Texto completo - Medicina Deportiva y Rehabilitación, Isocineticos y

SEMINARIO DE VALORACION FUNCIONAL DEL CUERPO HUMANO
Dra. África López Illescas
VALORACIÓN DE BALANCE MUSCULAR POR TECNICAS ISOCINETICAS I:
El ejercicio isocinético fue introducido en los últimos años de la década de los
60. Su popularidad como medio de musculación se basó en la teoría de que el ejercicio
isocinético era un estímulo de sobrecarga muscular superior al de los ejercicios de
resistencia progresiva. La noción es que el aparato isocinético resiste lo necesario
para mantener una velocidad prefijada todo el tiempo que el sujeto trata de exceder
la velocidad del dinamómetro, ofreciendo así una resistencia acomodada en el
recorrido. Con contracciones máximas, el aparato proporciona la máxima resistencia
contra este esfuerzo a través del arco entero de movimiento.
La combinación de microprocesadores con dinamómetros isocinéticos ha
permitido la rápida cuantificación de muchos parámetros de función muscular. Estas
mediciones pueden ser realizadas isométricamente en varias posiciones angulares e
isocineticamente (concéntrica o excéntricamente) en un amplio rango de velocidades
angulares.
Terminología – parámetros
El empleo de métodos directos para la valoración de la fuerza muscular exige la
determinación y normalización de los parámetros que se obtienen de las mediciones
con estos métodos. Un mejor conocimiento de la terminología empleada al describir el
rendimiento físico humano es conveniente para un mayor entendimiento entre los
profesionales del medio.
Momento y distribución angular de la fuerza
Siempre que se haya alcanzado la velocidad prefijada, la dinamometría isocinética permite medir, con un alto grado de reproductibilidad, diversas propiedades o
características del músculo esquelético en movimiento (Thistle y cols., 1967, Moffroid y cols., 1969). La fuerza humana es desarrollada a través de los sistemas de
palanca del esqueleto. Por consiguiente, los músculos generan momento de fuerza
(la medida de la tendencia de una fuerza a producir rotación alrededor de un eje:
fuerza por eje de rotación (F⋅d), también llamado torque, término anglosajón muy
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frecuentemente utilizado en la literatura) sobre una palanca. El valor máximo
ejercido en algún momento de un ejercicio se denomina momento máximo o pico (peak
torque o PT).
Moffroid y col. (1969) obtuvieron un coeficiente de correlación de r = 0.999
(p<0.05) entre los valores de momento predichos y los obtenidos a lo largo de todo el
arco de movimiento de la articulación.
La distribución angular de la fuerza
en el arco de movimiento
articular (ROM) del ejercicio es el factor que describe la curva isocinética, según
esta distribución se obtendrán los ángulos de cada momento de fuerza así como, el
ángulo del momento pico de fuerza, si consideramos el espacio recorrido en todo el
arco o en un sector del ROM, obtendremos valores de trabajo.
Potencia y trabajo
Potencia es la cadencia de transformación de la energía en trabajo o calor, o
alternativamente, el producto de la fuerza por la velocidad, o bien la división del
trabajo total realizado en una maniobra por el tiempo empleado en realizarlo. Para
determinar la potencia desarrollada, la fuerza ejercida a una determinada velocidad
se multiplica por esta velocidad. Pico de Potencia es la potencia generada cuando
un músculo se contrae máximamente a la velocidad de acortamiento óptima. La
relación entre la producción de potencia y la velocidad (contracciones concéntricas)
está condicionada por la relación fuerza-velocidad, de modo que mientras la máxima
fuerza de contracción concéntrica se da a bajas velocidades, la máxima potencia se
desarrolla
a una velocidad intermedia aproximadamente a medio camino entre
velocidad 0 º⋅s-1 y máxima velocidad. No se desarrolla potencia en una contracción
isométrica ni a máxima velocidad cuando no se desarrolla ninguna fuerza. Para
desarrollar la máxima fuerza posible en una determinada maniobra usando una
contracción concéntrica se debe elegir una velocidad baja, lo que implica producir
poca potencia. La generación de alta potencia implica la selección de una velocidad de
ejecución intermedia, lo que implica el desarrollo de menos fuerza de la máxima
posible. Se ha estudiado la generación de potencia del cuádriceps en sujetos
normales en un espectro de velocidades desde 60 a 500º⋅s-1, obteniéndose valores
progresivamente más altos de potencia media conforme la velocidad aumenta, hasta
que a partir de velocidades por encima de 300 º⋅s–1 estos valores de potencia media
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comienzan a decrecer, debido a la caída de la generación de fuerza. Probablemente,
el valor de velocidad angular en el cual se registran los mayores valores de potencia
difiere entre individuos y disciplinas deportivas, pero se puede aceptar una velocidad
de alrededor de 300 º⋅s–1 para obtener los máximos valores de potencia media (Donne
y Luckwill 1996). No obstante, consideramos que a esta velocidad, la duración de la
fase isocinética del movimiento es inaceptablemente baja y los fenómenos de
“overshoot”
inaceptablemente intensos para la obtención de valores puntuales
fiables de potencia, a pesar del filtrado automático de la señal provisto por los
dinamómetros modernos. De este modo, se realiza un test a velocidad intermedia
(180 º⋅s
-1
) que se encamina hacia la obtención de registros de fuerza y potencia
estandarizados. Para mantener un buen grado de consistencia, se aumenta el número
de repeticiones a 5, dado que la velocidad de ejecución es más alta.
También es posible calcular el trabajo realizado, definido como el producto
del momento de fuerza por la distancia angular ( grados) recorrida, o lo que es lo mismo el arco de movimiento a lo largo del cual se realiza la valoración. El trabajo total
realizado es igual al área englobada bajo la curva de momentos de fuerza. Moffroid y
col. ( 1969) obtuvo un coeficiente de correlación entre los valores predichos y los obtenidos de r = 0.946 (p<0.05).
Curva isocinética
La curva isocinética en la flexo-extensión de la rodilla es parabólica y se
puede estudiar y descomponer en distintas partes.
1. Pendiente de la parte ascendente de la curva (T.D.M.T. ): Corresponde al
tiempo de desarrollo en el que se obtiene el valor máximo del momento de fuerzas. Es
de morfología convexa.
2. Pico del momento de fuerzas (P.T.): Se representa el valor máximo del
momento de fuerzas.
3. Meseta: Es la que indica el tiempo que es capaz el grupo muscular de
mantener el trabajo máximo.
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4. Pendiente de la parte descendente de la curva (T.D.F.): Expresa la capacidad
muscular en los últimos grados de movimiento agonístico, es una curva convexa en su
primera porción para terminar ligeramente cóncava.
5. Espacio intercurva (T.I.R.): Indica el tiempo de reinervación recíproca. Es la
fase de cambio agonista/antagonista.
6. Area de la curva: Corresponde al trabajo efectuado por el grupo muscular.
Se considera como la capacidad del sujeto de mantener un valor de fuerza en todo el
arco de movimiento. En condiciones patológicas puede no ser proporcional al pico de
fuerza.
7. Morfología: La representación gráfica del ejercicio isocinético debe
considerarse como un aspecto muy significativo del estado del grupo muscular a
estudio. Sin embargo, aunque es sabido que la curva isocinética presenta un patrón de
alteración en determinadas patologías, no se dispone de datos suficientes para
establecer el valor diagnóstico patognomónico de las curvas con las diferentes
entidades patológicas.
Isocinético frente a ejercicio estático y dinámico de velocidad no controlada
La valoración de fuerza isométrica ha sido el método de evaluación más
aceptado y utilizado antes de la aparición de la valoración de fuerza isocinética. Por
esta razón son varios los estudios que han examinado las diferencias entre las fuerzas obtenidas mediante los dos métodos de valoración. La mayoría de estos estudios
han sido realizados en la musculatura de la rodilla por ser aquella en la cual la acción
muscular es más fácil de individualizar. Knapik y Ramos (1980) evaluaron el momento
de fuerza isocinético e isométrico producido por la musculatura flexora y extensora
de la rodilla del lado dominante en 352 varones.
El dinamómetro utilizado para este estudio fue un Cybex II (Lumex, Inc.,
Ronkonkoma, NY) a las velocidades de 0 º⋅s
º⋅s
–1
–1
para el test isométrico, y 30, 90 y 180
para el isocinético. En el test isométrico los extensores de la rodilla fueron
valorados a 120° de flexión y los flexores a 160° de flexión. En el análisis de
correlación se obtuvo una relación entre el momento isométrico y el isocinético a las
tres velocidades de r = 0.68 a r = 0.77
(p<0.05)para los extensores, y de r = 0.53 a
r = 0.65 (p<0.05) para los flexores. La correlación con la fuerza isométrica era mayor a las velocidades más lentas del isocinética, y los valores del momento producido
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tanto para la musculatura flexora como para la extensora eran mayores en el test
isométrico.
Scudder y col. (1980) estudió el momento isométrico en distintos puntos del
arco de movimiento, observando que los valores obtenidos eran siempre mayores que
los producidos en la valoración isocinética. En un estudio posterior de Knapik y cols.
(1983), 16 soldados varones fueron valorados con el propósito de comparar la relación
entre las medidas de fuerza isotónica, isocinética e isométrica de la musculatura flexora y extensora de la rodilla.
Para la valoración isocinética se utilizó un Cybex II a 36, 108 y 180 º ⋅ s
–1
y pa-
ra la isotónica una mesa N-K con el procedimiento de una repetición máxima. Las contracciones isométricas máximas se realizaron cada diez grados dentro de un rango de
20-90° de flexión. La correlación entre las variables evaluadas fue de r = 0.71 a r =
0.90 (p<0.05) para los extensores de la rodilla. La correlación más débil apareció entre el momento pico isométrico máximo y el isocinético a 180 º ⋅ s -1, mientras que la
más fuerte era la encontrada entre el momento isotónico máximo y el isocinético
a 180 º ⋅ s -1. El grado de correlación para los flexores iba de r = 0.47 a r = 0.80
(p<0.05). El mayor grado de correlación fue el encontrado entre el momento isométrico máximo y el isocinético a 36 º ⋅s –1, mientras que el menor fue el encontrado entre
el isocinético a 36 º ⋅s –1 y el isotónico.
Nunn
y
Mayhew (1988)
estudiaron las diferencias entre el momento
producido en valoración isométrica, isotónica e isocinética de la musculatura flexora
y extensora de ambas rodillas. La valoración isocinética se llevó a cabo en un Cybex
II a 60, 180 y 300 º ⋅s -1, tomando la mejor de las tres repeticiones realizadas para
el análisis de datos. Se evitó utilizar técnicas de corrección de la gravedad para
mantener la consistencia de la valoración en los tres métodos distintos.
La fuerza isométrica se evaluó también en el Cybex, a 69° de flexión para la
extensión y a 18° para la flexión. Para la valoración isotónica se utilizó un Nautilus de
extensión de pierna, definiendo el momento máximo como el máximo peso levantado
en 3 segundos y mantenido durante 2.
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Para el análisis de datos se obtenía la media de seis intentos. El análisis de
varianza reveló diferencias significativas entre los momentos máximos encontrados
en los tres métodos distintos de valoración (p<0.001). El valor de fuerza más elevado
se obtuvo en la valoración isotónica.
Murray y cols. (1980) utilizaron un Cybex II para estudiar el momento máximo isocinético e isométrico de la musculatura flexora y extensora de la rodilla
derecha en 72 sujetos varones. Las valoraciones se realizaron a 36 º⋅ s
–1
en el test
isocinético y a 30, 45 y 60° de flexión en el test isométrico, comparando los valores
de momento máximo obtenidos en los tres ángulos del test isométrico con los
resultantes en esos mismos ángulos en el test isocinético. Los valores obtenidos en
las contracciones isométricas eran significativamente mayores (p<0.01) en los tres
ángulos.
Independientemente de la metodología utilizada, todos los trabajos que han
estudiado las diferencias entre valoración de fuerza isométrica, isotónica e isocinética han encontrado valores de momento
superiores para los métodos isotónico e
isométrico, en comparación con el isocinético.
Hislop y Perrine (1967), compararon las resistencias y cargas encontradas
en condiciones de valoración isocinética con las de ejercicio a velocidad no controlada. En este último la palanca articular se mueve a lo largo de un arco en el que la
carga es máxima en los puntos de menor eficiencia mecánica del grupo muscular, concretamente en los extremos del arco.
Por otro lado, en ejercicio isocinético la resistencia es igual a la capacidad
muscular y por tanto la resistencia o carga es máxima en aquellos puntos de mayor
eficiencia mecánica. Por lo tanto, dada la validez y reproductibilidad con que es posible valorar la fuerza muscular dinámica de forma isocinética, dentro del campo de la
investigación se ha convertido en el método de examen de elección, frente a las
técnicas isotónicas e isométricas.
Ventajas del ejercicio isocinético
Seguridad
En ejercicio concéntrico el dinamómetro isocinético no aplica ninguna carga
externa sobre el miembro y toda resistencia encontrada por la musculatura es
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función de la fuerza ejercida por la misma. En ejercicio isotónico, la variación en eficiencia mecánica a lo largo del arco de movimiento produce diferencias entre la capacidad del músculo y la de la articulación, que pueden llegar a causar daño a esta última si tiene que soportar una fuerza superior a su capacidad. Ya se ha mencionado que
el ejercicio isocinético resiste o carga de forma óptima a la musculatura y articulación en todo el arco de movimiento, y que al no almacenar energía potencial, a una
contracción concéntrica no le sigue una excéntrica. Con ello estaremos reduciendo al
mínimo el riesgo de lesiones. Por otro lado, a diferencia del trabajo con peso libre, el
ejercicio isocinético no requiere un grado de habilidad y esfuerzo especiales con lo
que estaremos evitando la tensión excesiva que recae sobre músculo y articulaciones
cuando se trata de manejar peso libre.
Resistencia acomodable
Dado que la velocidad de movimiento es controlada, la resistencia ejercida por
el dinamómetro es proporcional a la cantidad de fuerza generada por el músculo o
grupo de músculos en acción, y por tanto máxima en todos los puntos del arco de
movimiento. La ventaja sobre los sistemas de pesas libres puede residir en que
mientras estos tienen un límite de carga igual a la máxima carga que pueda ser
movilizada en el punto más débil del arco, los aparatos isocinéticos disminuyen la
resistencia en aquellos puntos más débiles o de dolor del arco de movimiento, y la
aumentan en los puntos de mayor eficiencia mecánica en los que la fuerza
desarrollada es mayor
El conseguir un sistema de resistencia óptima y/o máxima ha sido uno de los
logros más esperados dentro del ámbito de la rehabilitación, y aunque según
Moffroid y cols. (1969) esto se consigue también con técnicas manuales como la
facilitación neuromuscular propioceptiva, estas últimas tienen el inconveniente de
carecer de objetividad en la valoración.
Análisis objetivo de la fuerza muscular
Esta tecnología permiten obtener información objetiva de la fuerza
muscular ejercida a todo lo largo del arco de movimiento ( Merlini y col. 1998). Una
vez especificada la velocidad angular deseada por el examinador, es posible obtener
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información acerca del momento de fuerza en función del tiempo o del ángulo de
desplazamiento. Conociendo el momento resultante de fuerza, la velocidad angular y
la longitud del brazo de palanca, es sencillo calcular la fuerza en el punto de
aplicación de la misma.
UTILIDAD DE LA VALORACION ISOCINETICA.
1. Prueba complementaria al diagnóstico de alteraciones articulares o/y musculares.
2. Método de valoración de la fuerza en deportistas.
3. Realizando programas de tratamiento en rehabilitación.
CONTRAINDICACIONES
1. Inflamación aguda articular
2. Rotura muscular en fase aguda
3. Bostezo articular inestable
4. Prueba dolorosa
5. Patología individual
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