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{{Versions
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| fr = Logique du système
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| es = Lógica del sistema
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[[File:Potenziale Evocato della Radice Trigeminale.jpg|Motor Evoked Potential of the ipsilateral Trigeminal Root |alt=|thumb|250px|left]]
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  | titolo =  Kappa Index versus CSF Oligoclonal Bands in Predicting Multiple Sclerosis and Infectious/Inflammatory CNS Disorders
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  | url = https://www.mdpi.com/2075-4418/10/10/856/pdf?version=1603436673
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  | titolo = Development and evaluation of a novel noninvasive index for predicting significant fibrosis, advanced fibrosis, and cirrhosis in patients with chronic hepatitis B infection
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  | opera = Eur J Gastroenterol Hepatol.
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Un test, un dato di riferimento normativo o un 'Indice' sono strategie legate a modelli matematico-statistici che generano dati. Questi dati sono obbligatori per l'accuratezza della diagnosi, per la diagnosi differenziale e per le linee guida terapeutiche. Su questi dati di riferimento, ai tempi della storia scientifica dell'odontoiatria, si sono generate implementazioni e modifiche ma anche incertezze e convinzioni che sotto forma di assiomi o scuole di pensiero hanno tracciato linee guida non sempre scientificamente giustificabili, e talvolta false.  
Un test, un dato di riferimento normativo o un 'Indice' sono strategie legate a modelli matematico-statistici che generano dati. Questi dati sono obbligatori per l'accuratezza della diagnosi, per la diagnosi differenziale e per le linee guida terapeutiche. Su questi dati di riferimento, ai tempi della storia scientifica dell'odontoiatria, si sono generate implementazioni e modifiche ma anche incertezze e convinzioni che sotto forma di assiomi o scuole di pensiero hanno tracciato linee guida non sempre scientificamente giustificabili, e talvolta false.


===In literatura===
===In literatura===
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In un recente articolo di Andrea Scribante e collaboratori,<ref>{{cita libro  
In un recente articolo di Andrea Scribante e collaboratori,<ref>{{cita libro  
  | autore = Maria Francesca Sfondrini
  | autore = Sfondrini Maria Francesca
  | autore2 = Paolo Zampetti
  | autore2 = Zampetti Paolo
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  | autore5 = Gandía-Franco José Luís
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  | titolo = Orthodontic Treatment and Healthcare Goals: Evaluation of Multibrackets Treatment Results Using PAR Index (Peer Assessment Rating)
  | titolo = Orthodontic Treatment and Healthcare Goals: Evaluation of Multibrackets Treatment Results Using PAR Index (Peer Assessment Rating)
  | url = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7711869/pdf/healthcare-08-00473.pdf
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  | autore = Hickman JH
  | autore = Hickman JH
  | titolo = Directional edgewise orthodontic approach. 5
  | titolo = Directional edgewise orthodontic approach. 5
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  | opera = J Clin Orthod
  | opera = J Clin Orthod
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  | opera = Acta Medica (Hradec Kralove)
  | opera = Acta Medica (Hradec Králové)
  | anno = 2006
  | anno = 2006
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Spyridon N. Papageorgiou<ref>{{cita libro  
Spyridon N. Papageorgiou<ref>{{cita libro  
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  | titolo = Stability of occlusal outcome during long-term retention: the time-dependent variation of the American Board of Orthodontics index
  | titolo = Stability of occlusal outcome during long-term retention: the time-dependent variation of the American Board of Orthodontics index
  | url = https://www.zora.uzh.ch/id/eprint/194364/1/p01_ok.pdf
  | url = https://www.zora.uzh.ch/id/eprint/194364/1/p01_ok.pdf
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Altri autori affermano che la recidiva dopo il trattamento ortodontico può verificarsi anche nei casi con una buona occlusione funzionale.<ref>{{cita libro  
Altri autori affermano che la recidiva dopo il trattamento ortodontico può verificarsi anche nei casi con una buona occlusione funzionale.<ref>{{cita libro  
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  | titolo = Short-term postorthodontic changes in the absence of retention
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L'eziologia della recidiva non è né completamente compresa né completamente prevista da un singolo fattore,<ref>{{cita libro  
L'eziologia della recidiva non è né completamente compresa né completamente prevista da un singolo fattore,<ref>{{cita libro  
  | autore = Little RM
  | autore = Little RM
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  | titolo = Stability and relapse of dental arch alignment
  | titolo = Stability and relapse of dental arch alignment
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  | titolo = Comparative behavior of human and animal tissue during experimental tooth movement
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  }}</ref> la maturazione fisiologica della dentatura umana che ne influenza la larghezza, la lunghezza o il perimetro,<ref>{{cita libro  
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  | autore = Birgit Thilander
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  | titolo = Dentoalveolar development in subjects with normal occlusion. A longitudinal study between the ages of 5 and 31 years
  | titolo = Dentoalveolar development in subjects with normal occlusion. A longitudinal study between the ages of 5 and 31 years
  | url = https://academic.oup.com/ejo/article-pdf/31/2/109/1273020/cjn124.pdf
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  | autore4 = Williams RA
  | autore4 = Williams RA
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  | titolo = Relapse of orthodontic treatment results: growth as an etiologic factor
  | titolo = Relapse of orthodontic treatment results: growth as an etiologic factor
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  }}</ref> e delle parafunzioni.<ref>{{cita libro  
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  | titolo = Retention and stability--taking various treatment parameters into account
  | titolo = Retention and stability--taking various treatment parameters into account
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La ritenzione dei risultati del trattamento è quindi considerata uno dei problemi più difficili in ortodonzia e si potrebbero osservare recidive, in particolare degli incisivi mandibolari, anche con l'uso di dispositivi di ritenzione dopo il debonding.<ref>{{cita libro  
La ritenzione dei risultati del trattamento è quindi considerata uno dei problemi più difficili in ortodonzia e si potrebbero osservare recidive, in particolare degli incisivi mandibolari, anche con l'uso di dispositivi di ritenzione dopo il debonding.<ref>{{cita libro  
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  | titolo = Stability of orthodontic treatment outcome in relation to retention status: An 8-year follow-up
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  }}</ref> La maggior parte degli studi di stabilità post-trattamento esistenti valutano le recidive a breve termine della regione anteriore misurando principalmente l'irregolarità degli incisivi dopo il trattamento estrattivo o non estrattivo e confrontando diversi pattern di ritenzione. Questi studi utilizzano in gran parte l'indice del Peer Assessment Rating (PAR)<ref>{{cita libro  
  }}</ref> La maggior parte degli studi di stabilità post-trattamento esistenti valutano le recidive a breve termine della regione anteriore misurando principalmente l'irregolarità degli incisivi dopo il trattamento estrattivo o non estrattivo e confrontando diversi pattern di ritenzione. Questi studi utilizzano in gran parte l'indice del Peer Assessment Rating (PAR)<ref>{{cita libro  
  | autore = Karina Maria Salvatore de Freitas
  | autore = de Freitas Karina Maria Salvatore
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  | titolo = Influence of the quality of the finished occlusion on postretention occlusal relapse
  | titolo = Influence of the quality of the finished occlusion on postretention occlusal relapse
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  }}
  }}
de Freitas, K.M., Janson, G., de Freitas, M.R., et al. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17920494/ Influence of the quality of the finished occlusion on postretention occlusal relapse]. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 132, 428.e9-14.</ref>, che non è un approccio di analisi elettrofisiologica del trigemino nel considerare la "Normocclusione", tanto meno i dettagli di un'occlusione ben bilanciata (come contatti, inclinazioni e allineamento di ciascun dente) o cambiamenti nella ritenzione solo a breve termine.<ref>Hoybjerg, A.J., Currier, G.F., Kadioglu, O. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23810041/ Evaluation of 3 retention protocols using the American Board of Orthodontics cast and radiograph evaluation.] American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 2013, 144, 16-22.</ref>
de Freitas, K.M., Janson, G., de Freitas, M.R., et al. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/17920494/ Influence of the quality of the finished occlusion on postretention occlusal relapse]. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 132, 428.e9-14.</ref>, che non è un approccio di analisi elettrofisiologica del trigemino nel considerare la "Normocclusione", tanto meno i dettagli di un'occlusione ben bilanciata (come contatti, inclinazioni e allineamento di ciascun dente) o cambiamenti nella ritenzione solo a breve termine.<ref>{{cita libro
| autore = Hoybjerg AJ
| autore2 = Currier GF
| autore3 = Kadioglu O
| titolo = Evaluation of 3 retention protocols using the American Board of Orthodontics cast and radiograph evaluation
  | url = https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23810041
| volume =
| opera = Am J Orthod Dentofacial Orthop
| anno = 2013
| editore =
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| ISBN =
| DOI = 10.1016/j.ajodo.2013.02.022
| PMID = 23810041
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| oaf = <!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
| OCLC =
}}</ref>


A conoscenza degli autori al momento della pubblicazione del loro studio, solo uno studio<ref>Nett, B.C., Huang, G.J.[https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15821689/ Long-term posttreatment changes measured by the American Board of Orthodontics objective grading system]. American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 2005, 127, 444-50.</ref> ha utilizzato il sistema di classificazione oggettiva dettagliata dell'American Board of Orthodontics (ABO)<ref>Casko, J.S., Vaden, J.L., Kokich, V.G., Damone, J., James, R.D., Cangialosi, T.J., Riolo, M.L., Owens, S.E. Jr and Bills, E.D. [https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9810056/ Objective grading system for dental casts and panoramic radiographs. American Board of Orthodontics.] American Journal of Orthodontics and Dentofacial Orthopedics, 1998, 114, 589–599.</ref> per modelli e radiografie che misura i dettagli di un'occlusione ben rifinita e ben bilanciata.
A conoscenza degli autori al momento della pubblicazione del loro studio, solo uno studio<ref>{{cita libro
----{{q2|The aforementioned study is not only interesting but also stimulating, from a scientific point of view, as it states that relapses could occur even in the presence of adequate functional occlusion. |Constructive criticism, however, is inherent in the statement itself: how is an efficient masticatory function and, therefore, a 'Normocclusion' defined? }}
| autore = Nett Brian C
 
| autore2 = Huang Greg J
In Masticationpedia, we would like to launch interesting and constructive provocations to answer the question we just set out: 'How is an efficient chewing function and therefore a Normocclusion defined?'
| titolo = Long-term posttreatment changes measured by the American Board of Orthodontics objective grading system
| url = https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15821689
| volume =
| opera = Am J Orthod Dentofacial Orthop
| anno = 2005
| editore =
| città =
| ISBN =
| DOI = 10.1016/j.ajodo.2004.03.029
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  | oaf = <!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
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}}</ref> ha utilizzato il sistema di classificazione oggettiva dettagliata dell'American Board of Orthodontics (ABO)<ref>{{cita libro
| autore = Casko JS
| autore2 = Vaden JL
| autore3 = Kokich VG
| autore4 = Damone J
| autore5 = James RD
| autore6 = Cangialosi TJ
| autore7 = Riolo ML
| author8 = Owens SE jr
| author9 = Bills ED
| titolo = Objective grading system for dental casts and panoramic radiographs. American Board of Orthodontics
| url = https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/9810056
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| opera = Am J Orthod Dentofacial Orthop
| anno = 1998
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| DOI = 10.1016/s0889-5406(98)70179-9
| PMID = 9810056
| PMCID =
| oaf = <!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
| OCLC =
}}</ref> per modelli e radiografie che misura i dettagli di un'occlusione ben rifinita e ben bilanciata.
----
{{q2|Il suddetto studio non è solo interessante ma anche stimolante, dal punto di vista scientifico, in quanto afferma che potrebbero verificarsi ricadute anche in presenza di un'adeguata occlusione funzionale sinonimo di 'Normocclusione'|La critica costruttiva, tuttavia, è inerente all'affermazione stessa: come si definisce una funzione masticatoria efficiente e, quindi, una 'Normocclusione'?}}


Let's look at the two cases below, in figure 1 and in figure 2: which of the two clinical cases do you think is affected by malocclusion?
In Masticationpedia vorremmo lanciare provocazioni interessanti e costruttive per rispondere alla domanda che abbiamo appena esposto: «Come si definisce una funzione masticatoria efficiente e quindi una Normocclusion?»<br>Esaminiamo i due casi sottostanti, in figura 1 e in figura 2: quale dei due casi clinici pensi sia affetto da malocclusione?  


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<gallery mode="slideshow" widths="250" heights="182" perrow="3">
File:Occlusal Centric view in open and cross bite patient.jpg|'''Figure 1:''' Patient with open bite and right posterior crossbite who according to classical orthodontic indices can only be considered in a state of 'Malocclusion'
File:Occlusal Centric view in open and cross bite patient.jpg|'''Figure 1:'''Paziente con morso aperto e morso incrociato posteriore destro che secondo gli indici ortodontici classici può essere considerato solo in uno stato di 'Malocclusione'
File:Occlusion in young lady, needing attention.jpg|'''Figure 2:''' Daughter of the patient in figure 1 who exhibits similar anatomical features such as the right posterior crossbite. There is no openbite in this case.
File:Occlusion in young lady, needing attention.jpg|'''Figure 2:''' Figlia del paziente in figura 1 che mostra caratteristiche anatomiche simili come il morso incrociato posteriore destro. Non c'è morso aperto in questo caso.
</gallery>
</gallery>
</center>
</center>


It seems irreverent for the canons of orthodox orthodoxy not to share the diagnosis of 'malocclusion', but we leave the reader in a little suspense. We intend to resume extensively in a few chapters, after deepening the topic of 'System Logic' and  'Systems Theory'. We only anticipate that the patient in figure 1 has already been proposed in the chapter 'Introduction', so we already know our clinical scientific opinion but if he gives us so much, also.....  
Sembra irriverente per i canoni dell'ortodossia ortodossa non condividere la diagnosi di 'malocclusione', ma lasciamo il lettore con un po' di suspense. Intendiamo riprendere ampiamente in alcuni capitoli, dopo aver approfondito il tema della 'Logica dei Sistemi' e della 'Teoria dei Sistemi'. Anticipiamo solo che il paziente in figura 1 è già stato proposto nel capitolo 'Introduzione', quindi conosciamo già il nostro parere clinico scientifico ma se ci dà tanto, anche.....  


{{q2|the daughter should also respond in the same way.|... be patient and you will see }}
{{q2|anche la figlia dovrebbe rispondere allo stesso modo.|... abbi pazienza e vedrai .}}


===Medical language logic===
===Logica del linguaggio medico===
[[File:Universe (classical and fuzzy logic).jpg|thumb|400px|alt=The universe of classical and fuzzy logic|'''Figura 3:''' The universe of classical and fuzzy logic.]]
[[File:Universe (classical and fuzzy logic).jpg|thumb|400px|alt=The universe of classical and fuzzy logic|'''Figura 3:''' The universe of classical and fuzzy logic.]]
In the previous chapters we highlighted the extreme difficulties we met in defining an exact, detailed and timely diagnosis in the right time; and this is not only due to the 'Complexity' of the living system, but also to a questionable and vague logic of medical language. If [[classical logic]] is too selective (<code>true</code> or <code>false</code>, and therefore 'there is no third answer' - principle of the excluded third), it is also true that [[probabilistic logic language]], which trivially indicates the presence of a specific disease, breaks down in the 'significativity' parameter that acquires a certain value only in a 'specialist context'.
Nei capitoli precedenti abbiamo evidenziato le estreme difficoltà che abbiamo incontrato nel definire una diagnosi esatta, dettagliata e tempestiva al momento giusto; e ciò non è dovuto solo alla 'Complessità' del sistema vivente, ma anche ad una discutibile e vaga logica del linguaggio medico. Se la [[logica classica]] è troppo selettiva (vera o falsa, e quindi 'non c'è una terza risposta' - principio del terzo escluso), è anche vero che il [[linguaggio logico probabilistico]], che banalmente indica la presenza di una specifica malattia, si scompone nel parametro 'significatività' che acquista un certo valore solo in un 'contesto specialistico'. Abbiamo percepito la necessità di un modello più elastico chiamato "logica fuzzy" che potesse tradurre l'incertezza insita in alcuni dati del linguaggio umano in formalismo matematico, codificando i concetti "elastici" (come quasi alto, abbastanza buono, ecc.), al fine di renderli comprensibili e gestibili dai computers. Abbiamo quindi congelato un concetto molto dibattuto e affrontato nel capitolo '[[Introduzione]]': il non determinare una netta separazione tra know-how specialistici, ma sovrapporre conoscenze interdisciplinari, invece, attraverso un approccio 'Fuzzy' (vedi [[linguaggio fuzzy logic]]).


We perceived the need for a more elastic model called "fuzzy logic" that could translate the uncertainty inherent in some human language data into mathematical formalism, codifying the "elastic" concepts (such as almost high, fairly good, etc), in order to make them understandable and manageable by computers.


We have therefore frozen a much debated and approached concept in the chapter '[[Introduction]]': not determining a clear separation between specialist know-how, but superimposing interdisciplinary knowledge, instead, through a 'Fuzzy' approach (see [[fuzzy logic language]]). 
{{q2|Ma non è così scontato arrivare a un linguaggio più formale in ambito medico dove gli eventi sono complessi e dinamici e, come vedremo, non sono banalmente deterministici. Per comprendere meglio la 'Logica di Sistema', e allo stesso tempo introdurre il concetto di 'Indici' clinici, è necessario partire dalla descrizione della 'Teoria dei Sistemi'|}}


{{q2|But it is not so obvious to arrive at a more formal language in the medical field where events are complex and dynamic and, as we will see, they are not trivially deterministic. In order to better understand the 'System Logic', and at the same time introduce the concept of clinical 'Indices', it is necessary to start with the description of the 'Systems Theory' |}}
==Teoria dei Sistemi==
In campo scientifico, la teoria dei sistemi, più propriamente teoria generale dei sistemi (definizione di Ludwig von Bertalanffy),<ref>{{Cita libro
|autore = von Bertalanffy Ludwig
|titolo = General System Theory: Foundations, Development, Applications
|url = https://archive.org/details/generalsystemthe0000bert
|anno = 1968
|editore = George Braziller
|città = New York
|p = 295
|ISBN = 978-0807604533
}}</ref> è un campo di studio spesso interdisciplinare, a cavallo tra matematica e scienze naturali, che si occupa dell'analisi delle proprietà e della costituzione di un sistema. È composto essenzialmente dalla teoria dei sistemi dinamici (semplici e complessi) e dalla teoria del controllo: è alla base di diverse discipline come l'automazione, la robotica e la fisica cibernetica, nonché lo studio tecnico-scientifico dei sistemi in generale tanto quanto in biologia e medicina.


==Systems Theory==
La teoria dei sistemi è lo studio interdisciplinare dei sistemi, che potrebbero essere descritti come gruppi coesi di parti interconnesse e interdipendenti che possono essere naturali o create dall'uomo. Ogni sistema è delimitato dallo spazio e dal tempo, influenzato dal suo ambiente, definito dalla sua struttura ed espresso attraverso il suo funzionamento. Un sistema può essere più della somma delle sue parti se esprime sinergie o comportamenti emergenti.<ref>[https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=%22emergent+behaviour%22&filter=datesearch.y_10 Emergent Behaviour] su PubMed</ref>
In the scientific field, systems theory, more properly general system theory (definition by Ludwig von Bertalanffy),<ref>{{Cita libro|autore = Ludwig von Bertalanffy|titolo = General System Theory: Foundations, Development, Applications|url = https://archive.org/details/generalsystemthe0000bert|anno = 1968|editore = George Braziller|città = New York|p = 295|ISBN = 978-0807604533}}</ref> is an often interdisciplinary field of study, straddling mathematics and natural sciences, which deals with the analysis of properties and the constitution of a system. It is essentially composed of the theory of dynamic systems (simple and complex) and of the theory of control: it is the basis of various disciplines such as automation, robotics and cybernetic physics, as well as the technical-scientific study of systems in general as much as in biology and medicine.


Systems theory is the interdisciplinary study of systems, that could be described as cohesive groups of interconnected and interdependent parts that can be natural or man-made. Each system is bounded by space and time, influenced by its environment, defined by its structure and expressed through its functioning. A system can be more than the sum of its parts if it expresses emerging synergies or behaviors.<ref>[https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/?term=%22emergent+behaviour%22&filter=datesearch.y_10 Emergent Behaviour]</ref>
La modifica di una parte di un sistema potrebbe influire su altre parti o sull'intero sistema. Potrebbe essere possibile prevedere questi cambiamenti nei modelli di comportamento. Alcuni sistemi supportano altri sistemi, mantenendo gli altri per evitare guasti. Gli obiettivi della teoria dei sistemi sono modellare la dinamica, i vincoli, le condizioni di un sistema e chiarire i principi (come scopo, misura, metodi, strumenti) che possono essere identificati e applicati ad altri sistemi a qualsiasi livello di annidamento e in un 'ampia gamma di campi per ottenere un'equifinalità ottimizzata.<ref>[[wikipedia:Equifinality|Equifinality]]</ref>


Changing one part of a system might affect other parts or the whole system. It may be possible to predict these changes in behavior patterns. Some systems support other systems, keeping the others to prevent failure. The goals of systems theory are to model the dynamics, constraints, conditions of a system and to clarify the principles (such as purpose, measure, methods, tools) that can be identified and applied to other systems at any level of nesting and in a 'wide range of fields to achieve optimized equifinality.<ref>[[wikipedia:Equifinality|Equifinality]]</ref>
Per essere pratico ed efficace nella descrizione del concetto di 'Logica di sistema' consideriamo un approccio ad una parte del sistema motorio trigemino, poiché è la pietra angolare di questo lavoro scientifico ed è il collegamento concettuale con la 'Teoria dei Sistemi' .


To be practical and effective in the description of the concept 'System logic' we consider an approach to a part of the trigeminal motor system, since it is the cornerstone of this scientific work, in which the conceptual connection with the 'Theory of Systems'.
===Teoria dei Sistemi della masticazione===


===Masticatory System Logic===


Regarding the analysis of the state of the masticatory system, the EMG technique has been widely used but there are still a number of concerns regarding the reliability of the measures based on the interferential EMG. <ref>Reaz MB, Hussain MS, Mohd-Yasin F (2006) Techniques of EMG signal analysis: detection, processing, classification and applications (Correction). Biol Proced Online 8: 163.</ref>
Per quanto riguarda l'analisi dello stato dell'apparato masticatorio, la tecnica EMG è stata ampiamente utilizzata ma permangono alcune preoccupazioni circa l'affidabilità delle misure basate sull'EMG interferenziale.<ref>{{cita libro
| autore = Reaz MB
| autore2 = Hussain MS
| autore3 = Mohd-Yasin F
| titolo = Techniques of EMG signal analysis: detection, processing, classification and applications
| url = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1455479/pdf/bpo_v8_p11_m115.pdf
| volume =
| opera = Biol Proced Online
| anno = 2006
| editore =
| città =
| ISBN =
| DOI = 10.1251/bpo115
| PMID = 16799694
| PMCID = PMC1455479
| oaf = <!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
| OCLC =
}}<br>''[https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1622762/pdf/bpo_v8_p163_m124.pdf Correction]''</ref> Questo è il motivo per cui la maggior parte degli studi finora eseguiti mirava a mostrare una possibile correlazione tra segnali EMG con Disturbi Temporomandibolari (TMD), Dolore Orofacciale (OP) o Malocclusione (IO), ma non hanno prodotto risultati convincenti.<ref>{{cita libro
| autore = Masci Chiara
| autore2 = Ciarrocchi Irma
| autore3 = Spadaro Alessandro
| autore4 = Necozione Stefano
| autore5 = Marci Maria Chiara
| autore6 = Monaco Anna
| titolo = Does orthodontic treatment provide a real functional improvement? A case control study
| url = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3827987/pdf/1472-6831-13-57.pdf
| volume =
| opera = BMC Oral Health
| anno = 2013
| editore =
| città =
| ISBN =
| DOI = 10.1186/1472-6831-13-57
| PMID = 24152806
| PMCID = PMC3827987
| oaf = yyy<!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
| OCLC =
}}</ref> In una percentuale sconosciuta di pazienti OP visitati da dentisti specializzati, alcune malattie neurologiche come tumori intracranici, sclerosi multipla, ecc. sono i sintomi sottostanti causa di TMD o OP. Questi pazienti, che in realtà soffrono di sintomi neurologici sovrapposti a quelli dentale-facciali, possono sottoporsi a interventi odontoiatrici non necessari prima che venga fatta la diagnosi corretta, a volte troppo tardi.<ref>{{cita libro
| autore = Moazzam AA
| autore2 = Habibian M
| titolo = Patients appearing to dental professionals with orofacial pain arising from intracranial tumors: a literature review
| url = https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23036798/
| volume =
| opera = Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol
| anno = 2012
| editore =
| città =
| ISBN =
| DOI = 10.1016/j.oooo.2012.06.017
| PMID = 23036798
| PMCID =
| oaf = <!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
| OCLC =
}}</ref>


This is why most of the studies performed so far aimed at showing a possible correlation between EMG signals with Temporomandibular Disorders (TMD), Orofacial Pain (OP) or Malocclusion (IO), but they have not yielded convincing results.<ref>Masci C, Ciarrocchi I, Spadaro A, Necozione S, Marci MC, et al. (2013) Does orthodontic treatment provide a real functional improvement? A case control study. BMC Oral Health 13: 57.</ref>
{{q2|Quando ci si avvicina alla modellizzazione di un 'Indice' diagnostico è fondamentale considerare l''Unità Fondamentale' del sistema da studiare matematicamente.|... come detto, l'"Osservabile" non può essere l'elemento occlusale perché gerarchicamente inferiore al Sistema Nervoso Trigeminale.}}
[[File:Bilateral Root-MEPs.jpg|thumb|center|500px|'''Figura 4:''' Segmentazione virtuale del sistema nervoso trigeminale e annotazione del livello di radice motoria da cui vengono evocati i potenziali evocati motori della radice trigeminale (R-MEPs) |alt=]]


In an unknown percentage of OP patients visited by specialist dentists, some neurological diseases such as intracranial tumours, multiple sclerosis, etc. are the underlying symptoms cause of TMD or OP.


These patients, who actually suffer from neurological symptoms superimposed on dental-facial ones, may undergo unnecessary dental interventions before the correct diagnosis is made, sometimes too late.<ref>Moazzam AA, Habibian M (2012) Patients appearing to dental professionals with orofacial pain arising from intracranial tumors: a literature review. Oral Surg Oral Med Oral Pathol Oral Radiol 114: 749-755.</ref>
Si ritiene generalmente che le proiezioni corticali ai motoneuroni del trigemino siano bilaterali e simmetriche e possano essere analizzate elettrofisiologicamente mediante stimolazione cerebrale elettrica o magnetica attraverso il cuoio capelluto intatto.<ref>{{cita libro
   
  | autore = Merton PA
 
| autore2 = Morton HB
{{q2|When approaching the modeling of a diagnostic 'Index' it is essential to consider the 'Fundamental Unit' of the system to be studied mathematically.|... as said, the 'Observable' cannot be the occlusal element because it is hierarchically lower than the Trigeminal Nervous System.}}
| titolo = Stimulation of the cerebral cortex in the intact human subject
  [[File:Bilateral Root-MEPs.jpg|thumb||center|500px|'''Figure 4:''' Virtual segmentation of the Trigeminal Nervous System and annotation of the motor Root level from which the trigeminal Motor Evoked Potentials (R-MEPs) are evoked |alt=]]
| url = https://www.nature.com/articles/285227a0.pdf
 
| volume =
Cortical projections to the trigeminal motor neurons are generally believed to be bilateral and symmetrical and can be electrophysiologically analyzed by electrical or magnetic brain stimulation through the intact scalp.<ref>Merton PA, Morton HB (1980) Stimulation of the cerebral cortex in the intact human subject. Nature 285: 227.</ref>
| opera = Nature
 
  | anno = 1980
In the ipsilateral masseter, the transcranial electrical stimulation (eTCS) is capable of evoking a large short-latency potential in relaxed and active muscles. The characteristics of ipsilateral Motor Evoked Potentials (MEPs) do not change under relaxed or active conditions. Mean onset latency is approximately 2 ms, peak latency of 3.9 ms and amplitude of 5.4 mV, and there is no latency variability in similar pacing conditions. These motor potentials, considered secondary to trigeminal motor root excitation, have been called Root-MEP (Root-MEP or simplified into R-MEPs) to differentiate them from M-waves and Cortex-MEPs.<ref>Cruccu G, Berardelli A, Inghilleri M, Manfredi M (1989) Functional organization of the trigeminal motor system in man. A neurophysiological study. Brain 112: 1333-1350.</ref>
| editore = Macmillan Journals Ltd
| città =
| ISBN =
| DOI = 10.1038/285227a0
| PMID = 7374773
| PMCID =
| oaf = <!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
| OCLC =
}} () . 285: 227.</ref> Nel massetere omolaterale, la stimolazione elettrica transcranica (eTCS) è in grado di evocare un grande potenziale a breve latenza nei muscoli rilassati e attivi. Le caratteristiche dei Potenziali Evocati Motori (MEP) ipsilaterali non cambiano in condizioni rilassate o attive. La latenza media di insorgenza è di circa 2 ms, la latenza di picco di 3,9 ms e l'ampiezza di 5,4 mV e non vi è alcuna variabilità di latenza in condizioni di stimolazione simili. Questi potenziali motori, considerati secondari all'eccitazione della radice motoria del trigemino, sono stati chiamati Root-MEP (Root-MEP o semplificati in R-MEP) per differenziarli dalle onde M e dai Cortex-MEP.<ref>{{cita libro
| autore = Cruccu G
| autore2 = Berardelli A
| autore3 = Inghilleri M
| autore4 = Manfredi M
| titolo = Functional organization of the trigeminal motor system in man. A neurophysiological study
| url = https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2804615/
| volume =
| opera = Brain
| anno = 1989
| editore =
| città =
| ISBN =
| DOI = 10.1093/brain/112.5.1333
| PMID = 2804615
| PMCID =
| oaf = <!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
| OCLC =
}} () .  112: 1333-1350.</ref>  


To make the understanding of 'Systems Theory' more suitable for the context of the masticatory system, we report some trigeminal electrophysiological procedures and implement them with the mathematical models of the theory.
Per rendere più adatta la comprensione della 'Teoria dei Sistemi' al contesto del sistema masticatorio, riportiamo alcune procedure elettrofisiologiche del trigemino e le implementiamo con i modelli matematici della teoria.


====Mathematical formalism in 'Systems Theory'====
====Il formalismo matematico della "Teoria dei sistemi"====
The "systems theory" studies oriented systems, in which it becomes possible to classify the quantities of interest into two categories:
La "teoria dei sistemi" studia i sistemi orientati, in cui diventa possibile classificare le grandezze di interesse in due categorie:


*quantities that vary over time independently from the others ('''inputs''')
* grandezze che variano nel tempo indipendentemente dalle altre (ingressi)  
*quantities whose evolution over time is to be studied, depending on the inputs, called '''outputs'''.
* grandezze la cui evoluzione nel tempo è da studiare, in funzione degli input, detti output.


A real system can have multiple inputs and multiple outputs. In particular, we indicate with:
Un sistema reale può avere più ingressi e più uscite. In particolare indichiamo con:  


*<math>u(t)= (u_1(t),..., u_r(t))</math>the vector of the inputs at time <math>{t}</math>
* <math>u(t)= (u_1(t),..., u_r(t))</math> il vettore degli input alla volta <math>{t}</math>  
*<math>y(t)= (y_1(t),..., u_m(t))</math>the vector of the output at time <math>{t}</math>
* <math>y(t)= (y_1(t),..., u_m(t))</math>il vettore dell'output alla volta <math>{t}</math>  


It is also generally defined as the state vector of the system in a generic instant <math>\tilde{t}</math> the information instantly <math>\tilde{t}</math> necessary to uniquely determine the output <math>y(t)</math> for each <math>t\geq{\displaystyle {\tilde {t}}}</math> once the entrance has been assigned <math>u(t), </math><math>t\geq{\displaystyle {\tilde {t}}}</math>.
Viene anche generalmente definito come il vettore di stato del sistema in un istante generico <math>\tilde{t}</math> le informazioni all'istante <math>\tilde{t}</math> necessario per determinare in modo univoco l'output <math>y(t)</math>per ciascun <math>t\geq{\displaystyle {\tilde {t}}}</math> una volta assegnato l'ingresso<math>u(t), </math><math>t\geq{\displaystyle {\tilde {t}}}</math>.  


We denote the state vector, whose components are defined as state variables, with the notation <math>x(t)= (x_1(t),..., x_n(t))</math> .
Indichiamo il vettore di stato, le cui componenti sono definite come variabili di stato, con la notazione <math>x(t)= (x_1(t),..., x_n(t))</math>.


The inputs act on the state of the system and modify its characteristics at a given moment in time; these changes are recorded by the state variables. The values of the system outputs, usually the only measurable variables, in turn depend on the system state variables and the inputs.
Gli ingressi agiscono sullo stato del sistema e ne modificano le caratteristiche in un dato momento; questi cambiamenti sono registrati dalle variabili di stato. I valori degli output del sistema, solitamente le uniche variabili misurabili, dipendono a loro volta dalle variabili di stato del sistema e dagli input.  


The input, status and output quantities are functions of the time variable.
Le grandezze di ingresso, di stato e di uscita sono funzioni della variabile tempo.  


This takes values in an ordered subset <math>T \subseteq \R</math>, which can be continuous or discrete. In the following discussion we will consider a discrete subset of times:<math>T = \{t_0,..., t_s\}</math>
Questo accetta valori in un sottoinsieme ordinato <math>T \subseteq \R</math>, che può essere continuo o discreto. Nella discussione seguente considereremo un sottoinsieme discreto di tempi: <math>T = \{t_0,..., t_s\}</math>


Therefore, given a set of times <math>T = \{t_0,..., t_s\}</math>, we can formally define a system as the pair of equations
Pertanto, dato un insieme di volte <math>T = \{t_0,..., t_s\}</math>, possiamo definire formalmente un sistema come la coppia di equazioni


<math>x(t_{k+1})=f\bigl(x(t_k), u(t_k), t_k\bigr)
<math>x(t_{k+1})=f\bigl(x(t_k), u(t_k), t_k\bigr)
Line 577: Line 720:
</math>
</math>


with <math>x(t_0)=x_0
con <math>x(t_0)=x_0
</math>, where <math>f
</math>, dove <math>f
</math> is called generating function e <math>g
</math> è chiamata funzione generatrice e <math>g
</math> is called the output transformation.
</math> è chiamata trasformazione dello output.
 
Nel campo dei biosegnali, i modelli <math>g</math> vengono utilizzati per analizzare EEG e sistemi di vibrazione nei veicoli, sistemi uditivi umani e sistemi vascolari e così via. Mentre molto è ancora sconosciuto sul meccanismo fisiologico o sul modello dei cambiamenti interni nel sistema testato, la funzione di trasferimento o trasformazione dell'uscita <math>g</math> nel nostro contesto ci consente di ricostruire una funzione d'onda interpolando i punti rilevati dallo strumento che ha la sua particolare frequenza campionamento. Questa funzione <math>g</math> , per i nostri scopi, è una ricostruzione di una funzione d'onda su cui ricercare latenze, ampiezze e aree integrali e trarre le dovute conclusioni<ref>{{cita libro
| autore = Haebeom Lee
| autore2 = Hyunho Kim
| autore3 = Jungkuk Kim
| autore4 = Hwan-Sup Oh
| autore5 = Young-Jae Park
| autore6 = Young-Bae Park
| titolo = Feasibility study of transfer function model on electrocardiogram change caused by acupuncture
| url = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5299648/pdf/12906_2017_Article_1615.pdf
| volume =
| opera = BMC Complement Altern Med
| anno = 2017
| editore =
| città =
| ISBN =
| DOI = 10.1186/s12906-017-1615-5
| PMID = 28178964
| PMCID = PMC5299648
| oaf = yes<!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
| OCLC =
}}</ref><ref>{{cita libro
| autore = Kamali Golnoosh
| autore2 = Smith Rachel June
| autore3 = Hays Mark
| autore4 = Coogan Christopher
| autore5 = Crone Nathan E
| autore6 = Kang Joon Y
| autore7 = Sarma Sridevi V
| titolo = Transfer Function Models for the Localization of Seizure Onset Zone From Cortico-Cortical Evoked Potentials
| url = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7758451/pdf/fneur-11-579961.pdf
| volume =
| opera = Front Neurol
| anno = 2020
| editore =
| città =
| ISBN =
| DOI = 10.3389/fneur.2020.579961
| PMID = 33362689
| PMCID = PMC7758451
| oaf = yep <!-- qualsiasi valore -->
| LCCN =
| OCLC =
}}</ref> e, ovviamente, ritestando il sistema in epoche successive, l'integrità del sistema stesso può essere confrontato. In campo ingegneristico sono possibili varie modellazioni matematiche di un sistema, a seconda che si considerino o meno esplicitamente le variabili di stato.
 
[[File:Finite Elements - electric field within the intracranial brain tissue - FEM.jpg|thumb|center|Figura 5: A. Posizionamento degli elettrodi per l'erogazione dello stimolo elettrico. B. Rappresentazione del campo elettrico all'interno della struttura cerebrale. C. Localizzazione del campo elettrico indotto a livello delle radici del trigemino ]]
 
====Il formalismo matematico della logica del sistema trigeminale====
Consideriamo il sistema motorio trigemino come una scatola nera con ingressi (figura 5) e uscite (figura 6), e proviamo ad adattarvi la teoria sopra descritta.
 
La figura 6 mostra le risposte neuromotorie alla stimolazione elettrica transcranica della radice trigeminale dell'emilato destro. Abbiamo voluto impostare il test seguendo il modello matematico della 'teoria dei sistemi' per comprendere meglio la differenza tra le informazioni ottenute da un test ormai quasi gonfiato come l'EMG interferenziale, e un test più complesso come un test motorio e/o somatosensoriale potenziale evocato; il potenziale evocato ha la prerogativa di una risposta del sistema ad un input esterno chiamato 'trigger', che in questo contesto è di tipo elettrico.
 
Abbiamo suddiviso il test erogando una serie di stimoli elettrici progressivamente maggiori nei tempi ordinati corrispondenti a <math>T=\{t_0, t_1,t_2......t_{8}\}</math>
 
Nel nostro contesto, avremo un ingresso, ovvero l'amperaggio di stimolazione elettrica e due uscite, ovvero latenza e ampiezza.
 
Avremo quindi:
 
<math>\bigl(u(t_0), u(t_1), u(t_2), u(t_3), u(t_4), u(t_5), u(t_6), u(t_7), u(t_8)\bigr)=\bigl(0,20,30,40,50,70,80,90,100\bigr)mA</math>
 
A ciascuno di questi ingressi corrisponderanno due variabili di stato:
 
latenza <math>\bigr( y_1(t) \bigl)</math>
 
ampiezza <math>\bigr( y_2(t) \bigl)</math>
 
<math>\bigl(y_1(t_0), y_1(t_1), y_1(t_2), y_1(t_3), y_1(t_4), y_1(t_5), y_1(t_6), y_1(t_7), y_1(t_8)\bigr)=\bigl(0,2.4,2.4,2.3,2.1,2,1.9,1.9,1.9\bigr)ms</math>
 
<math>\bigl(y_2(t_0), y_2(t_1), y_2(t_2), y_2(t_3), y_2(t_4), y_2(t_5), y_2(t_6), y_2(t_7), y_2(t_8)\bigr)=\bigl(0,0.6,0.8,1.1,1.7,2.8,4.6,4.6,4.6\bigr)mV</math>
 
Tutte queste variabili generano un tracciato di più tracce mediate come in figura 6, in cui si possono fare alcune importanti considerazioni, come la diminuzione della latenza e l'aumento di ampiezza all'aumentare dell'amperaggio.
 


In the field of biosignals, the (<math>g</math>) models are used to analyze EEG and vibration systems in vehicles, human hearing systems and vascular systems, and so on. While much is still unknown about the physiological mechanism or pattern of internal changes in the tested system, the output transfer or transformation function <math>g</math> in our context allows us to reconstruct a wave function by interpolating the points detected by the instrument which has its own particular sampling frequency. This <math>g</math> function, for our purposes, is a reconstruction of a wave function on which to search for latencies, amplitudes and integral areas and make the necessary conclusions,<ref>Haebeom Lee, Hyunho Kim, Jungkuk Kim, Hwan-Sup Oh, Young-Jae Park and Young-Bae Park. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5299648/ Feasibility study of transfer function model on electrocardiogram change caused by acupuncture.] BMC Complement Altern Med. 2017; 17: 101. Published online 2017 Feb 8. doi: 10.1186/s12906-017-1615-5</ref><ref>Golnoosh Kamali, Rachel June Smith, Mark Hays, Christopher Coogan, Nathan E. Crone, Joon Y. Kang, and Sridevi V. Sarma. [https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7758451/ Transfer Function Models for the Localization of Seizure Onset Zone From Cortico-Cortical Evoked Potentials.] Front Neurol. 2020; 11: 579961. Published online 2020 Dec 10. doi: 10.3389/fneur.2020.579961</ref> and, obviously, by retesting the system in subsequent epochs, the integrity of the system itself can be compared.


In the engineering field, various mathematical modeling of a system are possible, depending on whether or not they explicitly consider the state variables.
[[File:Finite Elements - electric field within the intracranial brain tissue - FEM.jpg|thumb||center|'''Figure 5:''' A. Positioning of the electrodes for the delivery of the electrical stimulus. B. Representation of the electric field within the brain structure. C. Localization of the induced electric field at the level of the trigeminal roots ]]


====Mathematical formalism of the Trigeminal System Logic====
We consider the Trigeminal Motor System as a black box with inputs (figure 5) and outputs (figure 6), and we try to adapt to it the above described theory.
We consider the Trigeminal Motor System as a black box with inputs (figure 5) and outputs (figure 6), and we try to adapt to it the above described theory.


Line 609: Line 821:
   
   


[[File:Potenziale Evocato della Radice Trigeminale.jpg|thumb|'''Figure 6:'''Ipsilateral trigeminal motor evoked potential|alt=|378px|right]]
[[File:Potenziale Evocato della Radice Trigeminale.jpg|thumb|'''Figura 6:'''Potenziale evocato motorio trigeminale  ipsilaterale|alt=|378px|right]]
 
==Conclusion==


[[File:FIGU01.jpg|alt=|left|thumb|'''Figura 7:''' The figure shows three ways of analyzing the system. In A the interferential EMG trace, in B the bilateral Root-MEPs and in C the jaw jerk..|200px]]
==Conclusione==
It is plausible that the reader, or a colleague not accustomed to particular trigeminal electrophysiological procedures, may consider this type of bioengineering diagnostic models exaggerated, both for the difficulty in the execution (that can make the methodology seem dangerous - the Root-MEPs delivers an electric current of 100 V with an amperage of 100mA), and for the feeling he might have that the cost benefit is unjustified; so, he might prefer to continue with the now routine methodology in dentistry, such as performing a simple, fast and inexpensive interferential EMG (Figure 7A). We certainly accept the opinion of our hypothetical colleague, but we do not share it because, to save a human life, competence is always and critically required, together with dedication and both intellectual and economic investment.


The irrefutable step forward made in diagnostics in most medical disciplines, as already mentioned, lies precisely in bioengineering, technological progress; specifically, systems theory has allowed us to verify the system state by comparing output variables generated by variables incoming payments which are basically triggers of various types.  
[[File:FIGU01.jpg|alt=|left|thumb|'''Figura 7:''' La figura mostra tre modalità di analisi del sistema. In A il tracciato EMG interferenziale, in B i Root-MEP bilaterali e in C il jaw jerk..|200px]]
È plausibile che il lettore, o un collega non avvezzo a particolari procedure elettrofisiologiche del trigemino, possa ritenere esagerato questo tipo di modelli diagnostici di bioingegneria, sia per la difficoltà nell'esecuzione (che può far sembrare pericolosa la metodologia - il Root-MEPs fornisce un corrente elettrica di 100 V con un amperaggio di 100 mA), sia per l'ingiustificato vantaggio in termini di costi; quindi, potrebbe preferire di continuare con la metodologia ormai di routine in odontoiatria, come l'esecuzione di un EMG interferenziale semplice, veloce ed economico (Figura 7A). Sicuramente accettiamo il parere del nostro ipotetico collega, ma non lo condividiamo perché, per salvare una vita umana, è sempre e criticamente richiesta la competenza, insieme alla dedizione e all'investimento sia intellettuale che economico.  


Figure 7 is a way of demonstrating this. Notably, like the interferential EMG test shows (Figure 7A), only a sort of interferential asymmetry typical of clinical situations of malocclusion can be observed, while through a trigger model (specifically, the bilateral transcranial electrical stimulation of the trigeminal roots) the system responds with a large amplitude asymmetry (Figure 7B) and even with an absence of the jaw jerk response (evoked with a mechanical trigger by striking the chin with a neurological piezoelectric hammer). (Figure 7C) The diagnostic conclusion of this patient was of skull base menygoma.
L'inconfutabile passo avanti compiuto dalla diagnostica nella maggior parte delle discipline mediche, come già accennato, risiede proprio nella bioingegneria, nel progresso tecnologico; in particolare, la teoria dei sistemi ha consentito di verificare lo stato del sistema confrontando variabili di output generate da variabili in entrata che sono fondamentalmente trigger di vario tipo.  


For the experts, of course, a glance is enough to understand whether the trigeminal motor system evoked through electrical transcranial stimulation of the motor roots is in a physiological or pathological state; but, as we will see in the next chapters, the biological reality is so complex and paradoxically indeterministic, that a bioengineering model paired with an adequate statistical mathematician will allow us to approach more accurately the real physiopathological state of the system, reduce the uncertainty of the measurement and consequently the differential diagnostic error but above all make early diagnosis.  
La figura 7 è un modo per dimostrarlo. In particolare, come mostra il test EMG interferenziale (Figura 7A), si può osservare solo una sorta di asimmetria interferenziale tipica delle situazioni cliniche di malocclusione, mentre attraverso un modello trigger (nello specifico, la stimolazione elettrica transcranica bilaterale delle radici del trigemino) il sistema risponde con una ampia asimmetria di ampiezza (Figura 7B) e anche con un'assenza della risposta del jaw jerk (evocata con un trigger meccanico colpendo il mento con un martello piezoelettrico neurologico). (Figura 7C) La conclusione diagnostica fu di menigoma della base cranica.


In any case, if this patient had undergone the described diagnostic model, he would not have died, because the growth of the tumor mass of a meningioma is extraencephalic, and slow, and would have shown an electrophysiologically documentable destructuring many years before the vertiginous symptomatology.
Agli esperti, ovviamente, basta uno sguardo per capire se il sistema motorio trigemino evocato attraverso la stimolazione elettrica transcranica delle radici motorie è in uno stato fisiologico o patologico; ma, come vedremo nei prossimi capitoli, la realtà biologica è così complessa e paradossalmente indeterministica, che un modello di bioingegneria abbinato ad un adeguato modello matematico statistico ci permetterà di avvicinarci di più al reale stato fisiopatologico del sistema, ridurre l'incertezza della misura e di conseguenza l'errore diagnostico differenziale ma soprattutto la diagnosi precoce.  


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In ogni caso, se questo paziente fosse stato sottoposto al modello diagnostico descritto, non sarebbe morto, perché la crescita della massa tumorale di un meningioma è extraencefalica e molto lenta tale che avrebbe mostrato una destrutturazione elettrofisiologicamente documentabile molti anni prima della sintomatologia vertiginosa . ( vedi [[3° Clinical case: Meningioma]] ​){{Bib}}


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Motor Evoked Potential of the ipsilateral Trigeminal Root

Questo capitolo chiude il ciclo della "Logica del linguaggio medico" per introdurre un modello diagnostico nel campo delle funzioni masticatorie che combini la concettualità della logica di sistema con la meccanica quantistica. I modelli matematici statistici di una logica di sistema, quindi, non possono essere soggettivi, né approssimativi, tanto meno vaghi e non formali nell'ambito del modello clinico. Per ottenere queste caratteristiche è necessario considerare i concetti base della 'Teoria dei Sistemi'.

L'inconfutabile svolta diagnostica nella maggior parte delle discipline mediche risiede nella bioingegneria, nei progressi tecnologici e in particolare nella teoria dei sistemi. Consente di verificare lo stato di un sistema confrontando le variabili di output generate dalle variabili di input. Questo enorme passo avanti risiede nell'introduzione del concetto di trigger. La bioingegneria in ambito elettrofisiologico del trigemino ha consentito l'utilizzo di una serie di trigger (stimolazione elettrica transcranica, stimolazione magnetica transcranica, stimolazione meccanica del distretto trigemino) che ci consentono di testare il sistema con una risoluzione molto superiore a quella in cui il sistema viene testato senza rispondere a un trigger esterno. Un altro elemento chiave è che il modello trigger è in grado di fornire un'istantanea dello stato del sistema molti anni prima che si manifesti un evidente segno clinico patologico.

In questo capitolo spiegheremo alcuni passaggi di base da intraprendere per modellare metodi diagnostici seguendo la teoria dei sistemi. 

Prefazione

Perché siamo arrivati alla "Logica di sistema"? I passaggi non sono né banali, né personali, e per percepire il valore aggiunto della 'Logica di Sistema' non possiamo non citare due ragioni essenziali che hanno segnato questo percorso: quella degli indici clinici odontoiatrici e della logica del linguaggio medico.

Indici clinici odontoiatrici

Esistono 'Indici' che possono essere considerati elementi di System Logic come dati oggettivi, come l' 'equazione di Henderson-Hasselbalch' (per l'analisi del pH del sangue) e altri 'Indici' sviluppati in campo medico in discipline disparate.[1][2][3]

Un test, un dato di riferimento normativo o un 'Indice' sono strategie legate a modelli matematico-statistici che generano dati. Questi dati sono obbligatori per l'accuratezza della diagnosi, per la diagnosi differenziale e per le linee guida terapeutiche. Su questi dati di riferimento, ai tempi della storia scientifica dell'odontoiatria, si sono generate implementazioni e modifiche ma anche incertezze e convinzioni che sotto forma di assiomi o scuole di pensiero hanno tracciato linee guida non sempre scientificamente giustificabili, e talvolta false.

In literatura

Si possono prendere in considerazione i dati riportati in letteratura in merito agli 'Indici' studiati su pazienti affetti da 'Disturbi Temporomandibolari'[4] oppure entrare più nello specifico sulle riabilitazioni masticatorie e verificare l'argomento 'Indici Clinici' nelle discipline ortodontiche.[5]


In un recente articolo di Andrea Scribante e collaboratori,[6] ad esempio si deducono i seguenti paragrafi:

  1. L'introduzione afferma che la valutazione degli esiti del trattamento ortodontico è stata tradizionalmente effettuata utilizzando l'esperienza e le opinioni soggettive dei clinici.[7] In questo primo paragrafo si comprende il limite del concetto espresso e cioè un test diagnostico e/o una linea guida terapeutica non dovrebbe mai essere pesato scientificamente utilizzando parametri soggettivi.
  2. Tuttavia, dagli anni '90, sono stati sviluppati indici specifici per valutare oggettivamente gli esiti sulla salute analizzando la qualità del trattamento.[8] Questi indici confrontano i dati pre e post trattamento per determinare l'esito della terapia ortodontica[9] e per migliorare la qualità dei trattamenti futuri.[10] Questo secondo paragrafo scientificamente accettabile mette in evidenza lo scopo degli 'Indici' e cioè il pre e post-confronto - ma chi dice che il post a fine trattamento si trovi in stato di 'normocclusione' mentre nel pre si era in uno di 'malocclusione': l'allineamento dentale?
  3. L'indice più comunemente usato per valutare il successo ortodontico è il 'Peer Assessment Rating Index' (PAR), che è stato sviluppato per misurare fino a che punto un paziente si discosta dalla normale occlusione e allineamento dentale.[8] Questo indice è stato utilizzato per valutare gli effetti della terapia in diverse circostanze: l'uso di dispositivi fissi e mobili,[11] il confronto del trattamento ortodontico tra studi privati ​​e scuole ortodontiche,[12] la valutazione della stabilità occlusale dopo il trattamento ortodontico,[13] i primi trattamenti[14] e i risultati della chirurgia ortognatica.[15] Bisogna considerare che PAR non indicherebbe il sano o il malato, normocclusione o malocclusione a seconda che si allontani dal cutoff ma a fronte di una serie di caratteristiche in ingresso restituirebbe una risposta ad ampio spettro (Indice), valida per trattamenti ortodontici e ortognatici. Questo stato d'animo è legittimo ma i clinici devono stare attenti perché le variabili di input (i "Costruttori") del modello o input, potrebbero non essere correlate al contesto di riferimento o potrebbero esserci altre variabili nascoste che invaliderebbero il risultato stesso . Apprezzeremo maggiormente queste affermazioni nell'esposizione dei capitoli di Masticationpedia.

Il fatto è che il primum movens dello studio di Andrea Scribante e collaboratori si concentra nel seguente punto:

«L'indice più comunemente utilizzato per valutare il successo ortodontico è il Peer Assessment Rating Index (PAR), che è stato sviluppato per misurare quanto un paziente si discosta dalla normale occlusione e allineamento dentale»
(Limitativo....l'indice può avere una precisione e veridicità nell'allineamento dentale ma non per validare una normocclusione, quest'ultima affermazione è molto più complessa da formulare e certamente non può essere ridotta esclusivamente ad un 'osservabile occlusale'.)

Spyridon N. Papageorgiou[16] in uno studio molto interessante espone una coraggiosa affermazione che conferma quanto appena esposto:

Nel post-debond si osservano notevoli alterazioni occlusali a lungo termine, che favoriscono principalmente un migliore assestamento. La finitura di qualità superiore al debond ha influenzato in modo significativo le possibilità di miglioramento. Tuttavia, l'impostazione di un punteggio limite per denotare l'eccellenza del trattamento ha mostrato una notevole instabilità nel tempo.

Altri autori affermano che la recidiva dopo il trattamento ortodontico può verificarsi anche nei casi con una buona occlusione funzionale.[17]

Ulteriori considerazioni

L'eziologia della recidiva non è né completamente compresa né completamente prevista da un singolo fattore,[18] ma include fattori come la risposta della trazione e delle fibre parodontali destrutturate,[19] la maturazione fisiologica della dentatura umana che ne influenza la larghezza, la lunghezza o il perimetro,[20] le alterazioni del complesso craniofacciale[21] e delle parafunzioni.[22]

La ritenzione dei risultati del trattamento è quindi considerata uno dei problemi più difficili in ortodonzia e si potrebbero osservare recidive, in particolare degli incisivi mandibolari, anche con l'uso di dispositivi di ritenzione dopo il debonding.[23] La maggior parte degli studi di stabilità post-trattamento esistenti valutano le recidive a breve termine della regione anteriore misurando principalmente l'irregolarità degli incisivi dopo il trattamento estrattivo o non estrattivo e confrontando diversi pattern di ritenzione. Questi studi utilizzano in gran parte l'indice del Peer Assessment Rating (PAR)[24], che non è un approccio di analisi elettrofisiologica del trigemino nel considerare la "Normocclusione", tanto meno i dettagli di un'occlusione ben bilanciata (come contatti, inclinazioni e allineamento di ciascun dente) o cambiamenti nella ritenzione solo a breve termine.[25]

A conoscenza degli autori al momento della pubblicazione del loro studio, solo uno studio[26] ha utilizzato il sistema di classificazione oggettiva dettagliata dell'American Board of Orthodontics (ABO)[27] per modelli e radiografie che misura i dettagli di un'occlusione ben rifinita e ben bilanciata.


«Il suddetto studio non è solo interessante ma anche stimolante, dal punto di vista scientifico, in quanto afferma che potrebbero verificarsi ricadute anche in presenza di un'adeguata occlusione funzionale sinonimo di 'Normocclusione'»
(La critica costruttiva, tuttavia, è inerente all'affermazione stessa: come si definisce una funzione masticatoria efficiente e, quindi, una 'Normocclusione'?)

In Masticationpedia vorremmo lanciare provocazioni interessanti e costruttive per rispondere alla domanda che abbiamo appena esposto: «Come si definisce una funzione masticatoria efficiente e quindi una Normocclusion?»
Esaminiamo i due casi sottostanti, in figura 1 e in figura 2: quale dei due casi clinici pensi sia affetto da malocclusione?

Sembra irriverente per i canoni dell'ortodossia ortodossa non condividere la diagnosi di 'malocclusione', ma lasciamo il lettore con un po' di suspense. Intendiamo riprendere ampiamente in alcuni capitoli, dopo aver approfondito il tema della 'Logica dei Sistemi' e della 'Teoria dei Sistemi'. Anticipiamo solo che il paziente in figura 1 è già stato proposto nel capitolo 'Introduzione', quindi conosciamo già il nostro parere clinico scientifico ma se ci dà tanto, anche.....

«anche la figlia dovrebbe rispondere allo stesso modo.»
(... abbi pazienza e vedrai .)

Logica del linguaggio medico

The universe of classical and fuzzy logic
Figura 3: The universe of classical and fuzzy logic.

Nei capitoli precedenti abbiamo evidenziato le estreme difficoltà che abbiamo incontrato nel definire una diagnosi esatta, dettagliata e tempestiva al momento giusto; e ciò non è dovuto solo alla 'Complessità' del sistema vivente, ma anche ad una discutibile e vaga logica del linguaggio medico. Se la logica classica è troppo selettiva (vera o falsa, e quindi 'non c'è una terza risposta' - principio del terzo escluso), è anche vero che il linguaggio logico probabilistico, che banalmente indica la presenza di una specifica malattia, si scompone nel parametro 'significatività' che acquista un certo valore solo in un 'contesto specialistico'. Abbiamo percepito la necessità di un modello più elastico chiamato "logica fuzzy" che potesse tradurre l'incertezza insita in alcuni dati del linguaggio umano in formalismo matematico, codificando i concetti "elastici" (come quasi alto, abbastanza buono, ecc.), al fine di renderli comprensibili e gestibili dai computers. Abbiamo quindi congelato un concetto molto dibattuto e affrontato nel capitolo 'Introduzione': il non determinare una netta separazione tra know-how specialistici, ma sovrapporre conoscenze interdisciplinari, invece, attraverso un approccio 'Fuzzy' (vedi linguaggio fuzzy logic).


«Ma non è così scontato arrivare a un linguaggio più formale in ambito medico dove gli eventi sono complessi e dinamici e, come vedremo, non sono banalmente deterministici. Per comprendere meglio la 'Logica di Sistema', e allo stesso tempo introdurre il concetto di 'Indici' clinici, è necessario partire dalla descrizione della 'Teoria dei Sistemi'»

Teoria dei Sistemi

In campo scientifico, la teoria dei sistemi, più propriamente teoria generale dei sistemi (definizione di Ludwig von Bertalanffy),[28] è un campo di studio spesso interdisciplinare, a cavallo tra matematica e scienze naturali, che si occupa dell'analisi delle proprietà e della costituzione di un sistema. È composto essenzialmente dalla teoria dei sistemi dinamici (semplici e complessi) e dalla teoria del controllo: è alla base di diverse discipline come l'automazione, la robotica e la fisica cibernetica, nonché lo studio tecnico-scientifico dei sistemi in generale tanto quanto in biologia e medicina.

La teoria dei sistemi è lo studio interdisciplinare dei sistemi, che potrebbero essere descritti come gruppi coesi di parti interconnesse e interdipendenti che possono essere naturali o create dall'uomo. Ogni sistema è delimitato dallo spazio e dal tempo, influenzato dal suo ambiente, definito dalla sua struttura ed espresso attraverso il suo funzionamento. Un sistema può essere più della somma delle sue parti se esprime sinergie o comportamenti emergenti.[29]

La modifica di una parte di un sistema potrebbe influire su altre parti o sull'intero sistema. Potrebbe essere possibile prevedere questi cambiamenti nei modelli di comportamento. Alcuni sistemi supportano altri sistemi, mantenendo gli altri per evitare guasti. Gli obiettivi della teoria dei sistemi sono modellare la dinamica, i vincoli, le condizioni di un sistema e chiarire i principi (come scopo, misura, metodi, strumenti) che possono essere identificati e applicati ad altri sistemi a qualsiasi livello di annidamento e in un 'ampia gamma di campi per ottenere un'equifinalità ottimizzata.[30]

Per essere pratico ed efficace nella descrizione del concetto di 'Logica di sistema' consideriamo un approccio ad una parte del sistema motorio trigemino, poiché è la pietra angolare di questo lavoro scientifico ed è il collegamento concettuale con la 'Teoria dei Sistemi' .

Teoria dei Sistemi della masticazione

Per quanto riguarda l'analisi dello stato dell'apparato masticatorio, la tecnica EMG è stata ampiamente utilizzata ma permangono alcune preoccupazioni circa l'affidabilità delle misure basate sull'EMG interferenziale.[31] Questo è il motivo per cui la maggior parte degli studi finora eseguiti mirava a mostrare una possibile correlazione tra segnali EMG con Disturbi Temporomandibolari (TMD), Dolore Orofacciale (OP) o Malocclusione (IO), ma non hanno prodotto risultati convincenti.[32] In una percentuale sconosciuta di pazienti OP visitati da dentisti specializzati, alcune malattie neurologiche come tumori intracranici, sclerosi multipla, ecc. sono i sintomi sottostanti causa di TMD o OP. Questi pazienti, che in realtà soffrono di sintomi neurologici sovrapposti a quelli dentale-facciali, possono sottoporsi a interventi odontoiatrici non necessari prima che venga fatta la diagnosi corretta, a volte troppo tardi.[33]

«Quando ci si avvicina alla modellizzazione di un 'Indice' diagnostico è fondamentale considerare lUnità Fondamentale' del sistema da studiare matematicamente.»
(... come detto, l'"Osservabile" non può essere l'elemento occlusale perché gerarchicamente inferiore al Sistema Nervoso Trigeminale.)
Figura 4: Segmentazione virtuale del sistema nervoso trigeminale e annotazione del livello di radice motoria da cui vengono evocati i potenziali evocati motori della radice trigeminale (R-MEPs)


Si ritiene generalmente che le proiezioni corticali ai motoneuroni del trigemino siano bilaterali e simmetriche e possano essere analizzate elettrofisiologicamente mediante stimolazione cerebrale elettrica o magnetica attraverso il cuoio capelluto intatto.[34] Nel massetere omolaterale, la stimolazione elettrica transcranica (eTCS) è in grado di evocare un grande potenziale a breve latenza nei muscoli rilassati e attivi. Le caratteristiche dei Potenziali Evocati Motori (MEP) ipsilaterali non cambiano in condizioni rilassate o attive. La latenza media di insorgenza è di circa 2 ms, la latenza di picco di 3,9 ms e l'ampiezza di 5,4 mV e non vi è alcuna variabilità di latenza in condizioni di stimolazione simili. Questi potenziali motori, considerati secondari all'eccitazione della radice motoria del trigemino, sono stati chiamati Root-MEP (Root-MEP o semplificati in R-MEP) per differenziarli dalle onde M e dai Cortex-MEP.[35]

Per rendere più adatta la comprensione della 'Teoria dei Sistemi' al contesto del sistema masticatorio, riportiamo alcune procedure elettrofisiologiche del trigemino e le implementiamo con i modelli matematici della teoria.

Il formalismo matematico della "Teoria dei sistemi"

La "teoria dei sistemi" studia i sistemi orientati, in cui diventa possibile classificare le grandezze di interesse in due categorie:

  • grandezze che variano nel tempo indipendentemente dalle altre (ingressi)
  • grandezze la cui evoluzione nel tempo è da studiare, in funzione degli input, detti output.

Un sistema reale può avere più ingressi e più uscite. In particolare indichiamo con:

  • il vettore degli input alla volta
  • il vettore dell'output alla volta

Viene anche generalmente definito come il vettore di stato del sistema in un istante generico le informazioni all'istante necessario per determinare in modo univoco l'output per ciascun una volta assegnato l'ingresso.

Indichiamo il vettore di stato, le cui componenti sono definite come variabili di stato, con la notazione .

Gli ingressi agiscono sullo stato del sistema e ne modificano le caratteristiche in un dato momento; questi cambiamenti sono registrati dalle variabili di stato. I valori degli output del sistema, solitamente le uniche variabili misurabili, dipendono a loro volta dalle variabili di stato del sistema e dagli input.

Le grandezze di ingresso, di stato e di uscita sono funzioni della variabile tempo.

Questo accetta valori in un sottoinsieme ordinato , che può essere continuo o discreto. Nella discussione seguente considereremo un sottoinsieme discreto di tempi:

Pertanto, dato un insieme di volte , possiamo definire formalmente un sistema come la coppia di equazioni

con , dove è chiamata funzione generatrice e è chiamata trasformazione dello output.

Nel campo dei biosegnali, i modelli vengono utilizzati per analizzare EEG e sistemi di vibrazione nei veicoli, sistemi uditivi umani e sistemi vascolari e così via. Mentre molto è ancora sconosciuto sul meccanismo fisiologico o sul modello dei cambiamenti interni nel sistema testato, la funzione di trasferimento o trasformazione dell'uscita nel nostro contesto ci consente di ricostruire una funzione d'onda interpolando i punti rilevati dallo strumento che ha la sua particolare frequenza campionamento. Questa funzione , per i nostri scopi, è una ricostruzione di una funzione d'onda su cui ricercare latenze, ampiezze e aree integrali e trarre le dovute conclusioni[36][37] e, ovviamente, ritestando il sistema in epoche successive, l'integrità del sistema stesso può essere confrontato. In campo ingegneristico sono possibili varie modellazioni matematiche di un sistema, a seconda che si considerino o meno esplicitamente le variabili di stato.

Figura 5: A. Posizionamento degli elettrodi per l'erogazione dello stimolo elettrico. B. Rappresentazione del campo elettrico all'interno della struttura cerebrale. C. Localizzazione del campo elettrico indotto a livello delle radici del trigemino

Il formalismo matematico della logica del sistema trigeminale

Consideriamo il sistema motorio trigemino come una scatola nera con ingressi (figura 5) e uscite (figura 6), e proviamo ad adattarvi la teoria sopra descritta.

La figura 6 mostra le risposte neuromotorie alla stimolazione elettrica transcranica della radice trigeminale dell'emilato destro. Abbiamo voluto impostare il test seguendo il modello matematico della 'teoria dei sistemi' per comprendere meglio la differenza tra le informazioni ottenute da un test ormai quasi gonfiato come l'EMG interferenziale, e un test più complesso come un test motorio e/o somatosensoriale potenziale evocato; il potenziale evocato ha la prerogativa di una risposta del sistema ad un input esterno chiamato 'trigger', che in questo contesto è di tipo elettrico.

Abbiamo suddiviso il test erogando una serie di stimoli elettrici progressivamente maggiori nei tempi ordinati corrispondenti a

Nel nostro contesto, avremo un ingresso, ovvero l'amperaggio di stimolazione elettrica e due uscite, ovvero latenza e ampiezza.

Avremo quindi:

A ciascuno di questi ingressi corrisponderanno due variabili di stato:

latenza

ampiezza

Tutte queste variabili generano un tracciato di più tracce mediate come in figura 6, in cui si possono fare alcune importanti considerazioni, come la diminuzione della latenza e l'aumento di ampiezza all'aumentare dell'amperaggio.



We consider the Trigeminal Motor System as a black box with inputs (figure 5) and outputs (figure 6), and we try to adapt to it the above described theory.

Figure 6 shows the neuromotor responses to the electrical transcranial stimulation of the trigeminal root of the right hemilate. We wanted to set up the test following the mathematical model of 'systems theory' to better understand the difference between the information obtained from a now almost inflated test such as the interferential EMG, and a more complex test such as a motor and/or somatosensory evoked potential; the evoked potential has the prerogative of a system response to an external input called 'trigger', which in this context is of an electrical type.

We divided the test by delivering a series of progressively greater electrical stimuli in the ordered times corresponding to.

In our context, we will have one input, i.e. the electrical stimulation amperage and two outputs, i.e. latency and amplitude.

We will therefore have:

mA.

Two state variables will correspond to each of these inputs: latency and amplitude .

ms

mV

All these variables generate a plotting of multiple mediated traces as in figure 6, in which some important considerations can be made, such as the decrease in latency and the increase in amplitude as the amperage increases.


Figura 6:Potenziale evocato motorio trigeminale ipsilaterale

Conclusione

Figura 7: La figura mostra tre modalità di analisi del sistema. In A il tracciato EMG interferenziale, in B i Root-MEP bilaterali e in C il jaw jerk..

È plausibile che il lettore, o un collega non avvezzo a particolari procedure elettrofisiologiche del trigemino, possa ritenere esagerato questo tipo di modelli diagnostici di bioingegneria, sia per la difficoltà nell'esecuzione (che può far sembrare pericolosa la metodologia - il Root-MEPs fornisce un corrente elettrica di 100 V con un amperaggio di 100 mA), sia per l'ingiustificato vantaggio in termini di costi; quindi, potrebbe preferire di continuare con la metodologia ormai di routine in odontoiatria, come l'esecuzione di un EMG interferenziale semplice, veloce ed economico (Figura 7A). Sicuramente accettiamo il parere del nostro ipotetico collega, ma non lo condividiamo perché, per salvare una vita umana, è sempre e criticamente richiesta la competenza, insieme alla dedizione e all'investimento sia intellettuale che economico.

L'inconfutabile passo avanti compiuto dalla diagnostica nella maggior parte delle discipline mediche, come già accennato, risiede proprio nella bioingegneria, nel progresso tecnologico; in particolare, la teoria dei sistemi ha consentito di verificare lo stato del sistema confrontando variabili di output generate da variabili in entrata che sono fondamentalmente trigger di vario tipo.

La figura 7 è un modo per dimostrarlo. In particolare, come mostra il test EMG interferenziale (Figura 7A), si può osservare solo una sorta di asimmetria interferenziale tipica delle situazioni cliniche di malocclusione, mentre attraverso un modello trigger (nello specifico, la stimolazione elettrica transcranica bilaterale delle radici del trigemino) il sistema risponde con una ampia asimmetria di ampiezza (Figura 7B) e anche con un'assenza della risposta del jaw jerk (evocata con un trigger meccanico colpendo il mento con un martello piezoelettrico neurologico). (Figura 7C) La conclusione diagnostica fu di menigoma della base cranica.

Agli esperti, ovviamente, basta uno sguardo per capire se il sistema motorio trigemino evocato attraverso la stimolazione elettrica transcranica delle radici motorie è in uno stato fisiologico o patologico; ma, come vedremo nei prossimi capitoli, la realtà biologica è così complessa e paradossalmente indeterministica, che un modello di bioingegneria abbinato ad un adeguato modello matematico statistico ci permetterà di avvicinarci di più al reale stato fisiopatologico del sistema, ridurre l'incertezza della misura e di conseguenza l'errore diagnostico differenziale ma soprattutto la diagnosi precoce.

In ogni caso, se questo paziente fosse stato sottoposto al modello diagnostico descritto, non sarebbe morto, perché la crescita della massa tumorale di un meningioma è extraencefalica e molto lenta tale che avrebbe mostrato una destrutturazione elettrofisiologicamente documentabile molti anni prima della sintomatologia vertiginosa . ( vedi 3° Clinical case: Meningioma ​)

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