamento crociato sano ed in particolar modo solo sul fascio antero-mediale; le rilevazioni sono state eseguite in soggetti che presentavano comunque un’alterazione della cinematica del ginocchio (la meniscectomia laterale e mediale incrementa significativamente la lassità antero posteriore del ginocchio fuori carico).

OKC + CKC !!! CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Dagli studi che mettono in relazione le 2 diverse modalità di esecuzione dell’esercizio è possibile concludere che: l’introduzione di esercizi in OKC nell’arco di tempo tra la 6° e la 12° settimana non produce outcomes negativi e permette un miglior recupero della forza quadricipitale; la combinazione dei due tipi di esercizi diventa necessaria per un completo recupero e un rapido ritorno alle attività sportive pre-lesionali.

STABILITA’ DELL’INNESTO CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N La resistenza iniziale alla rottura dell’innesto è superiore a quella del legamento crociato anteriore sano, per poi decrescere in seguito all’attecchimento. Non c’è omogeneità sui tempi e sui metodi del programma riabilitativo. Non vi è un’analisi di quali esercizi eseguire ed in quale modalità, in termini di frequenza, intensità e durata.

STABILITA’ DELL’INNESTO CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N

SQUAT CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Lo Squat è considerato l’esercizio a catena cinetica chiusa per eccellenza. Rinforza i muscoli dell’anca, della coscia, e del compartimento posteriore.

SQUAT CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Lo Squat può essere eseguito a vari gradi di flessione: Half Squat: l’atto di discesa si ferma quando la coscia è parallela al terreno, in un range 0100° di flessione del ginocchio. Deep Squat: la fase di risalita inizia in seguito al contatto tra la coscia e il polpaccio in un range di movimento di circa 130 -150° di flessione del ginocchio.

SQUAT CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Forza di taglio posteriore conseguente carico sul LCP da moderata a lieve, mentre è minima quella di taglio anteriore conseguente carico sul LCA (0 -60°). E’ stato dimostrato che la forza di compressione rappresenta un’importante fattore di stabilizzazione del ginocchio, di resistenza alle forze di taglio e alle traslazioni della tibia rispetto al femore (E’ sconosciuto quale valore della forza di compressione può divenire pericoloso per menischi e cartilagine articolare).

SQUAT CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Genera un carico al legamento crociato anteriore confrontabile col camminare e col correre, è pertanto un esercizio a basso rischio per la riabilitazione. La forza compressiva durante l’esecuzione dello Squat può facilitare la riduzione della lassità antero posteriore del ginocchio. I muscoli principalmente utilizzati sono il grande gluteo, il quadricipite, gli ischiocrurali, e il gastrocnemio.

LEG EXTENSION CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N Il “Leg extension” è un tipico esercizio a catena cinetica aperta (OKC) finalizzato al rinforzo dei muscoli estensori del ginocchio, ed in particolar modo del quadricipite femorale. L’operatore esegue l’esercizio da seduto, con l’anca flessa a 90 -95° ed esegue l’estensione del ginocchio contro resistenza.

LEG EXTENSION CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N

LEG EXTENSION CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N La Leg Extension è dotata di un dispositivo CAM che costituisce la componente fondamentale della macchina in termini di ottimizzazione della forza muscolare in tutto il ROM adattandosi alla curva “torque/angolo articolare” dei muscoli estensori di ginocchio.

LEG EXTENSION CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N

LEG EXTENSION CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N L’esecuzione permette di ottimizzare la forza muscolare ma induce importanti forze di taglio tibio-femorali che rendono estremamente pericoloso il suo utilizzo nella fase di riabilitazione del soggetto con ricostruzione del legamento crociato anteriore.

LEG EXTENSION CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N

LEG EXTENSION CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N E’ possibile allora minimizzare le forze articolari ottimizzando la forza muscolare ? ? ?

LEG EXTENSION MODIFICATA CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N La componente di taglio tibio-femorale dipende dalla posizione del pad di resistenza lungo la gamba dell’operatore. Il Professor Biscarini ha infatti evidenziato che il momento della forza nel sistema è indipendente dalla distanza del pad di resistenza dal centro di rotazione.

LEG EXTENSION MODIFICATA CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N A tal proposito, lo spostamento del pad di resistenza in senso disto prossimale durante l’intero range di movimento di estensione del ginocchio modifica in maniera sostanziale le forze di taglio tibio-femorali.

LEG EXTENSION MODIFICATA CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N

LEG EXTENSION MODIFICATA CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N La “Leg Extension modificata” garantisce l’utilizzo di esercizi in OKC precocemente nella riabilitazione del legamento crociato dopo ricostruzione chirurgica in totale sicurezza per l’innesto impiantato. Potrebbe essere utilizzata in seguito al completo recupero del ROM articolare, inizialmente senza carico. Sono poi da valutare il numero di ripetizioni e il successivo aumento della resistenza.

CONCLUSIONI CROCIATO ANTERIOR E OKC - CKC SQUAT LEG EXTENSIO N L’esecuzione dello Squat genera un carico al legamento crociato anteriore confrontabile col camminare e col correre esercizio a basso rischio. La “Leg Extension modificata” rappresenta un’ottima prospettiva nel garantire precocemente l’introduzione dell’estensione attiva del ginocchio in catena cinetica aperta nel processo di recupero in totale sicurezza. L’associazione di Squat e “Leg Extension modificata” potrebbe garantire i vantaggi derivanti dalle due modalità di esercizio.

GRAZIE PER L’ATTENZIONE