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Summary Teaching Assignment
Academic Year 2014/2015
School School of Industrial and Information Engineering
Course 083149 - FUNCTIONAL ASSESSMENT AND MOTOR REHABILITATION
Cfu 10.00 Type of Course Integrated Course
Lecturers: Titolare (Co-titolari) Frigo Carlo Albino, Galli Manuela

Programme Track From (included) To (excluded) Course
Ing Ind - Inf (1 liv.)(ord. 270) - MI (363) INGEGNERIA BIOMEDICA*AZZZZ083149 - VALUTAZIONE FUNZIONALE E RIABILITAZIONE MOTORIA [C.I.]
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (401) INGEGNERIA BIOMEDICA*AZZZZ083149 - VALUTAZIONE FUNZIONALE E RIABILITAZIONE MOTORIA [C.I.]
Ing Ind - Inf (Mag.)(ord. 270) - MI (471) BIOMEDICAL ENGINEERING - INGEGNERIA BIOMEDICA*AZZZZ083149 - VALUTAZIONE FUNZIONALE E RIABILITAZIONE MOTORIA [C.I.]

Detailed program and learning outcomes

Valutazione Funzionale e Riabilitazione Motoria

(A.A. 2013-14)

Modulo di Valutazione Funzionale

Prof. Manuela Galli

 

Obiettivi del corso

Gli obiettivi del corso sono rappresentati dagli argomenti sotto elencati e sono stati definiti in modo da integrarsi al meglio con quelli del corso Riabilitazione Motoria:

-descrizione dei principali parametri che caratterizzano alcune funzionalità dell’uomo: motoria, cardiaca, respiratoria e metabolica muscolare;

-richiamo ai principi fisici e descrizione degli strumenti utilizzati per la misura dei parametri di interesse,

-descrizione dei metodi adottati per la stima indiretta di parametri non misurabili direttamente,

-descrizione di protocolli operativi a carattere esemplificativo delle applicazioni.

Programma delle lezioni e delle esercitazioni

1. Metodi e strumenti per la valutazione della funzionalità motoria

1.1. Richiami anatomo-funzionali del sistema neuro-muscolo-scheletrico

1.2. Le variabili di interesse per la valutazione funzionale del movimento

1.2.1. Cinematica del baricentro, dei segmenti corporei, delle articolazioni,

1.2.2. Forze esterne: la reazione al terreno, altre forze vincolari. Pressioni di interfaccia.

1.2.3. Dinamica articolare: momenti e potenze articolari

1.2.4. Attivazione muscolare: il segnale EMG. Relazioni forza-attivazione muscolare.

1.3. Strumenti e metodi di misura delle variabili di interesse

1.3.1. Elettrogoniometri.

1.3.2. Accelerometri.

1.3.3. Sistemi di analisi di immagini.

1.3.4. Dinamometri.

1.3.5. Pedane dinamometriche.

1.3.6. Modelli per il calcolo di reazioni e momenti articolari.

1.3.7. Matrici di sensori.

1.3.8. Ergometri.

1.3.10. Elettromiografi per EMG di superficie.

1.3.11. Protocolli per l’analisi multifattoriale della locomozione.

2. Metodi e strumenti per la valutazione della funzionalità posturale

2.1. Richiami anatomo-funzionali del sistema dell’equilibrio, componenti e modelli interpretativi

2.2. Le variabili di interesse per la valutazione funzionale della funzionalità posturale

2.2.1. Stabilometria.

2.2.2. Equilibriometria orto-statica e dinamica.

2.2.3. Cranio corporografia.

2.2.4. Tetra-atassimetria.

4.3. Strumenti e metodi di misura delle variabili di interesse

4.3.1. Stabilometri.

4.3.2. Craniocorpografi analogici e computerizzati.

3. Metodi e strumenti per la valutazione della funzionalità cardiovascolare

3.1. Richiami anatomo-funzionali del sistema cardiovascolare

3.2. Biopotenziali cardiaci: l’elettrocardiogramma

3.2.1. Sistemi di derivazione.

3.2.2. L’elettrocardiografo.

3.3. La pressione arteriosa

3.3.1. Metodi di misura indiretta.

3.4. Monitoraggio dell’ECG e della pressione arteriosa

3.4.1. L’Holter.

3.4.2. Finapress, portapress.

3.4.3 Tonometria.

3.5. Ecocardiografia

3.5.1. L’ecocardiografo.

3.5.2. Morfometria cardiaca.

3.5.3. Funzionalità.

3.5.4. Flussimetria.

3.6. Prove da stress

3.6.1. Protocolli di valutazione.

3.6.2. Variabili esaminate.

4. Metodi e strumenti per la valutazione della funzionalità respiratoria e metabolico muscolare

4.1. Richiami anatomo-funzionali.

4.1.1 Richiamo ai meccanismi metabolici: anaerobico alattacido, anaerobico lattacido, aerobico.

4.1.2 Richiamo ai meccanismi del sistema respiratorio: pompa e scambiatore.

4.2. Misura dei parametri respiratori

4.2.1. Misure di volume.

4.2.2. Spirometria.

4.2.3. Volume assoluto.

4.2.4. Gas analisi.

4.2.5 Misure di flusso: flussimetri a pressione differenziale, pneumotacografi.

4.4. Metodi di stima del consumo di O2 e di produzione della CO2

4.4.1. Sacco di Douglas.

4.4.2. camera di miscelazione.

4.4.3. metodi respiro x respiro.

4.5. Test di valutazione dei fattori metabolici muscolari

Esercitazioni

Le esercitazioni verteranno sull’approfondimento di alcune tematiche e l’applicazione di metodologie illustrate a lezione con esercizi numerici relativi:

-calcolo di parametri cinematici e dinamici relativi all’ambito motorio e posturale,

-calcolo di parametri relativi all’ambito respiratorio.

Attività di laboratorio

I laboratori avranno come obiettivo l’evidenziare in forma applicativa e pratica l’utilizzo di strumenti e metodi relativamente a:

-analisi della locomozione

-analisi della postura

-rilievo di segnali ecocardiografici

-valutazione funzionale metabolica muscolare

Description

Evaluation of the motor and postural functionality. Outline of anatomy of the musculo-skeletal system and of the motor and postural functions. Instruments for kinematics, dynamics and myoelectric signals, protocols for the motor analysis (walking and other movements), protocols for the analysis of static and dynamics posture (Romberg test, Equitest, tetra-ataxiametry and cranio-corpography).Evaluation of the cardiovascular function. Outline of anatomy and functions of the cardio-circulatory system. Methods and instruments of evaluation: ECG, Holter of the myocardial signal and of the arterial pressure, echocardiography (morphology, functionality, blood flow), stress tests. Evaluation of the respiratory functionality. Outline of on anatomy and functions of the respiratory system and muscular metabolism. Methods and instruments of evaluation: spirometry, flow. Measures of the gas concentration in the air breathed in and out. Measure of the oxygen consumption and CO2 production.

 

Valutazione Funzionale e Riabilitazione Motoria

 Modulo di Riabilitazione Motoria

A.A. 2013-2014

Prof. Carlo Frigo

 

Obbiettivi: fornire le basi conoscitive e progettuali per affrontare le problematiche del recupero motorio mediante tecniche bioingegneristiche

Programma:

1)      Concetti di disabilità motoria e posturale

-         Tipologie e criteri di classificazione

-         La valutazione funzionale clinica(scale di valutazione, test clinico-funzionali, valutazione del danno biologico in ambito medico-legale)

-         La valutazione funzionale strumentale (quantificazione delle alterazioni motorie)

-      L'analisi del riflesso H e suo significato clinico

2)    Fenomeni di plasticità e di recupero del danno biologico: plasticità a livello nervoso centrale, periferico, muscolare; tipologie di fibre muscolari e adattabilità all'uso

3)     L’analisi del movimento in Riabilitazione Motoria

-         La valutazione e il trattamento della spasticità

-         Definizione di fattori fisiopatologici

-         Il trattamento farmacologico

-         La Chirurgia Ortopedica Funzionale

-         Riprogettazione della funzione muscolare

-         Allungamenti, accorciamenti, trasposizioni muscolari

4)      La Stimolazione Elettrica Funzionale

-         Il principio della stimolazione elettrica neuromuscolare

-         Applicazioni di tipo funzionale

-         La Stimolazione Elettrica Funzionale per il sistema motorio

-         Applicazioni nelle lesioni del SNC

-         Il problema dell’affaticamento e del condizionamento muscolare

-         Forme d’onda dello stimolo, parametri di stimolazione, tipi di elettrodi

-         Sistemi di controllo, sensori e pattern di stimolazione

-         Schemi di stimolatori per il cammino e per l’arto superiore

5)      Ortesi funzionali

-         Classificazione, elementi costitutivi

-         Biomeccanica delle ortesi

-         Criteri funzionali e strutturali di progettazione

-         Ortesi per l’arto inferiore

-         Ortesi per l’arto superiore

-         Ortesi per le deformità spinali

6)      Protesi di arto inferiore

-         Classificazione, elementi costitutivi

-         Biomeccanica della locomozione nei portatori di protesi

-         Amputati sotto il ginocchio

-         Amputati sopra il ginocchio

-         Analisi biomeccanica delle forze trasferite al moncone

-         Criteri funzionali e strutturali di progettazione 

7)      Protesi di arto superiore

-         Classificazione, elementi costitutivi

-         Il problema dell’energia: protesi ad energia corporea e ad energia extracorporea

-         Il problema del controllo: protesi a controllo mioelettrico

8)      Gli ausilii tecnici per il recupero della funzione motoria

-         Deambulatori

-         Carrozzine per disabili

-         Dispositivi per il superamento delle barriere architettoniche 

9)      L’analisi del movimento per la prevenzione dei danni muscolo-scheletrici

-         Applicazioni in ergonomia: movimentazione di carichi, posture di lavoro, criteri di accettabilità e di progettazione ergonomica

-      Applicazioni nello sport: rischi da sovraaccarico, traumatologia sportiva e recupero

Esercitazioni: si svolgeranno esercitazioni sui problemi di progettazione e adattamento di protesi d'arto inferiore e ortesi

Laboratorio: si svolgeranno dimostrazioni pratiche sull'uso di ortesi e sulla stimolazione elettrica funzionale

English Abstract: Systems for Motor and Posture Rehabilitation 

Dysabilities of the motor and posture systems. The Functional Electrical Stimulation: application to the Central Nervous System lesions, the problem of muscle fatigue, parameters of stimulation, electrodes, sensors, control systems. Orthoses: classification, components, boomechanics, criteria of structural and functional designing. Walking orthoses for paraplegics, hybrid orthoses. Orthoses for spinal deformities, structural and functional characteristics. Planning of orthopaedic functional surgery: models for muscle-tendon transposition, simulation methods. Lower limb prostheses: classification, components, biomechanics, loads on the stump, criteria of structural and functional designing. Upper limb prostheses: classification, components, body powered prostheses, externally powered prosteses, myo-electric control. Functional aspects of the joint prostheses. Assistive devices for mobility.

 

 

 

 


Notes on methods of assessing

Due prove scritte in itinere; la valutazione finale sarà la media dei risultati delle prove in itinere. Ciascuna prova in itinere potrà essere sostituita da un esame orale su richiesta dello studente.


Bibliography
Risorsa bibliografica facoltativaJ.A.Kapandji, J.A.Kapandji, Fisiologia Articolare (3 volumi), Editore: Ed.DEMI
Risorsa bibliografica facoltativaB.Nigg e W.Herzog,, Biomechanics of the musculo skeletal system , Editore: J.Wiley&Sons
Risorsa bibliografica facoltativaM Nordin, V.H.Frankel, Basic Biomechanics of the Musculoskeletal System, Editore: Lea &Febiger

Software used
No software required

Didactic forms
Type of didactic form Teaching hours
lesson
60.0
training
24.0
computer laboratory
2.0
experimental laboratory
16.0
project
0.0
project laboratory
0.0

Information in English to support internationalization
Course offered in Italian
Study material/slides available in English
Textbook/Bibliography available in English
It is possible to take the examination in English
Support available in English
schedaincarico v. 1.10.0 / 1.10.0
Area Servizi ICT
15/07/2024