Un sistema di scansione 3D ad alta precisione funge da strumento geometrico fondamentale per il calcolo del Rotating Midfoot Moment (RMM) automatizzando la misurazione del braccio della leva coinvolto nella biomeccanica del piede. Creando un modello digitale completo del piede, il sistema identifica il "Navicular Moment Arm" (NMA), ovvero la precisa distanza orizzontale tra il punto navicolare e la linea mediana del piede, che funge da moltiplicatore critico per determinare le forze di pronazione.
Il sistema converte la complessa anatomia del piede in dati matematici precisi. Combinando il Navicular Moment Arm (NMA) derivato geometricamente con la distribuzione del peso del soggetto, il sistema fornisce un calcolo obiettivo dell'RMM che rivela come il mesopiede gestisce la coppia in condizioni di carico.
La meccanica della misurazione digitale
Acquisizione della struttura completa del piede
Per calcolare accuratamente i momenti, è prima necessaria una rappresentazione ad alta fedeltà dell'oggetto.
Un sistema di scansione 3D ad alta precisione acquisisce immagini multidimensionali del piede. A differenza dei semplici scanner di impronte, questo sistema registra sia le superfici plantari (inferiori) che dorsali (superiori). Questa acquisizione a doppia superficie è essenziale per individuare i punti di riferimento anatomici che non sono visibili solo dalla parte inferiore.
Automatizzazione dell'asse di riferimento
In biomeccanica, ogni momento (coppia) richiede un asse di rotazione.
Il software di scansione elabora automaticamente il modello 3D per generare una linea mediana del piede. Questa linea è definita geometricamente collegando il secondo dito del piede al tallone. Questa linea mediana funge da asse standardizzato rispetto al quale viene misrata la deviazione laterale o mediale.
Definizione del Navicular Moment Arm (NMA)
Una volta stabilito l'asse, il sistema determina la lunghezza del braccio della leva.
Il software identifica il punto navicolare sul modello digitale. Quindi calcola l'esatta distanza orizzontale da questo punto navicolare alla linea mediana precedentemente stabilita. Questa specifica distanza è definita come Navicular Moment Arm (NMA).
Dalla geometria alla biomeccanica
Integrazione della distribuzione del peso
La geometria da sola non crea coppia; è necessaria la forza.
Per passare da una semplice misurazione della distanza (NMA) a una metrica biomeccanica (RMM), il sistema combina i dati NMA con la distribuzione del peso del soggetto. Il peso agisce come forza applicata al braccio della leva identificato dallo scanner.
Quantificazione della tendenza alla pronazione
L'output finale di questo processo è il Rotating Midfoot Moment (RMM).
L'RMM è una quantità fisica fondamentale che riflette la coppia che agisce sul mesopiede. Questo valore è direttamente correlato alla tendenza alla pronazione del piede in condizioni di carico. Un momento maggiore indica tipicamente una maggiore tendenza dell'arco plantare a collassare o del piede a ruotare verso l'interno.
Comprensione dei compromessi
Dipendenza dal rilevamento dei punti di riferimento
L'accuratezza del calcolo dell'RMM dipende interamente dalla capacità del sistema di identificare correttamente il punto navicolare.
Se la scansione della superficie dorsale è ostruita o a bassa risoluzione, il sistema potrebbe calcolare erroneamente la distanza orizzontale dalla linea mediana. Questo errore geometrico si ripercuoterebbe sul calcolo finale dell'RMM, portando a presupposti errati sulla pronazione.
La sensibilità della linea mediana
Il sistema utilizza una definizione standardizzata per la linea mediana (secondo dito del piede al tallone).
Sebbene efficace per la stragrande maggioranza dei soggetti, questo standard geometrico presuppone un allineamento dell'avampiede relativamente normale. Nei casi di grave deformità del piede o deviazione delle dita, l'asse standard "secondo dito del piede al tallone" potrebbe non rappresentare perfettamente l'asse funzionale del piede, potenzialmente distorcendo la misurazione dell'NMA.
Fare la scelta giusta per il tuo obiettivo
Quando si utilizza la scansione 3D per l'analisi biomeccanica, considerare come queste metriche si allineano ai tuoi obiettivi:
- Se il tuo obiettivo principale è la Diagnosi Clinica: Affidati alla misurazione del Navicular Moment Arm (NMA) per quantificare oggettivamente la gravità del collasso del mesopiede prima di valutare il movimento.
- Se il tuo obiettivo principale sono Calzature o Ortesi su Misura: Utilizza il Rotating Midfoot Moment (RMM) per comprendere le forze rotazionali che il dispositivo di supporto deve contrastare per stabilizzare il piede.
Un calcolo accurato dell'RMM trasforma l'osservazione soggettiva della pronazione in una metrica fisica quantificabile basata su una precisa geometria 3D.
Tabella riassuntiva:
| Metrica | Definizione | Ruolo nella biomeccanica |
|---|---|---|
| NMA | Navicular Moment Arm | La distanza orizzontale tra il punto navicolare e la linea mediana del piede. |
| Linea mediana del piede | Asse di rotazione | Linea standardizzata che collega il secondo dito del piede al tallone per il calcolo della coppia. |
| RMM | Rotating Midfoot Moment | La coppia (NMA × Peso) che riflette la tendenza alla pronazione in condizioni di carico. |
| Scansione 3D | Strumento geometrico fondamentale | Acquisisce le superfici plantari e dorsali per identificare i punti di riferimento anatomici critici. |
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Riferimenti
- Tomoko Yamashita, Shingo Ata. Evaluation of Hallux Valgus Using Rotational Moment of Midfoot Measured by a Three-dimensional Foot Scanner: a Cross-sectional Observational Study. DOI: 10.14326/abe.12.154
Questo articolo si basa anche su informazioni tecniche da 3515 Base di Conoscenza .
Domande frequenti
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