Estrazione di parametri morfologico-strutturali dei muscoli dell’arto inferiore tramite l’utilizzo congiunto di ultrasuoni e risonanza magnetica nucleare

 IV
della gamba. Per poter acquisire la cinematica ci si è avvalsi di un sistema 
optoelettronico; in tal modo è stato possibile identificare sia la posizione 
spaziale (assoluta e relativa), sia lo spostamento dei marker durante il 
movimento.  
Si è poi definito un approccio sperimentale in grado di minimizzare 
gli errori trovati in fase di sperimentazione. Infatti, da una prima valutazione 
sperimentale si è vista la necessità di impostare un adeguato volume di 
calibrazione. Si è riscontrato che per poter attenuare il rumore che rende 
critica l’acquisizione, bisognerebbe avvicinare fisicamente le telecamere, 
tanto da comportare una diminuzione del volume di calibrazione che non 
potrebbe più essere utilizzato per l’analisi del cammino. 
Successivamente, sono state elaborate le immagini ecografiche 
ottenute. Il primo scopo è stato quello di quantificare il fattore di scala che 
definisce il rapporto larghezza/lunghezza dell’immagine ecografica. A tale 
scopo, è stato usato un oggetto appositamente costruito per stabilire la 
corrispondenza tra la distanza di punti ecogenici misurati sulla immagine e 
la loro distanza reale. Al temine della valutazione sperimentale, si è arrivati 
alla definizione di un fattore di scala che permette di correggere le 
dimensioni delle immagini, al fine di garantire la correttezza delle misure. 
Inoltre, per poter valutare il piano di scansione della sonda ecografica, 
al fine di capire quale porzione del muscolo la sonda andasse a tagliare, si è 
cercato di individuare la posizione del piano immagine. Questo passaggio è 
importante, dal momento in cui le immagini ecografiche sono state elaborate 
tenendo presente, in ogni istante, la posizione della sonda rispetto ad un 
sistema di riferimento assoluto. Sono anche state effettuate diverse prove per 
valutare la disposizione ottimale dei marker sulla sonda dell’ecografo, al fine 
di poter ricostruire una terna di assi cartesiani solidale con la stessa. La 
presenza di un ampio rumore (distribuito lungo tutta l’acquisizione), 
all’interno dei dati forniti dal sistema optoelettronico, ha condotto la scelta di 
posizionamento dei marker verso una struttura a forma triangolare le cui 
dimensioni sono un compromesso tra peso/ingombro e rumore residuo. 
Questa struttura, fissata sulla sonda, ha permesso di posizionare i marcatori 
in punti maggiormente distanti l’uno dall’altro, distribuendo l’errore su 
distanze maggiori. 
 V
Anche a causa del controllo della postura, durante le acquisizioni in 
cui il soggetto era in piedi, si verificano inevitabilmente oscillazioni della 
posizione della gamba. Questo effetto comporta uno spostamento della 
sonda, che trascinata a mano libera (tecnica free-hand), non compie 
movimenti all’interno di un unico piano. Si devono a tal fine minimizzare gli 
effetti dovuti alle rotazioni della sonda fuori dal piano immagine. Garantire 
la visualizzazione completa delle fibra sul piano immagine vuol dire 
considerare il piano di interesse e non una sua proiezione. 
Per poter ottenere la ricostruzione panoramica longitudinale del 
muscolo si sono valutate ulteriori problematiche incontrate. Si è trovato 
infatti che: 1) la pressione applicata sulla sonda per assicurare il contatto con 
la cute deforma l’immagine. Per ovviare, si è considerata solo l’informazione 
utile proveniente dalla fetta centrale di ogni immagine che inquadra il 
tessuto più uniformemente deformato. 2) la velocità di trascinamento della 
sonda influenza la qualità delle immagini. Una elevata velocità crea una scia 
causando una degenerazione nella nitidezza dell’immagine. Tali artefatti 
possono essere evitati tramite spostamenti a velocità “bassa” e costante 
dell’operatore. 
Tenendo conto di tutte queste problematiche, e avendo cercato di 
risolverle almeno in parte, si è arrivati a validare il protocollo proposto. 
Trovato il settaggio ottimale delle apparecchiature e sviluppati i 
programmi per l’elaborazione dei dati,  è stato possibile ottenere le immagini 
su cui fare le effettive misurazioni dei parametri di interesse: angoli di 
pennazione e spessori dei ventri muscolari per il muscolo Gastrocnemio 
Laterale e Soleo. 
Successivamente  il lavoro è proseguito  con un’acquisizione 
dell’immagine tomografica tridimensionale della gamba mediante l’utilizzo 
della risonanza magnetica nucleare. Sulla base di queste immagini si è 
realizzata una rappresentazione tridimensionale dell’arto inferiore. I 
parametri morfologici estratti sono stati aree, volumi ed aree d’inserzione 
muscolare. 
Per quanto riguarda questo ambito, un limite è sicuramente 
rappresentato dall’elevato tempo che si utilizza per effettuare manualmente 
la segmentazione; anche perchè si sono utilizzate sequenze di immagini 
pesate in T1  flash3d vibe, che non si prestano particolarmente alla 
ricostruzione volumetrica. 
 VI
Dal momento che la risonanza magnetica restituisce informazioni 
tridimensionali, per poterle confrontare in modo diretto con le immagini 
bidimensionali derivanti dall’ecografia, si è implementato un algoritmo ad 
hoc. Questo ha permesso una visualizzazione d’insieme tanto da rendere più 
verosimile tutto il lavoro eseguito. Dall’utilizzo congiunto di queste due 
tecniche si è potuto ricavare un ulteriore parametro: la PCSA ( Physiological 
Cross Sectional Area).  
Le due tecniche utilizzate per questo studio, possono considerarsi 
complementari e non alternative l’una all’altra, o completamente sostitutive 
rispetto ad altre tecniche preesistenti. Infatti l’integrazione delle informazioni 
ottenute con questi metodi costituisce un arricchimento della 
rappresentazione complessiva della realtà osservata. 
 VIII
Abstract 
 
Few data are available in literature regarding human muscle’s 
architecture. These data are usually incomplete and only average values of 
the whole muscle architecture can be found. In this way the  real complexity 
of muscular structure is not considered. 
This work regards an approach for the estimation of morphological 
and structural characteristics of lower limb muscles by means of Ultrasound 
and Nuclear Magnetic Resonance imaging. From these two techniques, 
different physical properties of body tissue can be evinced on the basis of the 
different energy interaction with biological tissues.  
In order to obtain quantitative description of main muscular 
characteristics, the first part of this work regarded the measurement of 
muscle structural parameters by using a free hand ultrasound system. 
Different contraction states of the muscle were evaluated. In the second part, 
morphological parameters have been determined by using NMR imaging. 
The method proposed in the first part of this work provides an 
experimental protocol, which produces a panoramic reconstruction of muscle 
useful for clinical applications. From a test conducted on four healthy 
subjects, the protocol has been adapted to consider different contraction 
conditions: relaxed muscle, to be compared with values founded in 
literature; standing position, to investigate its behavior under load; foot 
dorsiflexion, to measure stretched muscle properties; on the tiptoe, to 
evaluate the shortened contracted muscle case. 
In order to obtain the relative position of each image and the muscular 
volume scanned with the US probe, an optoelectronic system was used to 
capture position of markers placed in particular landmarks on the body of 
the subjects and on the US probe. 
An experimental approach has been defined in order to minimize 
experimental errors during the estimation of the US probe position and 
orientation due to the noise of the capture system, allowing ultrasonic 
images acquisition to be related to muscle position. The positioning of 
markers on the probe was considered and planning the acquisition volume 
for the sake of reducing noise, which requires the acquisition volume to be as 
small as possible. On the other hand, gait analysis requires a big calibration 
 IX
volume, hence a trade off had to be found. A triangular structure has been 
mounted on the US probe: this choice allowed to space out markers, dividing 
the error on a bigger distance. 
Echographic images have been processed to correct for deformation. 
By using a test object, the correlation between the distances obtained on the 
picture and the real distances measured has been found to calculate the ratio 
between the two dimensions of the image shown on the echograph output. 
After scaling, images become available for measuring. The image plane 
position has been also experimentally obtained, in order to exactly know the 
muscle portion showed by the probe. Same new problem has been faced on 
the road to longitudinal panoramic image reconstruction of the muscle: 
pressure on probe, applied to fit the contact with skin, that deforms images; 
the probe motion velocity influences image’s quality, in fact a higher probe 
motion velocity causes non-useful images to be obtained. Founded the best 
settings for each device and developed data elaboration programs, it was 
possible to measure the following parameters: muscle fiber pinnation angle 
relative to aponeuroses, thickness of lateral gastrocnemius and soleus 
muscles, muscle and tendon lengths; all of these parameters were obtained in 
the four considered experimental conditions. 
Work proceeded with the acquisition of the NMR imaging of the leg, 
from pelvis to feet. After proceeding with the registration of three lower limb 
series, the segmentation of muscle compartments and tendons as well as 
bones and ligaments, allowed a three dimensional representation of these 
different parts to be constructed and the extraction of morphological 
characteristics of considered muscles to be performed. 
Since NMR gives 3D information while US produces 2D one, an 
appropriate algorithm has been implemented to obtain a visual fusion of 
both imaging techniques. 
With the parallel use of these two complementary techniques, the 
determination of the PCSA (Physiological Cross Sectional Area) of the lateral 
gastrocnemius and soleus has been also possible. The integration of 
information obtained from these two methods showed to improve the 
knowledge of the muscular internal and external structure. 
 2
Introduzione 
 
La conoscenza dell’anatomia e della funzione muscolare è di 
fondamentale importanza sia in ambito scientifico, sia in applicazioni 
cliniche, dove la possibilità di avere informazioni sulle caratteristiche proprie 
del muscolo in esame può essere di aiuto nel trattamento di patologie a 
carico del sistema muscolare. 
Le prime analisi della struttura muscolare scheletrica si basavano su 
aspetti puramente qualitativi. In seguito, al fine di poter studiare il 
movimento di muscoli ed ossa in vivo, si è indirizzato un interesse sempre 
maggiore verso l’uso di tecniche di diagnostica per immagine. Con la 
creazione dei primi modelli computerizzati che consentono di studiare gli 
aspetti funzionali del movimento, l’approccio quantitativo è risultato sempre 
di maggiore rilevanza. 
L’applicazione di tali modelli nello studio del movimento è un 
importante settore in cui si muove la ricerca biomeccanica. Ad esempio, 
modelli muscolo scheletrici possono essere usati per stimare le forze 
muscolari responsabili della generazione e del controllo del movimento. 
Questi modelli però sono particolarmente sensibili ai cambiamenti della 
geometria muscolare, da qui la necessità di avere a disposizione dati 
morfologico-strutturali il più vicino possibile alle caratteristiche del muscolo 
dello specifico soggetto in esame. L’individuazione di questi parametri 
rappresenta uno dei primi passi da compiere per un utilizzo appropriato dei 
modelli stessi. A tal fine, si cercano metodi che consentano di indagare 
l’architettura muscolare interna per poter ricavare i parametri indispensabili 
per l’applicabilità dei modelli muscolari. 
 
 3
Obiettivo del Lavoro 
 
Il presente lavoro si propone di estrarre le caratteristiche morfologico-
strutturali della muscolatura scheletrica, avvalendosi di immagini 
ecografiche e di risonanza magnetica. L’attenzione sarà focalizzata sul 
gruppo muscolare del Tricipite Surale, questo perché è uno dei muscoli 
principalmente coinvolti nella locomozione e nel mantenimento della 
postura. 
Poiché si insegue l’obiettivo di poter adattare i modelli muscolari alle 
caratteristiche specifiche di ciascun soggetto e in diverse condizioni di 
contrazione muscolare, tutti i parametri dovranno essere ottenuti a partire da 
indagini svolte in vivo e utilizzando tecniche non invasive.  
Al fine di fornire una descrizione quantitativa delle principali 
caratteristiche muscolari, la prima parte del lavoro sarà indirizzata a ricavare 
i parametri strutturali dei muscoli in esame basandosi sull’uso di ultrasuoni e 
valutando diverse condizioni di contrazione. La restante parte del lavoro, 
invece, sarà incentrata sulla determinazione di parametri morfologici 
ottenuti da immagini di risonanza magnetica nucleare. 
Un fine secondario, è quello di proporre un metodo in grado di fornire 
una visione panoramica della struttura muscolare che possa trovare 
applicabilità clinica e sia al tempo stesso il più accurato e preciso possibile. 
Questo sarà realizzabile affiancando all’informazione sonografica quella 
derivante da un sistema optoelettronico per la rilevazione della posizione 
della sonda ecografica e del soggetto. 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Capitolo 
1 
 
 STATO DELL’ARTE 
 
 5
Stato dell’arte 
 
I recenti studi dell’architettura muscolare presenti in letteratura fino 
ad oggi, hanno ottenuto importanti risultati grazie all’evoluzione delle 
bioimmagini.  
L’esigenza di trovare nuove tecniche non invasive, ripetibili, e di 
valutazione quantitativa della funzione muscolare era sicuramente 
necessaria. 
Per questo motivo si è partiti da analisi di immagini di tipo 
bidimensionale per poi arrivare all’utilizzo delle stesse con le tecniche di 
diagnostica per immagini più svariate: Raggi-X, Risonanza Magnetica (MRI), 
Ultrasuoni (US), Fotogrammetria, Tomografia Assiale Computerizzata 
(TAC).  
Tutte le varie tecniche d’immagine hanno punti in comune fra di loro, 
ma differiscono principalmente sul metodo di interazione con il tessuto 
biologico. Per questo motivo ogni tecnica produce immagini che non sono 
altro che una rappresentazione parziale di una realtà osservata, 
rappresentazione che può essere ampliata e arricchita integrando 
informazioni ottenute con diverse metodiche.  
 
Analisi Generale della Letteratura Scientifica 
 
I campi maggiormente esplorati negli ultimi anni riguardano l’utilizzo 
della Risonanza Magnetica e degli Ultrasuoni, in quanto in grado di fornire 
immagini più immediate e più agevolmente interpretabili. 
A tal proposito sono interessanti gli studi effettuati sulla disposizione 
spaziale delle fibre muscolari in condizioni statiche, al fine di evidenziare gli 
angoli di pennazione del muscolo gastrocnemio mediale, condotti sia con 
l’ausilio di ultrasuoni che di risonanza magnetica, i quali hanno confermato 
l’influenza della struttura muscolare sulla fisiologia e la biomeccanica 
(Narici, 1999) ma anche quelli sulla variazione della lunghezza delle fibre 
muscolari al variare dell’allungamento del muscolo stesso in condizioni sia 
passive (Herbert e colleghi, 2002) che di muscolo contratto (Hodges e 
colleghi, 2003; Maganaris, 2003). 
 6
Entrambi i metodi di visualizzazione non invasiva della struttura 
muscolare hanno quindi  permesso di stimare il braccio di leva del momento 
articolare che deriva dalla contrazione muscolare ricavando il tutto da 
immagini ottenute con ultrasuoni sul muscolo  tibiale anteriore (Maganaris, 
2000; Ito e colleghi, 2000) oppure da immagini di risonanza magnetica sui 
muscoli ischio-crurali mediali (Arnold e colleghi, 2000) proprio per 
quantificare l’accuratezza di valori di riferimento per alcuni parametri della 
struttura muscolare stessa, al fine di sviluppare metodi mirati alla 
costruzione di modelli biomeccanici specifici per i soggetti in esame e riuscire 
anche a permettere un confronto significativo con valori patologici.  
Alcuni ricercatori sono riusciti infatti a differenziare tra miopatia e 
neuropatia muscolare combinando gli ultrasuoni con l’analisi digitale 
dell’immagine (Maurits e colleghi, 2003), altri a valutare le differenze insite 
nelle proprietà meccaniche dei muscoli scheletrici che si possono trovare sia 
in muscoli sani che patologici (Basford e colleghi, 2002).  
In linea generale, si è fino ad ora preferito l’impiego della Risonanza 
Magnetica per ricavare la forma, il volume e la lunghezza totale del muscolo 
(Tanaka e colleghi, 1997), mentre si è optato per gli Ultrasuoni per ricavare i 
restanti parametri (Narici e colleghi, 1996), quali angoli di pennazione, 
lunghezza delle fibre, distanza tra aponeurosi, e lo spessore del ventre 
muscolare e la sezione trasversale fisiologica (PCSA). 
Siccome le immagini ecografiche, nella maggior parte dei lavori, sono 
relative solo ad alcuni punti scelti sull’intera lunghezza del muscolo (Narici e 
colleghi, 1996; Fukunaga e colleghi, 1996; Maganaris e colleghi, 1999; 
Maganaris, 2000) esse non permettono di visualizzare il muscolo nella sua 
interezza. 
La conoscenza di tutti questi parametri determina l’architettura del 
muscolo e consente di definire una relazione tra le caratteristiche strutturali 
del muscolo e le sue caratteristiche funzionali.  
 
 
 7
Limiti Presenti nei Lavori Precedenti 
 
I dati riferiti all’architettura muscolare umana presenti in letteratura 
scientifica sono incompleti e basati su un numero limitato di campioni. I 
parametri relativi all’architettura muscolare scheletrica infatti sono stati 
solitamente definiti da un valore medio per l’intero muscolo, senza tener 
conto della complessità della distribuzione delle fibre muscolari che lo 
compongono.  
Oggi l’accuratezza, sia della tecnica ecografica che della risonanza 
magnetica, permette di superare le limitazioni caratteristiche di misurazioni 
dirette effettuate su provini estratti da cadavere. Le metodiche di 
conservazione del campione ed il rilassamento del tessuto muscolare, infatti, 
inficiavano inevitabilmente le misurazioni. Inoltre il tono delle fibre 
muscolari veniva in parte perso a causa del processo di fissazione del 
provino, ciò comportava una misura della lunghezza delle fibre di qualche 
millimetro superiore rispetto all’analisi in vivo; inoltre non era possibile 
valutare la variazione dell’angolo di pennazione durante la contrazione 
(Narici, 1999). 
Tutti gli studi svolti fino ad ora, benché forniscano dati e soluzioni 
interessanti, sono stati sviluppati sotto ipotesi più o meno stringenti che 
inevitabilmente ne riducono la precisione.  
Tra queste si trovano frequentemente le seguenti assunzioni: origine e 
inserzione dei muscoli vengono spesso assimilati ad un unico punto o stimati 
attraverso uso di centroidi (Kepple e colleghi, 1998); articolazioni di 
ginocchio e caviglia valutate dal punto di vista biomeccanico come delle 
cerniere ideali e linea d’azione della forza muscolare diretta lungo la 
congiungente i punti di origine e inserzione, non tenendo così in 
considerazione l’avvolgimento del muscolo su eventuali prominenze ossee. 
Altri limiti si trovano nel fatto che i database muscolo-scheletrici 
tridimensionali trovati per gli arti inferiori raccolgono dati che di volta in 
volta vengono manipolati usando scale e statistiche per trovare differenze di 
sesso e di razza (Kepple e colleghi, 1998), quindi parametri poco applicabili 
per un modello matematico che vuole essere il più vicino possibile alla realtà 
del paziente in esame. 
 8
Un’altra ipotesi molto limitativa, poiché si discosta molto dalla realtà 
fisiologica, è quella concernente le aponeurosi, le quali vengono considerate 
di uguale lunghezza, parallele, poste a distanza costante nella porzione di 
muscolo analizzata (Narici, 1999; Muramatsu e colleghi, 2002; Maganaris,  
2003) e aventi comportamento assimilabile a quello di un corpo rigido 
(Maganaris e Baltzopoulos, 1999). Simili assunzioni, poste per muscoli 
pennati,  non ne rispettano le caratteristiche in quanto dopo una contrazione 
le fibre accorciandosi tendono ad aumentare il loro grado di pennazione e la 
distanza tra le aponeurosi può essere soggetta a cambiamenti. 
Molte ancora sono state le idee sviluppate per semplificare lo studio 
della dinamica legata all’attività muscolare: dall’analizzare la lunghezza dei 
fascicoli muscolari considerando una sola visione del panorama muscolare, 
all’ignorare la loro pennazione. Ad esempio, è stata utilizzata un’analisi nel 
solo piano sagittale per misurare momenti dovuti ad una massima 
contrazione volontaria (MVC) tramite l’utilizzo di dinamometri 
convenzionali (Maganaris, 2003). 
In un’analisi bidimensionale, effettuata tramite Ultrasuoni in un piano 
sagittale, possono esserci errori dovuti al fatto che il piano di sezione può 
non coincidere con il piano in cui giacciono i fascicoli muscolari. Il criterio 
adottato per assicurarsi che i piani coincidano è quello di acquisire un eco in 
cui sia visibile l’intero fascicolo (Maganaris, 2003). 
Un altro studio ha trascurato la pennazione del muscolo gastrocnemio, 
ritenendo che questa influisse solo per il 9% sull’allungamento totale del 
complesso muscolo-tendineo. (Herbert e colleghi, 2002). 
Altri poi hanno fatto approssimazioni riguardanti i fasci muscolari, 
dove questi sono stati considerati con lunghezza a riposo omogenea e 
curvatura trascurabile (Maganaris e Baltzopoulos, 1999; Muramatsu e 
colleghi, 2002). 
I risultati ottenuti, però, non risentono solo delle ipotesi iniziali, ma 
anche di errori di diversa natura che alterano, in modo più o meno 
importante, le conclusioni che si possono trarre dalle diverse 
sperimentazioni. 
In alcuni casi l’acquisizione di immagini è associata all’uso di sistemi 
per l’analisi multifattoriale del movimento: sistemi optoelettronici oppure a 
sensori magnetici. Questi ultimi, pur godendo di una buona risoluzione 
spaziale ed essendo meno costosi, possono risentire di distorsioni dovute alla 
 9
presenza di oggetti metallici (sensori DC) e materiale ferromagnetico (sensori 
AC), che solitamente non mancano in un laboratorio (Gilja e colleghi, 1998). 
Un sistema di tipo optoelettronico, invece, supera questo problema facendo 
uso di marker riflettenti che a loro volta, però, hanno il problema di non 
dover essere mai nascosti al campo di vista delle telecamere. Resta 
comunque, in entrambi i casi, la fase delicata della calibrazione. In proposito 
sono stati valutati ed applicati vari metodi ed i livelli di accuratezza e 
precisione raggiunti ad oggi sono comunque notevoli, fino a considerare 
accettabili ad esempio solo errori di misura inferiori a 0.4 mm (Fry e colleghi, 
2003). 
Di notevole importanza è anche l’eliminazione di eventuali errori 
temporali dovuti alla sincronizzazione tra il sistema per l’analisi cinematica e 
quello per la rilevazione delle immagini, infatti un’inaccurata 
sincronizzazione temporale può dar luogo ad errori temporali di ampiezza 
dipendente dalla velocità con cui, ad esempio, la sonda ecografica si muove 
(Treece e colleghi, 2002). Il metodo più semplice e immediato è quello di 
effettuare dei movimenti facilmente riconoscibili con la sonda (Treece e 
colleghi, 2002) in modo da poter considerare come istante di partenza il 
momento in cui la sonda tocca la superficie della pelle. Inoltre, per ridurre i 
ritardi dovuti alla conversione da analogico a digitale dell’immagine 
ecografica trasmessa al PC che acquisisce la cinematica, è stato utilizzato un 
collegamento via ethernet che trasmette direttamente il segnale 
dell’immagine digitale (Treece e colleghi, 2001; 2002). 
Nel momento in cui si ebbe l’incremento della potenza di calcolo dei 
computer si sentì il bisogno di studiare delle metodologie che permettessero 
una visualizzazione più ampia e completa del muscolo intero, ovvero 
tecnologie che permettessero di ottenere una ricostruzione tridimensionale 
della parte anatomica interessata. 
Questo è stato possibile, ad esempio, attraverso l’uso congiunto della 
fotogrammetria anatomica e della modellizzazione dell’architettura 
muscolare attraverso B-spline, che però sono state applicate per lo studio del 
muscolo soleo di un cadavere e non in vivo (Agur e colleghi, 2003). 
Altri autori (Lemos e colleghi, 2001), invece, hanno fatto uso del 
metodo degli elementi finiti per sviluppare un modello realistico della 
deformazione del muscolo scheletrico che tiene conto anche delle proprietà 
non lineari del tessuto muscolare. Questo modello computazionale può 
 10
essere utilizzato per comprendere come le forze possano influenzare la 
deformazione muscolare e come la deformazione stessa possa agire sulle 
proprietà contrattili del muscolo. Il limite di questo studio è, però, il fatto che 
sia stato sperimentato solo su muscoli di gatto e pertanto non può fornire un 
termine di paragone per dati ottenuti su persone. Lo stesso problema è 
presente in uno studio fatto su topi che si propone di ottenere l’orientamento 
delle fibre nello spazio tramite la tecnica DTI (Diffusion Tensor Imaging) 
abbinata ad immagini ad alta risoluzione della Risonanza Magnetica 
(Donkelaar e colleghi, 1999). 
La Risonanza Magnetica ha però lo svantaggio di presentare una 
limitazione imposta dalle dimensioni della bobina, la cui superficie limita la 
regione anatomica di interesse. Per questo motivo, è stato proposto l’utilizzo 
della CT-Scan, per lo studio dell’architettura muscolare al fine di stimare i 
momenti alle articolazioni. Questa metodica permette di raccogliere 
immagini relative ad un’area maggiore in minor tempo, benché ciò comporti 
una perdita nell’accuratezza delle informazioni relative ad origine e 
inserzione (Sholukha e colleghi, 2001). 
L’utilizzo della ricostruzione tridimensionale è importante anche nel 
momento in cui ci si propone di valutare l’intensità della forza muscolare. 
Questo perché tale valore dipende anche dall’angolo di pennazione che, se 
osservato lungo un unico piano bidimensionale, rappresenta solo una 
componente del totale e pertanto le altre componenti della forza non 
vengono prese in considerazione. Ciò è stato messo in evidenza in uno studio 
relativo al calcolo della pennazione del muscolo soleo (Agur e colleghi, 2003).