Revista de Entrenamiento Deportivo 2002; 37 (1):85-98 por la Asociación Nacional de Entrenadores de Atletismo, Inc.www.journalofathletictraining.org

Técnicas de Medición del Sistema Sensoriomotor Bryan L. Riemann, Joseph B. Myers, Scott M. LephartUniversidad de Pittsburgh, Pittsburgh, PA

Bryan L. Riemann, PhD, ATC, ha contribuido a la concepción y el diseño, la adquisición y el análisis e interpretación de los datos y la redacción, revisión crítica, y la aprobación final del artículo. Joseph B. Myers, PhD, ATC, ha contribuido a la adquisición y el análisis e interpretación de los datos y la revisión crítica y la aprobación final del artículo. Scott M. Lephart, PhD, ATC, ha contribuido a la concepción y el diseño, análisis e interpretación de los datos y la redacción, revisión crítica, y la aprobación final del artículo.Dirigir correspondencia a Bryan L. Riemann, PhD, ATC, Georgia Southern University, PO Box 8076,Statesboro, GA 30460-8076. Dirección de correo electrónico a briemann@gasou.edu.

Objetivo: Proporcionar una visión general de las técnicas de evaluación sensorial disponibles en la actualidad.Fuentes de datos: Nos atrajo la información de una amplia revisión de la literatura científica llevada a cabo en las áreas de la propiocepción, el control neuromuscular, y la medición del control motor.Se realizaron búsquedas bibliográficas en MEDLINE entre los años 1965 y 1999 con las palabras claves propiocepción, potenciales evocados somatosensoriales, pruebas de conducción nerviosa, electromiografía, dinamometría muscular isométrica, isocinético, cinética, cinemática, postura, el equilibrio, balance, rigidez, neuromuscular, sensoriomotor, y medición. Fuentes adicionales fueron obtenidas mediante las listas de referencias de los artículos identificados.Síntesis de los datos: las técnicas de medición sensitivomotora son discutidas con referencia a los mecanismos subyacentes fisiológicos, factores influyentes y la ubicación de la variable dentro del sistema, las preguntas de investigación clínica, las limitaciones de la técnica de medición, y direcciones para futuras investigaciones.Conclusiones / Recomendaciones: Las complejas interacciones y relaciones entre los componentes individuales del sistema sensoriomotor hacen difícil la medición y análisis de las características y funciones específicas. Además, las técnicas de evaluación específica que se utilizan para medir una variable pueden influir en los resultados obtenidos. La optimización de la aplicación de la investigación sensoriomotora al ámbito clínico puede, por lo tanto, ser mejor a través del uso de la nomenclatura común para describir los mecanismos fisiológicos subyacentes y las técnicas de medición específica.Palabras clave: propiocepción, neuromuscular, evaluación

El rápido crecimiento de la profesión del entrenamiento deportivo se ha acompañado por un aumento igualmente rápido en la investigación básica y clínica. Muchos elementos de la profesión, tales como el aumento en las presentaciones de la investigación de la Revista de Entrenamiento Deportivo y el aumento en el tamaño delPrograma de comunicaciones libres de nuestra Reunión Anual de la Asociación Nacional de Entrenadores Atléticos y Simposio clínico, proporcionan pruebas que sustentan esta afirmación. Es esencial, sin embargo, que la investigación a

medida que más se lleva a cabo dentro de la profesión, se realice de manera que permita un entendimiento común entre los investigadores y los clínicos. Por lo tanto, el propósito de nuestro artículo es proporcionar una visión general de las técnicas de medición sensoriomotora disponibles en la actualidad, en un intento de iniciar una base necesaria para la comprensión.Para cada técnica de medición se discutida, serán identificados los principales mecanismos fisiológicos subyacentes, factores influyentes, y la ubicación de la variable dentro del sistema sensoriomotor. Además, en el contexto del presente artículo, vamos a dar algunos ejemplos representativos de las investigaciones del uso de cada técnica que han llevado a avances en nuestra comprensión del sistema, ya sea en estados normales o patológicos.El mantenimiento de la estabilidad funcional de la articulación a través de relaciones de complementariedad entre las restricciones estáticas y dinámicas es el rol del sistema sensoriomotora.1-3 El sistema sensoriomotor abarca todas las funciones sensoriales, motoras y de integración central y componentes de procesamiento implicados en el mantenimiento de la estabilidad articular funcional.1 En nuestros artículos anteriores, 2,3 revisamos la anatomía y fisiología de todo el sistema sensorial. Como se puede deducir a través de exámenes, las complejas interacciones y relaciones entre los componentes individuales del sistema sensorial, es muy difícil medir y analizar las características y funciones específicas. Añadiendo una mayor complejidad están los numerosos mecanismos de compensación inmiscuidos en el sistema. Por ejemplo, la capacidad normal de cerrar los ojos durante la postura, sin pérdida del equilibrio postural reside en la capacidad de los sentidos vestibular y somatosensorial para proporcionar la información aferente suficiente a pesar de la ausencia de estímulos visuales. Del mismo modo, las personas con un sentido vestibular deficiente son capaces de mantener el equilibrio mientras dispongan de sensaciones visuales y/o somatosensoriales.4 Si tuviéramos que evaluar la estabilidad postural en estos pacientes, no se puede detectar una deficiencia en el sentido vestibular, a menos que las estímulos visuales y/o somatosensoriales fueran eliminados o reducidos. Muchos de los mecanismos compensatorios similares existen en las distintas áreas del sistema sensoriomotor. En la investigación sobre la manipulación quirúrgica de los modelos animales (por ejemplo, la descerebración de animales), aíslan componentes sensorio-motores específicos y los mecanismos que pueden realizar. Por el contrario, las investigaciones en seres humanos por lo general requieren el uso de grupos con deficiencias conocidas o específicas y/ o con inducción de alteraciones temporales (por ejemplo, bloqueo de los nervios).Aunque hay muchas técnicas de medición diferentes e instrumentos actualmente disponibles para la investigación en humanos en vivo, sólo unos pocos pueden evaluar exclusivamente la variable objetivo de interés en el aislamiento.La mayoría de las técnicas de evaluación disponibles en la actualidad evalúan la integridad y función de los componentes sensoriomotores mediante la medición de las variables a lo largo de las vías aferentes y eferentes, o el resultado final de la activación músculo-esquelética, o una combinación de estos. Actualmente, no hay métodos de evaluación directa disponibles para aislar la integración supeior central y los centros de procesamiento. Desde una perspectiva fisiológica, hacemos hincapié en la importancia de ser lo más específico posible al referirse a la variable y el mecanismo imaginado. Es esencial que ambos factores se consideran en cualquier interpretación de los resultados. Pro ejemplo, nosotros usamos la evaluación de la latencia refleja en respuesta a una perturbación articular impuesta por electromiografía (EMG). La variable que se mide es el inicio de la actividad muscular, una variable que se encuentra en la vía eferente. En este ejemplo, es necesario reconocer la presencia de los mecanismos subyacentes y los factores que influyen. El principal mecanismo subyacente que conduce a la obtención de la variable implica la adquisición aferente y la transmisión para la integración central y/o centros de procesamiento, donde la propagación de una señal neural eferente al músculo puede ser iniciada. La vía a través del sistema nervioso central puede variar desde un parada monosináptica simple hasta el complejo de vías reflejas polisinápticas de neuronas eferentes que incluyen la transmisión a través de la base del cerebro hasta la activación voluntaria iniciada por la corteza motora. Muchos factores influyen en este mecanismo, como la integridad de los mecanorreceptores y el nivel y tipo (facilitador o inhibidor) de control supraespinal descendente sobre las vías nerviosas. Todos estos factores deben ser considerados en la interpretación final de la variable.

Otros factores que confunden la medición y la validez en la medición de las variables son las técnicas específicas utilizadas en la recolección, procesamiento y análisis de datos. Cada uno de estos puede tener profundos efectos en el resultado final de una medición y por lo tanto influir en los resultados reportados. Volviendo de nuevo a nuestro ejemplo de perturbación articular, estos factores incluyen los detalles del caso indicado, la anticipación y las expectativas, el número de ensayos, frecuencias de muestreo de datos, y el filtrado y técnicas de suavizado.Aunque la controversia siempre rodea muchas de las técnicas de medición, ésta no sustituye la descripción clara de los procedimientos específicos utilizados. La atención a cada una de estas facilitará la comprensión común de los médicos y los investigadores.

LA CONSECUCIÓN DE AFERENTES PERIFÉRICOS Y LAS MEDICIONES DE TRANSMISIÓN

PropiocepciónVarias técnicas de evaluación diferentes se han desarrollado para medir las submodalidades conscientes de la propiocepción. Debido a que hay tres submodalidades (sentido de la posición común [JPS], cinestesia, y sensación de tensión), tener esto claro es necesaria para distinguir la variable objetivo de la evaluación. La prueba de JPS mide la precisión de la replicación de posición y se puede realizar activa o pasivamente en las posiciones de la cadena cinética abierta y cerrada. Se han utilizado tanto las mediciones directas de replica en ángulos articulares 5-8 (goniómetros, potenciómetros, video) como las mediciones indirectas9 (escala visual análoga). La prueba de cinestesia se lleva a cabo mediante la medición del umbral de detección de movimiento pasivo (TTDPM), o la prueba más específica se puede realizar utilizando el criterio del umbral de detección del sentido de movimiento pasivo (TTDMD). 10-12 El TTDMD evalúa la capacidad de uno para no sólo detectar el movimiento, sino también detectar en qué dirección está ocurriendo el movimiento. Las velocidades bajas, de 0,5 a 2°/ s, se utilizan para orientar los mecanorreceptores de adaptación- lenta, como las terminaciones de Ruffini o órganos de tipo Golgi.13

La sensación de tensión se mide comparando la capacidad de los sujetos para replicar magnitudes de torque producidas por un grupo de músculos en diversas condiciones.Común a todos los métodos de evaluación actualmente disponibles para propiocepción hay dependencias en la apreciación consciente (percepción) de las señales de mecanoreceptores. Como se detalla en el artículo anterior, 3 la información propioceptiva viaja a los centros superiores del cerebro a través de la vía lateral dorsal (apreciación consciente) y las vías espinocerebelosas (estimulación y regulación de las actividades motoras). Las cantidades exactas que se transmite a ambas vías ascendentes de cada tipo de mecanoreceptor, así como la relación temporal entre la llegada al cerebelo y la corteza somatosensorial, siguen siendo desconocidas. Además es desconocido, si la cantidad necesaria para la percepción consciente es idéntica a la de los requisitos de control motor.Las fuentes de información propioceptiva consciente incluyen potencialmente dolores musculares, articulares, y mecanorreceptores cutáneos. 14-23 La evidencia existente reconoce los receptores en cada tejido, como fuente primaria, razón por la cual éste tema sigue siendo muy controversial.3 Además, las señales visuales y auditivas pueden proporcionar señales adicionales a JPS, TTDPM y TTDMD. Por ejemplo, ver la posición o el movimiento de la extremidad (visión) o escuchar la instrumentación para comenzar a mover la articulación (auditiva) impide que las conclusiones sean precisas con respecto a la agudeza propioceptiva consciente. Además, si la evaluación está centrada en la integridad de los mecanorreceptores capsulares, se requiere precauciones necesarias para reducir la información complementaria propioceptiva que surgen de los mecanorreceptores cutáneos. En otras palabras, los efectos articulares deaferentes en la agudeza propioceptiva pueden pasar desapercibidos, sin atención específica a la reducción o eliminación de fuentes complementarias de información. Un buen ejemplo sería la estimulación de los mecanorreceptores cutáneos causada por las correas de estabilización.Desafortunadamente, la discriminación entre el músculo y las fibras aferentes conjunta no se puede lograr sin manipulación experimental más sofisticada. Los métodos utilizados para reducir los aportes de los mecanorreceptores cutáneos, musculares y las articulares son anestesia e isquemia.24, 25 La vibración es una técnica que ha sido

especialmente utilizada para inducir la estimulación de los aferentes del huso muscular, cambiando así el tono muscular y, en última instancia, la información proporcionada por los husos musculares. 26, 27 En lo que respecta a la percepción consciente de la propiocepción, las vibraciones podrían ser incorporados en las evaluaciones para determinar las contribuciones potenciales del huso muscular.Una amplia variedad de equipos e instrumentos, incluido el dinamómetro isocinético comercial, dispositivos de seguimiento electromagnético y plantillas a medida, ha sido desarrollado para medir la apreciación consciente de la propiocepción. En nuestro laboratorio, se utiliza un dispositivo de prueba de impulso-motor propioceptivo que pasivamente mueve la extremidad para ambos evaluaciones, cinestésicos y pasiva JPS (Figura 1).

Figura 1. El dispositivo de prueba una plantilla de impulso-motor utilizada para poner a prueba tanto el sentido de posición como la cinestesia. Los sujetos están equipados con una venda en los ojos, auriculares portátiles que brindan sonido en blanco, y una manga neumático para negar las señales visuales, de audio, y táctiles.

Figura 2. El dispositivo de rastreo electromagnético de movimiento se utiliza para evaluar el sentido de la posición y repetir los patrones de movimiento y Análisis de 3D de la cinemática del movimiento.

Los sujetos están equipados con una venda en los ojos, audífonos y manga neumática para eliminar la detección de señales de movimiento y JPS, incluyendo la visión, la detección acústica de los aparatos con motor, y la vibración inducida por el motor de la extremidad. Una característica única del dispositivo es su capacidad para realizar evaluaciones a velocidades muy bajas (<0,58°/s), a diferencia de la mayoría de los dispositivos isocinéticos con velocidades mínimas de 28°/s.Además de los dispositivos de pruebas de propiocepción, también hemos utilizado un sistema electromagnético de seguimiento para medir la capacidad de reproducir activamente posiciones articulares o trayectorias de movimiento dadas (Figura 2). La gran ventaja de este dispositivo es que los sujetos tienen libre circulación, sin restricciones, a diferencia del dispositivo de prueba de la propiocepción, en el que se limitan a un grado de libertad (por ejemplo, la rodilla de flexión-extensión o rotación del húmero). Esto es especialmente importante en la articulación del hombro, donde los patrones de movimientos naturales involucran movimientos multiplanares.Numerosos estudios usando los métodos mencionados anteriormente se han realizado para comparar la agudeza propioceptiva consciente (JPS y cinestesia) entre los grupos normales y con patologías las articulaciones del tobillo, 28-32-36

,7,9,10,12,33 rodilla y hombro8, 37. Aunque algunos de estos investigadores han encontrado déficits, 8,10,12,28,31,32,34-37 otros no.7,

30,33 Las posibles explicaciones para los diferentes resultados incluyen la falta de control de cualquiera de los factores de confusión que se han mencionado anteriormente, las diferencias inherentes a la instrumentación (por ejemplo, la posición del paciente con respecto a la gravedad), diferentes enfoques metodológicos (por ejemplo, las posiciones angulares, la velocidad de los movimientos pasivos), y las características de diferentes sujetos (por ejemplo, el grupo patológico en comparación con el grupo de control frente a la comparación bilateral) .Además de las comparaciones entre las articulaciones patológicas y saludables, la investigación teniendo en cuenta la apreciación consciente de la propiocepción se ha realizado en varias áreas relacionadas. Ha sido examinada la capacidad de una intervención quirúrgica para restaurar la agudeza propioceptiva consciente junto con la estabilidad.7, 8,38

Además, la sugerencia de que una disminución de la propiocepción puede predisponer a una lesión de la articulación solicita a los investigadores a considerar de forma prospectiva la agudeza propioceptiva ante una temporada atlético39 y después de ejercicios de diversas intensidades y modos. 6,40,41 Por último, los investigadores han examinado las relaciones entre la agudeza propioceptiva consciente y pruebas de actividad funcional, 34,36 puntajes de calificación funcional, 9,42 y tendones de la corva: relaciones de torque máxima del cuádriceps43 para determinar el grado en que la agudeza propioceptiva consciente se refiera a más medidas funcionales. Futuras líneas de investigación incluyen la validación de la agudeza propioceptiva consciente a través de la medición simultánea de potenciales de acción de la vía aferente (es decir, microneurografía) y la correlación de la disminución de la propiocepción consciente con un déficit del control sensitivomotor sobre la estabilidad dinámica de la articulación.

Los potenciales evocados somatosensoriales

Los potenciales evocados son los métodos de control de la integridad de las vías aferentes a la corteza cerebral. Estas técnicas, son tradicionalmente y principalmente usadas en neurología para confirmar y localizar anomalías sensoriales, consisten en medir las respuestas neurofisiológicas y electroencefalográficas a la estimulación de las fuentes sensoriales (somatosensorial, visual y vestibular) .44 Las respuestas corticales evocadas son ondas complejas que representan a los impulso sensorial que viajar a la corteza sensorial. 45 Específicamente para las vías aferentes somatosensoriales, la técnica se conoce como los potenciales evocados somatosensoriales (SEPs). La SEPs pueden ser obtenidos a través estimulación eléctrica transcutánea de los nervios periféricos y de los órganos sensoriales o estímulos fisiológicos, tales como el movimiento articular.46 Una vez que un estímulo se da la periferia, las mediciones se pueden realizar a lo largo de las vías aferentes. Por ejemplo, después de un estímulo eléctrico liberado en la muñeca (nervio mediano), los potenciales de acción del nervio se pueden detectar cuando se propagan centralizados a nivel del plexo braquial (punto de Erb), la médula espinal a nivel cervical (quinta vértebra cervical), del mesencéfalo- tálamo superior, y corteza somatosensorial.44

Las técnicas que se llevan a cabo mediante la introducción de un potencial eléctrico con características conocidas (por ejemplo, las características del punto más alto, la amplitud y longitud de onda) de la vía aferente. ¿Cómo cambian estas características a lo largo de la vía evaluada? Las variables evaluadas son comunes los cambios de amplitud, los cambios de longitud de onda, y las latencias entre la introducción del potencial y la medición del potencial a lo largo de la vía. El lujo de esta técnica es que permite el establecimiento de una evidencia objetiva de anomalía o deficiencia en la identificación de si hay lesiones y cuando se producen a lo largo de las vías aferentes. 46 Desafortunadamente, los neurofisiólogos han tenido dificultades para correlacionar los déficits sensoriales con los resultados de las pruebas de SEP, ya que es difícil evaluar la submodalidad del sistema sensorial por la simple estimulación de los nervios periféricos aferentes.46

Varias investigaciones recientes utilizando SEP han hecho algunas contribuciones importantes a nuestra comprensión del sistema sensoriomotor. Selectivamente la inducción de isquemia en la base de los dedos y el hombro, Mima y col 46

confirman la importancia de las fibras aferentes del músculo para el aspecto dinámico de la propiocepción. Pitman y col45 ha demostrado una relación directa entre el ligamento cruzado anterior (LCA) y la corteza sensorial, con el mayor potencial que se ha grabando en la estimulación de los ligamentos de la parte media. Además, las correlaciones significativas entre los déficits kinestésicos (es decir, el déficit en la detección de movimiento articular) y las anomalías en los SEPs de las vías aferentes del LCA se han demostrado deficiencias individuales en el LCA.47

Los patrones de alteraciones en la SEP llevaron a los autores a especular que el sistema nervioso central se ha sometido a procesos de modificación y reorganización después de que los input periféricos se perdieron. Por último, Barrack y cols48 utilizaron recientemente SEP para sugerir la presencia de reinervación en injertos del tercio central del tendón rotuliano. En el hombro, Tibone y col 49 demostraron que no existen diferencias en los potenciales evocados entre las personas que son inestables en el hombro y una población sana. Por lo tanto, la disminución de la propiocepción que se demostró en el hombro, probablemente es el resultado de la laxitud del tejido con mayor disminución de estimulación a mecanorreceptores en lugar de desaferentación del tejido. Se necesita más investigación usando SEP para avanzar en nuestra comprensión de los receptores periféricos aferentes proyectados en la corteza y las alteraciones y modificaciones demostradas por el aumento de las áreas del sistema nervioso central en su ausencia.

MEDIDAS DE TRANSMISIÓN EFERENTE

Prueba de conducción nerviosa

Las pruebas de conducción nerviosa (NCT) es un método objetivo para evaluar el estado funcional del sistema periférico de la motoneurona alfa.50 La base de la NCT reside en la propagación de reacción próximo-distal que se produce a lo largo de un nervio entero después de la estimulación eléctrica. Las motoneuronas que son medidas fácilmente incluyen el mediano, cubital, peroneo común y posterior tibial.51

Además, la NCT se lleva a cabo utilizando un generador de corriente eléctrica y el registro de EMG. Una corriente eléctrica con características conocidas (por ejemplo, la amplitud y longitud de onda) se aplica a la eferente, vía neural, generalmente en los nervios que inervan. Luego se toman registros de EMG distal a la corriente aplicada, por lo general en el músculo deseado. Por ejemplo, las pruebas de conducción del nervio cubital motor se realiza mediante la estimulación del nervio cubital en la muñeca durante la grabación de los cambios en la corriente inducida en el quinto dedo y la eminencia hipotenar.52 dos limitaciones existen con la NCT. En primer lugar, la técnica se realiza a menudo con electrodos tipo aguja. Esto puede ser muy incómodo para el paciente. En segundo lugar, el momento de la prueba es crítico.53 Puede tomar hasta tres semanas después de la lesión para que se manifiesten los déficit en la NCT, incluso en la presencia de hallazgos clínicos positivos. 53 Esto puede ser muy problemático para el establecimiento de la medicina del deporte, donde a menudo existe presión para un retorno rápido al juego. Como con muchas condiciones, la falta de signos objetivos y síntomas subjetivos no siempre significa que el paciente está libre de lesiones.

Además, la NCT puede evaluar diversas variables. Por lo general, la evaluación de la velocidad de conducción nerviosa es mencionada erróneamente por los médicos, cuando en realidad, están evaluando otras variables. 52 El cambio en la amplitud es mucho más importante para el diagnóstico de las lesiones neuronales que presentan cambios de la velocidad.52La velocidad de conducción se mide mediante el cálculo de la velocidad entre la estimulación de un punto y la grabación de la corriente inducida.53 La limitación de la evaluación de la velocidad de conducción es que las alteraciones en la velocidad sólo se pueden manifestar en las lesiones que causan enlentecimiento focal.52 A diferencia de la velocidad de conducción, los cambios en la amplitud indican no sólo cambios en la mielinización, sino también la pérdida de axones intactos, sin importar el tipo de lesión existente.52 La evaluación de la amplitud indica el número de axones intactos que existen a lo largo del nervio que inerva un músculo (es decir, una disminución en los resultados de los axones intactos en una disminución de la amplitud entre las características introducidas y la corriente registrada). A menudo, estos resultados se comparan con los no involucrados, extremidad contralateral para una medida de control. Con respecto a una solicitud ortopédica, numerosos informes que han sido publicados demuestran la velocidad de conducción motora nerviosa afectada después de una lesión.54-57 Kleinrensink y col57 reportaron alteraciones en los nervios peroneo superficial y profundo después de una lesión por inversión del tobillo, lo que sugiere un posible factor que contribuye a la inestabilidad funcional del tobillo. Di Benedetto y Markey58 usaron pruebas de velocidad de conducción nerviosa para evaluar los déficits motores en jugadores de fútbol con diagnóstico de plexopatías braquial. La conducción nerviosa se determinó para los músculos inervados por el torácico largo, supraescapular, musculocutáneo, los nervios axilar, pectoral lateral y toracodorsal. La desaceleración de la conducción estuvo presente en 16 de los 18 jugadores de fútbol lesionados evaluados. Con la NCT, los autores pudieron concluir que las anomalías más probables resultan de la compresión de las fibras más superficiales ubicadas en el plexo braquial en el punto de Erb. Los resultados sugieren que el factor causal más importante fue el ajuste inadecuado de las hombreras contra el cuello durante la práctica deportiva.58 Investigadores adicionales deben considerar las alteraciones en la NCT como una herramienta de evaluación objetiva y posible elemento en la inestabilidad de la articulación funcional.

Los patrones de activación muscular

La Electromiografía es una herramienta que para la detección de la actividad eléctrica que acompaña la activación musculo-esquelética.59-61 La información obtenida a través de EMG puede ser usada para determinar el inicio, el cese y la magnitud de la actividad muscular. Por lo general, tres tipos fundamentales de variables surgen de la EMG: inicio, amplitud y frecuencia. Aunque en un principio la EMG puede parecer un proceso sencillo, una inspección más cercana revela rápidamente una técnica de evaluación complicada y tediosa. Los factores de confusión surgen de los elementos fisiológicos, anatómicos y técnicos rodean tanto la adquisición de señales como su procesamiento. Estos elementos pueden influir directamente en los resultados aparentemente logrados. El uso y la interpretación eficaz de la EMG requiere que uno entienda lo más posible las fuentes de cada uno de estos elementos y sus influencias en las señales de la EMG.60 Se han escrito varias discusiones exhaustivas y monografías detallando los conocimientos actuales y su desarrollo. 59-61 Además, como la métodos de adquisición y procesamiento utilizados influyen en las señales de la EMG, los clínicos y los investigadores deben hacer grandes esfuerzos para cumplir con las normas de publicación recomendadas defendidas por el Diario de Electromiografía y Kinesiología.

Figura 3. A, doble electrodo de alambre-fino utilizado para la evaluación electromiográfica de la actividad muscular. B, la inserción de electrodos para la evaluación de los músculos profundos, se muestra el músculo supraespinoso.

La electromiografía mide el evento mioeléctrico asociado a la contracción muscular. 61, 62 Al recibir un potencial de acción de la motoneurona, un potencial de acción muscular se propaga a lo largo de las fibras musculares bidireccionalmente. 61,

62 La electromiografía utiliza electrodos para detectar y registrar el principio de onda de despolarización y posterior repolarización que se produce como parte del potencial de acción de los músculos.61

Los dos tipos de electrodos comúnmente utilizados en la investigación neuromuscular y biomecánica son de superficie y un alambre fino. En general, los electrodos de superficie se utilizan para los músculos superficiales y tienden a registrar un área muscular superior a la de los electrodos de alambre fino63, sin embargo, debido a su área de colección, el riesgo de recoger la actividad muscular de los músculos no deseados es alto (por ejemplo, cross-talk). Para disminuir este riesgo, las posiciones de los electrodos estándar son útiles para aislar los músculos deseados. Por desgracia, sólo un artículo relativamente reciente se ha ocupado de colocación de los electrodos. 64 Sin embargo, Basmajian y Blumenstein65 proporcionó una descripción general de la colocación de electrodos de superficie para la evaluación clínica de biofeedback. Por lo general, se recomienda un sitio medio entre la zona de inervación y la unión miotendinosa distal. 60 En relación con una configuración bipolar, los electrodos deben colocarse paralelos a la dirección de las fibras musculares, con una distancia de 1cm entre los electrodos.60 La orientación paralela es fundamental para garantizar los

retrasos fásicos entre los dos electrodos.67Los electrodos de cloruro de plata son considerados los de mejor material para los electrodos de superficie debido a su estabilidad electroquímica.60 Una consideración adicional asociada con la EMG de superficie es la preparación adecuada de la piel. Komi y Buskirk 63 establecieron la fiabilidad de la EMG de electrodo de superficie con un coeficiente de correlación dentro del rango de 0,88 a 0,91 en las sesiones y 0,64 a 0,73 entre las sesiones de prueba para las características de amplitud de la señal.Para evaluar los músculos que no se puede registrar con electrodos de superficie debido a su ubicación, se sugieren los electrodos de alambre fino.63 Estos electrodos consisten en algún tipo de alambre conductivo que se inserta por vía intramuscular a través de una cánula (Figura 3). Por ejemplo, debido a la orientación de profundidad anatómica de los músculos del manguito rotador, la EMG de alambre fino es necesaria para medir las características de activación del músculo (Figura 3B). Los electrodos de alambre fino se puede construir, ya sea con un deseño de un solo alambre o doble alambre.62, 68 El doble de alambre fino descrito por Basmajian y col62, 69 es actualmente el gold-standard en la investigación neuromuscular biomecánica. La fiabilidad en uso de electrodos de alambre fino es algo menor que la de EMG del electrodo de superficie. Komi y Buskirk63 reportaron que los coeficientes de fiabilidad para las características de amplitud de la señal dentro de las sesiones fueron de aproximadamente 0,62, mientras que los coeficientes entre los días fueron de aproximadamente 0,55. La fiabilidad puede ser comprometida en la consecución de movimiento de los electrodos de alambre fino o por fractura en el músculo. Jonsson y Bagge 70 recomiendan que los electrodos de alambre fino pueden migrar hasta 14,6 mm y fracturarse con el movimiento. Ambos Basmajian y De Luca 62 y Jonsson y Bagge70

recomiendan realizar varias contracciones del músculo deseado antes de la recolección de datos para fijar el electrodo en el tejido muscular. En cuanto a la prevención de fracturas, Jonsson y Bagge 70 sugieren que el alambre fino de 0,05mm tiene menos probabilidades de fractura que el alambre de 0,025 mm. Afortunadamente, el riesgo de dolor e infección asociada a las fracturas de alambre es mínima, y que a menudo se puede dejar si tratar.70

Al igual que la EMG de superficie, la EMG de alambre fino requiere la colocación correcta para evitar posibles interferencias. Afortunadamente, una gran cantidad de literatura describe la colocación del electrodo de alambre fino. 71-

75 Giroux y Lamantagne76 reportan que los datos recogidos en EMG tanto con electrodos de alambre fino, como con los de superficie, fueron similares estadísticamente.Otras consideraciones importantes del hardware de EMG incluyen el uso de preamplificadores en el lugar (electrodos activos) para reducir los artefactos y el ruido, 77 amplificadores diferenciales de alta calidad con los altos índices de rechazo de modo común, 61 filtros apropiados anti-aliasing, y la frecuencia de muestreo adecuado en conversión digital análoga. Con base en el espectro de frecuencias de EMG presentado por Winter, 61 los datos de la EMG de superficie deben ser incluidos en la muestra a 1000 Hz, mientras que los datos del de alambre fino deben ser incluidos en la muestra a tasas más altas (>2000 Hz).Además de los componentes y variadas características del de hardware, una gran variedad de métodos de procesamiento de datos se han utilizado en la literatura, cada uno dirigido a la extracción de la información pertinente. Debido a que las fuerzas musculares y los torques articulares ocasionan frecuencias mucho más bajas que las señales sin pulir de la EMG, el enfoque de tratamiento más común consiste en la demodulación de amplitud (detección de la envolvente lineal). 67 En este proceso, la señal bifásica de la EMG sin filtrar, es la primera onda completa rectificada y posteriormente sometida a algún tipo de función de suavizado (Figura 4). Los filtros de paso bajo, son utilizados frecuentemente para suavizar la señal, así como los de Butterworth, Chebycheev o Paytner. Cuanto más baja sea la frecuencia de corte del filtro, más suave será la señal. La desventaja de las señales más suaves es la mayor distorsión de fase.

Figura 4. Señal original electromiográfica (A) que ha sido rectificada en onda completa (B), se alisa con un filtro de paso bajo de 10 Hz (C), y la amplitud normalizada a una contracción voluntaria máxima (D).

Figura 5. A, del tobillo dispositivo de perturbación para evaluar las características musculares reflejo de la articulación del tobillo. Características B, típico reflejo de los músculos durante un ensayo de perturbación de la inversión.

Por lo tanto, muchos investigadores utilizan filtros de retraso fase cero en la creación de la envolvente lineal. Una vez que la envoltura lineal es creada, las señales pueden ser el tiempo y amplitud normalizada (Figura 4) y las variables de interés pueden ser calculadas.La EMG específica para el sistema sensoriomotor, proporciona un medio para examinar varios aspectos del mecanismo de esfuerzo dinámico. En primer lugar, la EMG se ha utilizado para medir las respuestas reflejas de los tobillos (Figura 5) y las perturbaciones en la articulación de la rodilla.78-80 Tres son las características de respuestas reflejas consideradas

con frecuencia: latencia del comienzo, la secuencia de activación, y la activación máximo (pick) (Figura 5). La latencia del comienzo se refiere al tiempo entre el estímulo y el inicio de la actividad eléctrica muscular como se detectó a través de EMG. Secuencia de activación se refiere al orden en que se activa cada músculo. La activación máxima se refiere a la máxima amplitud que la señal EMG alcanza durante la respuesta refleja. Por ejemplo, en la figura 5, la secuencia de activación es peroneo lateral corto, peroneo lateral largo y tibial anterior.A pesar de que los reflejos en respuesta a la perturbación articular han sido tradicionalmente consideradas como derivados de las conexiones directas entre los mecanorreceptores de los ligamentos y la cápsula y las motoraneuronas alfa, 78,80,81 estudios más recientes apoyan la premisa de los husos musculares son los órganos sensoriales de inicio. 82

Como se detalla en anteriores artículos 2, 3 los mecanorreceptores, los ligamentos y la cápsula son esenciales para la modulación de la sensibilidad del huso muscular a través del sistema eferente gamma. En otras palabras, la estimulación de las neuronas motoras gamma aumenta la sensibilidad de huso muscular, que a su vez aumenta el nivel de activación muscular existente en el músculo en un instante dado. Siendo desconocido la respuesta, de si la EMG de superficie es lo suficientemente sensible para detectar diferencias en los niveles de activación de los músculos antes y después de un estímulo de perturbación como consecuencia de la modulación de sistema-gamma a través de la sensibilidad del huso muscular. Una consideración adicional influyente en la prueba de reflejo que no está bajo control experimental en vivo es el tronco cerebral cortical descendente y los comandos de la modulación de excitabilidad de las motoneuronas alfa y gamma. Por ejemplo, la anticipación y las expectativas basadas en la experiencia previa, las cuales surgen a nivel cortical, se ha demostrado que alteran las latencias de postura refleja y secuencias de activation.83

Durante más tareas funcionales que abarcan tanto las extremidades inferiores y superiores, tales como caminar (Figura 6), aterrizaje y lanzamiento, la EMG permite la cuantificación de las secuencias de activación muscular, la amplitud y duración.84-87A menudo, una tarea se divide en fases de acuerdo con la carga sobre la articulación para determinar la actividad muscular de preparación y reacción (Figura 6).

Figura 6. Un análisis electromiográfico de los músculos de la pierna durante una actividad de caminar en una caminadora. B, la demarcación de la fase de la actividad muscular típica durante la marcha.

La actividad preparatoria a menudo se define operacionalmente como la actividad que se produzca antes del contacto del pie, mientras que la actividad reactiva abarca el área de la actividad muscular que ocurre después del contacto del pie. Varios investigadores han considerado las diferencias en las secuencias de activación muscular y amplitudes 84 ,85,88-90

y las diferencias de sexo91 -93 entre los grupos de sujetos normales y con distintas condiciones. Además de comparar los

grupos normales y patológicos, varios investigadores han examinado los efectos de los aparatos ortopédicos y ortesis en la actividad EMG durante actividades funcional.94Patrones de activación muscular también se han examinado en los comandos voluntarios de patrones motores específicos. Con respecto a los ejercicios de rehabilitación, la identificación de las característica de los patrones de activación muscular específica de un ejercicio en particular, ayuda a proporcionar una justificación científica para su use.95-98, por ejemplo, más recientemente, Henry98 calificó el grado de coactivación que acompañan seis ejercicios de rehabilitación del hombro seleccionados. Del mismo modo, mediante la combinación de EMG con las evaluaciones isocinéticas, se puede obtener información sobre los patrones de co-activación que acompaña la activación muscular voluntaria99 y la relación entre la actividad EMG y la fuerza production.61, 100

Características de rendimiento muscular

La medición de las características de rendimiento muscular ha sido un componente integral de la evaluación del sistema sensoriomotor durante muchos años. Están disponibles varios métodos de evaluación que implican diferentes tipos de contracciones musculares, con isocinéticos es el más popular.101 Isocinéticos consisten en mantener la velocidad angular de una extremidad en movimiento constante en todo el rango de movimiento, independientemente de 102.103 magnitud 103 y la velocidad de la contracción muscular.104 Aunque las contracciones isocinéticas han sido consideradas como un modo funcional de contracción muscular, que siguen siendo ampliamente utilizadas debido a la facilidad de cuantificar el troque, el trabajo y el poder en un entorno clínico. Se ha publicado un examen exhaustivo de la evaluación isocinética, la interpretación y la aplicación de la evaluación.101

Es importante reconocer las medidas isocinéticas como representante del troque de los segmentos corporales producido por la activación músculo-esquelética voluntaria. Torque isocinético no reflejan inmediata o directamente la producción de fuerza muscular, sino más bien el resultado final de un comando descendente neural en los músculos a través de un segmento de la extremidad. En otras palabras, el torque es una función de muchos factores, tales como el nivel de activación muscular, la dinámica del músculo (longitud y la velocidad), geometría de la articulación (momento de la longitud del brazo y congruencia articular), el peso del miembro (inercia), y la velocidad de movimiento. 102 Así como una articulación se mueve a través de un rango de movimiento de activación muscular, varios de estos factores cambian, dando lugar a diferentes capacidades de producción de torque a pesar los niveles de activación similar. Además, las distintas combinaciones de fuerzas de compresión y rotación resultado de los niveles de activación similar al movimiento articular a través del rango completo de movimiento. Esta ha sido la hipótesis de la capacidad que los músculos tienen de proporcionar estabilidad dinámica en rangos extremos sin dejar de ser una fuerza motriz a través de los rangos de movimiento medios.105

La suficiente activación de los músculos voluntarios (tiempo y magnitud) no garantiza que el mismo músculo que funciona como un estabilizador dinámico sea adecuado para una unión mecánicamente inestable. Varios estudios han demostrado la ausencia de una relación entre el máximo torque isocinético y las capacidades funcionales en sujetos con deficiencia en el LCA106 e individuos saludables.107 Se necesita más investigación para examinar las relaciones entre la activación de los músculos voluntarios y las capacidades de producción de la fuerza y la función de los mecanismos de contención dinámica durante la actividad funcional.

Las mediciones cinéticas y cinemáticas

La función y el mantenimiento de las estructuras del cuerpo requiere de equilibrio de fuerzas que se originan en el medio ambiente y en el cuerpo. Fuentes de las fuerzas del medio ambiente incluyen la gravedad, la fricción y el contacto con otros objetos, mientras que la mayoría de las fuerzas internas a menudo se originan a partir de la activación muscular y limitación prevista por los ligamentos. La biomecánica es la ciencia que estudia los efectos de fuerzas que

actúan sobre o son producidas por el cuerpo durante el movimiento humano a través de técnicas de medición tales como el análisis cinético y cinemático.61

Figura 7. Una evaluación de la reacción de las fuerzas terrestres durante una tarea de aterrizaje. B, típicas fuerzas verticales de reacción del suelo durante el aterrizaje.

Figura 8. Un análisis cinemático del swing usado en el golf con un sistema de video cámara de alta velocidad. B, Representación tridimensional del swing usado en el golf para el análisis cinemático.

La cinética es el estudio de las fuerzas que causan el movimiento y su resultante energética.61 Aunque las fuerzas se pueden medir directamente a través de transductores implantados quirúrgicamente, estos son más comúnmente medidos indirectamente a través de plataformas de fuerza. En las plataformas de fuerza se puede evaluar la fuerza en tres vectores ortogonales (2 horizontales, 1 vertical) y los momentos en torno a cada vector. A partir de estos datos sobre la fuerza, las variables tales como el máximo de fuerza, tiempo para el máximo de fuerza, y el impulso se puede calcular para describir las fuerzas asociadas con la aceleración del centro de masa del cuerpo (Figura 7).En comparación, la cinemática es el estudio del movimiento independiente de las fuerzas causales, e incluye la medición de desplazamientos lineales y angulares, las velocidades y la aceleraciones.61Las mediciones cinemáticas se llevan a cabo mediante el seguimiento del desplazamiento de segmentos específicos del cuerpo durante el movimiento. Esto se puede lograr con dispositivos tales como cámaras de alta velocidad, 108.109 sistemas de rastreo electromagnético, electrogoniómetros 110.111, 112.113 y accelerometros.114 115,

Usar marcadores reflectantes que destellan ante luz natural o luz infrarroja, dependiendo del sistema de alta velocidad, y cámaras de vídeo permite capturar el movimiento de estos marcadores, tanto de forma digital como en una cinta de vídeo durante las actividades funcionales, tales como golpear una pelota de golf (Figura 8A). Desde el seguimiento de estos marcadores, se pueden crear modelos de segmento para la evaluación del segmento deseado (Figura 8B). Una de las limitaciones de los sistemas basados en video es la enorme cantidad de tiempo asociado a la digitalización de las imágenes grabadas en para el análisis del segmento después de la recolección. Sistemas electromagnéticos de seguimiento usan un transmisor electromagnético que emite un campo electromagnético esférico con un radio de 91,44 a 365,7cm y receptores fijos a los segmentos de la extremidad deseado. Desde los vectores de posición 3D de estos sensores, así como la orientación (guiñada, cabeceo y balanceo) en el campo electromagnético, se pueden calcular datos de cinemática de los segmentos. La principal limitación de esta técnica de evaluación es que todos los movimientos deberán ser realizados dentro del campo electromagnético emitido para una medición precisa. Electrogoniometros son

instrumentos indicadores de tensión que proporcionan los datos relativos al ángulo de la articulación. La limitación de estos dispositivos es su falta de fiabilidad entre los observadores y el hecho de que los cambios angulares de menos de 10° pueden proporcionar resultados inválidos.116 Finalmente, acelerómetros, como el nombre lo sugiere, miden la aceleración.

Figura 9. Evaluación del control postural multivariado utilizando una plataforma de fuerza, electromiografía y análisis de movimiento.

A partir de estos datos de aceleración, tanto la velocidad y la posición del miembro que se desee se puede computar a través de los cálculos derivados. La combinación sincronizada de los datos cinéticos y cinemáticos con los datos antropométricos permitirá que los cálculos y predicciones sobre la reacción articular de las fuerzas y momentos musculares que se hicieron a través del proceso de los modelos de enlace de segmento.61

Mediciones cinéticas y cinemáticas han sido ampliamente utilizadas para identificar las adaptaciones funcionales en los pacientes con articulaciones mecánicamente inestables. Por ejemplo, el análisis de video de movimiento de los pacientes con una ruptura de LCA revela un aumento de flexión de rodilla al saltar en un pie y caminar, lo que sugiere que estos individuos presentan una “marcha con evasión de cuádriceps”'. 117,118 Las medidas de los resultados de la activación muscular durante las tareas funcionales y las secuencias de movimiento, son herramientas de evaluación que seguirán aumentando nuestra comprensión de las adaptaciones motoras exitosas y no exitosas secundarias a la inestabilidad articular.

Medidas de control postural

El control postural ha sido uno de los conceptos más mal interpretado en el sistema sensoriomotor. El déficit en el control postural después de una lesión ortopédica se ha atribuido en gran parte a las interrupciones en la integridad de la información aferente que proviene de los mecanorreceptores de ligamentos y la cápsula, a pesar de la importancia de la información articular para el control postural que sigue siendo en gran parte desconocida. Aunque el significado exacto de la información propioceptiva para el control postural sigue siendo desconocido, el sistema somatosensorial en su conjunto se ha demostrado que juegan un rol importante.4 ,119-121 El control postural combina el input sensorial de 3 fuentes (somatosensorial, visual y vestibular) en el centro sistema nervioso para desarrollar estrategias de control postural ejecutadas por las articulaciones en toda la cadena cinética. Por lo tanto, el control postural puede ser interrumpido después de la lesión articular, no sólo por la disminución de la información aferente articular, sino también por la virtud de la estrategia central de selección de cambios (por ejemplo, las inhibiciones centrales) o deficiencias en los sistemas motores (por ejemplo, la fuerza, la estabilidad mecánica) o ambos.Durante las evaluaciones de control postural, ya que cada una de las fuentes sensoriales (somatosensorial, visual y vestibular) puede compensar la reducción de las contribuciones de las fuentes restantes, 4 se deben utilizar técnicas específicas para deducciones que deben hacerse sobre la integridad de cada fuente. El uso de superficies de apoyo inestable, compatible o en movimiento se cree que altera la información somatosensorial que surge del contacto del pie con la superficie de apoyo. Otros métodos de disminución o alteración de input en los mecanorreceptores incluyen inyección de anestesia local, 122.123 la inducción de ischemia122, 123 o hipotermia, 124.125 y vibration.26, 27 La alteración de entradas visuales se realiza habitualmente mediante la eliminación de la información visual (por ejemplo, el cierre del

ojo), o que proporcionen información visual inexacta a través de sacudimiento de referencia 126, 127 o bóveda de choque.128 Los Input vestibulares han sido alterados por la inclinación de la cabeza129 y estimulación galvánica.130

Dado que el control postural es específico para la tarea, 61.102.131 otra consideración importante en la realización de evaluaciones de control postural es el tipo de tarea utilizada. En general, en la tarea evaluada se puede considerar que permanece en equilibrio o mantiene el equilibrio mientras se realiza otra actividad. La evaluación de la capacidad de permanecer en equilibrio se hace con frecuencia durante los períodos de postura inmóvil 122, 132 o después de perturbaciones en la superficie d eapoyo 4, 133.134 o perturbaciones corporales proporcionadas. 112,135 El tamaño y la forma de la base de apoyo son comúnmente manipulados. Evaluaciones de una sola pierna proporcionan una referencia para comparaciones bilaterales, su aplicación suele ser importante en disposiciones ortopédicas. Además, una sola pierna de apoyo requiere el centro de gravedad del cuerpo que se reorganizó sobre una base estrecha y corta de apoyo, lo que aumenta la importancia del control de segmentos en el plano frontal. En contraste con la tarea de evaluación de mantener el equilibrio, normalmente no se requiere la atención consciente o centrada en mantener el control postural durante las actividades de la vida diaria. Por lo general, un mando de conciencia se inicia (por ejemplo, correr) con los detalles específicos del movimiento (por ejemplo, la secuencia de activación muscular) programados por las diversas áreas del sistema nervioso central, mientras que la conciencia puede cambiar su foco a otro pensamiento. Por lo tanto, se deduce naturalmente que las evaluaciones de control postural deben incluir las circunstancias que traten de duplicar escenarios similares. Un ejemplo de este tipo de tareas es la estabilización de la prueba de salto en una sola pierna. 136

Además de una variedad de tareas de evaluación, se han utilizado muchas técnicas de medición diferentes para cuantificar la estabilidad postural y los tipos de estrategias seleccionadas para el mantenimiento del equilibrio (Figura 9). En general, las técnicas de medición de control postural pueden ser consideradas como clínica o instrumento. Las medidas clínicas se obtienen sin necesidad de equipo sofisticado. Los ejemplos incluyen sistemas de puntuación de error 136, 137 y la medición de la longitud que una persona puede alcanzar138 y/o el tiempo que puede mantener el equilibrio en una posición determinada.131,139

Medidas instrumentadas con frecuencia se obtiene de los sensores de superficie de apoyo, con las plataformas de fuerza que es la herramienta más utilizada. Placas de fuerza proporcionan la oportunidad de supervisar el centro de la presión y la variabilidad de las fuerzas de reacción vertical y horizontal relacionados con las acciones musculares correctivas. Además de medir los cambios en el control postural a través de la superficie de apoyo, los métodos de cinemática se pueden utilizar para determinar los tipos de movimientos que se producen en cada segmento de la extremidad. Por último, mediante la incorporación de medidas de EMG, pueden ser determinados los niveles de co-activación y las características de las respuestas musculares a las perturbaciones posturales. Muchas de estas técnicas de medición también se pueden utilizar durante la rehabilitación después de un lesión.140

Figura 10. Una rigides en la articulación del tobillo evaluada durante el movimiento pasivo utilizando los datos de posición de un dinamómetro isocinético y los datos de troque de una carga externa fija. B, la rigidez típica conjunta derivada de la pendiente de la posición frente a los datos de torque.

Los estudios de las alteraciones en el control postural después de una lesión ortopédica, medida a través de placas de fuerza durante la postura estática han dado resultados controvertidos. Aunque algunos investigadores han encontrado disminución en la estabilidad postural después de lesión de la articulación, 132,141-144 otros no han podido obtener

diferencias significativas. 145-147 De las placas de fuerza dependerá los cambios del centro de presión y las fuerzas ejercidas en contra de la plataforma, es posible que no se revelen alteraciones que se producen en los segmentos de la extremidad proximal. Varios investigadores han reportado alteraciones en las estrategias de control postural durante postura inmóvil132 y tras una alteración. 133,134 Estos resultados apoyan la idea de que una condición articular patológica interrumpe el control postural, no sólo desde el punto de vista sensorial, sino también a través de los procesos de integración central y/o deficiencias en el sistema motor. Un uso adicional de las medidas de control postural en la investigación de entrenamiento atlético es el área de la lesión leve en la cabeza. Varios informes han documentado cambios en la estabilidad postural en atletas que sufren lesiones leves en la cabeza usando mediciones tanto clínicas como instrumentadas.126-128, 148 Se necesitan más investigaciones para considerar el control postural a través de una plataforma de fuerza, de la cinemática, y de las medidas de EMG durante más actividades dinámicas y funcionales.

Rigidez Muscular y Articular

La rigidez muscular, definida como la relación de cambio en la fuerza por el cambio de longitud, 149.150 está comenzando a recibir atención desde varias perspectivas en la investigación ortopédica. Curiosamente, las características estrechamente relacionadas a la rigidez de las articulaciones ha sido un tema de interés durante muchos años en el campo de la reumatología.151, 152 En contraste con la rigidez muscular, lo que se refiere específicamente a las propiedades de rigidez exhibida por los tejidos tenomusculares, rigidez en las articulaciones implica la contribución de todos de las estructuras ubicadas dentro y sobre la articulación (músculos, tendones, piel, tejido subcutáneo, fascia, ligamentos, cápsula de la articulación y el cartílago). 151,152 En nuestros artículos previos, 2,3 revisamos la importancia teórica de la rigidez para la estabilidad articular funcional y el rol de los mecanorreceptores articulares en la regulación de la rigidez.Varios modelos de pruebas se han utilizado para medir la rigidez en los distintos niveles de activación muscular. El primer método mide la resistencia de la articulación al movimiento pasivo y, por tanto, refleja las características de rigidez de todas las estructuras que abarcan la articulación (rigidez articular) (Figura 10 A) . 151,152 Datos con respecto a la posición angular y la resistencia están relacionados con una ecuación polinómica, con la pendiente de la línea que representa la rigidez debido a la elasticidad (Figura 10B) .152 Recientemente, este modelo fue aplicado en una investigación ortopédica para determinar los efectos del sexo y el ángulo articular sobre la contribución de los músculos gemelos en la rigidez de la articulación del tobillo.153 Sinkjaer y cols154-156 han utilizado una versión compleja de este diseño de evaluación con una alta velocidad y un control servomotor para producir alteraciones angulares. El dispositivo de conducción motora aplica una alta velocidad con baja amplitud de movimiento a la flexión dorsal del tobillo. El dispositivo de perturbación usa potenciómetros para medir la resistencia del tobillo al movimiento de flexión dorsal y la posición de la articulación del tobillo y la EMG para medir la actividad muscular refleja. A través de su serie de estudios, Sinkjaer y cols154-156 han sido capaces de cuantificar no sólo las contribuciones de la rigidez intrínseca (rigidez antes de la activación del reflejo sensorio de estiramiento), sino también el rol que cumple el estiramiento reflejo en el suministro de rigidez articular (rigidez extrínseca). Datos de rigidez extrínseca pueden sugerir que a pesar de que la rigidez articular es mayor solo cuando se compara con la rigidez intrínseca, el reflejo no pueden reaccionar lo suficientemente rápido como para apoyar la articulación, lo que indica que la rigidez intrínseca puede ser el componente más significativo de la estabilidad. La rigidez intrínseca proporciona la primera línea de defensa para la estabilidad de las articulaciones cuando la fuerza se aplica a la articulación.149 ,156-160 Del mismo modo, Kirsch, Kearney, y Hunter161- 163han utilizado métodos similares para determinar la influencia de los niveles de activación y la posición angular en la mecánica de las articulaciones y de la rigidez.Otro enfoque de evaluación de rigidez se centra más en la rigidez del complejo músculotendinoso de una articulación en particular mediante el uso de un solo grado de masas del sistema resorte con componente de amortiguación. 149, 164.165

Con este método, se han utilizado dos enfoques diferentes. Oatis164 ha evaluado la rigidez mediante la medición de la amortiguación del movimiento de la articulación durante la relajación muscular. Por ejemplo, el sujeto estaba sentado con la pierna colgando fuera de la mesa. Cada ensayo consistió en examinar valores de la pierna relajada del sujeto, y

luego dejar caer la pierna, lo que permite el movimiento del péndulo libre. Los datos obtenidos de la flexión de la rodilla con un electrogoniómetro, así como de la evaluación antropométrica de las características de las extremidades, se calculó la rigidez de la rodilla. A diferencia de Oatis, 164 quien calcula la rigidez en ausencia de contracción muscular, McNair y cols149 y Wilson y cols165 miden la amortiguación de las oscilaciones inducidas en diferentes grados de contracción muscular. McNair y cols149 posicionaron sujetos en decúbito prono con la rodilla y la cadera flexionada a 30°. Haciendo que los sujetoscontraigan en un 30% 45% y el 60%, de la máxima contracción voluntaria del tendón de la corva, una suave fuerza se aplicó hacia abajo en la cara posterior de la extremidad. McNair y cols 149 calcula la rigidez mediante la medición de las características de oscilación de la extremidad con un acelerómetro. Como era de esperar, la rigidez aumentó en función de la contracción muscular debido al aumento en la activación de los puentes cruzados. 149

McNair y cols149 encontraron una correlación moderada entre la rigidez de los músculos isquiotibiales y la capacidad funcional en individuos con deficiencia de LCA. Estos resultados sugieren que los músculos isquiotibiales pueden resistirse a la traslación anterior de la tibia en la ausencia del LCA.Por último, la rigidez se ha medido durante las tareas funcionales, tales como correr, 166.167 saltar, 168.169 y aterrizar.170 La rigidez durante estas actividades se ha calculado mediante la determinación de la relación entre la fuerza de reacción vertical y el desplazamiento del centro de masa167 o la frecuencia natural del equivalente de masa-resorte.170 La ventaja de estos métodos es poder evaluar la rigidez en los movimientos funcionales. Los futuros investigadores deben considerar el uso de estos métodos para avanzar en los resultados de McNair y cols en relación a pacientes con deficiencia del LCA y en lo posible explicar el aumento de la incidencia, sin considerar lesiones de LCA en mujeres.

CONCLUSIONES

En conjunto, las técnicas que hemos discutido en este artículo proporcionan un medio para evaluar la integridad y la función de los componentes sensoriomotores mediante la medición de las variables a lo largo de las vías aferentes y/o eferentes y el resultado final de la activación músculo-esquelética. En la mayoría de los estudios, estas técnicas han sido utilizadas de forma aislada para comparar los grupos normales y anormales. Sin embargo, la realización de exhaustivas comparaciones de las variables tanto en las vías aferentes como en las eferentes en pacientes con diferentes combinaciones de estabilidad mecánica y funcional puede solidificar mejor nuestra comprensión del sistema sensoriomotor. Este tipo de investigaciones tienen posibles ventajas para identificar la coexistencia de déficit sensoriomotor después de una lesión y los patrones de compensación desarrollados exitosamente en pacientes que mantuvieron la estabilidad articular funcional en ausencia de la estabilidad mecánica.Una vez que el déficit y los patrones de compensación eficaces son identificados, los investigadores pueden comenzar a examinar las eficacias de las estrategias de manejo, tanto conservadoras como quirúrgicas, para restablecer la estabilidad funcional de la articulación. Las técnicas de medición discutidas en este artículo también se puede aplicar a las consideraciones prospectivas y preventivas de lesiones articulares. Las tendencias actuales de investigación incluyen la identificación de las principales diferencias entre los sexos y la influencia de la fatiga como factores predisponentes a la lesión articular. Optimizar la aplicación de investigación sensoriomotora en el ámbito clínico requiere el uso de la nomenclatura común y las técnicas comprendidas por los médicos e investigadores. Nuestro propósito era poner en marcha un puente de entendimiento, proporcionando una visión general de los procedimientos y técnicas de medición sensomotora disponibles en la actualidad.

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