25/10/2016
Nel 1928 il medico statunitense H. E. Crowe coniò la locuzione colpo di frusta per indicare quel comune trauma al rachide cervicale che affligge gli occupanti di veicoli coinvolti in un tamponamento. Il meccanismo lesivo si verifica tramite un movimento improvviso e di intensità tale da ruotare inizialmente il distretto cranio cervicale all’indietro (estensione), per poi riportarlo in avanti (flessione). La muscolatura del collo, le vertebre e, nei casi più gravi, i dischi tra loro interposti, possono subire stiramenti, schiacciamenti, spostamenti. A seguito di un tamponamento, la sintomatologia cervicale e i disturbi neurovegetativi associati, se presenti, si manifestano con intensità modesta e differiti nel tempo. Qualche giorno, settimana o perfino anni più tardi, vengono alla luce le vere conseguenze del trauma subito: ovvero un corteo sintomatologico caratterizzata da cervicalgia, rigidità articolare, contrattura muscolare e la conseguente limitazione della mobilità cervicale più spesso in rotazione.
Di seguito sono elencati le sintomatologie e i disturbi neurovegetativi più frequenti nei traumi cervicali:
- disturbi cervicobrachiali (dolori che si irradiano dal collo al braccio fino alla mano);
- formicolii e/o insensibilità alle dita delle mani;
- paresi e paralisi (mancanza della forza specie di prensione delle dita della mano);
- la sindrome mio-fasciale reattiva di uno o entrambe i muscoli trapezi superiori;
- annebbiamento della vista o luccichii agli occhi;
- disturbi uditivi come ipoacusia, o ronzii o la sensazione di orecchio tappato;
- nausea e vomito;
- mal di testa, giramenti di testa, vertigini.
Si rimanda all'articolo (http://www.biomeccanicaforense.com/il-colpo-di-frusta.html) per una visione più estesa sulla biomeccanica delcolpo di frusta.
In un incidente automobilistico frontale, il movimento del rachide cervicale dell’occupante è esattamente il contrario di quello che si verifica durante un tamponamento: il passeggero viene infatti prima catapultato inerzialmente in avanti, verso il volante, per poi tornare verso il sedile. Il fenomeno di (iper)estensione provoca lesioni del legamento longitudinale anteriore della colonna cervicale e altri danni ai tessuti molli della parte anteriore del collo, inclusi strappi ed emorragie muscolari. L’(iper) flessione del collo genera stiramenti dei muscoli e dei legamenti cervicali posteriori; i muscoli più spesso colpiti sono lo sternocleidomastoideo, lo scaleno e i muscoli lunghi del collo.
I fattori che influenzano la gravità della distorsione cervicale sono molteplici ed includono l'età, il sesso, la dinamica dell'incidente, la gravità dell'impatto, le condizioni osteoarticolari, lo stato dei legamenti, dei dischi intervertebrali e molto altro.
Nello studio delle lesioni traumatiche del rachide cervicale viene generalmente utilizzato il criterio denominato Neck Injury Criterion (NIC), proposto da Boström nel 1996, che correla il movimento relativo tra il centro di gravità della testa e la base del collo (vertebra T1) alle lesioni cervicali prodotte a causa della variazione del gradiente pressorio nel canale spinale. Questo parametro è infatti correlato alla pressione nei canali vascolari quindi è un buon indicatore del rischio lesivo di trauma cervicale poiché è stato verificato che il gradiente pressorio che si genera durante il moto repentino della testa può ledere i gangli nervosi.
Il NIC è definito dalla seguente formula:
- disturbi cervicobrachiali (dolori che si irradiano dal collo al braccio fino alla mano);
- formicolii e/o insensibilità alle dita delle mani;
- paresi e paralisi (mancanza della forza specie di prensione delle dita della mano);
- la sindrome mio-fasciale reattiva di uno o entrambe i muscoli trapezi superiori;
- annebbiamento della vista o luccichii agli occhi;
- disturbi uditivi come ipoacusia, o ronzii o la sensazione di orecchio tappato;
- nausea e vomito;
- mal di testa, giramenti di testa, vertigini.
Si rimanda all'articolo (http://www.biomeccanicaforense.com/il-colpo-di-frusta.html) per una visione più estesa sulla biomeccanica delcolpo di frusta.
In un incidente automobilistico frontale, il movimento del rachide cervicale dell’occupante è esattamente il contrario di quello che si verifica durante un tamponamento: il passeggero viene infatti prima catapultato inerzialmente in avanti, verso il volante, per poi tornare verso il sedile. Il fenomeno di (iper)estensione provoca lesioni del legamento longitudinale anteriore della colonna cervicale e altri danni ai tessuti molli della parte anteriore del collo, inclusi strappi ed emorragie muscolari. L’(iper) flessione del collo genera stiramenti dei muscoli e dei legamenti cervicali posteriori; i muscoli più spesso colpiti sono lo sternocleidomastoideo, lo scaleno e i muscoli lunghi del collo.
I fattori che influenzano la gravità della distorsione cervicale sono molteplici ed includono l'età, il sesso, la dinamica dell'incidente, la gravità dell'impatto, le condizioni osteoarticolari, lo stato dei legamenti, dei dischi intervertebrali e molto altro.
Nello studio delle lesioni traumatiche del rachide cervicale viene generalmente utilizzato il criterio denominato Neck Injury Criterion (NIC), proposto da Boström nel 1996, che correla il movimento relativo tra il centro di gravità della testa e la base del collo (vertebra T1) alle lesioni cervicali prodotte a causa della variazione del gradiente pressorio nel canale spinale. Questo parametro è infatti correlato alla pressione nei canali vascolari quindi è un buon indicatore del rischio lesivo di trauma cervicale poiché è stato verificato che il gradiente pressorio che si genera durante il moto repentino della testa può ledere i gangli nervosi.
Il NIC è definito dalla seguente formula:
dove a-T1 rappresenta l’accelerazione al livello della prima vertebra toracica, misurata in direzione antero-posteriore con unità di misura in g; allo stesso modo a-HEAD rappresenta l’accelerazione del centro di gravità della testa, misurata in direzione antero-posteriore con unità di misura in g; la costante 0.2 rappresenta la lunghezza in metri del rachide cervicale.
I valori dell’indice NIC utilizzati per la valutazione del rischio lesivo sono sono quelli positivi, corrispondenti grosso modo alla fase in cui l’accelerazione della vertebra T1 è maggiore dell’accelerazione della testa (in caso di tamponamento). Il massimo valore durante i primi 150 ms della prova è chiamato NICmax ed è considerato uno dei maggiori indicatori del colpo di frusta. A seguito di validazioni fornite da studi riguardanti incidenti reali, emerge che il valore dell’indice NICmax al di sopra del quale si ritiene che possano esserci i sintomi cervicali AIS 1 è pari a 15 e 24 m^2/s^2, rispettivamente per lesioni a breve e lungo periodo (Fig. 1).
dove a-T1 rappresenta l’accelerazione al livello della prima vertebra toracica, misurata in direzione antero-posteriore con unità di misura in g; allo stesso modo a-HEAD rappresenta l’accelerazione del centro di gravità della testa, misurata in direzione antero-posteriore con unità di misura in g; la costante 0.2 rappresenta la lunghezza in metri del rachide cervicale.
I valori dell’indice NIC utilizzati per la valutazione del rischio lesivo sono sono quelli positivi, corrispondenti grosso modo alla fase in cui l’accelerazione della vertebra T1 è maggiore dell’accelerazione della testa (in caso di tamponamento). Il massimo valore durante i primi 150 ms della prova è chiamato NICmax ed è considerato uno dei maggiori indicatori del colpo di frusta. A seguito di validazioni fornite da studi riguardanti incidenti reali, emerge che il valore dell’indice NICmax al di sopra del quale si ritiene che possano esserci i sintomi cervicali AIS 1 è pari a 15 e 24 m^2/s^2, rispettivamente per lesioni a breve e lungo periodo (Fig. 1).
Fig. 1
Nel 2001 Schmitt ha proposto il criterio lesivo Nkm (chiamato anche Nij), basato sulla combinazione lineare di forza di taglio (Fx) e momento flettente (My), e definito dalla seguente formula:
dove Fint e Mint sono rispettivamente i valori della forza assiale e del momento flettente critici per l'uomo. Per il 50%ile maschio Fint=845 N (sia per l’anteriore che per il posteriore), Mint vale 88 Nm per la flessione e 47 per l’estensione.
L’indice Nkm attualmente è l’unico criterio riconosciuto dalla normativa americana FMVSS 208 per la valutazione del trauma cervicale di occupanti coinvolti in impatti frontali. Secondo tale normativa, l’indice non deve superare il valore unitario nell’intera durata del sinistro stradale, che rappresenta un rischio del 22% di lesioni AIS 3+ per qualsiasi tipo di occupante. Alcuni studiosi ritengono che per evitare il rischio di colpo di frusta non si debba superare il valore 0.3 (Rating Folksam). La seguente figura (Fig. 2) mostra le curve AIS in funzione dell’indice Nkm.
L’indice Nkm attualmente è l’unico criterio riconosciuto dalla normativa americana FMVSS 208 per la valutazione del trauma cervicale di occupanti coinvolti in impatti frontali. Secondo tale normativa, l’indice non deve superare il valore unitario nell’intera durata del sinistro stradale, che rappresenta un rischio del 22% di lesioni AIS 3+ per qualsiasi tipo di occupante. Alcuni studiosi ritengono che per evitare il rischio di colpo di frusta non si debba superare il valore 0.3 (Rating Folksam). La seguente figura (Fig. 2) mostra le curve AIS in funzione dell’indice Nkm.
Fig. 2
Questi due indici sono generalmente utilizzati per la valutazione delle specifiche di rigidezza (es. assorbimento dell’energia di paraurti, traversa e trasferimento energia sugli occupanti) e dell’affidabilità di sistemi di ritenuta di veicoli coinvolti in prove di crash, al cui interno si trovano manichini con sensori che registrano gli spostamenti, l’accelerazione, i momenti angolare della testa e delle singole vertebre (Fig. 3). In particolare, il BioRID-II è un manichino al cui interno si trova una ricostruzione fedele della colonna vertebrale, composta da 5 vertebre lombari, 12 toraciche e 7 cervicali. Le vertebre sono intervallate da una speciale gomma, che simula la resistenza alla torsione e alla flessione, e un sistema di elastici che ricrea la resistenza della muscolatura umana. Dato che le vertebre artificiali possono solo muoversi lungo il piano sagittale, questo manichino nasce con lo scopo di valutare il rischio lesivo in caso di impatti centrati e lineari, mentre “lavora” meno bene per urti obliqui.
Si precisa che il tecnico ricostruttore, in assenza di specifici software (Pc Crash, Madymo, ...), riuscirà difficilmente a quantificare i predetti indici NIC e Nkm dato che non si è (quasi) mai in grado di stimare l’esatto valore delle accelerazioni longitudinali, delle forze assiali e dei momenti flettenti che agiscono sul distretto cranio cervicale degli occupanti.
Questi due indici sono generalmente utilizzati per la valutazione delle specifiche di rigidezza (es. assorbimento dell’energia di paraurti, traversa e trasferimento energia sugli occupanti) e dell’affidabilità di sistemi di ritenuta di veicoli coinvolti in prove di crash, al cui interno si trovano manichini con sensori che registrano gli spostamenti, l’accelerazione, i momenti angolare della testa e delle singole vertebre (Fig. 3). In particolare, il BioRID-II è un manichino al cui interno si trova una ricostruzione fedele della colonna vertebrale, composta da 5 vertebre lombari, 12 toraciche e 7 cervicali. Le vertebre sono intervallate da una speciale gomma, che simula la resistenza alla torsione e alla flessione, e un sistema di elastici che ricrea la resistenza della muscolatura umana. Dato che le vertebre artificiali possono solo muoversi lungo il piano sagittale, questo manichino nasce con lo scopo di valutare il rischio lesivo in caso di impatti centrati e lineari, mentre “lavora” meno bene per urti obliqui.
Si precisa che il tecnico ricostruttore, in assenza di specifici software (Pc Crash, Madymo, ...), riuscirà difficilmente a quantificare i predetti indici NIC e Nkm dato che non si è (quasi) mai in grado di stimare l’esatto valore delle accelerazioni longitudinali, delle forze assiali e dei momenti flettenti che agiscono sul distretto cranio cervicale degli occupanti.
Fig. 3