Sit-to-stand test: potenzialità della videoregistrazione con smartphone

Cattura ottica del movimento

La cattura ottica del movimento (motion capture) eseguita in laboratorio è l'attuale gold standard per l'analisi clinica del movimento; la metodica viene utilizzata per diagnosticare il movimento patologico, pianificare il trattamento e monitorare i risultati. La valutazione quantitativa del movimento è fondamentale per ispirare il processo decisionale medico, ma attualmente è possibile solo con costosi sistemi di motion capture e con personale altamente qualificato. 

La disponibilità universale di telefoni cellulari e i recenti sviluppi negli algoritmi di stima della postura umana basati su video consentono l'analisi automatizzata del movimento utilizzando video bidimensionali (2D) che possono essere registrati con un comune smartphone e fornire nuovi indici predittivi sia della malattia che della traiettoria di salute della persona (1).

Perché misurare la capacità di esercizio funzionale?

La capacità di esercizio funzionale è riconosciuta come uno dei fattori importanti nel descrivere la gravità e la progressione della broncopneumopatia cronica ostruttiva (BPCO). In questi casi la funzione polmonare (stimata con la spirometria) non sempre corrisponde alla capacità di esercizio funzionale (3). Infatti, la BPCO è una malattia progressiva in cui la funzione polmonare spesso diminuisce nel tempo anche in presenza di miglioramenti della capacità di esercizio funzionale. 

L’osteoartrosi (OA) è la forma più comune tra le malattie muscoloscheletriche ed è in grado di compromettere il movimento e di modificare la qualità di vita delle persone con una conseguente limitazione funzionale e della loro partecipazione sociale per il declino della funzione fisica (4). OA e BPCO sono due patologie spesso coesistenti, con una media complessiva ponderata della prevalenza di OA nei soggetti con BPCO pari al 35,5% (5). 

Capacità di esercizio funzionale nella BPCO

Le linee guida per la BPCO raccomandano il 6 min walking test (6MWT) per testare la capacità di esercizio funzionale nei controlli periodici effettuati dal MMG (6). Purtroppo, per tempo e spazio limitati, il test è difficile da implementare nella pratica clinica. Pertanto, per i MMG sarebbe utile avere un modo rapido di valutazione della capacità di esercizio funzionale dei pazienti con BPCO. Da un’analisi dei criteri e della letteratura sui test funzionali, sembra che il one-minute sit-to-stand test  (1MSTST) sia il più adatto per misurare i risultati clinici rilevanti nelle persone con BPCO (7). L’analisi fa ritenere il 1MSTST paragonabile al 6MWT, anche se i due test valutano la capacità di esercizio funzionale in due diverse funzioni della vita quotidiana, la deambulazione e la posizione seduta-eretta e quindi hanno il limite di non essere completamente confrontabili. Comunque, lo studio dimostra la validità del 1MSTST rispetto al 6MWT, con risultati correlati alla qualità della vita e alla mortalità a 2 anni. Inoltre, considerando che l’impiego della scala MRC potrebbe essere problematica quando si tratta di identificare la necessità di intervento rispetto all'attività fisica, lo 1MSTST fornisce una misura più obiettiva della capacità di esercizio funzionale dei pazienti con BPCO.

Video-registrazione del sit-to-stand test nell’osteoartrosi

La transizione dalla posizione seduta alla posizione eretta messa in atto dal STST è correlata alla forza e alla potenza degli arti inferiori, come la forza di estensione del ginocchio e rappresenta una delle attività quotidiane funzionali meccanicamente più impegnative. Uno studio pubblicato su npj Digital Medicine (1) ha scoperto che i parametri quantitativi di movimento estratti dal video eseguito con smartphone di un STST erano correlati non solo alla diagnosi di osteoartrosi, ma anche allo stato di salute fisica e mentale, dimostrando che l'analisi del movimento ha prodotto risultati che vanno oltre le metriche cliniche consolidate. 

I partecipanti eseguivano il STST a cinque ripetizioni mentre venivano registrati con uno smartphone o un tablet da un'angolazione di 45 gradi per acquisire una vista sagittale e frontale combinata. Il video veniva caricato in cloud e un algoritmo di visione artificiale calcolava i punti chiave del corpo durante tutto il movimento; le transizioni chiave in ciascun ciclo STST (ovvero, quando il partecipante si alza dalla sedia e torna a sedersi); il tempo totale per completare il test e diversi parametri biomeccanici, come l'angolo del tronco. Dall’analisi di 405 video del STST a 5 ripetizioni è emerso che:

• l’angolo massimo del tronco più ampio era associato a una diagnosi di osteoartrosi. In coerenza con quanto evidenziato da precedenti studi rispetto a individui con artrosi del ginocchio che adottano un angolo di flessione del tronco maggiore e una maggiore inclinazione laterale del tronco sul lato controlaterale durante l’esecuzione del STST per ridurre il movimento dell'articolazione del ginocchio, le forze di contatto articolare, o il dolore articolare, o per compensare la debolezza dei muscoli estensori del ginocchio;
• l’angolo del tronco era maggiore nei pazienti con artrosi dell'anca o del ginocchio;
• l'angolo del tronco variava a seconda dell'etnia;
• la maggiore accelerazione angolare del tronco era associata a un punteggio di salute mentale più elevato;
• i tempi di completamento del test aumentavano con l’aumentare dell'età.

In sintesi, l’adozione di uno strumento digitale per misurare automaticamente i tempi del STST, associato a un’analisi cinematica del video registrato a casa, consente misurazioni abbastanza sensibili e tali da prevedere la salute fisica e l'osteoartrosi nei soggetti che si sottopongono al test.