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Marcolin, Giuseppe (2010) Prevenzione di patologie nervose e vascolari da compressione nel ciclismo. [Tesi di dottorato]

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Abstract (inglese)

Cycling is one of the most popular sport and leisure activity with a recognized general positive impact on health and quality of life. Cycling, however, represents also a potential risk for health in terms of acute accidents or in terms of development of chronic nontraumatic injuries. Several factors such as long times spent on road and off-road tracks, direct contact of body segments over small areas of the bicycle and the high intensity of exercise required can explain the development of chronic overuse injuries especially to hands, wrists, knees and perineal area. We focused our attention upon bicycling related overuse injuries affecting the genitourinary tract because of their effect on the reduction of the quality of life. The most common problems are nerve entrapment syndromes leading to genitalia numbness followed by erectile dysfunction as frequently reported in literature.
The most affected nerve is the pudendal nerve which innervates the perineum and the genitalia: because of its course in the pelvis, it is compressed while pedalling sitting on a typical hard narrow road saddle.
The compression of the perineal area can also lead to arterial insufficiency, another possible cause of genital numbness and impotence. In view of the relevance of the problem, previous studies have analyzed the effect of different saddle geometries and body positions on the effectiveness of reducing perineal compression.
The aim of the present study was to develop an integrated protocol consisting on indoor drum-tests and outdoor road-tests to quantify the 3D pelvis kinematics and the compression of the cyclist perineal area, studying the effect of three shorts with different padding.
A second purpose of this study was to use pressure data collected to mechanically test the three different pads with a cyclic fatigue test quantifying the variation in thickness, stiffness and damping during the application of a high number of load cycles.
Nine semi-professional cyclists were involved in the study with their own bicycle. During indoor tests each cyclist performed 3 trials with different shorts; each pedalling trial consisted on 10 km at a constant speed of 30 km/h and with the same gear (53x18) on a cycling drum simulator. All data were recorded every five minutes. In the outdoor test three cyclists out of nine performed 5 pedalling trials with each shorts at the same speed and cadence of the indoor test on a flat tarmac road. Three potholes were also included in each trial.
The pressure distribution between the saddle and the cyclists perineal area was measured with a sensor mat, indoor kinematics data were recorded with a six infra-red optoelectronic system and a test machine was employed for the laboratory fatigue tests.
Results obtained from the indoor and outdoor tests allowed to have more precise information about the pressure acting on the perineal area in different conditions (drums, flat asphalt and potholes) and to define significant loading cycles for the fatigue testing of the shorts padding material to quantify stiffness and damping. The use of different shorts allowed
correlating the padding material preventive properties with the perineal pressure distributions.
Further investigations are needed to study the effect of different pads with different saddle design by means of biomechanical and physiological measurements.

Abstract (italiano)

Il ciclismo è tra le discipline sportive e ricreative più popolari e la sua pratica ha un generale impatto positivo sulla salute e sull’umore. Tuttavia la pratica del ciclismo comporta anche esposizione a rischi per la salute sia in termini di traumi legati a incidenti sia in termini di sviluppo di patologie non traumatiche. Infatti, diversi fattori tra i quali il tipo di disciplina (ciclismo su strada o su percorsi sterrati), il contatto continuo di parti del corpo su piccole superfici della sella e il numero di ore trascorse in bicicletta possono svolgere un ruolo causale in patologie croniche a carico di mani, polsi, ginocchia e della zona perineale. Nel presente lavoro ci siamo concentrati sulle patologie nervose e vascolari da compressione che coinvolgono il tratto genitourinario, viste le notevoli ripercussioni che possono avere sulla riduzione della qualità della vita. Queste sindromi da compressione si presentano soprattutto sottoforma di formicolio e intorpidimento dei genitali che possono evolvere in disfunzioni erettili. Il nervo pudendo che innerva il perineo e i genitali, è quello maggiormente coinvolto: il suo decorso nella pelvi lo sottopone a compressioni soprattutto se le selle impiegate non posseggono un’adeguata imbottitura e presentano dimensioni ridotte con una porzione anteriore lunga e stretta. La compressione dell’area perineale può portare inoltre ad un’insufficienza arteriosa, altra possibile causa di intorpidimento genitale e di impotenza.
Lo scopo del presente lavoro è stato quello di sviluppare un protocollo integrato in grado di fornire precise informazioni sulla compressione della zona perineale del ciclista in prove su rullo da allenamento e in pedalate su strada, valutando l’effetto di pantaloncini con tre tipi diversi di imbottitura. Inoltre, un ulteriore obiettivo è stato quello di impiegare i dati pressori registrati nelle prove indoor e outdoor per caratterizzare meccanicamente i tre fondelli quantificandone la capacità di assorbire energia e la rigidezza durante l’applicazione di un elevato numero di cicli di carico.
Nove ciclisti agonisti hanno preso parte allo studio utilizzando la propria bicicletta personale.
La prova su rullo ha previsto una sessione di 10 km ad una velocità costante di 30 km/h utilizzando lo stesso rapporto (53x18) con ciascun fondello. Tre dei nove ciclisti si sono sottoposti a 5 prove di pedalata su asfalto per ciascun modello di pantaloncino con la stessa cadenza e velocità delle prove indoor; all’interno di ogni prova è stato inoltre inserito l’attraversamento di tre tombini.
La distribuzione delle pressioni sulla sella è stata misurata con un tappetino sensorizzato; il movimento tridimensionale della pedalata è stato registrato utilizzando un sistema optoelettronico a sei telecamere con marcatori passivi ed infine per la caratterizzazione a fatica è stata utilizzata una macchina assiale con attuatore idraulico.
I risultati delle prove hanno consentito di ottenere precise informazioni sulla pressione che agisce nella zona perineale in diverse condizioni di impiego (rullo da allenamento, asfalto e attraversamento di ostacoli) e di definire cicli di carico realistici per quantificare la rigidezza e la capacità di assorbire energia di ciascuno dei fondelli testati. L’utilizzo di differenti pantaloncini ha inoltre consentito di correlare le proprietà ammortizzanti delle imbottiture con la distribuzione della pressione nella zona perineale. I risultati di questo studio sono da considerarsi una base di partenza per successive analisi con l’obiettivo di studiare l’effetto combinato di differenti fondelli su selle con diverse geometrie attraverso indagini biomeccaniche e fisiologiche per ottimizzare la distribuzione pressoria e aumentare il livello di comfort del ciclista.

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Tipo di EPrint:Tesi di dottorato
Relatore:Reggiani, Carlo
Dottorato (corsi e scuole):Ciclo 22 > Scuole per il 22simo ciclo > SCIENZE MEDICHE, CLINICHE E SPERIMENTALI > NEUROSCIENZE
Data di deposito della tesi:NON SPECIFICATO
Anno di Pubblicazione:10 Marzo 2010
Parole chiave (italiano / inglese):Patologie nervose, ciclismo, perineo
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 05 - Scienze biologiche > BIO/09 Fisiologia
Struttura di riferimento:Dipartimenti > Dipartimento di Anatomia e Fisiologia Umana
Codice ID:3043
Depositato il:01 Dic 2010 10:32
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